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Cephalochordata mögen das primitivste Subphylum der Chordaten und die Schwestergruppe der Wirbeltiere sein. Jüngste molekulare Studien (Benton 2005) rücken die Cephalochordata jedoch in die Nähe der Wirbeltiere, und die meisten Autoren betrachten auch Amphioxus als den nächsten Verwandten der Wirbeltiere.

Mit etwa 25 Arten, die flache tropische und gemäßigte Ozeane bewohnen, sind die Cephalochordata ein kleiner Zweig des Tierreichs, zu dem auch Lanzettfischchen oder Amphioxus gehören, die einen Großteil ihrer Zeit im Sand vergraben verbringen. Lanzettfischchen können kräftig vorwärts und rückwärts schwimmen, verbringen aber die meiste Zeit halb im Sand eingegraben. Sie leben in Massen von mehr als 9000 Tieren pro Quadratmeter. Im groben Sand ist der gesamte Körper eingegraben, nur der Kopf ist dem Wasser ausgesetzt.

KLASSIFIKATION

Familie Asymmetronidae

Gattung Asymmetron

Asymmetron lucayanum

Asymmetron maldivense

Gattung Epigonichthys

Epigonichthys australis

Epigonichthys bassanus

Epigonichthys cingalense

Epigonichthys cultellus

Epigonichthys hectori

Epigonichthys lucayanum

Epigonichthys maldivensis

Familie Branchiostomidae

Gattung Branchiostoma

Branchiostoma belcheri

Branchiostoma californiense

Branchiostoma capense

Branchiostoma caribaeum

Branchiostoma clonaseum

Branchiostoma floridae

Branchiostoma lanceolatum

Branchiostoma minucauda

Branchiostoma moretonensis

Branchiostoma valdiviae

Branchiostoma virginiae

Die Lanzetten sind weißlich bis cremegelb gefärbt, manchmal mit einem Hauch von Rosa. Sie haben 56-64 Muskelblöcke und erreichen eine Länge von 6 Zentimetern. Das Notochord erstreckt sich über die gesamte Länge ihres Körpers und ermöglicht seitliche Schwimmbewegungen. Die segmentale Anordnung der Myoneme erleichtert die seitlichen Bewegungen beim Schwimmen.

Eine lange und schmale Rückenflosse, eine hintere Schwanzflosse und die kurze Bauchflosse werden von faserigen Flossenstrahlen gestützt, um ihre Effektivität bei der Fortbewegung zu erhöhen. Die Bauchflosse verläuft zwischen Anus und Atriopore. Vor der Atriopore erstrecken sich paarige flossenähnliche Falten, die so genannten Metapleuralfalten, bis zum vorderen Bereich des Pharynx.

Der Pharynx ist von über 100-150 Pharynx-Kiemenschlitzen oder Stigmata perforiert, die dazu dienen, Nahrungspartikel aus dem Wasser zu filtern. Bei Cephalochordaten liegt vor dem Pharynx ein Vestibulum, das von den oralen Cirren bewacht wird. Das Vestibulum enthält bewimperte Bahnen des Wheeler-Organs, ein Ausscheidungsorgan (Hatschek’sches Nephridium) und eine flache Rinne (Hatschek’sche Grube), die wahrscheinlich homolog zur Adenohypophyse bei Wirbeltieren ist.

Entlang der ventralen Mittellinie verläuft eine Rinne, die Endostylus genannt wird und Schleim und Thyroxin produziert. Die Kiemenschlitze öffnen sich nicht direkt nach außen, sondern der gesamte Pharynx ist in einer Kammer, dem Atrium, eingeschlossen. Das Atrium öffnet sich in der ventralen Mittellinie durch eine Atriopore vor dem Anus.

Das Wasser wird durch das Maul aufgenommen, das von oralen Zirren bewacht wird, die durch das Schlagen von Flimmerhärchen auf dem Wheeler- oder Muller-Organ, einer Reihe von Graten im Inneren des Mauls, angesaugt werden. Anschließend strömt es durch die Kiemenschlitze des Pharynx, die in einer Art Körperhöhle, dem Atrium, eingeschlossen sind.

