REPTILIEN: EIGENSCHAFTEN, KLASSIFIZIERUNG UND REPRODUKTION - BIOLOGIE - 2025

Die Reptilien sind eine Gruppe von Wirbeltieren parafilética, darunter Schildkröten, Eidechsen, Schlangen, Krokodile und Tuataras. Darüber hinaus gehören dazu mehrere ausgestorbene Gruppen von großen Dinosauriern, Plesiosauriern und Flugsauriern. Das auffälligste Merkmal ist die dicke Haut mit Schuppen.

Diese Lebewesen sind ektotherm, da sie nicht in der Lage sind, ihre Körpertemperatur intern zu regulieren. Daher ist ihre Verbreitung fast auf Regionen mit warmem Klima beschränkt, in denen sie sehr häufig vorkommen.

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Schildkröten sind Organismen mit einer dicken Schale und Ahnenmorphologie. Sie haben keine Zähne und sind alle eiförmig. Die größte Vielfalt der Gruppe finden sich bei den Eidechsen, einer Gruppe, die immens floriert hat. Die meisten sind ovipar und einige vivipar.

Zwei Gruppen von Reptilien, die Schlangen und die Amphisbenidae, haben eine totale Reduktion der Gliedmaßen erlitten. Darüber hinaus haben Schlangen einen kinetischen (sich bewegenden) Schädel, der es ihnen ermöglicht, riesige Beute zu verzehren. Einige können Gift injizieren.

Tuataras sind endemische Tiere in Neuseeland. Seine Eigenschaften erinnern an die Reptilien, die vor etwa 100 Millionen Jahren auf der Erde lebten.

Krokodile sind die einzigen Nicht-Vogel-Vertreter von Archosauriern, einer Linie, aus der die inzwischen ausgestorbenen Dinosaurier und heutigen Vögel hervorgegangen sind.

Bei Reptilien tritt eine signifikante Anpassung auf, die es geschafft hat, die Fortpflanzung unabhängig von Wasser zu machen: das Fruchtwasser-Ei. Das Ei besteht aus einer Struktur, die mit einer kalkhaltigen oder ledrigen Struktur mit extraembryonalen Membranen bedeckt ist, die Amnion, Chorion, Dottersack und Allantois genannt werden. Larvenstadien des Wasserlebens werden bei Reptilien nicht beobachtet.

Allgemeine Charakteristiken

Reptilien bilden eine paraphyletische Gruppe von ungefähr 8000 Arten. Diese Organismen sind reichlich vorhanden und kommen in sehr unterschiedlichen Lebensräumen vor, sowohl an Land als auch im Wasser, im Allgemeinen mit einem warmen Klima.

Sie sind von charakteristischen Strukturen bedeckt, die als Skalen bezeichnet werden. Die meisten haben zwei Gliedmaßenpaare mit jeweils fünf Fingern. Bei Schlangen und einigen Eidechsen sind die Gliedmaßen degeneriert oder stark reduziert.

Die Reptilienhaut ist dick und schützt vor Austrocknung. Die epidermalen Strukturen dieser Tiere bestehen aus einem speziellen Keratin, dem Beta-Keratin. Die Ossifikation des Skeletts ist vollständig und der Schädel ist durch einen einzigen okzipitalen Kondylus gekennzeichnet.

In Bezug auf die Temperaturregulierung sind alle Mitglieder der Gruppe ektotherme Tiere; Sie sind nicht in der Lage, ihre Temperatur über Stoffwechselwege zu regulieren.

Im Gegensatz dazu können sie ihre Temperatur durch ihr Verhalten regulieren. Das heißt, sie ziehen in sonnige Regionen, wenn sie diese erhöhen müssen, oder sie befinden sich in schattigen Regionen, um die Körpertemperatur zu senken.

Das Fruchtwasser-Ei

Meeresschildkröte schlüpft aus Ei. Verfasser: Mayer Richard. Wikimedia Commons.

Das Fruchtwasser-Ei stellt eine der überraschendsten Anpassungen des Tierreichs dar, da es gelang, die Fortpflanzungsprozesse von Gewässern unabhängig zu machen.

Das Ei hat vier zusätzliche embryonale Schichten oder Membranen, die Amnion, Allantois, Chorion und Dottersack genannt werden.

