Warum ging das Leben auf der Erde an Land?

[Sir Atlan]

Edit: Da ich den Threadtitel nicht ändern kann möchte ich hier eine Einschränkung anbringen:
"Warum ging das Leben (primär die Fauna) auf der Erde an Land? "

Hallo Forum,

ich mache mir Gedanken zum Thema: Warum ging das Leben auf der Erde an Land? Irgendwie finde ich diesen Schritt in der Entwicklung des Lebens merkwürdig. Die Grundaussage zur Evolution ist, dass sie nicht zielgerichtet ist. D.h. sie ist rein passiv. Was hat die Wasserbewohner also veranlasst sich an Land zu begeben? Normalerweise sind die drei Hauptgründe für eine gravierende Verhaltensänderung.

1. Nahrung
2.a. Fortpflanzung
2.b. Überleben (Sicherheit)

Nahrung:
Die Erde ist zu ¾ mit Wasser bedeckt, hat also im ersten Schritt schon mal 3 mal mehr Fläche als das Land. Dann kommt aber noch die "Räumlichkeit" (Volumen) hinzu, die es auf dem Land so nicht gibt. Damit möchte ich veranschaulichen, dass dieser Faktor „Platz“ wohl nicht ausschlaggebend war. Damit sollte auch Nahrung ausreichend vorhanden sein.

Fortpflanzung:
Warum sollte eine Spezies, die ans Wasser spezialisiert ist, ausgerechnet das Land zur Fortpflanzung nutzen? Macht Für mich keinen Sinn.

Überleben (Sicherheit):
Das ist für mich der einzige Punkt, der imho in Frage kommt der „Auslöser“ zu sein. Die Evolution sorgt für eine immer bessere Spezialisierung bei Lebewesen bzw. eine immer bessere Anpassung an den Lebensraum. Hier kann man argumentieren, dass die Meeresbewohner ihren Lebensraum immer weiter Richtung Küste verlagerten, um vor größeren Fressfeinden sicher zu sein. Weil das Wasser immer flacher wurde je weiter es Richtung Küste ging wurden die Flossen evtl. als Laufwerkzeuge weiterentwickelt (um das Wort Beine zu vermeiden). Auch sollte der Sauerstoff im Wasser geringer werden, da hier (Küstennähe) Algen den Wassersauerstoff entziehen und die höhere Wassertemperatur auch zu einem geringeren Sauerstoffanteil im Wasser bedeutet. So weit so gut. Nur: Sie hatten immer noch Kiemen. Warum wurden die Kiemen durch Lungen/Tracheen ersetzt? Sollten die Kiemen nicht größer werden um mehr Sauerstoff zu bekommen? Warum wurde der Schritt zur Lunge gemacht? Auch sind die Kiemen quasi extern angelegt (Passivatmung) während die Lunge intern liegt und durch Atmung aktiv mit Sauerstoff versorgt werden muss. Die Biologie zeigt doch, dass ein Lebewesen auf das enge Zusammenspiel der Organe angewiesen ist. Kleine Änderungen können lebensbedrohliche Auswirkungen haben. Da die Evolution nicht zielgerichtet ist, kann also keine Anpassung im Vorfeld erfolgen. Daraus resultiert für mich, dass der Schritt an Land nicht aus der Evolution als solche erfolgte, sondern das Lebewesen diesen Schritt tat und die Evolution das Lebewesen für das Land optimierte. Hier nochmals die Frage: Warum wurden die Kiemen als Atmungsorgan ersetzt?

Ich hoffe, dass man mir meine Fehler bzw. Fehlinformation aufzeigt, damit ich den „Missing Link“ für mich finde und evtl. andere Usern ihn erst gar nicht „vermissen“.

Gruß
Sir Atlan

P.S. Sollte der Thread hier deplaziert sein (war mir nicht sicher) bitte ich den Admin um Verschiebung ins richtige Forum.

 

[Orbit]

Ich wollte schon antworten, indem ich mit dem Begriff der Geosynklinale argumentiert hätte, als ich merkte, dass die Theorie, welche ich in einer Grundvorlesung an der Uni in den 60ern serviert bekam, überholt ist.
Das wären doch wieder mal Fragen an die Adresse der Profis auf diesem Gebiet. Ich meine Bynaus und Mahananda. Schade, dass die sich hier so rar machen.
Orbit

 

[frosch411]

Ich könnte mir vorstellen, dass es für Lebewesen an der Küste ein Vorteil sein könnte, zumindest zeitweise im Trockenen zu überleben, um z.B. Trockenzeiten oder auch Ebbe wegen Gezeiten auch dann zu überstehen, wenn sie nicht rechtzeitig von der Küste weg kommen.

