• Welche Funktion übernehmen die Rektaldrüsen der marinen Elasmobranchii?

    Das Blut der Elasmobranchier ist zwar leicht hyperton, jedoch wird diese Hypertonie durch die organischen Osmolyte Harnstoff und Trimethylaminoxid (TMAO) erreicht. Durch die hohe osmotische Konzentration des Blutes ist zwar der Wasserhaushalt geschützt, trotzdem dringt Na+ ständig über die Kiemen dem Konzentrationsgradienten folgend ein. Die Rektaldrüsen kontrollieren den NaCl-Gehalt und regulieren das extrazelluläre Volumen.

  • Vielzeller bestehen zu 70 % aus Wasser. Wie verteilt sich das Körperwasser?

    Rund zwei Drittel des Körperwassers bildet die Intrazellulärflüssigkeit (IZF). Die restliche Flüssigkeit (Extrazellulärflüssigkeit, EZF) verteilt sich auf das Interstitium (IZF, circa 3/4 der EZF) und den Plasmaraum (Blutplasma circa 1/4 der EZF).

  • Was sind Osmokonformer und Osmoregulierer?

    Osmokonformer regulieren ihr "inneres" Milieu nicht, ihre Ionenkonzentration hängt von der Konzentration der Ionen im Außenmedium ab (Beispiel: marine wirbellose Tiere).Osmoregulierer (Beispiel: Vertebraten) regulieren aktiv ihr "inneres" Milieu, das sich in Bezug auf Ionenkonzentration und Osmolarität erheblich vom Außenmedium unterscheiden kann.

  • In welcher Form scheiden ammoniotelische, ureotelische Tiere und uricotelische Tiere stickstoffhaltige Endprodukte aus dem Stoffwechsel aus?

    Ammoniotelische Tiere scheiden den beim Proteinstoffwechsel anfallenden Ammoniak nur oder vorwiegend direkt als Ammonium zusammen mit anderen Ionen aus. Beispiele: einzellige Eukaryoten, Poriferen, Anneliden, Echinodermen, Actinopterygii und Urodelen. Ureotelische Tiere scheiden den anfallenden Stickstoff hauptsächlich in Form von Harnstoff aus. Harnstoff entsteht im Ornithin-Harnstoffzyklus in einem energieverbrauchenden Prozess. Beispiele: landlebende Amphibien und Säuger. Die Harnsäure ist das dominierende N-Ausscheidungsprodukt der uricotelischen Tiere. Sie synthetisieren Purine aus überschüssigem Stickstoff und bauen diese zu Harnsäure ab (Harnsäuresynthese). Harnsäure fällt bei allen Tieren durch den Abbau von körpereigenen oder mit der Nahrung aufgenommenen Purinbasen an, aber nur uricotelische Tiere verwenden die Harnsäuresynthese. Beispiele: Schlangen, Insekten, Vögel.

  • Was ist die Uricolyse?

    Beim Abbau von Purinen im Stoffwechsel entsteht Harnsäure. Diese Harnsäure kann von einigen Tiergruppen in der Uricolyse weiter abgebaut werden: über Allantoin, Allantoinsäure und Harnstoff bis zu Ammoniak. Der Abbau kann aber auch auf jeder der genannten Stufen enden. So scheiden fast alle Säuger Allantoin aus. Ausnahme: Der Mensch und menschenähnliche Affen scheiden die Harnsäure unverändert aus. Ein Teil der Actinopterygii scheidet Allantoinsäure aus, ein anderer baut sie weiter zu Harnstoff ab, viele wirbellose Tiere bauen Allantoin zum Ammoniak ab.

  • In Form welcher Verbindungen wird der im Proteinstoffwechsel anfallende Stickstoff ausgeschieden und wo sind die jeweiligen Vorteile?