Das Amnion ist die Schicht, die den Embryo umgibt. Im Inneren finden wir Flüssigkeit, die den sich entwickelnden Organismus abfedert und ein wässriges Medium für sein Wachstum bereitstellt. Abfälle werden im Allantois gelagert.

Der Chorion umgibt den gesamten Inhalt des Eies und ist wie die Allantois stark vaskulär. Diese beiden zusätzlichen embryonalen Schichten sind an der Atmung beteiligt und eine wichtige Komponente für den Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid. Im Dottersack befinden sich die Nährstoffe, die der Embryo verwenden wird.

Die meisten Fruchtwasser-Eier sind von einer ziemlich flexiblen mineralisierten Schale oder Hülle umgeben. Diese Barriere stellt ein Gleichgewicht zwischen dem Schutz des Embryos und dem Austausch von Substanzen her, da sie als semipermeable Barriere wirkt.

Einstufung

Lebende Reptilien werden durch die folgenden Ordnungen dargestellt: Testudines (Schildkröten), Squamata (Eidechsen und Schlangen), Sphenodonta (neuseeländische Tuátaras) und Crocodilia (Krokodile und Verbündete).

Zusätzlich werden Gruppen von Reptilien durch die Anzahl der Öffnungen in ihrem Schädel unterschieden. Zuerst werden wir die Klassifikation der verschiedenen Fruchtwasserschädel untersuchen, und dann werden wir die taxonomische Klassifikation der vier Gruppen lebender Reptilien untersuchen.

Anapsiden, Synapsiden und Diapsiden

A = Annasiden, B = Synapsiden, C = Diapsiden. Skull_anapsida.svg: Preto (m) Skull_synapsida.png: Preto (m) Skull_diapsida.png: Preto (m) abgeleitete Arbeit: Petter Bøckman

Bei der Klassifizierung von Reptilien - und der übrigen Tetrapodenwirbeltiere - werden üblicherweise die Begriffe Anápside, Diapsiden und Synapsiden verwendet. Diese Terminologie bezieht sich auf das Öffnungsmuster (Fenestra) auf der Ebene der Schläfenregion im Schädel dieser Tiere.

Anapsiden sind Organismen, deren zeitlicher Bereich keine Öffnung aufweist. Diese Morphologie wird als primitiv angesehen und es wird angenommen, dass die ersten Amnioten, die im Verlauf der Evolution auftraten, dieses anatomische Muster besaßen. Innerhalb der aktuellen Art haben Schildkröten einen anapsiden Schädel.

Der Fall der Schildkröten ist jedoch sehr speziell. Nach aktuellen molekularen Erkenntnissen wurde der Schluss gezogen, dass diese Reptilien den anapsiden Zustand auf sekundäre Weise erlangten, da sie von einem Vorfahren mit diapsiden zeitlichen Öffnungen stammen.

Aus diesem Ahnenzustand wurden zwei anatomische Varianten abgeleitet: die Diapsiden und die Synapsiden. Im diapsiden Schädel finden wir zwei zeitliche Öffnungen. Der diapside Schädel ist in aktuellen Reptilien (einschließlich Vögeln und mit Ausnahme von Schildkröten) vorhanden.

Das dritte Muster temporärer Öffnungen ist synapsid, wo es nur ein Paar temporärer Öffnungen gibt. Säugetiere haben diese Art von Schädel.

1. Testudines bestellen (Chelonia)

Die Bestellung Testudines besteht aus Schildkröten. Diese Organismen haben sich im Laufe der Evolution kaum verändert und die charakteristische Morphologie der Gruppe weitgehend beibehalten.

Das auffälligste Merkmal ist das Vorhandensein eines Rückenpanzers und eines ventralen Plastrons. Diese Schale besteht aus zwei Schichten: einer äußeren aus Keratin und einer inneren aus knöcherner Natur.

Die innere Schicht ist eine Vereinigung von Knochen, verwachsenen Wirbeln und anderen verknöcherten Hautelementen. Als einzigartiges Merkmal bei Wirbeltieren sind Schildkröten die einzigen Organismen, die die Gliedmaßen und Gürtel in den Rippen besitzen.

Dem Unterkiefer der Chelonen fehlen Zahnstrukturen. Stattdessen gibt es eine Art Keratinschalen, die das Manipulieren und Mahlen des Lebensmittels ermöglichen.

