Kiemen oder Lunge?
Kiemen nehmen gelösten Sauerstoff aus dem Wasser auf. Lungen nutzen Sauerstoff aus der Luft. Ein Wal muss deshalb zum Atmen auftauchen. Wasser allein verrät nicht, welches Atmungsorgan ein Tier besitzt.
Biologie · Verstehen und üben
Wirbeltierklassen
Warum ist ein Wal kein Fisch – und ein Pinguin trotzdem ein Vogel? Vergleiche die fünf vertrauten Wirbeltiergruppen und lerne, Zuordnungen mit Merkmalen zu begründen.
Das kannst du danach
Typische Merkmale vergleichenSieben Tiere begründet zuordnenSchulgruppen und Stammbäume unterscheiden
Was verbindet die Wirbeltiere?
Fisch, Frosch und Fuchs sehen sehr unterschiedlich aus. Trotzdem gehören sie zu den Wirbeltieren: Ihr Grundbauplan umfasst ein inneres Stützskelett, einen Schädel und eine Wirbelsäule. Der Schädel schützt das Gehirn; die Wirbelsäule stützt den Körper und umgibt das Rückenmark. Das Skelett kann aus Knochen und Knorpel oder überwiegend aus Knorpel bestehen.
Im Schulunterricht werden meist fünf Gruppen verglichen: Fische, Amphibien, Reptilien, Vögel und Säugetiere. Mit ihnen lernst du typische Körpermerkmale und Lebensweisen kennen. Die Bezeichnung „fünf Wirbeltierklassen“ ist verbreitet; die heutige Verwandtschaftssystematik gliedert die Tiere genauer.
Wirbellose Tiere besitzen keine Wirbelsäule. Dazu gehören zum Beispiel Insekten, Spinnen, Schnecken und Regenwürmer. „Wirbellos“ bedeutet weder „ohne Skelett“ noch „einfach gebaut“: Ein Käfer besitzt ein Außenskelett.
Die fünf Schulgruppen im Vergleich
Nutze mehrere Merkmale gemeinsam. Die Tabelle beschreibt typische Verhältnisse; einzelne Arten können davon abweichen. Bei der Atmung muss man manchmal auch das Entwicklungsstadium berücksichtigen.
Auf schmalen Bildschirmen kannst du diese Tabelle seitlich verschieben.
| Schulgruppe | Körperbedeckung | Atmung | Körpertemperatur |
|---|---|---|---|
|
Fische z. B. Barsch, Hai |
Meist Schuppen; Haut mit Schleimschicht | Vor allem Kiemen | Meist wechselwarm |
|
Amphibien z. B. Frosch, Molch |
Meist dünne, feuchte Haut ohne Hornschuppen | Larven meist Kiemen; Erwachsene häufig Lunge und Haut | Wechselwarm |
|
Reptilien z. B. Eidechse, Schlange, Schildkröte |
Trockene, verhornte Haut mit Schuppen oder Schilden | Lunge | Wechselwarm – hier ohne Vögel betrachtet |
|
Vögel z. B. Rotkehlchen, Pinguin |
Federn; Hornschuppen an den Beinen | Lunge; Luftsäcke unterstützen die Belüftung | Gleichwarm |
|
Säugetiere z. B. Fuchs, Wal, Mensch |
Haare zumindest in einem Lebensabschnitt; teils stark reduziert | Lunge | Gleichwarm; Ausnahmen etwa beim Winterschlaf |
Wechselwarm oder gleichwarm?
Bei wechselwarmen Tieren hängt die Körpertemperatur stark von der Umgebung und ihrem Verhalten ab. Gleichwarme Tiere halten sie über weite Bereiche vergleichsweise stabil, unter anderem durch Wärme aus dem Stoffwechsel. „Wechselwarm“ bedeutet nicht „immer kalt“.
Haut schützt auf verschiedene Weise
Die feuchte Amphibienhaut ermöglicht Gasaustausch, verliert aber leicht Wasser. Verhornte Reptilienhaut bremst Wasserverlust. Haare und Federn können Luft einschließen und so Wärmeverluste verringern.
Milch und Federn helfen beim Einordnen
Unter heute lebenden Tieren sind Federn ein eindeutiges Vogelmerkmal. Säugetiere besitzen Milchdrüsen; Haare können sehr unauffällig sein. Fliegen, Schwimmen oder Eierlegen allein reichen für eine sichere Zuordnung nicht aus.
Warum „meist“? Einige Fische können zusätzlich Luft atmen; manche Amphibien kommen ohne Lungen aus. Auch die Körpertemperatur ist nicht in jeder Situation gleich: Ein Säugetier im Winterschlaf kann sie deutlich absenken. Solche Ausnahmen widerlegen die Verwandtschaftsgruppen nicht.
