Höhere Säugetiere

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Höhere Säugetiere
Breitmaulnashorn (Ceratotherium simum)
Kleiner Igeltenrek (Echinops telfairi)
Halsbandpekari (Pecari tajacu)
Braunbrustigel (Erinaceus europaeus)
Afrikanischer Elefant (Loxodonta africana)

Systematik
Reich: Tiere (Animalia)
Stamm: Chordatiere (Chordata)
Unterstamm: Wirbeltiere (Vertebrata)
Klasse: Säugetiere (Mammalia)
Unterklasse: Lebendgebärende Säugetiere (Theria)
Teilklasse: Höhere Säugetiere
Wissenschaftlicher Name
Eutheria
Gill, 1872

Die Höheren Säugetiere oder Plazentatiere (Placentalia beziehungsweise unter Einschluss der fossilen Stammlinienvertreter als Eutheria bezeichnet) zählen innerhalb der Säugetiere (Mammalia) zu den Lebendgebärenden Säugetieren (Theria). Die zweite Gruppe der Theria sind die Beutelsäuger (Marsupialia).

Inhaltsverzeichnis

Externe Morphologie

Körperform

Höhere Säugetiere treten in allen Größenordnungen auf. Die kleinsten Plazentalier (und diekleinsten Säugetiere überhaupt) sind mit einem Maximalgewicht von 2 g die Etruskerspitzmaus (Suncus etruscus) sowie die Schweinsnasenfledermaus (Craseonycteris thonglongyai) Auch das größte lebende Säugetier, der Blauwal (Balaenoptera musculus) mit annähernd 30 m Länge und einer Körpermasse von bis zu 180 t , ist ein Höheres Säugetier. Grundlegende Merkmale aller Säugetiere sind das Vorhandensein von Milchdrüsen und Haaren. Die äußeren Formen der Höheren Säugetiere sind hingegen höchst variabel. Die äußere Gestalt ist meist an den Lebensraum angepasst. Kleine Nagetiere (Rodentia) haben beispielsweise ein dichtes Fell, Wale (Cetacea) und Seekühe (Sirenia) verfügen über fast keine Haare auf der Körperoberfläche. Säugetiere, die aufgrund ihrer Lebensräume ihre Körperwärme bewahren müssen, haben meist eine spindelförmige Körperform und keine Anhängsel und somit eine geringe Körperoberfläche relativ zum Gewicht. Säuger, die in trockenen Regionen leben, haben lange, schlanke Körper und Gliedmaßen. Hier ist die Körperoberfläche in Verhältnis zum Gewicht sehr groß. Die Formen der Gliedmaßen sind sehr unterschiedlich. Die meisten terrestrischen Arten sind Zehengänger, die Gliedmaßen zeigen sich in unterschiedlichem Ausmaß und in einer Variabilität in der Anzahl der Zehen. Nagetiere haben beispielsweise 5 Zehen, Paarhufer (Artiodactyla) und Unpaarhufer (Perissodactyla) weisen 2 Zehen auf. Bei fliegenden Säugetieren sind die Schenkel stark modifiziert, um die Flugeigenschaften zu gewährleisten. Bei Meeressäugern fehlen die Hinterbeine. Der Schädel ist in Form und Größe sehr variabel. Ein Kopf kann lang, schmal, breit oder auch kurz sein. Zahlreiche Hirsche (Cervidae) und Rinderartige (Bovidae) tragen große Geweihe und Hörner. Viele Fledermäuse (Microchiroptera) weisen große Ohren und komplexe Nasenblätter auf. Delfine (Delphinidae) verfügen über lange Schnäbel und gerundete Melonen. Sehr viele Höhere Säugetiere verfügen über einen Schwanz, bei wenigen ist der Schwanz nur rudimentär vorhanden. Selbst beim Menschen, der keinen externen Schwanz hat, sind 4 kleine Schwanzwirbel vorhanden. Dieses ist als Steißbein bekannt. Die Form des Körpers ist häufig als Mittel der Kommunikation im sozialen Miteinander, insbesondere bei der Fortpflanzung zu sehen. Männchen sind meist größer als Weibchen oder verfügen beispisweise über imposante Mähnen und ähnliches. Bei Arten mit einer polygynen Fortpflanzung zeigen sich zwischen den Geschlechtern besonders große Unterschiede (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Körperhülle

Die Haut bildet die Schnittstelle zwischen dem Organismus und seiner Umwelt und verfügt über spezielle Funktionen, die nicht bei anderen Wirbeltieren zu finden sind. Hier ist insbesondere die Temperaturregelung zu nennen. Die Haut variiert in Färbung, Textur, Duft und Temperatur (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Epidermis und Anhangsgebilde

Die äußere Schicht der Haut ist die Epidermis (Oberhaut) und besteht aus nicht-vaskulärem, geschichteten Epithel. Diese äußerste Hautschicht ist die Schutzhülle gegenüber der Umwelt. Die Epidermis besteht aus einer variablen Anzahl von Schichten von Zellen. Die oberen Schichten neigen zur Verhornung. Die Dicke der Epidermis variiert je nach Tierart und der Region des Körpers. Beispielsweise ist die Epidermis an den Füßen besonders dick und widerstandsfähig gegenüber Umwelteinflüssen. Dies ist beispielsweise bei Nagetieren (Rodentia) und auch bei Katzen (Felidae) der Fall. Hauptbestandteil der Epidermis ist das Protein Keratin, das auch Keratinozyt (Hornbildende Zelle) genannt wird. Keratin ist nicht wasserlöslich, die Epidermis wirkt somit wasserabweisend. Der Prozess der Verhornung ist nicht nur bei der Epidermis zu beobachten, sondern auch bei den Haaren, Hufen, Hörnern, Krallen und Nägeln. Die Haarfollikel und die Hautdrüsen stehen in enger Beziehung; Schweiß- und Talgdrüsen sind Derivate der Epidermis. Jedes Haar besteht aus einem Stab von länglichen keratinisierten Zellen, die einen Faden bilden, und ist in einer zentralen Medulla eingebettet. Das Mesenchym an der Basis eines sich entwickelnden Haares bilden vaskuläre Papillen und die Epidermiszellen. Ist das Haar dicht und lang, dient es der Erhaltung der Körperwärme. Sekrete aus Talgdrüsen machen das Fell wasserdicht. Die Haare sind auch mit Nervenfasern versehen. Diese liegen meist in den Haarfollikeln. Fast alle Säugetiere verfügen über hochsensible Vibrissen. Diese sind in der Regel länglich und versteift. Meist liegen die Vibrissen im Bereich der Schnauze. Jede Talgdrüse besteht aus ein paar kurzen Säcken, den Alveolen. Spezielle Sekretzellen produzieren den Talg in den Drüsen. An jedem Haar ist ein Haaraufrichtemuskel bzw. ein Haarbalgmuskel angeschlossen. Die Schweißdrüsen sind röhrenförmig und äußerst variabel in der Form. Schweißdrüsen sind bei aquatischen und semiaquatischen Tieren reduziert. Die Sekretzellen im basalen Teil der Drüse sind von den Myoepithelzellen umgeben. Dies sind kontraktile Epithelzellen mit den Eigenschaften von glatten Muskelzellen. Die Spitzen der Zehen von Säugetieren sind fast immer mit gehärteten Platten aus Keratin versehen. In der simpelsten Form ähneln diese gehärteten Platten denen von Reptilien und Vögeln. Die Hörner verschiedener Säugetierarten enthalten ebenfalls Keratin. Das Geweih der Hirsche (Cervidae) ist jedoch rein knöchern. Die Haut kann auch schuppig sein wie es beispielsweise beim Schwanz der Ratten (Rattus) der Fall ist. Zyklische epidermale Zellproliferation (Vermehrung von Gewebe) ist ein charakteristisches Merkmal von Wirbeltieren und wahrscheinlich folgt der Prozess einem autonomen Rhythmus über geregelte neurochemische Systeme. Dies sind spezielle Reaktionen auf Reize aus der Umwelt. Periodisches Haaren der äußeren Epidermis, das sogenannte Mausern, steht mehr oder weniger eng in Verbindung mit saisonalen Faktoren (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Haut-und Temperaturregelung

Im Fell bildet sich zwischen den Haaren eine Luftschicht, die den Körper isoliert und den Wärmeaustausch mit der Umwelt reduziert. Das Luftrückhaltevermögen ist bei einigen Tierarten durch eine Aufrauung der Oberfläche der Haare erhöht. Dies ist beispielsweise bei Schafen (Ovis) der Fall. Das Fell besteht oftmals aus unterschiedlichen Haaren. So sind bei zahlreichen Arten neben einer dichten Unterwolle auch gröbere Grannenhaare vorhanden. Jahreszeitlich kann das Fell eine unterschiedliche Dichte aufweisen. Nicht alle Säugetiere verwenden eine Luftschicht für die Beibehaltung der Körperwärme. Wale, Robben und andere Meeressäuger verfügen über eine dicke Fettschicht, die eine isolierende Schicht bildet. Die Haut verfügt über Mechanismen für die Abgabe, sowie der Beibehaltung der Körperwärme. Einige Schweißdrüsen produzieren eine wässrige Lösung, durch die der Körper gekühlt wird. Die Kühlung entsteht durch Verdunstung. Der Abfluss der Wärmemenge von der Hautoberfläche kann auch durch den Blutfluss geregelt werden. Blut fließt durch dünne Kapillargefäße und kühlt die Hautoberfläche. Andere Tiere hecheln, um über die Lunge Wärme abzugeben, z.B Hunde (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Duftdrüsen

Zahlreiche Arten der Säugetiere verfügen über wichtige Duftdrüsen. Diese dienen der Reviermarkierung und der Erkennung untereinander. Dies trifft vor allem auf sozial orientierte Säugetiere zu. So finden beispielsweise die Geschlechter während der Paarungszeit zueinander. Die meisten Arten verfügen daher über einen hoch entwickelten Geruchssinn. Duftdrüsen liegen in der Haut an verschiedenen Teilen des Körpers. Hier sind beispielsweise die Analdrüsen bei vielen Hundeartigen (Canidae) oder die Drüsen in der Leistengegend bei Paarhufern (Artiodactyla) zu nennen. Einige Arten der Fledermäuse verfügen über drüsige Kehlsäcke, deren Funktion ist jedoch noch weitestgehend unbekannt (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Milchdrüsen