Aus ökologischer Sicht haben es Schildkröten geschafft, eine Vielzahl von Nischen zu erobern. Es gibt völlig aquatische Arten (außer wenn die Eier gelegt werden) und total terrestrisch.

In Bezug auf die Sinne haben Schildkröten kein besonders gutes Gehör. Um diesem Nachteil entgegenzuwirken, verfügen sie über ein sehr empfindliches Geschmacks- und Sichtsystem. Tatsächlich ist das Sehen farbig und mit dem menschlichen Photorezeptorsystem vergleichbar.

2. Squamata bestellen

Diese Bestellung besteht aus Eidechsen und Schlangen. Es ist sehr breit und vielfältig, einschließlich fast 95% aller lebenden Nicht-Vogel-Reptilienarten.

Schlangen weisen eine Reihe einzigartiger und charakteristischer Merkmale auf. Der Körper hat eine signifikante Dehnung erfahren, was zu einer inneren Reorganisation der Organe führte. Die Gliedmaßen sind verloren gegangen und es gibt Anpassungen für den Verzehr anderer Großtiere.

Die meisten Eidechsen haben die Fähigkeit, ihre Augenlider zu bewegen. Im Gegensatz dazu haben Schlangen oft eine dauerhafte, transparente Beschichtung über ihren Sehorganen. Das Sehvermögen einiger Arten ist an das Sonnenlicht angepasst und sie haben Farbsehen, während andere nachtaktive Arten dies nicht tun.

Der Schädel der Mitglieder dieser Klasse wird als kinetischer Schädel bezeichnet, da er mobile Eigenschaften aufweist, die es ihnen ermöglichen, Beute von beträchtlicher Größe zu konsumieren und zu manipulieren. Obwohl der Schädel von Eidechsen kinetisch ist, ist das Phänomen bei Schlangen viel ausgeprägter.

Früher bestand der Squamata-Orden aus drei Unterordnungen: Sauria, Serpentes und Amphisbaenia. Heute gilt die letzte Gruppe als modifiziertes Mitglied von Sauria.

Unterordnung Sauria

Es umfasst die Lerchen, eine äußerst vielfältige Gruppe von Formen, die von terrestrischen und aquatischen Umgebungen bis hin zu Bäumen, unterirdischen Gebieten und sogar der Luft leben. Zu den beliebtesten Vertretern zählen Geckos oder Geckos, Leguane, Skinke, Monitore und Chamäleons.

Für die meisten Eidechsenarten ist das Hören kein relevanter Sinn. Bei einigen Arten sind die Lieder jedoch ein wichtiges Element bei der Suche und Auswahl eines Partners.

Die von dieser Gruppe von Organismen bewohnten Umgebungen sind normalerweise trocken und trocken. Ihre dicke, drüsenlose Haut verhindert weitgehend den Wasserverlust. Darüber hinaus ist Reptilienurin fast fest und enthält erhebliche Mengen an Harnsäure. Diese Mechanismen ermöglichen es ihnen, eine Austrocknung zu vermeiden.

Da Reptilien keine Wärmeregulierung haben und von der Umgebungstemperatur abhängen, gibt es in kalten Gebieten nur wenige Arten von Reptilien, da diese Bedingungen ihr Wachstum einschränken.

Amphisbeniden oder blinde Schindeln

Amphisbeniden sind eine ganz besondere Gruppe von Eidechsen (Order Squamata), deren Morphologie der einer Schlange oder eines Regenwurms ähnelt. Sein Körper ist vermiform und die Gliedmaßen sind verloren gegangen.

Der Name der Gruppe beschreibt ihre besondere Fähigkeit, sich vorwärts und rückwärts zu bewegen. Das heißt, sie können sich mit der gleichen Effizienz in Richtung Kopf und Schwanz bewegen.

Ihr Lebensstil ist unterirdisch und sie haben verschiedene Anpassungen im Zusammenhang mit dem Leben im Untergrund: Vermiforme Morphologie, um sich zu bewegen; Der Schädel ist hart und robust und ermöglicht Ausgrabungen. Die Augen sind verkümmert und vom Körper praktisch nicht zu unterscheiden (da sie von einer Hautschicht bedeckt sind) und es gibt keine äußere Öffnung des Ohrs.