So begründest du eine Zuordnung
1 · Merkmale sammeln
Notiere beobachtbare Merkmale: Körperbedeckung, Atmung, Skelett und besondere Eigenschaften. Trenne die Beobachtung „lebt im Wasser“ von der Schlussfolgerung „ist ein Fisch“.
2 · Aussagekräftige Merkmale prüfen
Federn oder Milchdrüsen sind für diese Schulaufgabe besonders hilfreich. Farbe, Größe und Lebensraum sind meist weniger geeignet, weil sie bei vielen nicht nah verwandten Tieren ähnlich sein können.
3 · Mehrere Hinweise zusammenführen
Ein Tier mit Fell, Lungen und Milchdrüsen ordnest du den Säugetieren zu – auch wenn es fliegt. Fehlen wichtige Informationen, benenne die Unsicherheit und fordere ein weiteres Merkmal an.
4 · Die Begründung ausformulieren
Beispiel: „Der Pinguin ist ein Vogel, weil er Federn besitzt. Seine fehlende Flugfähigkeit ändert diese Einordnung nicht.“ Eine gute Antwort nennt Merkmal und Schlussfolgerung.
Tierdetektiv: sieben Tiere richtig zuordnen
Wähle ein Tier, lies die drei Hinweise und ordne es einer der fünf Schulgruppen zu. Entscheide anhand der Merkmale, nicht allein nach Lebensraum oder Bewegung.
Fall 1 von 7
Wal
- Lebt im Meer und bewegt sich mit flossenartigen Gliedmaßen.
- Atmet Luft mit einer Lunge.
- Das Jungtier bekommt Milch.
Zu welcher Gruppe gehört dieses Tier?
Wähle eine Gruppe.
Schulgruppen und tatsächliche Verwandtschaft
Biologische Systematik soll gemeinsame Abstammung abbilden. Eine vollständige Abstammungsgruppe umfasst einen gemeinsamen Vorfahren und alle seine Nachkommen. Die fünf Schulgruppen sind dafür nur eine erste Orientierung.
Vögel gehören stammesgeschichtlich zu den Reptilien. Sie stammen von Dinosauriern ab. Betrachtet man Reptilien ohne Vögel, lässt man also einen Teil der Nachkommen weg. Im folgenden Ausschnitt teilen Krokodile und Vögel einen jüngeren gemeinsamen Vorfahren als beide mit Eidechsen und Schlangen.
Auch „Fische“ ist in der üblichen Bedeutung keine einzelne geschlossene Abstammungsgruppe: Die Landwirbeltiere gingen aus einer Linie fischartiger Wirbeltiere hervor. Die heutige Systematik unterscheidet deshalb etwa Knorpelfische und verschiedene Linien der Knochenfische und berücksichtigt deren Nachkommen.
Für deine Schulaufgabe: Wird nach den fünf Wirbeltiergruppen gefragt, verwende die Vergleichstabelle. Wird ein Stammbaum ausgewertet, achte auf gemeinsame Vorfahren und vollständige Äste. Die traditionelle Tabelle ist kein Stammbaum.
Ähnliche Lebensweise heißt nicht enge Verwandtschaft
Hai und Delfin bewegen sich beide stromlinienförmig durch Wasser. Diese ähnliche Gestalt entstand in unterschiedlichen Abstammungslinien unter ähnlichen Anforderungen. Ein Delfin ist enger mit anderen Säugetieren verwandt als mit einem Hai. Ähnlichkeit muss daher immer genauer untersucht werden.
12 Aufgaben: verstehen, anwenden und begründen
Versuche jede Aufgabe zuerst selbst. Nutze bei Bedarf den Tipp und vergleiche erst danach mit der Lösung.
1 · Nenne drei Bestandteile des Grundbauplans der Wirbeltiere.
Tipp
Denke an Stütze sowie den Schutz von Gehirn und Rückenmark.
Lösung mit Erklärung
Inneres Skelett, Schädel und Wirbelsäule. Die Wirbelsäule besteht aus aufeinanderfolgenden Wirbelelementen; Material und Ausprägung unterscheiden sich zwischen Gruppen.
2 · Ein Hai hat überwiegend Knorpel im Skelett. Ist er deshalb wirbellos?
Tipp
„Wirbeltier“ bedeutet nicht „Skelett vollständig aus Knochen“.
Lösung mit Erklärung
Nein. Haie besitzen Schädel und Wirbelsäule. Sie gehören zu den Knorpelfischen und damit zu den Wirbeltieren.
3 · Ordne Barsch, Grasfrosch, Eidechse, Rotkehlchen und Fuchs den fünf Schulgruppen zu.
Tipp
Die Vergleichstabelle hilft; nenne zusätzlich je ein typisches Merkmal.