Milchdrüsen sind für Säugetiere charakteristisch und dienen der Ernährung des Nachwuchses in den ersten Lebenswochen oder -monaten. Die Drüsen liegen artabhängig paarig in der Achselhöhle, in der Leistengegend oder am Bauch jeweils entlang der Mittellinie. Im Ruhezustand bestehen die Milchdrüsen aus einem verzweigten System von Kanälen. Während der Tragezeit teilt sich das Epithel dieser Kanäle und sekretorische Alveolen (lateinisch alveolus kleine Mulde) beginnen nach der Geburt mit der Milchproduktion. Die Arbeitsweise der Milchdrüsen ist abhängig von der Wechselwirkung des vielfältigen und komplexen Nervensystems und endokriner Faktoren. Das Wachstun des Kanalsystems wird durch Estrogene (Östrogen) und dem Progesteron angestoßen. Aber auch die Hypophyse (Hormondrüse) hat einen direkten Effekt auf das Wachstum der Drüsen, insbesondere durch die Ausschüttung von Prolaktin und Somatotropin. Die anhaltende Sekretion von Prolaktin durch die Hypophyse ist wahrscheinlich für die Aufrechterhaltung der Laktation, also die Milchabgabe erforderlich. Die Milchabgabe ansich wird durch den Saugreflex der Jungen ausgelöst (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Lederhaut

Das Gewebe der Lederhaut (Dermis) bildet einen zähen, elastischen und flexiblen Belag auf der Oberseite des Körpers und enthält glatte Muskulatur und Blutgefäße. Unterhalb der Dermis befindet sich die Subkutis, also die Unterhaut und enthält eine große Menge an Fettgewebe. In der Dermis enden fast alle Nervenenden. Ferner sind hier Blutgefäße vorhanden, die bis in die Epidermis reichen (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Hautmuskulatur und Allgemeines

Die Haut enthält glatte Muskelfasern, die einen gewissen Grad an Bewegungen erlauben. Ferner ist bei den meisten Säugetierarten auch quergestreifte Muskulatur vorhanden, die mit der Hautmuskulatur artikulieren.

Die Farbe der Haut und ihrer Anhangsgebilde ist für gewöhnlich dezent und dient dem Verbergen. Auffällige Farben treten selten auf. Zudem ist die Mehrheit der Säugetiere farbenblind. Der Geruchssinn spielt eine wesentlich größere Rolle. Viele Säugetiere haben ein Fell in verschiedenen Farben, das auch noch saisonal variieren kann. So sind einige Arten im Winter in arktischen Regionen weiß gefärbt, im Sommer eher braun oder graubraun. Die Fellfärbung dient mitunter der Feindvermeidung. Die Haut ist weitmehr als nur eine passive Abdeckung der Körperoberfläche. Sie spielt eine Rolle bei der Temperaturregelung und wechselnden Umweltfaktoren sowie dem Schutz vor Abrieb und Infektion. Auch die Tarnung kann eine Rolle spielen. In der Haut erfolgt zudem die Synthese von Vitaminen und die Sekretion von Talg, Schweiß, Milch und Düften (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Interne Morphologie

Skelett

Das knöcherne Endoskelett bildet die grundlegende Stützstruktur und dient zudem als Ansatzpunkt für die Muskulatur. Das Skelett fungiert darüber hinaus als Speicher von Mineralstoffen und Fett sowie der Bildung von roten Blutkörperchen. Knochen sind ein lebendes Gewebe, durchzogen von Gefäßen und Nerven. Knochen bestehen im Wesentlichen aus Bindegewebsfasern mit mineralisierten Substanzen. Dadurch weisen Knochen eine gewisse Elastizität auf. Die Form und Struktur der Knochen sind angepasst an die Funktion. Teile des Skeletts können aus Knorpel bestehen. Dies ist meist eine vorübergehende Bildung, da die Substanz in der Regel später in Knochen umgewandelt wird. Knorpel ist weder so hart noch so stark wie Knochen, jedoch ist Knorpel wesentlich flexibler. Die Untersuchung der skelettalen Strukturen spielt eine wichtige Rolle bei der Erforschung der Evolution der Säugetiere. Skelett-Teile sind resistent gegen Verwesung und bleiben so als Fossilien erhalten. Knochen sind somit ein wichtigstes Mittel in der Phylogenese. Die Phylogenese ist die stammesgeschichtliche Entwicklung der Gesamtheit aller Lebewesen. Wo sich zwei Knochen lose aufeinander bewegen, bilden Gelenke einen Puffer. Die Reibung wird durch Bindegewebe oder Knorpel gedämmt. Die Bewegungen an den Gelenken wird hauptsächlich durch Muskeln gesteuert (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Der Schädel (Calvaria) spiegelt die wichtigsten Funktionen des Kopfes wieder und weist genetische Faktoren auf, die der Bestimmung dienen. Dies trifft insbesondere auf die Kiefer und die Zähne zu. Der Schädel besteht aus einer Knochenkapsel und beinhaltet Gehirn, Augen, Nase und Mund. Eine große Zahl von kleinen Knochen bildet den Schädel im Ganzen. Ein großer Teil des Schädels entwickelt sich aus dem knorpeligen Chondrocranium. Hier sind insbesondere die Schädelbasis, Teile der Seitenwände und die Kapseln der Nasen- und Gehörorgane zu nennen. Bei Säugetieren verknöchern fast alle Teile des Chondrocranium. Dies ist vor allem während der Embryonalentwicklung feststellbar. Bei einigen Gruppen wie Ohrenrobben (Otariidae), Walrosse (Odobenidae) oder Hundsrobben (Phocidae) fehlt das Tränenbein (Teil des Gesichtsschädels). Den höchsten Grad an Spezialisierung weisen Wale (Cetacea), insbesondere Zahnwale (Odontoceti) in Form einer asymmetrischen Schädelform auf. Das kaudale Ende der Schädelhöhle ist durch das paarige Hinterhauptbein begründet. Der Boden der Schädelhöhle erweitert sich rostral in den Foramen magnum (großes Hinterhauptloch). Das innere des Schädels ist rundlich und beinhaltet das Gehirn und Muskelansatzstellen. Kaudal ist der Schädel abgeflacht. Die Pars mastoidea trägt ventral den Warzenfortsatz, der als Ansatz von Halsmuskeln dient. Der Schädel umschließt das Gehirn, ist an der Basis jedoch hohl, um den Durchtritt von Hirnnerven und Blutgefäßen zu ermöglichen.

Maul eines Löwen (Panthera leo)
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Maul eines Löwen (Panthera leo)