(Wobei ich persönlich nicht an eine Evolution ohne Ziel glaube...)

o_o

 

[Chrischan]

Hallo Sir Atlan,


hier meine Spekulationen:

1. Die Nische "Festland" bot für die Flora Schutz vor Fressfeinden und auch Schutz vor "Misshandlungen" (z.B. Ausgerupft werden um als Schutz vor dem Sonnenlicht an der Wasseroberfläche zu treiben)
2. In der Nische "Festland" gab es keinerlei Konkurrenz (Nahrung, Platz, Energie)
3. Speziell für Pflanzen war an Land die Energieausbeute höher als im Wasser (Filterwirkung durch das Wasser)
4. In Ufernähe war durch Ebbe eine Anpassung an die Luft zwangsläufig nötig für Pflanzen welche nicht einfach im Wasser trieben.

Ich halte die "Landflucht" für ein Ereigniss in mehreren Phasen:

1. in Ufernähe passten sich Flora (und auch etwas später die Fauna) durch Gezeiten zwangsläufig an die Luft an.
2. Aus o.g. Gründen flohen zuerst Pflanzen auf das Land.
3. Die Fauna folgte später den Pflanzen. (Man folgte der Nahrung)

Insofern ist die "Landflucht" für mich persönlich nichts merkwürdiges, sondern eher etwas zwangsläufiges, als Folge der Anpassungen an die Uferbereiche und die Gezeiten...

Gruß, Christian

 

[Sir Atlan]

Hallo Orbit,

Ich wollte schon antworten, indem ich mit dem Begriff der Geosynklinale argumentiert hätte...

habe mir dazu mal Wiki angesehen. Ich sehe zu deinem Stichwort Geosynklinale keinen Konsens. Wäre aber trotzdem an diesem Gedanken interessiert.

Hallo frosch411 und Chrischan,

ich antworte Euch zusammen, da Eure (richtigen) Argumente ähnlich sind.
Eure Antworten haben mir gezeigt, dass ich den Titel zu allgemein gehalten habe. Habe meinen Eingangspost unter Edit: eingeschränkt.

Warum Pflanzen an Land gegangen sind kann ich nachvollziehen. Ich wollte aber primär mein Verständnis zur Fauna erweitern/verbessern.

hier meine Spekulationen:

1. Die Nische "Festland" bot für die Flora Schutz vor Fressfeinden und auch Schutz vor "Misshandlungen" (z.B. Ausgerupft werden um als Schutz vor dem Sonnenlicht an der Wasseroberfläche zu treiben)
2. In der Nische "Festland" gab es keinerlei Konkurrenz (Nahrung, Platz, Energie)
3. Speziell für Pflanzen war an Land die Energieausbeute höher als im Wasser (Filterwirkung durch das Wasser)
4. In Ufernähe war durch Ebbe eine Anpassung an die Luft zwangsläufig nötig für Pflanzen welche nicht einfach im Wasser trieben.

Bis hierhin bin ich mit Dir und frosch411 einer Meinung.

Ich halte die "Landflucht" für ein Ereigniss in mehreren Phasen:
in Ufernähe passten sich Flora (und auch etwas später die Fauna) durch Gezeiten zwangsläufig an die Luft an.

Sollte es nicht "Meerflucht" heissen?

Aus o.g. Gründen flohen zuerst Pflanzen auf das Land.

da core

Die Fauna folgte später den Pflanzen. (Man folgte der Nahrung)
Insofern ist die "Landflucht" für mich persönlich nichts merkwürdiges, sondern eher etwas zwangsläufiges, als Folge der Anpassungen an die Uferbereiche und die Gezeiten...

Mit dieser Aussage habe ich ein Problem, weil:
Wenn die Flora sich an Land ansiedelt, hat eine genetische Veränderung stattgefunden. Sonst wäre ein Überleben an Land nicht möglich.
- Ist die Flora in diesem Moment immer noch als Nahrung geeignet?
- Warum sollte Die Fauna der Flora (in diesem Beispiel) folgen?
Die Nahrungsmenge sollte sich in den Meeren dadurch nicht veringern.
An Land entsteht zusätzliche Nahrung, die aber (für die Fauna) schwerer/risikoreicher zu beschaffen ist. Sich über Land fortzubewegen braucht mehr Energie, ist umständlicher, langsamer und birgt die Gefahr des "erstickens" und austrocknens.

Meine Argumentation basiert auf "dem ersten Schritt" zur Landbesiedelung.
Also es existieren nur Kiemenatmer und noch keine evolutionäre "Zwischenstufe" der Fauna.
Dies zur Erklärung meiner Voraussetzungen und Gedankengänge.

