Giftmechanismen Giftmechanismen bei Wirbeltierenbei Wirbeltieren

Gliederung:Gliederung:1.Einleitung

2. Fische2.1. Passiv giftige Fische 2.1.1. Ciguatera - toxische Fische 2.1.2. Tetrodotoxische Fische

2.2. Aktiv giftige Fische 2.2.1. Knorpelfische 2.2.2. Kochenfische 2.2.3. Skorpionsfische 2.2.4. andere Fische

3. Amphibien3.1. Anura3.2. Urodela3.3. Amphibiengifte

4. Reptilien4.1. Krustenechsen4.2. Schlangen

1. Einleitung1. Einleitung

Toxine besitzen eine ganz bestimmte & Toxine besitzen eine ganz bestimmte & ökologisch wichtige Funktion in der ökologisch wichtige Funktion in der Biologie:Biologie:

BeutefangBeutefang Schutz vor FeindenSchutz vor Feinden

1. Einleitung1. Einleitung

Passiv giftige Tiere:Passiv giftige Tiere:

Besitzen keinen speziellen Besitzen keinen speziellen Giftapparat Giftapparat

können aber Gifte in können aber Gifte in ihrem Körper speichern ihrem Körper speichern

und somit Schutz vor und somit Schutz vor Fressfeinden erlangenFressfeinden erlangen

Toxisch durch:Toxisch durch: 1) Produktion durch 1) Produktion durch Organismen im Organismen im

KörperKörper 2) Aufnahme über 2) Aufnahme über

Nahrungskette oder Nahrungskette oder UmweltUmwelt

Aktiv giftige Tiere:Aktiv giftige Tiere:

Produzieren in spez. Produzieren in spez. Geweben Gifte, die sie mit Geweben Gifte, die sie mit einem Werkzeug appliziereneinem Werkzeug applizieren

Giftapparate sind in allen Giftapparate sind in allen Tierklassen zu findenTierklassen zu finden

Gift zur Verteidigung gegen Gift zur Verteidigung gegen Fressfeinde & zum Fressfeinde & zum Beuteerwerb eingesetztBeuteerwerb eingesetzt

Aquatische & terrestrische TiereAquatische & terrestrische Tiere

2. Fische2. Fische

2.1. Passiv giftige Fische:2.1. Passiv giftige Fische:- Mehr als 500 SpeziesMehr als 500 Spezies- Vorkommen: vorzugsweise tropische MeereVorkommen: vorzugsweise tropische Meere- Unterschiedliche Giftigkeit:Unterschiedliche Giftigkeit:

- ganzjährig / saisonalganzjährig / saisonal- Ganz / nur bestimmte Organe (ichthyosarkotoxisch)Ganz / nur bestimmte Organe (ichthyosarkotoxisch)

2.1.1. Ciguatera - toxische Fische

2.1.2. Tetrodotoxische Fische

2.1.1. Ciguatera - toxische Fische

Naso annulatus; Langnasen-Doktorfisch

Sphyraena-Art; Barrakuda

Lateinische Namen:

Namen:

Acanthuridae Doktorfische; Surgeonfishes

Carangidae Stachelmakrelen; Kingfishes

Labridae Lippfische; Wrasses

Lutjanidae Schnapper, Snappers

Scaridae Papageifische; Parrotfishes

ScombridaeThunfische, Makrelen, Bonitos; Tunas, Mackerels, Bonitos

SerranidaeZackenbarsche; Rockcods, Seabasses,

Groupers

Sphyraenidae Barrakudas; Barracudas

Ciguatoxin (CTx-1)

2.1.2 Tetrodotoxische 2.1.2 Tetrodotoxische Fische Fische

Kugelfisch, Arothron sp.Kugelfisch, Arothron sp.