Unterordnung Schlangen

Schlangen sind Reptilien, denen Gliedmaßen fehlen, und in den meisten Gruppen auch die Brust- und Beckengürtel. Ihr Körper besteht aus zahlreichen Wirbeln, die es ihnen ermöglichen, sich durch eine Reihe von S-förmigen Wellenbewegungen entlang des Bodens zu bewegen.

Wie bereits erwähnt, ist der Schädel von Schlangen sehr kinetisch, was bedeutet, dass er riesige Beute verzehren kann. Diese Eigenschaft kann für den bemerkenswerten Erfolg von Schlangen verantwortlich sein. Bestimmte Schlangenarten - etwa 20% - können Gift in ihre Beute injizieren.

In Bezug auf die Sinne besitzt nur eine kleine Gruppe von Schlangen mit Baumgewohnheiten eine bemerkenswerte Sicht. Sie haben kein Trommelfell oder Außenohr. Zum Nachweis chemischer Reize sind Schlangen mit dem Jacobson-Organ ausgestattet, das auch als vomeronasales Organ bekannt ist.

3. Bestellen Sie Sphenodonta

Der Orden Sphenodonta besteht ausschließlich aus zwei lebenden Arten - den einzigen Überlebenden der Linie - der in Neuseeland endemischen Gattung Sphenodon. Sie sind allgemein als Tuataras bekannt.

Tuataras waren ein Studienmodell, das das Interesse von Evolutionsbiologen geweckt hat. Diese Arten haben sich im Laufe der Evolution kaum verändert und haben einen primitiven diapsiden Schädel.

4. Bestellen Sie Crocodilia

Krokodile, Alligatoren und Alligatoren sind robuste, semi-aquatische Reptilien. Sie sind vor allem als große Raubtiere bekannt. Ihre Kiefer sind mächtig und ermöglichen es ihnen, ihre Beute effektiv zu fangen.

Der Körper des Tieres besteht aus einem länglichen Kopf, Körper und Schwanz sowie kurzen, aber starken Gliedmaßen. Letztere ermöglichen Mobilität an Land, obwohl Aktivitäten in der Landumgebung nicht sehr verbreitet sind. Zusammen mit Vögeln bilden sie die Clade Archosauria.

Verdauungstrakt

Das Verdauungssystem von Reptilien besteht aus einer Reihe von Organen und Elementen, die den Durchgang von Nahrungsmitteln und die Extraktion von Nährstoffen steuern.

Die Einnahme beginnt mit der Mundhöhle, die bei Reptilien, insbesondere bei kinetischen Schädeln von Schlangen, und in geringerem Maße bei Eidechsen stark verändert ist. Nur Krokodile haben einen sekundären Gaumen.

Gefolgt von der Mundhöhle finden wir den Pharynx, dann die Speiseröhre und den Magen. Ihnen folgen Därme, die sich zu einer Kloake entleeren.

Der Magen-Darm-Trakt der meisten Reptilien ist kurz, ein typisches Merkmal einer fleischfressenden Ernährung. Pflanzenfressende Varianten haben einen längeren Darm, der es ihnen ermöglicht, Pflanzenmaterial zu verdauen. Einige von ihnen zeigen das Verhalten, Steine ​​zu schlucken, um die Verdauung zu fördern.

Kreislauf

Herz eines durch den Ventrikel halbierten Leguans. Hartmacl

Die Zirkulation in Reptilien besteht aus zwei Kreisläufen: Einer von ihnen nimmt das Blut und transportiert es zur Lunge, während der zweite den Blutdurchgang durch den Rest des Körpers koordiniert.

Mit Ausnahme von Krokodilen haben Reptilien ein Herz mit einer unvollständigen Aufteilung, die einen geringen Kontakt zwischen sauerstoffhaltigem und nicht sauerstoffhaltigem Blut ermöglicht.

Bei Krokodilen ist das Herz komplexer und erinnert an Säugetiere und Vögel, da es zwei Vorhöfe und zwei Ventrikel hat. Diese vollständige Trennung erhöht die Effizienz des Prozesses.

Nervöses System

Im Allgemeinen hat das Reptiliennervensystem alle Grundstrukturen, die wir bei Amphibien finden, aber größer - insbesondere das Gehirn und das Kleinhirn.