In der Hoffnung meine Frage jetzt konkret genug gestellt zu haben
und hoffentlich zahlreiche weitere Ideen oder Beweise zu lesen

Grüßt Euch

Sir Atlan

P.S. Eine Liste zu zitieren treibt mich fast in den Wahnsinn

 

[Nathan5111]

da core

Damit bin ich nicht d'accord!!

(Saumäßige Satzkonstruktion meinerseits)
Nathan

 

[Chrischan]

Hallo Sir Atlan

Sollte es nicht "Meerflucht" heissen?

Ähm, ja...

P.S. Eine Liste zu zitieren treibt mich fast in den Wahnsinn

Sorry, werde versuchen keine mehr zu benutzen...

So, nun zum Thema.

Wenn die Flora sich an Land ansiedelt, hat eine genetische Veränderung stattgefunden. Sonst wäre ein Überleben an Land nicht möglich.
- Ist die Flora in diesem Moment immer noch als Nahrung geeignet?
- Warum sollte Die Fauna der Flora (in diesem Beispiel) folgen?
Die Nahrungsmenge sollte sich in den Meeren dadurch nicht veringern.
An Land entsteht zusätzliche Nahrung, die aber (für die Fauna) schwerer/risikoreicher zu beschaffen ist. Sich über Land fortzubewegen braucht mehr Energie, ist umständlicher, langsamer und birgt die Gefahr des "erstickens" und austrocknens.

Ja, aber diese Veränderung war vermutlich weder sprunghaft, noch zielgerichtet. Evolution ist ein Zufallsprozess. Jedes Individuum besitzt seine genetischen Eigenheiten welche sich als besondere Fähigkeiten oder auch "Talente" zeigen können. Bringen diese Abweichungen vom Durchschnitt gewisse Vorteile, haben sie eine Chance sich durchzusetzen.
Der Schritt an Land war nicht geplant. Die ersten Tiere taten ihn nicht, weil sie es wollten, sondern weil sie es konnten. Die Fähigkeiten dazu entwickelten sich bereits vorher in der Tidenzone. Die Fähigkeit länger als andere die Luft anzuhalten... sorry, daß Wasser zu halten, war ein Vorteil. Es wurde dadurch möglich dauerhaft in der Uferzone zu bleiben, auch bei Ebbe. Somit konnten z.B. Gelege in der Uferzone angelegt und bewacht werden. Mit diesen Fähigkeiten war es aber auch möglich mal bei Gefahr kurzfristig an Land zu flüchten.

Möglich ist auch, daß einige Küstengebiete von großen Moosteppichen o.ä. bevölkert waren welche teilweise im Wasser und teilweise an Land wuchsen. In solchen Teppichen würde die Feuchtigkeit einige Meter weit in's "Trockene" transportiert. Tierarten, welche in diesen Teppichen lebten, könnten somit ohne Gefahr auszutrocken sich an Land begeben und sich an die Luftatmung anpassen (nicht gezielt, sondern immer per Zufall!).

Wenn die Flora sich an Land ansiedelt, hat eine genetische Veränderung stattgefunden. Sonst wäre ein Überleben an Land nicht möglich.
- Ist die Flora in diesem Moment immer noch als Nahrung geeignet?

So groß ist die genetische Veränderung nun auch nicht. Wir können schließlich auch noch Algen essen...

Gruß, Christian

 

[Sir Atlan]

Hallo Nathan5111,

Damit bin ich nicht d'accord!!

Du hast so recht, hatte es als Platzhalter getippt und wollte es noch klären wie man es schreibt, was ich vergesse hatte...

Werde diesen Fauxpas in meinem post nicht korrigieren als Mahnung an mich
erst gucken, dann Antworten.

Ich zerkniersche...

 

[Orbit]

Ich zerkniersche...

Diese Deine neuste Wortschöpfung hat wohl etwas mit Kniefall zu tun. So weit ginge ich Nathan gegenüber nun auch wieder nicht.
Falls Du aber nach Deiner Zerknirschung etwas Sinnvolles tun möchtest, dann empfehle ich Dir den Kauf eines Dudens.

 

[Sir Atlan]

Hallo Chrischan,

Sorry, werde versuchen keine mehr zu benutzen...

Das war nicht auf Dich gemünzt. Sollte eine allgemeine Aussage sein.

Ja, aber diese Veränderung war vermutlich weder sprunghaft, noch zielgerichtet. Evolution ist ein Zufallsprozess.

Habe nichts anderes behauptet.

Der Schritt an Land war nicht geplant. Die ersten Tiere taten ihn nicht, weil sie es wollten, sondern weil sie es konnten.

Finde ich missverständlich. Sie konnten bestimmt auch aus dem Wasser springen. Haben deswegen aber keine Flügel.
Ich weiß aber wie Du es meinst.