Die Nasenhöhle ist dorsal durch die Nasenbeine und lateral mit Knorpel begründet. Vom Rachen ist die Nasenhöhle durch den Gaumen getrennt. Ein System von Nasennebenhöhlen ist mit der Nasenhöhle verbunden. Der Umfang und die Komplexität der Nasennebenhöhlen ist artabhängig hoch variabel. Bei aquatischen Säugetieren fehlen diese sogar völlig, bei Paarhufern (Artiodactyla) sind die Nasennebenhöhlen besonder stark ausgeprägt. Am Ende der Nasenhöhle liegt das sogenannte Siebbein, einem Knochen des Hirnschädels. Mittig vom Keilbein zieht sich das Pflugscharbein (Vomer) in die Nasenhöhle. Ist ein Tränenbein vorhanden, so liegt es seitlich der Nasenhöhlenwand. Das Tränenbein ist ein Schädelknochen und Teil der Augenhöhle. Hier liegt auch der Tränensack. Die Augen- und Teile der Nasenhöhle werden vom Jochbein (Jugale) geformt. Das Stirnbein bildet den oberen und hinteren Teil der Augenhöhle. Die Mundhöhle ist seitlich durch die Wangen, nach oben durch den Gaumen und nach unten durch den Mundboden begrenzt (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Die Größe und Form der Zähne variieren von einfachen, konischen (homodont) bis hin zu hoch spezialisierten heterodonten Gebissen wie beispielsweise die Schneidezähne von Nagetieren und die Backenzähne von Pflanzenfressern oder Fleischfressern. Das Gebiss der Säugetiere ist diphyodont, es durchläuft demnach 2 Dentitionen (Milchzähne, bleibendes Gebiss). Nur bei wenigen Arten werden die Milchzähne schon in der Gebärmutter resorbiert. Ein Zahn entsteht durch Sekretion von Ameloblasten in einer Verdickung des Ektoderm. Ameloblasten sind spezielle Zellen, die den Zahnschmelz bilden. Odontoblasten sezernieren das Dentin (Zahnbein). Dieses sind Zellen mesenchymalen Ursprungs. Überzogen ist ein Zahn durch den Schmelz, der härter ist als das Dentin oder der Zement. Zahnschmelz wird im Ektoderm gebildet. Die Zahnwurzel ist mit Blutgefäßen und Nerven durchzogen und liegt in der Pulpahöhle. Im Mundboden, an der Basis der Zunge, befindet sich das sogenannte Zungenbein und ist an Bändern und Muskeln aufgehängt. Ein Verbindung mit dem restlichen Skelett besteht demnach nicht. Das Zungenbein besteht aus einem Mittelstück und 2 Paar hörnerartigen Fortsätzen. Die Fortsätze sind distal mit dem Schläfenbein und dem Kehlkopf verbunden (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Die Wirbelsäule der Säugetiere bildet das Rückgrat und hilft bei der Verteilung des Gewichtes und besteht aus Hals-, Brust- und Lendenwirbeln. Die Wirbel bilden die verknöcherten Elemente der Wirbelsäule. Jeder Wirbel weist 2 Querfortsätze auf. Weitere Fortsätze sind der Dornfortsatz und die Gelenkfortsätze. Von den Gelenkfortsätzen sind stets 4 vorhanden. Die einzelnen Wirbel sind über faserknorpelige Scheiben verbunden. Durch diese Verbindung mit Faserknorpeln (Symphyse) ergibt sich eine gewisse Beweglichkeit. Die Anzahl der Halswirbel ist bei fast allen Säugetieren mit 7 identisch. Die Anzahl der Brust- und Lendenwirbel ist äußerst variabel. Die Anzahl der Schwanzwirbel schwankt zwischen 3 und 50. Jeder Brustwirbel weist auf jeder Seite je eine Rippe auf. Es handelt sich hierbei um stabförmige Knochen, die den Brustkorb bilden. Lendenwirbel verfügen über keine Rippen, jedoch über lange Querfortsätze, die als Haltepunkt für die muskuläre Anlage dienen (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Die Gliedmaßen der Säugetiere dienen der Unterstützung des Körpers und wirken als Hebel. Die hinteren Gliedmaßen stehen mit der Wirbelsäule gelenkig über das Iliosakralgelenk (Kreuzbein-Darmbein-Gelenk) in Verbindung. Die vorderen Gliedmaßen stehen über das Schulterblatt mit dem axialen Skelett in Verbindung und sind nur durch Muskeln befestigt. Die vorderen Gliedmaßen sind demnach flexibler als die hinteren. Sie dienen den Säugetieren als Unterstützung bei der Fortbewegung, der Grabtätigkeit, dem Klettern oder auch dem Sammeln von Nahrung. Die Fähigkeit, die Gliedmaßen in verschiedene Richtungen zu bewegen ist bei den vorderen Gliedmaßen wichtiger als die Befestigung am Skelett. Besonders entwickelt ist diese Fähigkeit bei den Primaten wie dem Menschen. Durch die Gliedmaßen wird der Körper der Säugetiere vom Boden gehoben. Der Schultergürtel hat die Funktion, das Gewicht der Übertragung von Bewegungen zu verteilen. Er besteht meist aus den Komponenten Schulterblatt und Schlüsselbein, nur bei wenigen Arten besteht er aus dem Schulterblatt. Das Schulterblatt ist ein platter, dreieckiger Knochen. Die Gelenkpfanne dient der Artikulation mit dem Kopf des Humerus. Hierbei handelt es sich um eine relativ flache Schale. Diese ist beim Hüftgelenk deutlich tiefer. Der Humerus ist ein typischer Röhrenknochen, an dem Muskeln befestigt sind. Die Befestigungen befinden sich insbesondere am Gelenkknorren (Condylus occipitalis), den medialen und lateralen Epikondylen. Die Knochen des Unterarmes variieren insbesondere bei der Handwurzel (Manus) je nach Nutzung der vorderen Gliedmaßen. Eine Speiche (Radius) und eine Elle (Ulna) ist jedoch immer vorhanden. Die Ulna ist bei zahlreichen Arten, insbesonderem im distalen Abschnitt, reduziert. Bei manchen Arten sind die Handwurzelknochen miteinder verwachsen. Bei den meisten Arten zeigt sich zwischen den Mittelhandknochen und Fingerknochen eine große Beweglichkeit. In der Regel endet eine Hand in 5 Fingern bzw. Zehen. Der Daumen ist mehr oder weniger gegenüberstellbar zu den anderen Fingern. Hier sind insbesondere die Primaten zu nennen. Aufgrund der terrestrischen Fortbewegung ist die Zahl der Finger bei vielen Arten reduziert oder völlig verloren gegangen. Bei den hinteren Gliedmaßen zeigt sich eine geringere Neigungsfähigkeit als bei den vorderen Gliedmaßen. Sie dienen hauptsächlich bei der Fortbewegung dem Vortrieb. Das Körpergewicht lastet dabei hauptsächlich auf den Hinterbeinen. Die Beine dienen dabei als eine Art Hebel. Der Beckengürtel artikuliert mit einem oder mehreren Kreuzbeinwirbel am Iliosakralgelenk. Das Darmbein (ilium) ist ein platter Knochen, die Darmbeinschaufel zeigt insbesondere bei vierfüßigen Säugetieren nach vorn oben und bestehen aus dem Kreuzbeinhöcker und dem Hüfthöcker. Weitere Bestandteile des Beckens sind das Sitzbein und das Schambein. Die Pfanne ist eine tiefe Schale, in die der Kopf des Oberschenkelknochens passt. Die Kapsel ist kräftig entwickelt und mit leistungsfähigen Bändern versehen. Die Bänder begrenzen die Bewegung insbesondere auf der Sagittalebene. Die Spongiosa weist feine Knochenbälkchen, die sogenannten Trabekeln auf, die das Gewicht der röhrenförmigen kompakten Knochen verteilen. Die Tibia (Schienbein) ist ein wichtiges tragendes Element der Hinterbeine. Auf dem Wadenbein (Fibula) lastet weniger Gewicht und ist daher tendenziell etwas reduziert. Ein Fuß besteht aus den Zehen, dem Mittelfuß (Metatarsus) und der Fußwurzel (Tarsus) und ist ähnlich aufgebaut wie die Hand (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Muskulatur

Säugetiere besitzen ein ausgefeiltes System zur Aufnahme von Informationen aus der Umwelt. Dieses System steht zusammen mit entsprechend aufwendigen Effektoren in engem Kontakt mit dem nervösen System. Die Muskeln wandeln die statische Energie, die aus der Nahrung und dem Sauerstoff gewonnen wird, als Reaktion auf Nervenreize in kinetische Energie um. Die Muskulatur bildet 30 bis nahezu 50% der Masse eines Säugetiers (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Muskelfunktionen

Muskeln dienen zum einen der Fixierung am Skelett und zum anderen um dieses zu bewegen. Darüber hinaus werden auch Organe an ihrem Platz gehalten. Ein Muskel stellt dabei ein kontraktiles Organ dar. Bewegung wird durch wechselseitige Kontraktion und Erschlaffung erzeugt. Durch die Fixierung am Skelett wird eine Kraft auf den gesamten Muskel übertragen, ohne dass eine tatsächliche Bewegung auftritt. Dies wird auch als isometrische Kontraktion bezeichnet. Eine isometrische Kontraktion ist demnach nur eine Spannungsänderung im Muskel. Kann sich ein Muskel verkürzen, so nennt man dies isotonische Kontraktion. Man unterscheidet zwischen glatter und quergestreifter Muskulatur. Die quergestreifte Muskulatur ist in der Skelettmuskulatur und in der Herzmuskulatur zu finden. Die glatte Muskulatur wird vom vegetativen Nervensystem gesteuert, Herzmuskeln arbeiten stets. Die Muskeln des Skelettsystems werden willkürlich gesteuert. Das Gewebe der Muskeln besteht bis zu 80% aus Myofibrillen. Dies sind sehr feine Fasern (Muskelzellen). Glatte Muskulatur bekommt nicht nur Impulse vom vegetativen Nervensystem, sondern auch durch hormonelle Stimulation und lokale Veränderungen im Muskel. In der viszeralen, glatten Muskulatur unterscheidet man zwischen rhythmischer und tonischer Kontraktion. Ein Skelettmuskel beim Menschen eine Länge von bis zu 40 cm erreichen. Umhüllt ist ein Muskel mit Bindegewebe, dem sogenannten Epimysium bzw. der Faszie. Die einzelnen Muskelfasern werden als Endomysium bezeichnet. Über Haltebänder, den Retinacula, sind die Muskeln an Sehnen befestigt. Die Sehnen (Aponeurose) sind an Knochen befestigt und bestehen aus kollagenen Fasern vom Typ I und Typ III. In den distalen Teilen der Extremitäten sorgt die Muskelkontraktion für den venösen Rückfluss (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Kontraktionsmechanismus

Die quergestreifte Skelettmuskulatur besteht aus zahlreichen Myofibrillen, die zu Fibrillenbündeln zusammengefasst sind. Innerhalb der Myofibrillen bildet das Strukturprotein Aktin dynamische Filamente, die sogenannten Aktinfilamente. Sie sind elementarer Bestandteil des Kontraktionsapparates. Für die Kontraktion der Muskeln ist in der Gewebeflüssigkeit insbesondere Calcium notwendig und sorgt für die neuronale Anregung der Muskelfasern. Ist eine Kontraktion abgeschlossen, tritt eine Entspannung im endoplasmatischen Retikulum ein. Die Energie für eine Kontraktion wird aus Glykogen gewonnen. Es ist ein verzweigtes Polysaccharid und ist aus Glucose-Einheiten aufgebaut (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Muskelarbeit und Homöostase

Die chemischen Prozesse innerhalb der Muskulatur führen zur Produktion von Energie und Wärme. Säugetiere nutzen diese auch zur Kontrolle der Körpertemperatur. Wenn gekühltes Blut die regulierenden Zentren des zentralen Nervensystems erreicht wird Kältezittern ausgelöst, um durch die Produktion von Wärme Blut zu erwärmen. Diesen Vorgang nennt man auch Thermogenese oder Wärmebildung. Im Englischen wird dieser Vorgang auch als non-shivering bezeichnet. Man unterscheidet insbesondere zwischen muskuläre Thermogenese und biochemische Thermogenese. Bei der muskulären Thermogenese entsteht die Wärme in den Skelettmuskeln durch körperliche Arbeit oder Kältezittern. Bei der biochemischen Thermogenese wird Wärme im Ruhezustand erzeugt. Dies erfolgt unter anderem durch Verbrennen von Fettsäuren in der Leber oder im plurivakuolären (braunen) Fettgewebe (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Körperhöhlen

Körperhöhlen sind große, seröse Gebilde im Körperinnern. Dies sind die Bauchfellhöhle, die Brustfellhöhle, die Herzbeutelhöhle sowie die Skrotumhöhle. Das Coelom (griechisch coiloma = Hohlraum) ist ein mit Körperflüssigkeit gefüllter Hohlraum, der mit mesodermalen Epithel umgeben ist. Während der embryonalen Entwicklung umgibt das kraniale Ende des Coelom zur Bildung des Herzbeutels das Herz. In der Bauchhöhle (Peritonealhöhle) liegen die Bauchorgane wie Magen, Bauchspeicheldrüse, Milz, Dünndarm, Dickdarm, Leber, Gallenblase sowie der untere Teil des Oesophagus (Speiseröhre). Die Innenseite der Bauchhöhle ist mit dem Bauchfell ausgekleidet (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Verdauungssystem

Säugetiere besitzen einen inneren Antrieb der Nahrungssuche. Wie dieser Mechanismus jedoch abläuft, ist noch unzureichend erforscht. Das Muster der Nahrungsaufnahme läuft in artabhängig mehr oder weniger fixen Intervallen ab und entwickelt sich während der frühen postnatalen Entwicklung. Die Nahrungssuche wird wahrscheinlich durch Hunger in Verbindung mit der Kontraktion des leeren Magens ausgelöst. Man geht davon aus, dass auch komplexe Erinnerungen im zentralen Nervensystem eine große Rolle spielen. Für die Wahl der richtigen Nahrung spielen vermutlich Chemorezeptoren eine entscheidende Rolle. Weiterhin sind der Geruchs- und Geschmackssinn von entscheidener Bedeutung. Einige Arten wie Fledermäuse und Wale verfügen über noch speziellere Ortungsmöglichkeiten (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Verdauung

