Arthropoda

Die Arthropoda stellen den erfolgreichsten Stamm des Tierreichs dar. Sie existieren seit dem Kambrium und machen heute mit etwa einer Millionen Arten rund 75 % aller rezenten Tierarten aus, davon etwa 90 % Insekten.
Der Name leitet sich vom Griechischen ab: árthron = Glied/Gelenk, pódos= Fuß/Bein („Gliederfüßer“) und bezieht sich auf die charakteristisch gegliederten Extremitäten.
Arthropoden sind monophyletisch, sie stammen also von einem gemeinsamen Vorfahren ab.

Systematik

Gruppen der Arthropoda

Chelicerata (Spinnen, Pfeilschwanzkrebse, Skorpione)
Myriapoda (Tausendfüßer, Hundertfüßer)
Pancrustacea
Crustacea (Krebse, Krabben, Garnelen)
Hexapoda (Insekten)

Ausgestorbene Gruppe

Trilobita (Trilobiten, ausgestorben)

Körperbau

Der Körper der Arthropoden unterscheidet sich je nach Gruppe, folgt aber einem gemeinsamen Bauplan. Allgemein gilt die Gliederung in ungleichartige Körperabschnitte:

Kopf (Cephalon)
Rumpfabschnitte (Thorax + Abdomen).

Die Extremitäten (z.B. Beine, Flügel, Antennen, Mundwerkzeuge) sind meist paarig und gegliedert.
Das feste Außenskelett (Cuticula) besteht aus Chitin, Proteinen und teilweise CaCO₃. Es dient zur Stabilität und schützt vor Feinden und Umweltfaktoren. Beim Wachstum muss die Cuticula regelmäßig abgeworfen und erneuert werden (Häutung), währenddessen konnten sie steckenbleiben und sterben. Auch aufgrund des fehlenden Schutzes und der fast fehlenden Bewegungsfähigkeit während der Aushärtung der neuen Cuticula fielen sie häufig Fressfeinden zu Opfer.

Fortbewegung und Lebensweise

Arthropoden haben sich an fast alle Lebensräume der Erde angepasst. Durch die Umbildung und Spezialisierung der Extremitäten (z.B. Flügel, Blattbeine) sind vielfältige Fortbewegungsformen möglich:

Laufend oder kriechend (z.B. Spinnen, Krebse, Insektenlarven)
Schwimmend (z.B. Krebse, Insekten, Insektenlarven)
Fliegend (nur Insekten, im Gegensatz zu Dauerschwimmern gibt es dabei jedoch keine Dauerflieger)

Auch die Ernährungsweise ist vielfältig mit spezialisierten Mundwerkzeugen. Sie kommen als Filtrierer, Pflanzenfresser, Räuber und Aasfresser vor.