Die Fähigkeiten dazu entwickelten sich bereits vorher in der Tidenzone.

Weil Evolution nicht zielgerichtet ist, kann es nur so gewesen sein.

Möglich ist auch, daß einige Küstengebiete von großen Moosteppichen o.ä. bevölkert waren welche teilweise im Wasser und teilweise an Land wuchsen. In solchen Teppichen würde die Feuchtigkeit einige Meter weit in's "Trockene" transportiert. Tierarten, welche in diesen Teppichen lebten, könnten somit ohne Gefahr auszutrocken sich an Land begeben und sich an die Luftatmung anpassen (nicht gezielt, sondern immer per Zufall!).

Das ist ein sehr gutes logisches Argument. Es erklärt warum diese Teppiche bevölkert wurden. Schutz und Nahrung. Es erklärt warum ein relativ langwieriger Prozess (Evolution) stattfinden konnte um an Land leben zu können. Ob dieses Argument auch für die Wandlung Kieme zu Lunge ausreicht muß ich überdenken, bzw. recherchieren. Kann ich im ersten Moment nicht beurteilen.

Hier bin ich an einem Punkt angelangt, wo ich gerne die Meinung eines Spezialisten hören/lesen würde.
Was ist beim sehr guten Beispiel von Chrischan (Moosteppich) wahrscheinlicher:

Die Beibehaltung der Kiemen mit etwas mehr spezialisierten Fortbewegungsorganen (weiterhin als Fisch) oder Ausbildung von Lunge und
Beinen oder Beides?

Und wie konnten aus Kiemen eine Lunge werden?
(Was für mich i.M. noch völlig unverständlich ist - evolutionär)

Gruß

Sir Atlan

 

[Sir Atlan]

Hallo Orbit,

Diese Deine neuste Wortschöpfung hat wohl etwas mit Kniefall zu tun. So weit ginge ich Nathan gegenüber nun auch wieder nicht.
Falls Du aber nach Deiner Zerknirschung etwas Sinnvolles tun möchtest, dann empfehle ich Dir den Kauf eines Dudens.

Anstatt meine Anfrage an Dich im Post #5 einzugehen, hängst Du Dich gerade an einem Buchstaben auf. Ich habe in letzter Zeit hier Posts gelesen, die grammatikalisch und orthographisch unter aller S** waren. Da habe ich nichts von Dir gelesen. Warum jetzt? Hast Du heute Langeweile? Normalerweise schätze ich Deine Posts sehr. Auch mit einem "Wuff" mir gegenüber kann ich umgehen, wenn ich inhaltliche Fehler begehe. Vielleicht war es ja Absicht.

Btw. ich könnte Dich auch fragen, warum Du etwas postest, wenn Du beim posten schon merkst, daß Deine ursprüngliche Info nicht mehr up to date ist.

Wie hättest Du reagiert, wenn ich unnötige Kommentare bei Deiner Diskussion mit Mac zum Thema "Blick in die Vergangenheit" gepostet hätte? Denk mal drüber nach.

Mit diesem "Wuff" zurück an Absender.

Sir Atlan

 

[Orbit]

Sir Atlan
Sorry. War nicht bös gemeint. Ich schreibe übrigens selber auch Fehler und würde noch mehr schreiben, wenn ich nicht stets den Duden neben mir hätte. Ich war nämlich als Kind ein mittelschwerer Legastheniker.

Mein erster Beitrag in diesem Thread war als Einladung an die beiden Fachleute gedacht. Der erste Satz diente lediglich als Aufhänger.

Im Blick-in-die-Vergangenheits-Thread bist Du herzlich willkommen. Dort weiss ich Moment nämlich nicht weiter.
Orbit

 

[Sir Atlan]

Hallo Orbit,

Schwamm drüber.

Mein erster Beitrag in diesem Thread war als Einladung an die beiden Fachleute gedacht.

Wofür ich Dir sehr dankbar bin. Und es würde mich freuen von ihnen zu lesen.

Gruß
Sir Atlan

 

[Chrischan]

Hallo Sir Atlan,

Und wie konnten aus Kiemen eine Lunge werden?
(Was für mich i.M. noch völlig unverständlich ist - evolutionär)

mag zwar völliger Blödsinn sein, aber ich habe mal gehört, daß die Lungen aus der Schwimmblase entstanden sein sollen. Vielleicht mal ein Denkansatz.