Die Nahrungsaufnahme und erste Verdauung beginnen im Maul. Insbesondere spezielle Enzyme des Speichels leiten den physikalischen und chemischen Prozess der Zersetzung der Nahrung ein. Die weitere Zersetzung erfolgt im Magen- und Darmtrakt. Hier werden auch die benötigten Moleküle aus der Nahrung entnommen und den Zellen zugeführt. Die chemische Verdauung wird durch Enzyme erwirkt, die über Drüsen abgesondert werden. Sie katalysieren biochemische Reaktionen und sind ein wichtiger Bestandteil des Stoffwechsels von Säugetieren. An der Zersetzung von Nahrung sind auch symbiotische Mikroorganismen im Darmsystem beteiligt. Die hohe Temperatur des Körpers unterstützt die Zersetzung der Nahrung. Die Zersetzung der Nahrung ist bei Pflanzenfressern komplizierter und umfangreicher als bei Fleischfressern. So besitzen Wiederkäuer beispielsweise einen Vormagen oder Pferde und Dugongs einen spezialisierten Dickdarm. Die Nahrungsbestandteile bewegen sich durch das Darmsystem aufgrund einer rhythmischen Peristaltik (Muskeltätigkeit von Hohlorganen) und wird durch neuronale Reflexe und chemische (hormonelle) Signale gesteuert. Die Darmmotilität wird auch von den Zentren der Medulla oblongata (hinterer Teil im Hirnstamm) und des Hypothalamus (Steuerzentrum des vegetativen Nervensystems) beeinflusst und gesteuert (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Maul

Die Nahrung wird in das Maul von Art zu Art unterschiedlich aufgenommen. Pflanzenfresser schneiden Gräser für gewöhnlich mit den Zähnen (bspw. Pferde) oder rupfen es mit der Zunge ab (bspw. Rinderartige). Bei einigen Pflanzenfressern sind die Frontzähne reduziert und die Gaumen sind hart und gezähnt (siehe Wiederkäuer). Wiederkäuer prodizieren zudem große Mengen an Speichel, der bei der ersten Verdauung der Nahrung behilflich ist. Die großen Speicheldrüsen liegen offen im Mund, in der Regel im Bereich des Unterkiefers. Die Zunge weist zahlreiche Papillen auf, die verschiedene Formen aufweisen können. In diesen Papillen liegen auch die Geschmacksknospen im Epithel. Die Nahrung wird im Maul gekaut und später abgeschluckt. Bei Wiederkäuern wiederholt sich dieser Vorgang. Fleischfresser schlucken die Nahrung relativ schnell ab. Auch größere Fleischbrocken können schnell über die Speiseröhre in den Magen gelangen (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Speiseröhre und Magen

Die Speiseröhre ist als Teil des Verdauungstraktes ein einfaches Rohr, durch das die Nahrung in kurzer Zeit in den Magen gelangt. Die Nahrung gelangt durch abgestimmte Muskelkontraktionen (Peristaltik) in den Magen. Durchzogen ist die Speiseröhre sowohl von gestreifter als auch von ungestreifter Muskulatur. Der eigentliche Schluckakt wird durch die willkürliche Muskulatur im Bereich des Mundbodens eingeleitet. Beim Abschlucken wird der Nasopharynx (Nasenrachenraum) geschlossen. So kann keine Nahrung in die Luftröhre gelangen. Die Nahrung gelangt durch den Rachenraum und den Ösophagusmund in die eigentliche Speiseröhre. Der Magen ist ein Verdauungsorgan. Er besteht aus einer oder mehreren Kammern, Wiederkäuer besitzen einen mehrhöhligen Magen mit insgesamt 4 Kammern. Der Magenmund, die sogenannte Cardia, ist der Übergang zwischen Oesophagus und Magen. Der Magenkröper endet in den Pylorus (Pförtner). Der Vormagen der Wiederkäuer wird als Pansen bezeichnet. Hier erfolgt der Aufschluss der Zellulose durch Mikroorganismen. Der Hauptmagen der Wiederkäuer wird als Labmagen (Drüsenmagen) bezeichnet und hat eine ähnliche Funktion wie ein einfacher Magen anderer Säugetiere. Die beiden anderen Vormägen der Wiederkäuer sind der Netzmagen (Reticulum) und der Blättermagen (Psalter). Im Psalter werden erhebliche Mengen an Flüssigkeiten durch die Wand resorbiert. Der drüsige Teil des Magens, also der Labmagen, weist wandig eine Drüsenschleimhaut und zahlreiche Spiralfalten auf. Bei Jungtieren von Wiederkäuern wird im Labmagen das Labferment produziert. Es handelt sich hierbei um eine Mischung aus Pepsin und Chymosin. Durch diese Enzymmischung kann Muttermilch verdaut werden. Die Sekretion der Magendrüsen wird durch neuronale Reflexe ausgelöst (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Dünndarm und Dickdarm

Die Nahrung gelangt aus dem Magen in flüssigem, breiartigem Zustand in den Darm. Zwischen dem Magen und dem Darm kontrolliert der Pylorus den Durchgang in den Darm und besteht aus glatter Muskulatur. Der erste Bereich des Darmes ist das Duodenum (Zwölffingerdarm). Hier sorgen Enzyme für die Verdauung und setzen den Prozess der Fermentation in Gang. Eine weitere Zersetzung der Nahrung erfolgt in den weiteren Bereichen des Dünndarms wie dem Jejunum (Leerdarm) und dem Ileum (Hüftdarm). Im Darm erfolgt die Absorption von Nährstoffen entweder direkt in die Blutbahn oder in die Chylusgefässe. Bestimmte Hormone gelangen ebenfalls in die Blutbahn, die die Funktionen der Bauchspeicheldrüse, der Gallenblase, des Darms und die Drüsen des Gefäßsystems beeinflussen. Der Dünndarm ist bei Pflanzenfressern kürzer als bei Fleischfressern. Dies hängt mit der Vergärung von pflanzlichen Nahrungsbestandteilen zusammen. Ausnahmen zeigen sich nur bei See-Elefanten und Pottwalen. Beide Tiergruppen verfügen über ein relativ langes Darmsystem. Im Dickdarm und Blinddarm sind zahlreiche Mikroorganismen enthalten. Er beginnt im Dünndarm und endet im Mastdarm. Eine wichtige Funktion des Dickdarms ist die Absorption von Wasser aus dem Darminhalt sowie die Sekretion von Schleim (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Leber und Bauchspeicheldrüse

Die Bauchspeicheldrüse, oder auch das Pankreas, ist direkt mit dem Zwölffingerdarm verbunden und sorgt als exokrine Drüse für die Produktion von Verdauungsenzymen. Sie ist jedoch auch eine endokrine Drüse, da in der Bauchspeicheldrüse Hormone abgegeben werden, die direkt in das Blut abgegeben werden. Die Sekretion ist sowohl hormon- als auch nervalgesteuert. Die Sekretion wird durch Nahrung im Zwölffingerdarm (Duodenum) ausgelöst. In der Bauchspeicheldeüse werden vor allem Trypsinogen, Lipasen und Amylasen produziert. Die Leber gehört zu den großen drüsigen Strukturen. Sie ist ein lebenswichtiges Organ mit vielen Funktionen. Dies sind die Sekretion, der Abbau und die Ausscheidung von Giften, Produktion von Galle, Synthese von Bluteiweißen sowie von Cholesterin. Auch Vitamine und Glukose werden in der Leber gespeichert. Die produzierte Galle wird in der Gallenblase gespeichert und dient der Verdauung von Fetten im Darmsystem. Über eine Gallenblase verfügen jedoch nicht alle Arten der Höheren Wirbeltiere. Diese fehlt beispielsweise bei Pferden (Equidae), Ratten (Rattus), Hirschen (Cervidae) und einigen Walen (Cetacea). Galle wird über den Gallengang in den Zwölffingerdarm abgegeben (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Atmungssystem

Säugetiere haben einen hohen Energiebedarf. Dieser ergibt sich bei warmblütigen Tieren insbesondere aus der hohen Aktivität. Sauerstoff wird über die Luftröhre (Trachea) aus der Atmosphäre entnommen. Bei der Luftröhre handelt es sich um ein elastisches, rohrartiges Organ. Die Zufuhr von Sauerstoff ist kontinuierlich. Eine Unterbrechung der Sauerstoffzufuhr für mehrere Minuten zieht erhebliche Beeinträchtigungen bis hin zum Ersticken nach sich. Der Gasaustausch zwischen Luft und Blut erfolgt in den Lungenbläschen der Lungen. Diese werden auch als Alveolen bezeichnet (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Nasaler Apparat

Die Nasengänge dienen zum einen dem Befeuchten und dem Erwärmen der Atemluft, zum anderen als Riechapparat. Luft, die über die Nasengänge eingeatmet wird, durchläuft ein Filtersystem, um Staub und andere Partikel zu entfernen. Bei Meeressäugern spielt der Geruchssinn der Nasengänge keine Rolle. Die Befeuchtung und Erwärmung der Luft erfolgt über das vaskularisierte Epithel in der Nasenmuschel. Spezialisierte Epithelzellen, das sogenannte Flimmerepithel, sorgen für die Reinigung der eingeatmeten Luft. Mit der Nasenhöhle sind die Nasennebenhöhlen verbunden und gehören zum Atmungsapparat. Die Funktionen der Nasennebenhöhlen sind noch nicht vollständig erforscht (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Kehlkopf und Lautbildung

Der Kehlkopf (Larynx) dient als Vorhalle und Ventil der Luftröhre. Er verhindert das Eindringen von Nahrung und Flüssigkeiten in die Atemwege und wird von einem Komplex aus Knorpeln umgeben. Die Knorpel werden durch Muskeln bewegt und bewirken das Schließen der Stimmritze. Der Kehlkopf befindet sich am Eingang des Rachens, der Kehldeckel (Epiglottis) kann durch die Wirkung von Muskeln geschlossen werden. Stimmbänder (Stimmlippen) ermöglichen die Produktion von Lauten oder Stimme beim Menschen und sind paarig angelegt (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Luftröhre und Lungen