Im Vergleich zu Vögeln und Säugetieren ist das Gehirn jedoch relativ kleiner. Zum Beispiel ist das Gehirn von Schildkröten klein - es überschreitet niemals 1% der Gesamtmasse des Tieres. Das Kleinhirn hat jedoch eine signifikante Größe in dieser Gruppe von Reptilien.

Die meisten Sinnesorgane sind gut entwickelt, obwohl es mehrere Ausnahmen gibt.

Atmungssystem

Die Atmung bei Reptilien erfolgt über die Lunge. Die Haut dieser Organismen ist dick, so dass sie beim Gasaustausch keine relevante Rolle spielt, wie dies bei Amphibien mit dünner und feuchter Haut der Fall ist.

Die meisten Mitglieder haben Lungenpaare, mit Ausnahme von Schlangen und Amphisbeniden.

Bei Schildkröten gibt es eine zusätzliche Komplikation des Atmungsprozesses: Die Organe sind in der Schale des Tieres eingeschlossen. Um dieses Problem zu lösen, verwenden Schildkröten die Bauch- und Brustmuskulatur als Zwerchfell.

Die Schildkrötenarten, die in Gewässern leben, können ihren Sauerstoffbedarf dank des Pumpens in ihrer stark vaskularisierten Mundhöhle oder in der Kloake decken. Dieses Phänomen ermöglicht es ihnen, längere Zeit unter Wasser zu bleiben.

Krokodile besitzen eine wichtige Neuerung: den sekundären Gaumen. Es besteht aus einer Reihe von Hautfalten, die den Mund von den Nasengängen trennen. Das heißt, sie können atmen, während das Maul des Tieres offen ist.

Ausscheidungssystem

Alle Reptilien haben gepaarte, gelappte Nieren von ungefähr derselben Größe. Bei Schlangen befinden sich die Nieren im kaudalen Bereich der Koelomhöhle.

Wie bei den übrigen Wirbeltieren sind die Nephrone die funktionelle Einheit der Niere. Bei Reptilien besteht jede Niere aus einigen tausend Nephronen, was im Vergleich zu den fast zwei Millionen Nephronen in der menschlichen Niere klein ist.

Die Verringerung der Größe des Glomerulus wird als Anpassung angesehen, um den Verlust von Wasser zu vermeiden. Darüber hinaus sind diese sehr wenig vaskularisiert.

Das Abfallprodukt von Reptilien ist Harnsäure; Aus diesem Grund werden Reptilien als Urikotelier bezeichnet. Dies scheint eine Anpassung zur Reduzierung des Wasserverlusts zu sein.

Harnsäure ist eine wasserunlösliche Substanz. Somit fällt das Produkt aus und die ausgeschiedene Substanz besteht aus einer weißen, halbfesten Masse.

Im Gegensatz dazu scheiden Arten, die in Gewässern leben, häufig Ammoniak aus, eine Substanz mit hoher Toxizität. Da das Ausscheidungsprodukt toxisch ist, muss es mit einer größeren Menge Wasser verdünnt werden, als für die Ausscheidung von Harnsäure erforderlich ist.

Reproduktion

Reptilien haben eine innere Befruchtung und die Geschlechter sind getrennt. Männer haben zwei Hoden und Frauen zwei Eierstöcke. Männer führen eine Kopulation mit einem speziellen Organ durch, das Hemipenis genannt wird. Es ist sogar in fast allen Reptilien, mit Ausnahme von Schildkröten und Krokodilen.

Schildkröten sind innerlich befruchtet und eiförmig. Sie investieren Energie in die Schaffung eines Nestes für ihre Jungen, und sobald die Eier abgelegt und vom Substrat bedeckt sind, ignorieren die Eltern ihre zukünftigen Nachkommen.

Eine große Anzahl von Schlangen ist ovipar und eine kleine Gruppe ist ovovivipar. Die Viviparität hat sich innerhalb von Reptilien fast hundertmal auf getrennten Entwicklungswegen entwickelt. Dieses Phänomen tritt im Allgemeinen aufgrund einer Verlängerung der Zeit auf, in der die Eier im Eileiter zurückgehalten werden.