Zumindest für Fische mit einer Schwimmblase (sollte es diese denn schon gegeben haben) könnte dies eine plausible Erklärung sein.
Dann könnte die Entwicklung von Lungen etwa so ausgesehen haben:
* Zuerst wurde Luft geschluckt (der Magen diente als Vorstufe der Schwimmblase), was stabilisierend im Wasser wirkte -> Ein Vorteil
* Dann bildete sich eine separate Schwimmblase und entlastete damit den Magen (Es war nicht mehr nötig Luft im Magen zu lagern) -> Ein Vorteil
* Einige Individuen konnten die Luftmenge in der Schwimmblase regulieren -> ein Vorteil? (evtl. mehr Flexibilität)
* Einige Individuen hatten stark durchblutete Schwimmblasen -> Ein vorteil?
* Einige Individuen konnten die Luftmenge regulieren und hatten eine starke Durchblutung der Schwimmblase. Zumindest an Land waren damit Anfänge von "Lungenatmung" möglich, d.h. diese Tiere konnten noch etwas länger an Land bleiben als andere...

Gruß, Christian

 

[Lina-Inverse]

Konzentriert sich die Fragestellung nicht zu sehr auf das Organ Lunge?

Lungen (bzw. die auch schon erwähnten Tracheen) sind nicht die einzigen Lösungen die das Verwerten von Luftsauerstoff ermöglichen.
Als Ex-Aquarianer musste ich spontan an die Labyrinthfische denken, die ein spezielles Organ dafür entwickelt haben. Einige Fische verwenden auch das Verdauungsystem um in sauerstoffarmen Gewässern zu überleben: Darmatmer. Kleine Lebewesen benötigen u.U. gar keine spezialisierten Atmungsorgane, siehe z.B. Bärtierchen. Es gibt bestimmt noch eine Reihe weiterer Lösungen im Tierreich.

Eigentlich funktionieren diese Organe doch alle recht ähnlich: Grosse, feuchte Oberfläche über die Gas ausgetauscht wird. Die Adaptionsleistung erscheint mir damit nicht mehr so weit her geholt, es musste ja nur noch ein Mechanismus dazu entwickelt werden der die Austrocknung weit genug herauszögert (auch Säugetiere verlieren über die Lungen nicht zu vernachlässigende Flüssigkeitsmengen). Diese Anpassung könnte sich in amphibischen Lebensräumen, die immer wieder von Austrocknung bedroht waren (Überflutungszone an der Küste, oder gelegentlich austrocknende Tümpel) entwickelt haben. Die Fähigkeit immer längere Trockenperioden zu überleben gab solchen Mutationen dann einen Vorteil in solchen Lebensräumen. Die Besiedlung der nächsten ökologischen Nische, des trockenen Landes erscheint mir da nur als eine Frage der Zeit.

Gruss
Michael

PS: Die Landkrabben haben sich dem Leben an Land angepasst, atmen aber immer noch über Kiemen. Das ist genau so ein Beispiel wie ich oben versucht habe zu beschreiben.

 

[Mahananda]

Hallo,

ich habe folgenden Text als kleinen Überblicksartikel zum Thema verfasst und hoffe, damit ein wenig zum Verständnis des "Landgangs der Wirbeltiere" beizutragen. Dabei habe ich mich bemüht, so deutsch wie möglich zu schreiben, damit es verständlich bleibt.


Der Landgang der Wirbeltiere

Zunächst ist festzuhalten, dass die ersten Landwirbeltiere aus dem Süßwasser stammen. Das ist wichtig, denn es hilft uns, zu verstehen, auf welchen verschlungenen Wegen letztlich Lungen entstehen konnten sowie eine Haut, die vor Austrocknen schützt. Die Vorfahren der Süßwasserfische, die schließlich das Festland besiedelten, entstanden im Meer. Dort kam es auch zur Bildung einer sackartigen Ausstülpung im vorderen Bereich des Verdauungstraktes. Diese kann eine Ursache in einer Mutation haben oder auch in einem veränderten Zusammenspiel epigenetischer Prozesse, die sich schließlich in der Keimbahn manifestiert hat. Wie auch immer: entscheidend ist, dass diese morphologische Veränderung keine nachteiligen Folgen hatte. Kiemenatmung war immer noch möglich und Nahrungsaufnahme und –verwertung auch. Nur das jetzt bei einigen Fischgattungen eine Ausstülpung vorhanden war – vergleichbar mit dem Kropf bei Vögeln: nicht schädlich, aber auch nicht wirklich nützlich – folgenlos für Meeresfische eben.

Als Nebenwirkung der Gezeiten kam es immer wieder vor, dass Fische in Flussmündungen gespült wurden. Üblicherweise erstickten diese Fische, da zum einen die Fluss-Sedimente die Kiemen verdreckten, so dass nicht mehr genügend Sauerstoff ins Blut gelangte. Zum anderen war Süßwasser für Meeresfische aufgrund des zu geringen Salzgehalts schädlich. Je länger das Süßwasser auf die Körperzellen einwirkte, um so mehr sogen sich diese mit Wasser voll, bis sie schließlich platzten (Osmosewirkung). Nur die Fische konnten überleben, die ihre Körperoberfläche mittels Schleimschichten und einer Haut abschirmten.