Die Luftröhre ist mit dem Kehlkopf verbunden und besteht aus einem langen, elastischen Schlauch. Die Wände der Luftröhre sind mit hufeisenartigen Knorpeln versehen. Diese verhindern das Kolabieren der Luftröhre. Die einzelnen Knorpel sind durch Bänder miteinander verbunden. Kaudal teilt sich die Luftröhre in 2 Hauptbronchen. Diese verteilen sich im Folgenden in das Bronchialsystem, das in feinen Lungenbläschen, den sogenannten Alveolen, endet. Die Wände der Alveolen sind zu dünn. Dies ermöglicht einen leichten Austausch von Luft zwischen den Alveolen und dem Blut in den Kapillaren der Alveolarwände. Die Wände der Alveolen zeichnen sich zudem durch zahlreiche elastische Fasern aus. Die Wände der Bronchiolen enthalten hauptsächlich quergestreifte Muskulatur, die die motorische Innervation unterstützen. Die Luftröhre, Bronchien und Bronchiolen weisen ein großes Flimmerepithel auf. Dadurch werden auch feinste Staubpartikel zurückgehalten (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Atmungstausch

Mit jeden Atemzug tritt eine Veränderung der Luft in der Lunge auf. Die Lungen sind jedoch nicht vollständig bei jedem Atemzug geleert. Die Alveolarluft wird in den Brochien durch frische Luft ersetzt. Über die dünnen Alveolarwände gelangt der Sauerstoff in das Blut. Die Alveolen haben die Form von kleinen Bläschen. Sie setzen an den Enden der Brochien an. Zudem sind die Lungenbläschen (Alveolen) eng mit dem Kapillarsystem der Lunge verbunden. Die Erythrozyten, also die roten Blutkörperchen, dienen im Blut zum Transport des Sauerstoffes. Die Erythrozyten bestehen hauptsächlich aus dem Protein Hämoglobin. Die Aufnahme von Sauerstoff in die Lunge wird meist als äußere Atmung bezeichnet. Der Prozess der Oxidation im Gewebe wird als innere oder auch als Gewebeatmung bezeichnet (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Kontrolle der Atmung

Der gleichmäßige Rhythmus der Atmung wird durch die Wirkung der Atemwege über die Medulla oblongata kontrolliert. Die Medulla oblongata ist ein Teil des Hirnstamms und gehört somit zum Zentralnervensystem. Bestimmte Chemorezeptoren reagieren auf den Kohlenstoffdioxid-Gehalt des Blutes. Der Atemreiz wird bei unterschreiten einer gewissen Grenze an Kohlenstoffdioxid im Blut ausgelöst. Die Kontrolle der Atmung ist somit ein ausgeklügeltes System von chemischen und neuronalen Einflüssen auf das Atemzentrum (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Kreislaufsystem

Säugetiere verfügen über ein geschlossenes Kreislaufsystem. Da Blut die Gefäße nicht verlasst, gibt es keinen Kontakt mit anderen Zellen im Körper wie beispielsweise bei Wirbellosen Tieren. Der Transport des Blutes durch das Gefäßsystem bis in die kleinsten Kapillaren erfolgt vom Herzen aus über die Arterien und zurück zum Herzen über die Venen. Aufgrund der hohen und konstanten Körpertemperatur müssen Säugetiere große Mengen an Brennstoff zur Verbrennung transportieren. Die Blutzirkulation muss den wechselnden Anforderungen gerecht werden, um alle Teile im Körper mit ausreichend Blut zu versorgen (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Kreislauffunktionen

Der Transport von Sauerdtoff und Brennstoff zu den einzelnen Zellen erfolgt über die interstitielle Flüssigkeit. Diese Interstitialflüssigkeit füllt die Zellzwischenräume im Körper aus. Abfallprodukte werden über den Darm entfernt, Kohlendioxid wird über die Lunge dem Körper entzogen. Stickstoffhaltige Abfallprodukte und Harnsäure werden durch die Nieren ausgeschieden. Die Funktion des Kreislaufes dient somit der Aufrechterhaltung des Stoffwechsels über den Transport der interstitiellen Flüssigkeit. Die Zirkulation spielt auch eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung einer stabilen Körpertemperatur. Das Kreislaufsystem ist auch Hilfsmittel im Kampf gegen Erkrankungen und bei der Auskurierung von Verletzungen. Es produziert und trägt zudem Hormone in jeden Teil des Körpers. Das Blut wird mit Hilfe des Kreislaufsystems durch die beschriebenen Transportfunktionen in die verschiedenen Körpergewebe transportiert. Das Blut besteht zum einen aus Plasma und zum anderen aus zellulären Bestandteilen. Plasma besteht hauptsächlich aus Wasser und ist mit Proteinen, Salzen, Nährstoffen und gelösten Gasen angereichert. Der Salsgehalt entspricht der interstitiellen Flüssigkeit. Im Plasma sind zudem Albumin, Globulin und Fibrinogen enthalten. Albumin und Globulin sind globuläre Proteine, Fibrinogen ist ein Glykoprotein und dient der Blutgerinnung (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Die Blutzellen haben unterschiedliche Funktionen. Dies ist insbesondere der Transport von Sauerstoff durch die Erythrozyten, also durch die roten Blutkörperchen. Sauerstofftransportierende Proteine sind die Hämoglobine. Die Struktur der Erythrozyten ist bei den Säugetieren ungewöhnlich. Sie sind rund und nicht von ovaler Form. Eine Ausnahme bilden hier nur die Kamele (Camelus). Den reifen roten Blutkörperchen fehlt zudem ein Kern. Dies ist eine Anpassung an die gesteigerte Effizienz des Transportes von Sauerstoff. Die Leukozyten oder weißen Blutkörperchen sind weit weniger zahlreich im Blut enthalten als die Erythrozyten. Leukozyten erfüllen spezielle Aufgaben in der Abwehr von Krankheitserregern und sind somit Teil des Immunsystem. Ein weiterer Bestandteil des Blutes sind die Thrombozyten. Diese werden auch als Blutplättchen bezeichnet und sind die kleinsten Bestandteile des Blutes. Sie dienen insbesondere der Blutgerinnung (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Blutbildung, Hämatopoese

Die Zellproliferation (Wachstum von Zellen) und Differenzierung von Blutzellen erfolgen ein Leben lang. Die eigentliche Lebensdauer eines Blutkörperchens ist relativ kurz. Erythrozyten (rote Blutkörperchen) leben meist nur ein paar Monate, Leukozyten (weiße Blutkörperchen) sogar nur Stunden oder Tage. Im Embryonalstadium wird in der Leber aktiv Blut gebildet. Blutzellen werden auch in der fetalen Milz produziert. Gegen Ende der Entwicklung in utero verlagern sich die hämatopoetischen Aktivitäten in das rote Knochenmark. In der Milz erfolgt auch postnatal die Hämatopoese (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Herz und Großgefäße

Für den Transport des Blutes sorgt das Herz mit seinen rhythmischen Kontraktionen. Auf diese Weise wird sauerstoffreiches Blut in den Kapillaren transportiert. Das Herz stellt dabei die einzige Druckquelle dar. Es besteht bei Säugetieren aus der rechten und linken Herzkammer sowie jeweils einem Vorhof, dem Atrium. In der Truncus pulmonalis wird sauerstoffarmes Blut in die rechte Herzkammer transportiert. Die Aorta entspringt aus der linken Herzkammer. Die Arterien werden im peripheren Blutgefäß immer kleiner bis hin zu kleinen Kapillaren (Haargefäße). Die Wände der größeren Arterien bestehen aus einem elastischen Gewebe, das im Innern einer Arterie einen Mantel umhüllt. Arterien sind deutlich dehnbarer als Venen. Der Grund ist hierfür der deutlich höhere Druck in den Arterien. Die Pulsation der Arterien nimmt in Richtung der Kapillaren immer mehr ab. Ein weiteres Großgefäß ist das Lymphgefäß, dass mit dem Blutgefäß vergleichbar ist. Es dient zum Abtransport von im Gewebe vorkommenden Flüssigkeiten, der sogenannten Lymphe. Lymphknoten an bestimmten Stellen dienen der Filtrierung (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Regelung der Zirkulation

Die Herzschlagrate variiert je nach Art der Säugetiere sehr stark. Größere Säugetiere haben einen niedrigeren Herzschlag als kleine Säuger. Auch andere Faktoren wie beispielsweise Erregung oder körperliche Aktivitäten beeinflussen den Herzschlag. Afferente Impulse, um den Blutdruck zu senken oder zu erhöhen gehen von der Medulla oblongata aus. Spezielle Pressorezeptoren in der Gefäßwand des Sinus caroticus registrieren neben dem Gehalt an Sauerstoff und Kohlendioxid auch Druckveränderungen, die auf eine Erhöhung oder Senkung des Blutdrucks zurückzuführen sind. In der peripheren Zirkulation sorgt ein ausgeklügeltes System von Impulsen dafür, dass jeder Teil im Körper mit ausreichend mit Blut zur Aufrechthaltung der lebensnotwendigen Funktionen versorgt wird (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Harnwege

Die wichtigste Funktion der Harnwege ist die Beseitigung von Abfällen in Form von Urin aus den Nieren. Zu den Harnwegen gehören die Harnleiter, Harnblase, Harnröhre und die paarig angelegten Nieren. Die Herausfilterung von Schadstoffen erfolgt in den Nieren. Das Nierenkörperchen ist eine knorpelige Struktur in der Rinde der Niere und besteht aus einem knorpeligen kapillaren Knäul, dem sogenannten Glomerulus. Aus den Nierenkörperchen führt ein Röhrchen über das gefilterte Schadstoffe abgeführt werden. Das Rohr führt zu einem System von Kanälen, die schließlich in die Harnblase münden und hier ausgeschieden werden können (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Nieren

Auch wenn es bei der äußeren Morphologie erhebliche Unterschiede zwischen den Säugetieren gibt, ist die Struktur bei allen Art gleich. Das maßgebliche Ausscheidungsorgan beim Säugetier ist die Niere mit der funktionellen Untereinheit, dem Nephron. Das Nephron besteht aus dem Nierenkörperchen und den Nierenkanälchen. Die Nierenkörperchen bestehen aus 2 Teilen, einem kapillären Gefäßknäuel, dem Glomerulus sowie einer umschließenden glomerulären Kapsel, der Bowman-Kapsel. Der Glomerulus ist ein kompaktes Bündel von kleinen Blutgefäßen. Die Bowman-Kapsel besteht aus 2 Schichten. Die äußere Schicht besteht aus einem einschichtigen Plattenepithel und umschließt das gesamte Nierenkörperchen. Die zweite, innere Schicht liegt direkt über dem kapillären Gefäßknäuel (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Filtration und Reabsorption