    Der Stickstoff kann direkt in Form von Ammoniak ausgeschieden werden. Ammoniak ist aber ein starkes Zellgift und darf deshalb nicht in großen Mengen im Körper vorliegen. Da die Ausscheidung über Diffusion erfolgt, muss genügend Wasser vorhanden sein. Harnstoff ist ungiftig, gut wasserlöslich und kann in größeren Mengen im Körper vorliegen. Allerdings ist die Herstellung des Harnstoffs ein energieverbrauchender Prozess. Der Harnstoff spielt bei der Konzentrierung des Harns in der Niere eine große Rolle. Harnsäure ist ebenfalls ungiftig, aber im Gegensatz zum Harnstoff schwer wasserlöslich. Die Harnsäure wird in Form eines wasserarmen kristallinen Breis abgegeben. Harnsäure-Ausscheidung findet man hauptsächlich bei Tieren, die Wasser sparen müssen.

  • Welches osmoregulatorische Organ besitzen die Plathelminthen, wie ist es aufgebaut und wie funktioniert es?

    Das Osmoregulations- und Exkretionsorgan der Plathelminthen ist das Protonephridium. Es handelt sich dabei um einen blind endenden Kanal ektodermalen Ursprungs. Die Harnproduktion erfolgt im Protonephridium über Ultrafiltration in der Terminalzelle und anschließende Sekretion und Resorption im Kanal. Das Ende des Kanals mündet direkt oder mit vielen anderen gemeinsam über einen Sammelkanal nach außen.

  • Welche osmoregulatorischen Exkretionsorgane besitzen der Regenwurm und der Blutegel und wodurch unterscheiden sich diese Organe?

    Das osmoregulatorische Organ des Regenwurms (oder der Anneliden allgemein) sind die Metanephridien. Der Primärharn entsteht hier durch Ultrafiltration. Im Gegensatz dazu wird der Primärharn von Blutegeln nicht durch Ultrafiltration gebildet, sondern entsteht durch Sekretion. Deshalb spricht man hier von einer Sekretionsniere.

  • Was versteht man unter einer cryptonephridialen Anordnung der Malpighi-Gefäße von Arthropoden?

    Bei den cryptonephridial angeordneten Malpighi-Gefäßen sind die Enden der Gefäße mit dem Rektum verwachsen und bilden eine physiologische Einheit, die von der impermeablen Perinephridialmembran umgeben ist. Malpighi-Gefäße, Perirektalraum und Rektum sind dabei nach dem Gegenstromsystem angeordnet. Durch diese Anordnung und die impermeable Membran wird eine noch bessere Resorption von Wasser und Ionen ermöglicht. Dadurch entsteht ein sehr effektives Exkretionsorgan, das in etwa genau so leistungsfähig ist wie die Wirbeltierniere.

  • Wie ist ein Nephron aufgebaut?

    Das Nephron ist die funktionelle und anatomische Grundeinheit der Wirbeltiernieren. Es besteht aus einem blind endenden gewundenen Rohr, das an seinem Ende zur Bowman-Kapsel aufgetrieben ist. Darin liegt ein Kapillarknäuel, der Glomerulus. Daran schließt sich der Tubulus, ein röhrenförmiger Kanal an. Der Tubulus wird in den proximalen Tubulus und den distalen Tubulus unterteilt. Bei den Säugetieren und den Vögeln liegt zwischen proximalen und distalen Tubulus die Henle-Schleife, eine dünne haarnadelförmig gekrümmte Schleife. Der distale Tubulus geht in das Sammelrohr über.

  • Wodurch unterscheiden sich juxtamedulläres und corticales Nephron?

    Sie unterscheiden sich durch ihre Lage in der Niere. Der Glomerulus des juxtamedullären Nephrons liegt im inneren Bereich des Cortex, seine lange Henle-Schleife reicht weit ins Mark hinein. Das corticale Nephron liegt mit seinem Glomerulus im äußeren Cortex und es besitzt eine kürzere Henle-Schleife, die nur wenig ins Mark hineinreicht.