Unter den Fischarten, die später die Flüsse besiedelten, befanden sich bevorzugt solche, die über die oben erwähnte Ausstülpung verfügten. Diese Ausstülpung füllte sich mit Luft, während die Fische an der Oberfläche nach Nahrung schnappten. Über die innere Schleimhaut dieser Ausstülpung gelangte zusätzlich Sauerstoff in den Blutkreislauf. Das half, die Leistung der verdreckten Kiemen zu kompensieren. In abgelegenen oder toten Flussarmen, wo kein oder nur wenig Sediment das Wasser verschmutzte, bewirkte die zusätzliche Sauerstoffzufuhr eine größere Zell-Leistung, da über die Mitochondrien mehr ATP produziert wurde, welches als Energieträger zur Verfügung stand. Folgen waren u.a. stärkere Muskeln, belastbareres Skelett, größere Organe usw. usf.

Mit der fortschreitenden Besiedlung stehender Gewässer ergaben sich Chancen und Risiken, die im Meer nicht gegeben sind. Insbesondere der schwankende Sauerstoffgehalt des Wassers und die viel öfter gegebene Gefahr des teilweise oder völligen Austrocknens des Gewässers führten zur beschleunigten Selektion von lungentragenden Fischen, die zum einen die sauerstoffarmen Regionen des schlammigen Gewässergrunds als Nische erschließen konnten und zum anderen Trockenperioden überlebten. Die Möglichkeit zur Fortbewegung an Land, um den nächsten Tümpel zu erreichen, begünstigte die Fische mit fleischigen Flossenansätzen (Verwandte des heutigen Quastenflossers). Zufällig setzte sich dabei eine Variante durch, die zwei Paar solcher Bauchflossen besaß – die Vorläufer unserer Arme und Beine.

Diejenigen Fische, deren Ausstülpung stärker durchblutet und zudem noch gekammert war (Erhöhung der inneren Oberfläche), hatten in Trockenperioden größere Überlebens-Chancen, so dass diese selektiert wurden. Die verbesserte Leistung dieser ersten Lungen führte zu den vorhin schon beschriebenen Effekten. Da das Festland als Nische für Wirbeltiere noch nicht erschlossen war, führte die Sesshaftwerdung zu einer starken Zunahme der Formenvielfalt binnen kurzer Zeit. Der leichter und effizienter verfügbare Sauerstoff und daraus abgeleitet der Überschuss an verwertbarem ATP machte eine größere Zelldifferenzierung möglich, die zu einer Vielzahl von Spezialisierungen führte. Diese Phase der Radiation führte zur Besetzung der verfügbaren ökologischen Nischen an Land, wobei neue Nahrungsquellen erschlossen wurden (insbesondere Gliederfüßer und Pflanzen, aber zunehmend auch Landwirbeltiere).


So weit ein erster - zugegebenermaßen recht grober - Überblick über die Vorgänge im Devon. Voraussetzung für den Landgang war das Vorhandensein von potenziellen Nahrungsquellen. Auf die Moose von vor 450 Millionen Jahren wurde schon hingewiesen. Die Vorläufer der Insekten u.a. Gliederfüßer dürften etwa zeitgleich mit den ersten Pflanzen dem Süßwasser entwachsen sein. Die Pflanzen wiederum leiten sich stammesgeschichtlich von den Grünalgen ab. Diese entwickelten erste Rhizome wahrscheinlich in den schlammigen Uferregionen von stehenden Gewässern. Eigentlich hätten sie dort verbleiben müssen, da die uferfernen Böden schwer erschließbar sind. Daher vermute ich, dass Pilze bzw. Flechten die ersten echten Landbewohner gewesen sind, die die mineralische Vielfalt der Gesteine für die späteren Pflanzen erschlossen haben - mit der Folge der ersten Humusbildungen, auf denen sich auch Grünalgenabkömmlinge wie Rhynia ausbreiten konnten. Leider fossilieren Pilze und Flechten sehr schlecht, so dass bisher die Belege dafür fehlen.

Viele Grüße!

 

[Orbit]

Mahananda
Besten Dank für diesen Beitrag!

 

[Mahananda]

Gern geschehen!

 

[Sir Atlan]

Hallo Mahananda,

erst einmal vielen Dank für Deine Antwort, die mir sehr geholfen hat.
Ich habe natürlich auch etwas recherchiert (will mir ja nicht alles "vorkauen" lassen). In diesem Zusammenhang habe ich meine erste Wissenslücke füllen können, indem ich herausfand, dass der Landgang nicht aus dem Meer stattfand, sondern aus den Flüssen und Seen. Das war mir nicht klar.