In den Nieren, insbesondere in den Nierenkörperchen und Nierenkanälchen, erfolgt die Produktion von Urin. Diese Flüssigkeit besteht im Wesentlichen aus Wasser sowie Salzen, Natrium, Kalium, Chlorid, Sulfat und Abfallstoffen in Form von stickstoffhaltigen Verbindungen (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Blase und Harnleiter

Sowohl der Harnleiter als auch die Blase weisen eine muskulöse Wand mit einer charakteristischen Auskleidung am Epithel. Dieses Epithel ist, insbesondere im Bereich der Blase stark dehnbar. Die Blase weist dicke Schichten an ungestreifter Muskulatur auf. Durch rhythmische Kontraktionen gelangt der Urin über den Harnleiter in die Blase. Da die Muskelfasern in der Blasenwand in viele Richtungen laufen, sind sie in der Lage, eine Dehnung der Blase zu ermöglichen, ohne den Druck nennenswert zu erhöhen. Füllt sich die Blase mit Urin, so sorgen Rezeptoren in der Blasenwand durch rhythmische Kontraktionen der Muskeln für eine Ausdehnung der Blase(Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Exkretion

Das Sekret der Nebennierenrinde dient der Aufnahme von Salzen aus der renalen Tubuli. Die Neurohypophyse im Hypophysenhinterlappen dient hierbei der Kontrolle. Die Freisetzung von ADH wird durch den Hypothalamus kontrolliert. Hier liegen auch bestimmte Rezeptoren, die den Grad der Verdünnung des Blutes kontrollieren. An der Steuerung der Ausscheidungsorgane sind auch endokrine und metabolische Faktoren involviert (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Fortpflanzungssystem

Das Fortpflanzungssystem umfasst den Eierstock sowie die Testikel (Hoden). Hier werden jeweils die Geschlechtszellen (Gameten) produziert. Bei den Geschlechtszellen handelt es sich um haploide Zellen. Das Fortpflanzungssystem wird im Wesentlichen durch eine chemische Kommunikation koordiniert. Die Steuerung des Sexual- und Fortpflanzungsverhaltens wird im Hypothalamus gesteuert (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Männliches Fortpflanzungssystem

Die Testikel fast aller Arten ähneln sich in der sackartigen, skrotalen Form. Im sogenannten Skrotum (Hodensack) liegen die Hoden, die Nebenhoden sowie Teile des Samenstrangs und des Samenleiters. Bei Nagetieren (Rodentia) ziehen sich die Testikel jedoch außerhalb der Fortpflanzungszeit in den Bauchraum zurück. Bei anderen Arten wie Elefanten (Elephantidae) oder auch dem Faultieren (Folivora) findet kein Hodenabstieg statt. Die Hoden verbleiben stets in der Bauchhöhle. Man fasst diese Gruppe unter dem Begriff Testiconda zusammen. Insgesamt unterscheidet man Tiergruppen mit keinem Hodenabstieg, mit einem unvollständigen Hodenabstieg und mit einem saisonalen Hodenabstieg. In den Testes werden die Samenzellen (Spermatozoe) produziert. Diesen Prozess bezeichnet man auch als Spermatogenese. Hauptbestandteil der Testes ist Bindegewebe. Hierdurch wird die Form, die Festigkeit und ein gewisser Innendruck gewährleistet. Die Morphologie der Samenzellen verschiedener Säugetiere unterscheidet sich zwar, jedoch verfügen alle Samenzellen über einen Kopf, einen Kern, dem Akrosom sowie eine Art Schwanz. Bei den meisten Arten liegt das Skrotum ventro kaudal. Die Nebenhoden dienen der Reifung und der Lagerung von fertigen Samenzellen und verfügen über eine Verbindung zum Samenleiter. Der Ductus deferens, also der Samenleiter, verbindet die Nebenhoden mit der Harnröhre, der Ausführungsgang ist die paarig angelegte Bläschendrüse. Der Penis besteht aus einer schlauchartige Röhre und ist die Verlängerung des Samenleiters. Im Wesentlichen dient der Penis im Zuge des Fortpflanzungssystems dem Transport der Spermien in den weiblichen Geschlechtstrakt (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Weibliches Fortpflanzungssystem

Der weibliche Geschlechtstrakt bestehen aus den inneren Organen Gebärmutter, Eileiter und Eierstöcke sowie dem äußeren Organ, der Vulva. Der paarig angelegte Eierstock (Ovar) entwickelt sich aus den embryonalen Gonaden (Keimdrüsen). Die äußere Hülle des Eierstocks wird von einschichtigen Epithel gebildet. Direkt darunter liegt die Bindegewebskapsel. Das Bindegewebe besteht aus einer äußeren Rindenschicht und innen liegendem Mark. In der Eierstockrinde liegen die Eizellen, die in speziellen Ovarialfollikeln liegen. Im Rahmen der Oogenese entwickelt sich aus einer Keimzelle eine fertige Eizelle (Oocyte). Bei einer Eizelle handelt es sich um eine haploide Zelle. Ein Chromosomensatz ist demnach nur einmal vorhanden. Die Follikel reifen an der Oberfläche des Eierstocks meist stetig heran, bei zahlreichen Arten erfolgt die Reifung jedoch nur saisonal. Dieser Prozess, bzw. diese Entwicklung wird durch den Eisprung finalisiert. Der Eisprung ist die Voraussetzung für eine Befruchtung der Eizelle durch ein Spermium. Im Zuge des Eisprungs wandert die Eizelle in den genitalen Trakt. Die Gebärmutter ist eine dickwandige muskulöse Struktur, in der die befruchteten Eizellen heranreifen. Die Gebärmutterschleimhaut, das Endometrium, ist eine dünn angelegte Schleimhaut aus einem vaskulären Epithel und kleidet die Innenseite der Gebärmutter aus. Die Gebärmutterschleimhaut ist mit Drüsen und umfangreichen Blutgefäßen, insbesondere im stützenden Gewebe versehen. Das äußere weibliche Geschlechtsorgan ist die Vulva, die aus Schamlippen, der Klitoris und dem Venushügel bestehen. Das Schambein ist nur bei wenigen Arten wie dem Menschen gewölbt. Bei der menschlichen Vulva sind zudem äußere Schamlippen vorhanden (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Plazenta und Eihäute

Die Plazenta ist bei weiblichen Säugetiere ein spezielles Gewebe in der Gebärmutter. Das Gewebe besteht aus mütterlichem und embryonalem Gewebe. Gebildet wird die Plazenta durch Einnistung von embryonalem Gewebe (Trophoblasten) in die Schleimhaut des Uterus (Endometrium). Dieser Vorgang wird auch als Nidation bezeichnet. Die äußere Zellschicht einer Blastozyste wird durch das Trophoblast begrenzt und verbindet sich im frühen pränatalen Stadium die Blastozyste mit der Wand der Gebärmutter. In der Zottenhaut (Chorion) bilden sich zudem die embryonalen Blutgefäße. Die Zottenhaut ist die äußere Schicht der Fruchthülle um den Embryo. Primär entsteht die Zottenhaut aus dem Trophoblast der Blastozyste (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Nervensystem

Autonomes Nervensystem

Das vegetative Nervensystem bzw. das autonome Nervensystem stellt das Gegenstück zum somatischen Nervensystem dar. Beide Systeme bilden eine funktionelle Einheit. Das vegetative Nervensystem kontrolliert die nicht beeinflussbaren Körperfunktionen wie die Atmung, Blutdruck, den Herzschlag sowie den Stoffwechsel und die Verdauung. Aber auch endokrine und exokrine Organe werden über das vegetative Nervensystem kontrolliert. Gesteuert wird das vegetative Nervensystem über den Hypothalamus. Sensorische Nervenfasern sind in den inneren Organen und in den Blutgefäßen vorhanden. Man teilt das vegetative Nervensystem in zwei Untereinheiten auf. Dies sind das sympathische und das parasympathische Nervensystem. Vom sympathischen System werden insbesondere die Herzschlagfrequenz und der Blutdruck nach oben kontrolliert. Senkend wirkt sich das parasympathische System aus (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Rückenmark

Im Embryonalstadium liegt das Rückmark in einem mit Flüssigkeit gefüllten Kanal, der mit einem Epithel umgeben ist. Das Rückenmark endet bei adulten Wirbeltieren im Bereich der hinteren Lendenwirbel, nicht wie bei Jungtieren bzw. Säuglingen am Schwanzwirbel. Dies hängt mit dem schnellen Wachstum der Wirbelsäule zusammen. Die Hauptbestandteile des Rückenmarkes sind graue und weiße Substanzen. Graue Substanz besteht im Wesentlichen aus Nervenzellkörpern, weiße Substanz aus Axonen. Die Form der grauen Substanz ähnelt einem "H" bzw. einem Schmetterling mit ausgebreiteten Flügeln. Das Vorderhorn ist dabei breiter als das Hinterhorn. Zwischen dem Vorder- und Hinterhorn liegt lateral ein kleines Seitenhorn. In der weißen Substanz verlaufen Bahnen, die zum Gehirn laufen und umgekehrt. Das Hinterhorn weist die dorsalen Wurzeln des Spinalnervs auf (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Gehirn

Das Gehirn ist der im Kopf gelegene Teil des Zentralnervensystems. Die Verarbeitung von Informationen erfolgt in den Nervenzellen (Neuronen) des Gehirns. Die Neuronen sind durch zahlreiche Synapsen (Kontaktstellen) miteinander verbunden und sind darauf spezialisiert, Informationen zu empfangen, zu codieren und an andere Nervenzellen zu übermitteln. Die meisten Nervenzellen bei Höheren Säugetieren liegen im Gehirn und im Rückenmark. Zusammen bezeichnet man Gehirn und Rückenmark als Zentralnervensystem (ZNS). Das Gehirn ist im Wesentlichen bilateral symmetrisch, zwischen beiden Gehirnhälften treten Kreuzverbindungen in Erscheinung. Wo sich Neuronen und ihre jeweiligen Zielzellen treffen, wird durch eine Neurotransmitterausschüttung Informationen über Synapsen übermittelt. Gliazellen unterstützen dabei die Neuronen insbesondere mechanisch. Neuronen weisen über die Plasmamembran eine elektrische Ladungsdifferenz auf, die durch Ionenpumpen, Ionenkanälen und Anionen erzeugt wird (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Tragende Elemente des Nervensystems