Evolution und Fossilgeschichte

Ediacarium (600–541 Ma)	Vermutlicher Ursprung (laut molekularen Zeitbäumen) Noch keine fossilen Belege
Kambrium (541–485,4 Ma)	Erste Spurenfossilien (Rusophycus, 541 Ma) und Körperfossilien (Trilobiten, 521 Ma) Frühe Diversifikation (z.B. Trilobiten) Wichtige Fossillagerstätten: Maotianshan Shale mit der Chengjiang-Biota (China, Unterkambrium) und Burgess Shale (Kanada, Mittelkambrium)
Ordovizium (485,4–443,4 Ma)	Erste Fossilfunde von Myriapoda und eindeutiger Crustacea mit modernen Merkmalen Erste Spurenfossilien an Land (450 Ma), vermutlich von Arthropoden
Silur (443,4–419,2 Ma)	Erste terrestrische Körperfossilien (Obersilur, 419 Ma), z.B. Spinnentiervorfahren und frühe Tausendfüßer → Landanpassung als entscheidender Faktor für die spätere Diversifikation der Hexapoda Auftreten des größten Arthropode jemals mit ~2,6 m Länge: Jaekelopterus (Eurypterid („Seeskorpion“), Chelicerata, Obersilur-Unterdevon)
Devon (419,2–358,8 Ma)	Erste Fossilfunde von Hexapoda (Unterdevon, 410 Ma) Marine Radiation der Arthropoden Wichtige Fossillagerstätte: Rhynie Chert (Schottland, Unterdevon) mit den ältesten terrestrischen Fossilien von Hexapoda und Myriapoda
Karbon (358,9–298,9 Ma)	Zeitalter der Riesenformen: Arthropleura (Myriapoda, größter terrestrischer Arthropode mit ~2,6m Länge) und Eurypteriden (Chelicerata) Erste fossil belegte Hexapoda mit Flügeln (320 Ma) → Flugentwicklung als entscheidender Erfolgsfaktor der Hexapoda Erste Fossilfunde echter Spinnen (Oberkarbon, 299 Ma) Wichtige Fossillagerstätte: Mazon Creek (USA, Oberkarbon) mit etwa 200 Arthropodenarten
Perm (298,9–251,9 Ma)	Massenaussterben (Perm-Trias-Krise, 251,9 Ma) führt zum Aussterben der Gruppe Trilobita, sowie vieler mariner Arthropoden (z.B. Eurypteriden und Meganisoptera („Riesenlibelle“))
Trias (251,9–201,3 Ma)	Erholungsphase und neue terrestrische Anpassung
Kreide (145–65,6 Ma)	Erste soziale Hexapoda: Termiten und Ameisen (Unterkreide), Bienen (Oberkreide)
Känozoikum (65,5 Ma–rezent)	Starke Expansion der Hexapoda, vor allem holometabole Insekten (mit vollständiger Metamorphose, z.B. Schmetterlinge, Käfer, Fliegen und Ameisen) Arthropoden dominieren heute alle Lebensräume

Bedeutung als Fossilien

Arthropoden sind wichtige Leitfossilien für die Erforschung von Evolution, Biodiversität und Umweltbedingungen früherer Erdzeitalter, seit dem frühen Kambrium.
Insbesondere Trilobiten sind wichtige Leitfossilien für das Paläozoikum aufgrund ihrer gut erhaltenen, beständigen Exoskelette. Die häufige Häutung während ihres Wachstums trug zusätzlich zur großen Fossilanzahl bei.

Fossilien terrestrischer Arthropoden, wie Insekten (Hexapoda), Tausendfüßern (Myriapoda) oder Spinnenverwandten (Chelicerata), sind im Vergleich zu mariner Arthropoden deutlich seltener. Trotz ihrer hohen Individuenzahl und globaler Verbreitung. Ursache hierfür ist das meist weniger widerstandsfähige Exoskelett sowie die geringere Wahrscheinlichkeit, an Land rasch eingebettet und konserviert zu werden.
Besonders gut erhalten sind sie hauptsächlich in Konservatlagerstätten unter anoxischen Bedingungen. Einige der besten und detailliertesten Arthropoden-Fossilien sind beispielsweise in Bernstein eingeschlossen. Die meisten fossilen Insekten stammen aus dem Quartär und wurden z. B. in Höhlen, Rattenabfallhaufen oder limnischen Sedimenten entdeckt.

Referenzen

Giribet, G., & Edgecombe, G. D. (2019). The phylogeny and evolutionary history of arthropods. Current Biology, 29(12), R592–R602. https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.04.057

Digital Atlas of Ancient Life. (n.d.). Arthropoda. Paleontological Research Institution. https://www.digitalatlasofancientlife.org/arthropoda/

National Park Service. (n.d.). Fossil arthropods. U.S. Department of the Interior. https://www.nps.gov/articles/000/fossil-arthropods.htm

Autor:innen

Dieser Artikel wurde geschrieben und gegengelesen von:

Tessa Wingfield

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