Lösung mit Erklärung
Barsch: Fische, Kiemen. Grasfrosch: Amphibien, feuchte Haut. Eidechse: Reptilien, Hornschuppen. Rotkehlchen: Vögel, Federn. Fuchs: Säugetiere, Fell und Milchdrüsen.
4 · Warum ist „lebt im Meer“ kein Beleg für die Gruppe der Fische?
Tipp
Vergleiche einen Wal und einen Barsch.
Lösung mit Erklärung
Im Meer leben Tiere aus sehr verschiedenen Gruppen. Ein Wal besitzt Lungen und ernährt seine Jungen mit Milch; er ist ein Säugetier. Der Lebensraum reicht zur Zuordnung nicht aus.
5 · Begründe, weshalb eine Fledermaus kein Vogel ist.
Tipp
Unterscheide Flughaut und Federn.
Lösung mit Erklärung
Fledermäuse besitzen Haare und Milchdrüsen. Ihre Flughaut ist zwischen verlängerten Fingern aufgespannt. Sie gehören zu den Säugetieren; aktive Flugfähigkeit kommt auch bei Vögeln und Insekten vor.
6 · Ein Pinguin fliegt nicht. Darf man ihn trotzdem den Vögeln zuordnen?
Tipp
Welches Körpermerkmal ist aussagekräftiger als Flugfähigkeit?
Lösung mit Erklärung
Ja. Er besitzt Federn und gehört stammesgeschichtlich zu den Vögeln. Seine Vordergliedmaßen sind zu Flügeln für die Fortbewegung unter Wasser umgebildet.
7 · Worin unterscheidet sich die Atmung einer Kaulquappe von der eines erwachsenen Grasfroschs?
Tipp
Beziehe dich auf dieses konkrete Beispiel, nicht auf alle Amphibien.
Lösung mit Erklärung
Die Kaulquappe nutzt Kiemen. Beim erwachsenen Grasfrosch erfolgt Gasaustausch über Lunge und Haut. Während der Metamorphose werden Körperbau und Lebensweise umgestaltet.
8 · Eine Eidechse sonnt sich. Ist sie dadurch gleichwarm?
Tipp
Unterscheide äußere Wärmeaufnahme und die typische Temperaturregulation.
Lösung mit Erklärung
Nein. Das Sonnenbaden ist eine Verhaltensweise, mit der ein wechselwarmes Tier seine Körpertemperatur beeinflusst. Diese bleibt stark von äußeren Bedingungen abhängig.
9 · Widerlegt das Schnabeltier die Aussage „Säugetiere ernähren ihre Jungen mit Milch“?
Tipp
Eierlegen und Milchbildung sind zwei verschiedene Eigenschaften.
Lösung mit Erklärung
Nein. Das Schnabeltier legt Eier, ernährt seine Jungen aber mit Milch. Es widerlegt die pauschale Aussage „Alle Säugetiere bringen lebende Junge zur Welt“.
10 · Warum sind Krokodile im gezeigten Stammbaum enger mit Vögeln als mit Eidechsen verwandt?
Tipp
Verfolge die Äste bis zum jeweils letzten gemeinsamen Verzweigungspunkt.
Lösung mit Erklärung
Krokodile und Vögel teilen einen jüngeren gemeinsamen Vorfahren. Entscheidend ist der Verzweigungspunkt, nicht der Abstand der Namen auf dem Blatt oder die äußere Ähnlichkeit.
11 · Ein unbekanntes Tier hat vier Beine und lebt an Land. Welche Zuordnung ist möglich?
Tipp
Frage dich, ob diese Hinweise nur auf eine einzige Gruppe passen.
Lösung mit Erklärung
Eine eindeutige Gruppe ist damit nicht bestimmbar. Viele Amphibien, Reptilien und Säugetiere passen dazu. Körperbedeckung, Atmung und weitere Merkmale könnten die Zuordnung ermöglichen.
12 · Verbessere: „Wirbellose Tiere sind Tiere ohne jede Form eines Skeletts.“
Tipp
Ein Käfer ist ein Gegenbeispiel.
Lösung mit Erklärung
Wirbellose Tiere haben keine Wirbelsäule. Manche besitzen ein Außenskelett, etwa Insekten. Auch andere Stützstrukturen kommen vor; das Fehlen einer Wirbelsäule sagt nichts über das Fehlen aller Stützen aus.
Kurzer Wissenscheck
Welcher Hinweis belegt bei einem heute lebenden Tier am eindeutigsten die Zuordnung zu den Vögeln?
Wähle eine Antwort und begründe sie zunächst selbst.
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- OpenStax: Grundbauplan und Verwandtschaft der Chordatiere
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Eigene Erklärungen und Aufgaben. Die beschrifteten Schemata sind vereinfachte Lernmodelle; die Illustrationen dienen der Veranschaulichung.