Die funktionellen Einheiten des Nervensystems sind die Neuronen. Neben dem Zellkörper besteht eine solche Nervenzelle aus dem Zellkörper und den Dendriten und einem Axon. Bei dem Axon handelt es sich um einen langen, fasrigen Fortsatz, ein Dendrit ist ein Zytoplasmafortsatz der Nervenzelle. Von den Nervenzellen abzugrenzen sind die sogenannten Gliazellen. Sie bilden im Wesentlichen das Stützskelett einer Nervenzelle. Das Gehirn wird von der Hirnhaut (Meninx) umgeben. Das Rückenmark wird durch die Rückenmarkshaut umgeben. Sowohl das Gehirn als auch das Rückmark sind Teil des zentralen Nervensystems. Das Gehirn setzt sich aus dem Vorderhirn (Prosencephalon), dem Mittelhirn (Mesencephalon) und dem Rautenhirn (Rhombencephalon) zusammen. Das Endhirn (Telencephalon) und das Zwischenhirn (Diencephalon), das aus dem Thalamus, dem Epithalamus, Metathalamus, dem Subthalamus und dem Hypothalamus besteht, zusammen (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Sinnesorgane

Sinnesorgane treten in verschiedenen Teilen des Körpers in Erscheinung. Sie dienen im Wesentlichen als funktionelle Einheiten um die Intensität oder das Ausmaß der Änderungen von Bedingungen zu überwachen. Die Augen messen die Intensität des Lichtes und dessen Wellenlänge sowie die Verteilung von Mustern der Änderung der Lichtstärke. Die Haut misst mechanische Bewegungen und erkennt Temperaturunterschiede. Die Ohren erkennen als Mechanorezeptor feinste Luftbewegungen, durch die Geräusche wahrgenommen werden können. Die Nase und die Zunge messen chemische Konzentrationen. Die Verarbeitung der Informationen erfolgt über Nervenimpulse im Gehirn (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Augen und Sehsinn

Einfallendes Licht wird in den Augen in Nervenimpulse umgewandelt und zum Gehirn zur Verarbeitung und Analyse übertragen. Zwischen den Arten zeigen sich zum Teil erhebliche Unterschiede in der Erfassung der Lichtempfindlichkeit. Nachtaktive Tiere weisen eine deutlich höhere Empfindlichkeit auf. Der Grundplan des Augapfels ist jedoch bei allen Arten ähnlich. Die Verbindung zum Gehirn erfolgt über den Sehnerv. Das Innere des Augapfels ist mit einer wässrigen oder gallertartigen Flüssigkeiten gefüllt. Auf der Vorderseite des Augapfels liegt die Linse. Die Wände des Augapfels weisen 3 Schichten auf. Dies sind die Innenretina, die Aderhaut sowie die äußere Sklera. Die Retina bildet den sensorischen Teil des Augensystems, wo visuelle Primärvalenzen über den Sehnerv empfangen und zum Gehirn übertragen werden. Rostral zeigt sich die durchsichtige Hornhaut. Die äußere Schicht der Retina ist mit der Aderhaut verbunden. Die reflektierende Oberfläche wird durch das Tapetum gebildet. Die Iris liegt zentral und ist rostral durch die Linse geschützt. Die Hornhaut und Linse weisen das Licht auf die Retina. Die Iris tritt dabei als Blende auf. Spezielle Augenmuskel bewegen den Augapfel, Lider schützen die Hornhautoberfläche durch Schließen derselben. Über eine Sekretion der Tränendrüsen wird der Augapfel gereinigt (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Gehör

Die Gehörsysteme der Säugetiere nehmen Druckwellen, die aus Tönen resultieren, wahr. Das wichtigste Gehörsystem ist das Ohr. Hier werden Druckwellen mithilfe von Mechanorezeptoren in Rezeptorpotenziale umgewandelt. Spezielle Strukturen fangen Schallwellen auf und lenken diese Signale zum Sinnesorgan. Außen liegt meist sichtbar die Ohrmuschel, die sogenannte Pinnae. Hier werden Schallwellen aufgefangen und in den Gehörgang geleitet. Am Ende des Gehörganges liegt das Trommelfell, das Tympanum. Beim Auftreffen von Druckwellen gerät das Trommelfell in Schwingung. Hinter dem Trommelfell liegt die Paukenhöhle. Dies ist eine mit Luft gefüllte Kammer. Die Paukenhöhle ist mit dem Rachenraum über die Eustachische Röhre verbunden. Diese ist ebenfalls mit Luft gefüllt. Im Mittelohr finden sich drei kleine Knochen. Diese Gehörknöchelchen werden als Hammer (Malleus), Amboss (Incus) und Steigbügel (Stapes) bezeichnet. Die Gehörknöchelchen übertragen die Schwingungen des Trommelfells auf eine flexible Membran, dem sogenannten ovalen Fenster. Hierdurch tritt eine deutliche Schallverstärkung zu Tage. Das Innenohr (Labyrinth) enthält das Gleichgewichtsorgan und die Cochlea (Schnecke). Die Schnecke weist einen knöchernen Schneckenkanal mit einer knöchernen Achse auf. Über das Corti-Organ werden Druckwellen direkt in Aktionspotenziale umgewandelt. Es enthält feinste äußere Haarstrukturen, die Signale unter Signalverstärkung an die inneren Haarzellen übertragen. Bei Fledermäusen dient das Gehör auch der Echolokation, bei Walen dem Sonar (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Geschmack

Die meisten einfacheren Sinne wie der Sehsinn und das Gehör basieren auf physische Primärvalenzen. Der Geschmacks- und Geruchsinn basieren hingegen auf eine chemische Stimulierung. Die Geschmacksknospen bestehen aus länglichen Zellen und liegen im Bereich des Mundes, inbesondere auf der Zunge sowie im Bereich des Rachens. Obwohl alle Geschmacksknospen in ihrer Struktur ähnlich sind, unterscheiden sie sich in der Fähigkeit und Intensität des Schmeckens. So kann beispielsweise der Mensch salzig, süss, sauer und bitter unterscheiden (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Geruchssinn

Neben der Funktion der Aufnahme von Atemluft hat die Nase vor allem eine olfaktorische Funktion. Nur wenige Gruppen von Säugetieren verfügen über keinen Geruchsmechanismus. Hier sind aufgrund der aquatischen Lebensweise insbesondere Wale und Seekühe zu nennen. Bei den meisten Arten der Säugetiere spielt der Geruchssinn jedoch eine große Rolle. In der Nasenhöhle sitzen im Epithelium zahlreiche Geruchszellen. Diese Geruchszellen nehmen Empfindungen wahr und leiten die Informationen an das Gehirn weiter. Die Geruchszellen mehmen je nach Säugetierart selbst geringste Mengen an chemischen Signalen auf. Das Geruchsepithelium liegt in der Nasenhöhle. Mit dem Geruchssinn eng verwandt ist das vomeronasale Organ, das sogenannte Jacobsonsche Organ. Zahlreiche Arten, insbesondere aqatisch lebende Arten, verfügen über ein solches Organ, der Mensch hingegen nicht. Die Funktionalität des Jacobsonschen Organs ist noch weitestgehend unerfoscht (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Rezeptoren in der Haut und Eingeweide

In der Haut liegen sensorische Nerven, über die Schmerzen oder Berührungen empfunden werden können. Solche Nervenfasern sind im gesamten Körper, nicht nur in der Haut, sondern auch in den Muskeln, Sehnen und Eingeweiden zu finden. Säugetiere können über die sensorischen Nerven Wärme, Kälte, Schmerz, Berührung und Druck empfinden. An den Basen von Haaren, insbesondere von Vibrissen, liegen komplexe Nervenausgänge, die auf Berührungen reagieren. Nervenzellen in der gestreiften Skelettmuskulatur und in den Sehnen übermitteln dem Zentralnervensystem den Zustand der Kontraktion von einzelnen Muskeln. Die Rezeptoren in den internen Organen liefern dem Zentralnervensystem ebenfalls lebenswichtige Informationen (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Endokrine Organe

Endokrine Organe sind vereinfacht gesagt Drüsen, die Hormone ohne Ausführungsgang in das Blut abgeben. Endokrine Organe sind Teil des endokrinen Systems, die im Wesentlichen vom Hypothalamus gesteuert werden. Endokrione Drüsen befinden sich im Magen- und Darmtrakt, in den Nieren und im Herz. Zu den endokrinen Drüsen gehören die Schilddrüse, die Nebenschilddrüse, die Zirbeldrüse, die Hypophyse, die Hoden, das Ovar und die Bauchspeicheldrüse (Pankreas). Drüsen wie die Bauchspeicheldrüse sind sowohl endokrin als auch exokrin. Die integrative Organisation des Säugetierkörpers wird vom Nervensystem und dem endokrinen System gesteuert. Beide Systeme stehen morphologisch und funktionell in einer engen Wechselbeziehung zueinander (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Hypophyse

Zusammen mit dem Hypothalamus ist die Hypophyse eine der Schaltstellen für die Steuerung endokriner Systeme. Die Hormone der pheripheren Zielorgane bilden in Verbindung mit dem zentralen Nervensystem, dem Hypothalamus und der Hypophyse ein Netz aus Regulatien, welche Umwelteinflüsse über zentralnervöse Einflüsse auf hypothalamische Kernareale verarbeiten kann. Hypothalamus und Hypophyse sind über sehr kurze Rückkoplungsmechanismen zu einer komplexen Regeleinheit verschaltet. Die Verbindung erfolgt über den Hypophysenstiel. Die Sekretion stimulierender und inhibierender hypothalamischer Hormone ist dynamisch. Die Versorgung der Hypohyse mit Blut erfolgt über mehrere Arterien. Beim Menschen sind dies beispielsweise 4 Arterien (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Nebennieren