Ich habe mal die Seite verlinkt, die mir sehr weitergeholfen hatte. Soweit ich das beurteilen kann eine recht gute Seite.

http://www.zum.de/Faecher/Materialien/hupfeld/index.htm?/Faecher/Materialien/hupfeld/Evolution/Evolution-Lunge/Evolution-Lungen.htm

Ich möchte jetzt gerne 2 kleine Ungereimtheiten ansprechen, die mir hier aufgefallen sind.

Auf dieser Seite ist auch schön dargelegt, wie vermutlich die Lunge entstand. In Abb.1 (des Links) wird diese Entwicklung sehr schön dargestellt. Aber warum entwickelt sich denn eine kleine Öffnung im Darm, wo dann eine Blase (Noch keine Lunge!!!) hineingedehnt wird. Dabei fällt mir folgendes Problem auf: Wenn der Darm durch Schlucken der Luft gedehnt wird - ich stelle mir dazu mal einen Luftballon vor, der aufgeblasen wird - sollte sich der Darm nicht insgesamt ausdehnen? Warum entsteht eine parallel zum Darm liegende Blase mit einem „Verbindungsschlauch“ (in Abb1 orange dargestellt). Würde es nicht bedeuten, dass der Darm ein einer kleinen Stelle elastischer war als der Rest und durch eine Druckerhöhung (verschlucken der Luft) sich diese Blase ausbilden konnte? Und warum ein „Schlauch“ als Verbindung und nicht ein Ventil (analog zur Herzkammer)? Damit habe ich aber im Moment noch ein Problem bzw. halte das für einen zu speziellen Fall als das das generell so hätte sein können. Lasse mich aber gerne eines besseren belehren.

Der zweite Punkt, der mir in diesem Zusammenhang nicht einleuchtet ist der:
Wenn die Lunge sich wie oben beschrieben entwickelt hat, sollte sie mit dem Darm (und nur dort) verbunden sein. Das bedeutet, dass sie am Verdauungstrakt hängt – hinter dem Magen. Warum ist sie nicht mehr dort?
Was hat sie veranlasst sich weiter „vorne“ anzusiedeln? Wie es bei uns Menschen nun mal ist.

In abgelegenen oder toten Flussarmen, wo kein oder nur wenig Sediment das Wasser verschmutzte, bewirkte die zusätzliche Sauerstoffzufuhr eine größere Zell-Leistung, da über die Mitochondrien mehr ATP produziert wurde, welches als Energieträger zur Verfügung stand. Folgen waren u.a. stärkere Muskeln, belastbareres Skelett, größere Organe usw. usf.

Sollte in diesen abgelegenen oder toten Flussarmen der Sauerstoff nicht ungleich geringer sein? Daher sollte sich das doch aufheben?
Btw.: Was ist ATP? (Google sagt: Das ATP-Molekül besteht aus einem Adenin-Rest, dem Zucker Ribose und drei Phosphat-Resten. Die Phosphatreste besitzen Esterbindungen (> sehr energiereich), und wird ein Phosphatrest abgespalten, wird Energie freigesetzt und es entsteht ADP. ATP ist also ein Energieträger! Vollständiger Name: Adenosintriphosphat) Ausser das es ein Energieträger ist habe ich nichts verstanden. Geht das allgemein verständlich?

Die Möglichkeit zur Fortbewegung an Land, um den nächsten Tümpel zu erreichen, begünstigte die Fische mit fleischigen Flossenansätzen (Verwandte des heutigen Quastenflossers). Zufällig setzte sich dabei eine Variante durch, die zwei Paar solcher Bauchflossen besaß – die Vorläufer unserer Arme und Beine.

Die Ausbildung und Verbesserung der „Arme und Beine“ ist imho eine logische und nachvollziehbare biologische Entwicklung und ich möchte in diesem Zusammenhang diesen Fakt gerne außen vor lassen.

Diejenigen Fische, deren Ausstülpung stärker durchblutet und zudem noch gekammert war (Erhöhung der inneren Oberfläche), hatten in Trockenperioden größere Überlebens-Chancen, so dass diese selektiert wurden.

Hervorgehoben durch mich.

Dieses „gekammert“ klingt für mich nach Zufall. Solche Zufälle sollten aber evolutionär nicht berücksichtigt werden, wenn der Prozess nicht generell stattfindet. Wenn er generell stattgefunden hat muß es einen Grund geben. Eine erhöhte Sauerstoffaufnahme kann aber (im ersten Schritt) auch über eine bessere Durchblutung gewährleistet werden. Im Nachhinein keine Frage, was besser / effektiver war.