Igelfisch Igelfisch

Tetrodotoxin:Tetrodotoxin: blockiert an myelinisierten Nerven dieblockiert an myelinisierten Nerven die Na-Kanäle; so wird die Fortleitung über Na-Kanäle; so wird die Fortleitung über die Nerven gestörtdie Nerven gestört

Lateinische Namen: Namen:

TetraodontidaeKugelfische; Puffers, Globefishes, Balloonfishes

DiodontidaeIgelfische; Porcupinefishes

CanthigasteridaeSpitzkopfkugelfische; Sharp-nosed puffers

2. Fische2. Fische 2.2. Aktiv giftige Fische:2.2. Aktiv giftige Fische:- Ca. 250 SpeziesCa. 250 Spezies- Voll entwickelter Giftapparat:Voll entwickelter Giftapparat:

(in der Regel Verteidigung; in manchen Fällen auch Angriffswaffe)(in der Regel Verteidigung; in manchen Fällen auch Angriffswaffe)

2.2.1. Chondrichthyes (Knorpelfische):- Dasyatidae (Stachelrochen)- Squalidae (Haie)- Chimaeridae (Chimären)

2.2.2. Osteichthyes ( (Knochenfische):- Trachinidae (Weberfische, Drachenfische, Petermännchen)

2.2.3. Scorpaenidae (Skorpionsfische):- Scorpaena (Drachenköpfe, Skorpionsfische)- Pterois, Dendrochirus (Rotfeuerfisch, Feuerfisch, Zebrafisch)- Synanceja (Steinfisch, Teufelsfisch)

2.2.4. Andere Fische

2.2.1. Knorpelfische2.2.1. Knorpelfische

- Stachelrochen

- Haie

- Chimären

Potamotrygon motoro Potamotrygon motoro

Stegasoma fasciatum; ZebrahaiStegasoma fasciatum; Zebrahai

2.2.1. StachelrochenStachelrochenNamen:

Dasyatidae (Gattungen Dasyatis, Taenuria, Urogymnus)

Stechrochen, Stachelrochen; Stingrays, Whiprays

Gymnuridae (Gattung Gymnurus) Schmetterlingsrochen; Butterfly rays

Myliobatidae (Gattungen Aetobatus, Aetomylaeus, Myliobatis, Pteromylaeus)

Adlerrochen; Eagle rays, Bat rays

Potamotrygonidae (Gattung Potamotrygon)Süßwasserrochen; Freshwater stingrays, River rays

Rhinopteridae (Gattung Rhinoptera) Cownosed rays

Urolophidae (Gattung Urolophus) Round stingrays

Vorkommen: Warme bis tropische Meere.

Giftapparat: - Flach zugespitzter Stachel aus Vasodentin, Widerhaken, 2 Längsrinnen mit Drüsengewebe- Applikation d. Gifts durch Abreißen d. Drüsengewebes

2.2.1. Haie2.2.1. HaieArten: Name: Vorkommen:

Heterodontus Arten DoggenhaieWarmer bis tropischer

Indopazifik

Squalus Arten Stachelhaie, DornhaieIn tropischen bis kalten Meeren

stark verbreitet

2.2.1. Chimären2.2.1. ChimärenNamen: Seedrachen, Seekatzen, Seeratten

Vorkommen: kalte bis warme Meere

2.2.2. Kochenfische 2.2.2. Kochenfische

Weberfische, Drachenfische, Petermännchen

Trachinus draco; Gewoehnliches Petermaennchen

2.2.2. Petermännchen2.2.2. Petermännchen

Lebensraum/-weise: tagsüber im Sand/Schlamm, vorw. nachtaktiv

Lateinischer NameDeutscher Name Vorkommen

Trachinus aranaeus Mittelmeer-Petermännchen Mittelmeer

Trachinus dracoGewöhnliches Petermännchen, Großer Weberfisch; Greater Weeverfish, Dragonfish

Atlantik von Marokko bis Norwegen, Nordsee, Mittelmeer, Schwarzes Meer

Trachinus radiatus Strahlen-PetermännchenMittelmeer, afrikanische Atlantikküste von Marokko bis Senegal

Trachinus viperaKleines Petermännchen, Vieperqueise; Lesser Weeverfish

Östliche Atlantikküste von Schottland bis Westafrika, Mittelmeer

Namen und Vorkommen:

Giftapparat: - 4-8 Knochenstrahlen (18-24mm) auf d. 1. Rückenflosse - Stacheln spitz, beweglich - entlang Kammlinie beidseitig Drüsengewebe ( Giftdrüse) - Dorn auf Kiemendeckel, wird bei Gefahr ausgeklappt - Eindringen in Haut „Ausquetschen d. Drüsengewebes“ - Verteidigung & Angriff

2.2.3. Skorpionsfische2.2.3. Skorpionsfische Drachenköpfe, Skorpionsfische Rotfeuerfisch, Feuerfisch, Zebrafisch Steinfisch, Teufelsfisch

Scorpaena porcus Pterois antennata Synanceja verrucosa,Steinfisch

2.2.3. Drachenköpfe, 2.2.3. Drachenköpfe, Skorpionsfische Skorpionsfische

- Eine klare Familienabgrenzung ist bei den Skorpionsfischen nicht gegeben- giftige Spezies aus den Gattungen: Apistus, Apistops, Centropogon, Coridacrylus, Gymnapistes, Helicolenus, Hypodytes, Inimicus, Minous, Notesthes, Scorpaena, Scorpaenopsis, Sebastes und Sebasticus

Lebensraum/-weise: Grundfische, meist gut getarnt zw. Seegras, in Höhlen, auf Fels oder Schlammgrund, oft teilw. eingegraben; Schwimmblase zurückgebildet (kurze Strecken schw.)

Verbreitung: in allen Weltmeeren

Giftapparat: - 12 Strahlen d. Rücken-, 3 d. Anal- & 2 d. Bauchflosse: spitze Stacheln - tragen in oberer Hälfte entlang 2 Rinnen Giftdrüsen - von dicker Epidermis überzogen - Stacheln an Kiemendeckel keine Giftdrüsen - Eindringen in Haut: Druck auf Giftdrüsen, Haut reißt, Gift in Wunde

2.2.3. Rotfeuerfisch, 2.2.3. Rotfeuerfisch, Feuerfisch, Zebrafisch Feuerfisch, Zebrafisch

Arten: Brachirus, Brachypterois, Dendrochirus, Ebosia, Parapterois, Pterois

Vorkommen: Tropische bis temperierte Zonen des Indischen Ozeans und des westlichen Pazifiks, Rotes Meer

Lebensraum/-weise: meist ruhig im Wasser schwimmend, Brust-&Rückenflosse fächerartig ausgebreitet Höhlen, dämmerungsaktiv

Giftapparat: - 13 Strahlen d. Rücken-, 3 d. Anal- & 2 d. Bauchflosse: spitze Stacheln - 2Längsfurchen obere 2/3 Giftdrüsengewebe - von dünner Epidermis überzogen - Stacheln an Brustflossen kein Drüsengewebe - stellt bei Angriff Rückenfl. auf, Gegner wird rückwärts gerammt

Gift: Acetylcholin Protein mit neurotoxischer Wirkung

2.2.3. Steinfisch, 2.2.3. Steinfisch, TeufelsfischTeufelsfisch

Vorkommen: im Indopazifik weit verbreitet

Lebensraum/-weise: meist Flachwasserzonen von Korallenriffen teilw. in Schlamm/Sand eingegraben Grundfisch (schwimmt nur selten)

Giftapparat: - 13 Strahlen d. Rücken-, 3 d. Anal- & 2 d. Bauchflosse: spitze, kurze, kräftige Stacheln - 2Längsrinnen, untere Hälfte mit Drüsenpaket ausgelegt - feiner Ausführungsgang leitet Drüsensekret zur Spitze - von dicker Epidermis überzogen - Eindringen: Haut zurückgeschoben, Drüsen d. Druck entleert, Gift d. Ausführungsgänge 0,6 – 1cm tief in Wunde

Gift: jede Drüse produziert ca. 0,003ml Sekret Proteingemisch (Herz-Kreislauf-Funktionsbeeinträchtigungen)

Besonderheit: besitzt von allen Fischen den am besten entwickelten Giftapparat

2.2.4. Andere Fische2.2.4. Andere Fische

Frosch- oder KrötenfischFrosch- oder Krötenfisch Kaninchenfische Kaninchenfische SchleimfischeSchleimfische