  • Wie wird der Harn in der Wirbeltierniere gebildet ?

    Die Harnproduktion erfolgt in drei Schritten: Der erste Schritt ist die glomeruläre Filtration, hierbei entsteht der Primärharn. Den zweiten Schritt bildet die tubuläre Resorption. Hier werden bis zu 90 % des Wassers und die meisten Ionen aus dem Filtrat wieder aufgenommen. Der dritte Schritt besteht aus der tubulären Sekretion von Stoffen durch aktiven Transport

  • Von welchen Faktoren hängt die glomeruläre Filtrationsrate ab?

    Die Filtrationsrate hängt ab von den hydrostatischen Druckverhältnissen im Lumen der Kapillaren und im Lumen der Bowman-Kapsel, dem kolloidosmotischen Druck, bedingt durch den Verbleib von Proteinen im Kapillarplasma, und von den Eigenschaften des dreischichtigen Gewebes, das den Ultrafilter bildet.

  • Was versteht man unter der Autoregulation der Niere?

    Die Autoregulation der Niere gewährleistet eine gleichmäßige renale Durchblutung und somit eine konstante Filtrationsrate, selbst bei Änderungen des Blutdrucks zwischen 90 und 180 mmHg. Dafür sorgen verschiedene Regulationsmechanismen: der myogene Tonus, das tubuloglomeruläre Feedback (TGF) und das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System.

  • Welches Hormon beeinflusst die Wasserpermeabilität im distalen Tubulus und Sammelrohr?

    Die Wasserpermeabilität des distalen Tubulus und Sammelrohrs steht unter Kontrolle des antidiuretischen Hormons ADH, eines Peptidhormons, das vom Hypophysenhinterlappen freigesetzt wird.

  • Was ermöglicht die Harnkonzentrierung bei Säugern?

    Eine Harnkonzentrierung ist bei Säugern durch die Anordnung von Henle-Schleife, dem Gefäßbündel Vasa recta und dem Sammelrohr im Gegenstromprinzip möglich. Erzeugt wird die Harnkonzentrierung durch die unterschiedlichen Permeabilitätseigenschaften der beteiligten Segmente. Eine weitere wichtige Rolle spielt der Harnstoff.

  • Welche Rolle spielt die Niere bei der pH-Regulation?

    Die Niere spielt bei der Ausscheidung von fixen Säuren und beim Ausgleich des Bicarbonatverhältnisses im Körper eine bedeutende Rolle. Bei einer normalen HCO3–-Konzentration wird das filtrierte Bicarbonat vollständig zurückgewonnen. Wichtig ist dafür eine Ansäuerung der tubulären Flüssigkeit durch H+-Ionen. Außerdem übernehmen zwei weitere Puffersysteme, Phosphatpuffer und Ammoniak/Ammonium-Puffer, die Regulation des pH-Wertes.

  • Wie unterscheiden sich die Osmoregulation von marinen und limnischen Actinopterygii?

    Die Extrazellulärflüssigkeit von marinen Actinopterygii ist im Vergleich zum Meerwasser hypoton. Um den ständigen Wasserverlust zu kompensieren, trinken diese Tiere Meerwasser. Sie absorbieren im Gastrointestinaltrakt Ionen aus dem verschluckten Wasser. Überschüssige Ionen werden entweder über Chloridzellen im Kiemenepithel aktiv ins Meerwasser abgegeben oder über die Nieren durch Sekretion ausgeschieden. Ihr Harn ist isoton. Süßwasserfische sind im Vergleich zum Süßwasser hyperton, d. h. sie nehmen über die gesamte Körperoberfläche, aber besonders über die Kiemen, viel Wasser auf. Sie trinken kein Wasser und scheiden einen im Vergleich zum Blut hypoosmotischen Harn aus. Ihren Nettoverlust an Salzen gleichen sie durch eine aktive Ionenaufnahme über Chloridzellen in den Kiemen aus.

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