Die verbesserte Leistung dieser ersten Lungen führte zu den vorhin schon beschriebenen Effekten…Diese Phase der Radiation führte zur Besetzung der verfügbaren ökologischen Nischen an Land, wobei neue Nahrungsquellen erschlossen wurden (insbesondere Gliederfüßer und Pflanzen, aber zunehmend auch Landwirbeltiere).

d'accord

So weit ein erster - zugegebenermaßen recht grober - Überblick über die Vorgänge im Devon.

Nochmals vielen Dank dafür. Und so grob ist er gar nicht.

Auf die Moose von vor 450 Millionen Jahren wurde schon hingewiesen. Die Vorläufer der Insekten u.a. Gliederfüßer dürften etwa zeitgleich mit den ersten Pflanzen dem Süßwasser entwachsen sein. Die Pflanzen wiederum leiten sich stammesgeschichtlich von den Grünalgen ab. Diese entwickelten erste Rhizome wahrscheinlich in den schlammigen Uferregionen von stehenden Gewässern. Eigentlich hätten sie dort verbleiben müssen, da die uferfernen Böden schwer erschließbar sind. Daher vermute ich, dass Pilze bzw. Flechten die ersten echten Landbewohner gewesen sind, die die mineralische Vielfalt der Gesteine für die späteren Pflanzen erschlossen haben - mit der Folge der ersten Humusbildungen, auf denen sich auch Grünalgenabkömmlinge wie Rhynia ausbreiten konnten. Leider fossilieren Pilze und Flechten sehr schlecht, so dass bisher die Belege dafür fehlen.

Diesen Punkt wollte ich hier am Ende Ansprechen, wenn mein primäres „Problem“ geklärt ist. Genauso wie das "Problem" des Stoffwechsels bzw. der Nieren.
Ich vermute, dass Deine Vermutung zu Flechten und Pilzen der Realität sehr nahe kommt. Wobei ich aber nicht beurteilen kann, ob Flechten zur Humusbildung beitragen (können) oder Pilze sich aus Grünalgen parallel zu Flechten entwickelt haben könnten.

Soweit erst einmal zu meinen gemachten Hausaufgaben.
Ich würde mich freuen, wenn ich die o.g. Punkte bzw. meine Wissenslücken noch „gestopft“ bekomme.

Auch einen Dank an Chrischan, der mir den entscheidenden Denkanstoß gegeben hat.

Gruß

Sir Atlan

 

[Sir Atlan]

Hallo Michael,

Konzentriert sich die Fragestellung nicht zu sehr auf das Organ Lunge?

Das ist genau der Punkt. Ich wollte gerne die "Mainstream" Entwicklung etwas genauer verstehen. Natürlich findet die Evotution Spartenlösungen. Die wollte ich gerne aussen vor lassen, da sie nicht (wie ich glaube) zur allgemeinen "Landbesiedelung" beigetragen haben. Aber der Punkt ist trotzdem richtig. Nur möchte ich eben gerne meine primären Verständnisfragen geklärt haben, bevor ich die "kleinen" Probleme angehe.
Mein Beispiel des notwendigerweise veränderten Stoffwechsels. Aber wie gesagt, im zweiten Schritt.

Lungen (bzw. die auch schon erwähnten Tracheen) sind nicht die einzigen Lösungen die das Verwerten von Luftsauerstoff ermöglichen...

Aber die bilden nicht den Mainstream. Darum erstmal nicht von mir berücksichtigt.

Eigentlich funktionieren diese Organe doch alle recht ähnlich: ...

Natürlich ist das so. ABER: Nur mit einer Lunge ist es nicht getan. Da hängt ja viel mehr dran. Die Niere muß Giftstoffe filtern und ausscheiden. Der Harnstoff bildet sich auch nicht einfach so.(CO2, NH3 Problematik).

Aber das ist genau der Grund warum ich in meiner Antwort an Mahananda
nachfrage:

Eine erhöhte Sauerstoffaufnahme kann aber (im ersten Schritt) auch über eine bessere Durchblutung gewährleistet werden. Im Nachhinein keine Frage, was besser / effektiver war.

Dies ist vielleicht etwas kurz geraten, aber hatte genau diese Intention:
Die Evolution bietet viele Wege an, aber Rückwirkend hat sich einer durchgesetzt. Warum gerade dieser (Lunge) Warum nicht modifizierte Kiemen oder nur die Haut als Atmungsorgan.

PS: Die Landkrabben haben sich dem Leben an Land angepasst, atmen aber immer noch über Kiemen. Das ist genau so ein Beispiel wie ich oben versucht habe zu beschreiben.

Auch hier - noch (!!) zu viel Sparte.

Gruß

Sir Atlan