Fische mit giftigen HautsekretenFische mit giftigen Hautsekreten

Froschfisch

3. Lurche, Amphibien3. Lurche, Amphibien Ordnungen:Ordnungen:

Anura (Schwanzlose / Froschlurche)Anura (Schwanzlose / Froschlurche) Urodela (Schwanzlurche)Urodela (Schwanzlurche) Gymnophionen (Apoda, Blindwühlen)Gymnophionen (Apoda, Blindwühlen)

- Morphologisch starke Unterscheidungen d. FamilienMorphologisch starke Unterscheidungen d. Familien- Toxine: Toxine: nur als Schutz und Abwehrsubstanzen gegen Feindenur als Schutz und Abwehrsubstanzen gegen Feinde- Produktion: Produktion:

- Hautdrüsen über ganzen Körper verteiltHautdrüsen über ganzen Körper verteilt- Geringe Menge, jedoch kontinuierliche ProduktionGeringe Menge, jedoch kontinuierliche Produktion- Schutz vor Feinden & MikroorganismenSchutz vor Feinden & Mikroorganismen

- Chemie: Chemie: versch. Substanzen:versch. Substanzen:- Einfache biogene Amine, Peptide, Steroide, AlkaloideEinfache biogene Amine, Peptide, Steroide, Alkaloide- Herzgifte, Muskelgifte, Lokalanaesthetika, blutdrucksenkende & Herzgifte, Muskelgifte, Lokalanaesthetika, blutdrucksenkende &

gefäßverengende Substanzen, Halluzinogenegefäßverengende Substanzen, Halluzinogene

Klasse: Amphibia

3.1. Anura3.1. Anura

Bufonidae (echte Kröten)Bufonidae (echte Kröten) Leptodactylinae (Pfeiffrösche)Leptodactylinae (Pfeiffrösche) Deudrobatidae (Farbfrösche)Deudrobatidae (Farbfrösche) Atelopodidae (Stummelfuß-Frösche)Atelopodidae (Stummelfuß-Frösche) Hylidae (Laubfrösche)Hylidae (Laubfrösche) Phyllomedusa (Greiffrösche)Phyllomedusa (Greiffrösche) Ranidae (echte Frösche)Ranidae (echte Frösche) Discoglossidae (Scheibenzüngler)Discoglossidae (Scheibenzüngler) Pipidae (zungenlose Frösche)Pipidae (zungenlose Frösche)

3.1. Anura3.1. Anura

Phyllobates terribilis; Schrecklicher Giftfrosch

Bufo mauritanicus

Litoria infrafrenata - Riesenlaubfrosch

3.2. Urodela3.2. Urodela

Salamandra atra

Salamandra salamandra

3.3. Amphibiengifte 3.3. Amphibiengifte

Samandarin

BufoteninBufotoxin

Batrachotoxin

4. Reptilia (Kriechtiere)4. Reptilia (Kriechtiere)

4.1. Heloderma (Krustenechsen)4.1. Heloderma (Krustenechsen)

4.2. Serpentes (Schlangen)4.2. Serpentes (Schlangen)

Heloderma horridum Aspidelaps scutatus scutatus; Schildschlange

4.1. Krustenechsen4.1. Krustenechsen

Vorkommen: im Süden Nordamerikas Lebensraum/-weise: Wüste

bodenlebend in Steinspalten und Höhlen

langsame, seltende Bewegungen blitzschnelle Reaktionen & Zubeißen

Giftapparat: - Giftdrüsen entlang beider Unterkieferäste - Ausführungsgänge münden an Basis d. Zähne - Zähne an Vorderseite eine Rinne - Biss: d. Muskeldruck Gift aus Drüsen d. Kapillarwirkung

entlang d. Rinne in Wunde

Gift: Proteingemisch: Enzyme zum besseren Vordringen ins Gewebe, Blutverdünnug

4.2. Schlangen4.2. Schlangen- Weltweite Verbreitung- Weltweite Verbreitung- Bewohnung fast aller Lebensräume- Bewohnung fast aller Lebensräume

- Ca 400 giftige Spezies in 4 Familien unterteilt:- Ca 400 giftige Spezies in 4 Familien unterteilt:

1.1. Elapidae (Giftnattern):Elapidae (Giftnattern): Krait, Kobras, MambaKrait, Kobras, Mamba

2.2. Viperidae (Vipern):Viperidae (Vipern): Kreuzotter, Sandotter, Gabunviper, PuffotterKreuzotter, Sandotter, Gabunviper, Puffotter

3.3. Crotalidae (Grubenottern):Crotalidae (Grubenottern): KlapperschlangenKlapperschlangen

4.4. Hydrophidae (Seeschlangen):Hydrophidae (Seeschlangen): Tigerotter TaipanTigerotter Taipan

4.2. Schlangen4.2. Schlangen

Giftapparat:Giftapparat:- Schlangen verzehren Beute unzerkleinert Schlangen verzehren Beute unzerkleinert Tier muss vorher Tier muss vorher

getötet werdengetötet werden- Zähne nur Haltevorrichtung (keine Zerkleinerung)Zähne nur Haltevorrichtung (keine Zerkleinerung)- Besitzt beidseitig im Oberkiefer Drüsen Besitzt beidseitig im Oberkiefer Drüsen - Gift wird mit Hilfe spezieller Zähne injiziert:Gift wird mit Hilfe spezieller Zähne injiziert:

A: aglyphe Bezahnung (ungefurchte Zähne)A: aglyphe Bezahnung (ungefurchte Zähne)

B: opisthoglyphe Bezahnung (hinterständige Furchenzähne)B: opisthoglyphe Bezahnung (hinterständige Furchenzähne)

C: proteroglyphe Bezahnung (vorderständige Furchenzähne)C: proteroglyphe Bezahnung (vorderständige Furchenzähne)

D: solenoglyphe Bezahnung (vorderständige Röhrenzähne)D: solenoglyphe Bezahnung (vorderständige Röhrenzähne)

4.2. Schlangen4.2. SchlangenGift:Gift:- Komplexes Gemisch aus Proteinen & PolypeptidenKomplexes Gemisch aus Proteinen & Polypeptiden

(Zusammensetzung stark artspezifisch)(Zusammensetzung stark artspezifisch)- Funktion: Funktion: Beuteerwerb, Verdauung, VerteidigungBeuteerwerb, Verdauung, Verteidigung

- 2 Gruppen von Schlangengiften:2 Gruppen von Schlangengiften:1.1. Polypeptide ohne enzymatische Eigenschaften:Polypeptide ohne enzymatische Eigenschaften:

- Neurotoxine: greifen PNS an (wirken prä- o. Neurotoxine: greifen PNS an (wirken prä- o. postsynaptisch auf Erregungsübertragung)postsynaptisch auf Erregungsübertragung)

- Kardiotoxine/Zytotoxine (lytische Eigenschaften, z.B. Kardiotoxine/Zytotoxine (lytische Eigenschaften, z.B. HämolyseHämolyse

- Inhibitoren anderer EnzymeInhibitoren anderer Enzyme2.2. Enzyme (z.B. Hydrolasen, Aminosäureoxidasen):Enzyme (z.B. Hydrolasen, Aminosäureoxidasen):

- Greifen in Blutgerinnung einGreifen in Blutgerinnung ein- Zerstören GewebeZerstören Gewebe

4.2. 4.2. ElapidaeElapidae

Naja melanoleuca, Schwarz-weisse Kobra

Naja mossambica; Mozambique-Speikobra

Dendroaspis angusticeps, Gewoehnliche Mamba

Bungarus fasciatus; Gelber Bungar

4.2. 4.2. ViperidaeViperidae

Vipera berus berus, Kreuzotter

Vipera ammodytes ammodytes, Europaeische Hornotter

Bitis gabonica, Gabunviper Bitis arietans, Puffotter

4.2. 4.2. CrotalidaeCrotalidae

Crotalus mitchelli pyrrhus; Gefleckte Klapperschlange

Crotalus vegrandis; Uracoan-Klapperschlange

4.2. 4.2. HydrophidaeHydrophidae

Hydrophis melanocephalus

Laticauda laticaudata