Tiere mit dieser Fortpflanzungsmodalität sind normalerweise mit kaltem Klima verbunden, was eine adaptive Eigenschaft sein kann, die es Reptilien ermöglicht, eine optimale Temperatur für ihre Nachkommen aufrechtzuerhalten. Im Körper der Mutter ist die Temperatur optimal für die Entwicklung der Jungen.

Bestimmung des Geschlechts

Eine der Besonderheiten von Reptilien hinsichtlich ihrer Fortpflanzung ist der Einfluss der Temperatur auf die Bestimmung des Geschlechts von Tieren. Dieses Phänomen wurde bei Schildkröten, Eidechsen und Krokodilen beobachtet.

Bei Schildkröten sind niedrige Temperaturen mit der Produktion von Männchen verbunden. In ähnlicher Weise führen hohe Temperaturen zu einer weiblichen Produktion. Da die Temperatur der bestimmende Faktor ist, fehlen diesen Arten Geschlechtschromosomen.

Sind Reptilien eine echte Gruppe?

Historisch gesehen werden Landwirbeltiere in drei genau definierte Klassen eingeteilt: Reptilien, Vögel und Säugetiere. Reptilien sind kaltblütige Organismen mit Schuppen; Die Vögel sind warmblütig und haben Federn. Während Säugetiere warmblütig sind, sind sie schwer und milchproduzierend.

Kladistische Perspektive

Mit dieser einfachen Beschreibung scheint es einfach, organische Wesen in Kategorien zu gruppieren, die Klassen entsprechen.

Für die kladistische Schule stellen die Reptilien eine paraphyletische Gruppe dar, dh sie bilden keine Klade.

Aus Sicht des Kladismus umfassen gültige Gruppierungen den jüngsten gemeinsamen Vorfahren und alle seine Nachkommen. Bei Reptilien werden nicht alle Nachkommen berücksichtigt, da diese Gruppierung Vögel ausschließt.

Vögel entwickelten sich aus einer Gruppe von Dinosauriern, die Dromaeosaurier genannt wurden. Wenn Sie also eine monophyletische Gruppe betrachten möchten - den jüngsten gemeinsamen Vorfahren und alle seine Nachkommen -, müssen Sie die Vögel in den Reptilien berücksichtigen.

Einige Biologen, die sich auf diese Klassen beziehen möchten, verwenden den Begriff Vogel- und Nicht-Vogel-Reptilien korrekt.

Gemeinsame abgeleitete Zeichen

Auf sehr oberflächliche Weise können Gruppen von Reptilien und Vögeln sehr unterschiedlich erscheinen. Beide teilen jedoch eine Reihe von gemeinsam abgeleiteten Zeichen oder Synapomorphien, wie sie in der kladistischen Terminologie bekannt sind.

Sowohl „traditionelle“ Vögel als auch Reptilien haben gemeinsame anatomische Eigenschaften auf Schädel- und Knöchelebene. Darüber hinaus haben beide Beta-Keratin in ihren Strukturen. Diese Zeichen vereinen beide Gruppen in einer Gruppe (monophyletische Gruppe).

Vögel und Krokodile sind Schwestergruppen. Ein Krokodil ist eher mit einem Kolibri verwandt als mit einer Eidechse oder einer Schlange. Mit anderen Worten, Krokodile und Vögel haben einen neueren gemeinsamen Vorfahren und gelten als monophyletische Gruppe (denken Sie daran, dass monophyletische Gruppen verschachtelt werden können).

Verweise

1. Divers, SJ & Stahl, SJ (Hrsg.). (2018). Maders Reptilien- und Amphibienmedizin und Chirurgie-E-Book. Elsevier Gesundheitswissenschaften.
2. CP Hickman, LS Roberts, A. Larson, WC Ober & C. Garrison (2001). Integrierte Prinzipien der Zoologie. McGraw - Hill.
3. Jacobson, ER (Hrsg.). (2007). Infektionskrankheiten und Pathologie von Reptilien: Farbatlas und Text. CRC Drücken Sie.
4. Kardong, KV (2006). Wirbeltiere: vergleichende Anatomie, Funktion, Evolution. McGraw-Hill.
5. Llosa, ZB (2003). Allgemeine Zoologie. EUNED.
6. Vitt, LJ & Caldwell, JP (2013). Herpetologie: eine einführende Biologie von Amphibien und Reptilien. Akademische Presse.