Die im Wasser befindlichen Nahrungspartikel werden durch Schleim zurückgehalten, während das Wasser durch die Schlitze und durch die Atriopore, die sich am hinteren Ende befindet, aus dem Atrium austritt. Die Nahrungspartikel werden zusammen mit dem Schleim zu einer Masse gerollt, die in die Speiseröhre und den hinteren Darm weitergeleitet wird, wo sie verdaut werden. Zum Verdauungssystem gehört ein Leberzäpfchen, das Verdauungsenzyme für die Verdauung der Nahrung im Leberzäpfchen und im Darm absondert.

Cephalochordaten haben auch ein gut entwickeltes Kreislaufsystem, das dem der Wirbeltiere ähnelt, aber kein Herz, sondern einen einfachen Sinus venosus hat. Die Blutzirkulation in den dorsalen und ventralen Aorten ist ebenfalls wie bei den Wirbeltieren.

Das dorsale Nervenmark der Cephalochordaten hat einen zentralen Kanal, der am vorderen Ende vergrößert ist und eine Hirnblase bildet, die ein Infundibularorgan, Reissner-Fasern und ein Hirnauge aufweist. Außerdem gibt es über die gesamte Länge zahlreiche pigmentierte Ozellen, die als Photorezeptoren fungieren.

Darüber hinaus sind wahrscheinlich mehrere weitere Strukturen im Nervenstrang lichtempfindlich, z. B. die Joseph-Zell-Rezeptoren und der Lamellenkörper in der Hirnblase. Ein Photorezeptor in der vorderen Hirnblase der Larven weist erhebliche Ähnlichkeiten mit den paarigen Augen der Wirbeltiere auf und könnte mit ihnen homolog sein. Auf der Haut befinden sich Rezeptoren, die als Corpuscules de Quatrefage bezeichnet werden, d. h. Thigmorezeptoren, die sich auf die bukkalen Zirren, die velaren Tentakel, den Vorhof und entlang der metapleuralen Falten konzentrieren.

Die Ausscheidungsorgane der Cephalochordaten sind einzigartig im Tierreich und stammen wahrscheinlich von den sogenannten Podozyten ab, die bei anderen Deuterostomiern zu finden sind. Sie werden Protonephridien genannt, die seriell entlang des dorsalen Teils des Pharynx angeordnet und mit Blutgefäßen verbunden sind, und funktionieren ähnlich wie die Nieren der Wirbeltiere. Zusätzlich zu diesen befindet sich ein Nephridium von Hatschek dorsal direkt vor dem Pharynx.

Die Geschlechter sind getrennt und sowohl Männchen als auch Weibchen haben 26 Paar Gonaden. Die Eier werden extern im Wasser befruchtet und entwickeln sich zu freischwimmenden, fischähnlichen Larven. Die Eier haben einen Durchmesser von etwa 100 µm und enthalten zahlreiche Dottersafttröpfchen. Auf die holoblastische und radiale Spaltung folgt die Bildung einer Blastula und dann einer Gastrula. Aus dem Ei schlüpft eine asymmetrische Larve mit einem großen Mund auf der linken Seite und einer einzigen Reihe von Kiemenschlitzen, die sich nach außen öffnen.

Später kommen weitere Kiemenschlitze hinzu, und auf der rechten Seite bildet sich eine zusätzliche Reihe von Kiemenschlitzen. Wenn etwa 12-15 Kiemenschlitzpaare gebildet sind, sinkt die Larve auf den Grund und verwandelt sich in ein erwachsenes Tier. Die Larvenzeit im Planktonstadium dauert mehrere Wochen bis einige Monate. Im darauffolgenden Jahr werden die Tiere geschlechtsreif.

Pikaia gracilens aus dem kanadischen Burgess Shale (Kambrium, 530 Millionen Jahre alt) gilt als ein Cephalochordat-Fossil. Sein Körper ist an beiden Enden verjüngt und hat ein Notochord im hinteren Drittel. Pikaia weist jedoch auch Merkmale auf, die bei lebenden Cephalochordaten nicht zu finden sind, z. B. sind die Myotome W-förmig und nicht V-förmig wie bei Cephalochordaten.

Auch das vordere Ende weist Tentakel auf, ein Merkmal, das bei lebenden Cephalochordaten nicht zu finden ist. Mehrere andere Fossilien, z. B. Cathaymyrusdiadexus , Lagenocystispyramidalis und Palaeobranchiostomahamatotergum ) scheinen ebenfalls zu den Cephalochordata zu gehören. Das Fossil von Yunnanozoonlividum (Kambrium), das früher für einen Cephalochordaten gehalten wurde, wurde als Hemichordat neu klassifiziert und später als Nesseltier interpretiert.