Die endokrinen und paarig angelegten Nebennieren grenzen an die Nieren. Das Gewebe der Nebennieren ist Teil des Nervensystems und innerviert mit den vegetativen Nervenfasern und setzen bei Bedarf unter anderem Adrenalin und verschiedene Steroidhormone in den Blutkreislauf frei. An kortikalen Steroiden werden die 3 Hauptarten Kortison, Corticosteron und Cortisol freigesetzt (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Schilddrüse

Die Schilddrüse ist eine Hormondrüse und liegt im Bereich der Luftröhre bzw. des Kehlkopfes. In der Schilddrüse werden insbesondere Triiodthyronin, Thyroxin und Calcitonin produziert. Calcitonin ist ein Gegenstück des Parathormon. Beide Hormone regulieren Calcium- und Phosphathaushalt im Blut. Calcitonin senkt den Calciumgehalt im Blut. Thyroxin dient im Zusammenspiel mit Insulin, Glukagon und Adrenalin dem Energiestoffwechsel. Triiodthyronin ähnelt dem Thyroxin, ist jedoch deutlich stärker in der Wirkung. Die Hormonausschüttung der Schilddrüse wird über die Hypophyse durch die Ausschüttung von Thyreotropin gesteuert (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Bauchspeicheldrüse

Die Bauchspeicheldrüse ist ein endokrines Drüsenorgan, in dem vor allem Verdauungsenzyme wie Insulin und Glucagon produziert werden. Gesteuert wird die Bauchspeicheldrüse durch den Sympathikus und den Parasympathikus des vegetativen Nervensystems. Insulin hat eine wichtige regulierende Funktion beim Stoffwechsel und spaltet Fette, Eiweiße, Kohlenhydrate auf. Die Insulin- wie auch die Glucagonsekretion hängt eng mit dem Blutzuckerspiegel zusammen (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Nebenschilddrüsen

Die endokrinen Nebenschilddrüsen sind paarig angelegt. Die meisten Säugetiere weisen 2 Paare dieser Drüsen auf und liegen häufig unterhalb der Schilddrüse. Eine Nebenschilddrüse besteht aus einem äußeren und einem inneren Epithelkörperchen, die wiederum paarig angelegt sind. Die Sekretion der Nebenschilddrüsen durch Ausschüttung von Epithelkörperchenhormonen bewirkt einen Transfer des Kalzium von Knochen ins Blut. Auch die Konzentration von Phosphaten und Parathormonen im Blut wird durch die Nebenschilddrüsen gesteuert (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Zirbeldrüse

Die Zirbeldrüse (Epiphyse cerebri) liegt im hinteren Bereich des Diencephalons (Zwischenhirn). In Form und Größe unterscheidet sich die Zirbeldrüse bei den einzelnen Arten. Bei einigen Aten wie dem Dugong (Dugong dugon) fehlt diese Drüse völlig. Pinealozyten produzieren in dieser Drüse, insbesondere das Hormon Melatonin. Das Hormon bewirkt vor allem die Steuerung des Schlaf-Wach-Rhythmus. In der Regel richtet sich der Schlaf-Wach-Rhythmus nach der Tagzeit. Melatonin kann sich zudem hemmend auf die Keim- oder Geschlechtsdrüse auswirken. Dies kann auch eine Verzögerung der Geschlechtsentwicklung bewirken (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Lymphatische Organe

Bestimmte Organe des Körpers enthalten Ansammlungen von lymphatischem Gewebe. Diese stehen in einer einfachen, jedoch engen organisatorischen Beziehung zum Epithel, dem Deckgewebe und Drüsengewebe. Das Epithel ist somit neben Muskel-, Nerven- und Bindegewebe eine der vier Grundgewebearten. Hier sind insbesondere die Lymphknoten, die Milz und der Thymus zu nennen, die somit Teil des lymphatischen Systems sind. Lymphgewebe besteht aus zwei Hauptelementen. Dies sind insbesondere die Lymphozyten, die aus retikulärem Gewebe bestehen. Die wichtigsten Funktionen des lymphatischen Gewebes sind die Produktion neuer Lymphozyten, die phagozytären Aktivitäten im Gewebe und die Fixierung der Makrophagen. Makrophagen sind Teil der angeborenen Immunabwehr und sind vor allem gegen Bakterien gerichtet. Die Filtration findet im lymphatischen Gewebe, insbesondere in der Gewebeflüssigkeit, in der Lymphe und im Blut statt. Lymphatisches Gewebe ist unter der Schleimhautmembran sowie in den Verdauungs- und Atemwegen zu finden. Knötchen aus lymphatischem Gewebe nennt man auch Peyer-Plaques. Diese bestehen aus bis zu 50 Lymphfollikeln. Vorhanden sind die Peyer-Plaques vor allem in der Darmschleimhaut. Die Tonsillen (Mandeln) befinden sich im Rachen und in der Mundhöhle und bilden hier einen Ring. Lymphknoten dienen als Filtrierer der Lymphe. Die Milz ist das größte aller lymphatischen Organe und für die Filterung von Blut zuständig. Sie liegt auf der linken Seite in enger Beziehung mit Magen und Bauchnetz (Omentum). Der Thymus (Bries) ist ein lymphatischer Körper im kranialen Thoraxbereich und dient der Aufrechterhaltung des immunologischen Systems. Der Thymus entwickelt sich, anders als die anderen Lymphatischen Organe, aus dem Meso-, dem Ento- und dem Ektoderm (Purves et al, 2007; Storch et al., 2005; Romer & Parsons, 1991; Goslow et al., 2003; Kämpfe, 1987).

Systematik der Höheren Säugetiere

Teilklasse: Höhere Säugetiere (Eutheria)

Ordnung: Tenrekartige (Afrosoricida)
Ordnung: Paarhufer (Artiodactyla)
Ordnung: Astrapotheria
Ordnung: Bibymalagasia
Ordnung: Raubtiere (Carnivora)
Ordnung: Waltiere (Cetacea)
Ordnung: Fledertiere (Chiroptera)
Ordnung: Gürteltiere (Cingulata)
Ordnung: Urraubtiere (Creodonta)
Ordnung: Riesengleiter (Dermoptera)
Ordnung: Dinocerata
Ordnung: Igelartige (Erinaceomorpha)
Ordnung: Schliefer (Hyracoidea)
Ordnung: Hasenartige (Lagomorpha)
Ordnung: Litopterna
Ordnung: Rüsselspringer (Macroscelidea)
Ordnung: Mimotonida
Ordnung: Mixodontia
Ordnung: Südhuftiere (Notoungulata)
Ordnung: Unpaarhufer (Perissodactyla)
Ordnung: Schuppentiere (Pholidota)
Ordnung: Zahnarme (Pilosa)
Ordnung: Primaten (Primates)
Ordnung: Rüsseltiere (Proboscidea)
Ordnung: Pyrotheria
Ordnung: Nagetiere (Rodentia)
Ordnung: Spitzhörnchen (Scandentia)
Ordnung: Sirenen (Sirenia)
Ordnung: Spitzmausartige (Soricomorpha)
Ordnung: Röhrenzähner (Tubulidentata)
Ordnung: Xenungulata


Ausgestorbene Taxa ohne Zuordnung:

Gattung: Acamana
Gattung: Anagonia
Gattung: Andinodus
Gattung: Asioryctes
Gattung: Aspanlestes
Gattung: Beleutinus
Gattung: Bulaklestes
Gattung: Cretasorex
Gattung: Daulestes
Gattung: Deccanolestes
Gattung: Eodesmatodon
Gattung: Eomaia
Gattung: Eutrochodon
Gattung: Gallolestes
Gattung: Helioseus
Gattung: Heterolophodon
Gattung: Hyotheridium
Gattung: Idiogenomys
Gattung: Kumsuperus
Gattung: Labes
Gattung: Lainodon
Gattung: Lambdaconus
Gattung: Ndamathaia
Gattung: Neodesmostylus
Gattung: Obtususdon
Gattung: Praolestes
Gattung: Prostylophorus
Gattung: Protungulatum
Gattung: Sorlestes
Gattung: Telacodon
Gattung: Tingamarra
Gattung: Trilobodon
Gattung: Veratalpa
Gattung: Wania
Gattung: Wanotherium
Familie: Adapisoriculidae
Familie: Amilnedwardsiidae
Familie: Anagalidae
Familie: Didymoconidae
Familie: Gypsonictopidae
Familie: Kulbeckiidae
Familie: Leptictidae
Familie: Perutheriidae
Familie: Pseudictopidae
Familie: Zalambdalestidae

Anhang

Literatur und Quellen

  • William K. Purves, David Sadava, Gordon H. Orians: Biologie. "Lexikon der Biologie". Spektrum Akademischer Verlag, 2007 ISBN 3827420075
  • Volker Storch, Ulrich Welsch & Adolf Remane: Kurzes Lehrbuch der Zoologie. Spektrum Akademischer Verlag, Auflage: 7, 2005 ISBN 3827407400
  • Alfred S. Romer, Thomas S. Parsons: Vergleichende Anatomie der Wirbeltiere. Verlag Paul Paray, Auflage: 5, 1991 ISBN 3490112180
  • George E. Goslow, Milton Hildebrand & Claudia Distler: Vergleichende und funktionelle Anatomie der Wirbeltiere. Springer Verlag, 2003 ISBN 3540007571
  • Milton Hildebrand, George Goslow, und G. E. Goslow von Wiley & Sons: Analysis of Vertebrate Structure. 2. Auflage, Wiley & Sons, 2001 ISBN 0471295051
  • Lothar Kämpfe, Rolf Kittel & Jahannes Klapperstück: Leitfaden der Anatomie der Wirbeltiere. 5. Auflage, Fischer Verlag, 1987 ISBN 3437203894
  • Ronald M. Nowak: Walker's Mammals of the World: v. 1 & 2. B&T, Auflage 6, 1999, (engl.) ISBN 0801857899
  • Don E. Wilson & DeeAnn M. Reeder: Mammal Species of the World, a Taxonomic & Geographic Reference. J. Hopkins Uni. Press, 3rd ed., 2005 ISBN 0801882214
  • David Macdonald: Die große Enzyklopädie der Säugetiere. Ullmann/Tandem ISBN 3833110066
  • Hans Petzsch: Urania Tierreich, 7 Bde., Säugetiere. Urania, Stuttgart (1992) ISBN 3332004999
  • Säugetiere. 700 Arten in ihren Lebensräumen. Dorling Kindersley, 2004. ISBN 383100580X
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