Общая характеристика типа Членистоногие.

Рассмотрим более подробно особенности типа, которые позволили его представителям завоевать практически все существующие экологические ниши на планете.

Внешнее строение. Членистоногие - это многоклеточные животные, обладающие билатеральной симметрией. Их тело состоит из отдельных сегментов. В отличие от большинства кольчатых червей, также имеющих сегментированное тело, сегменты членистоногих не одинаковы. Они отличаются и по строению, и по выполняемым функциям. Сходные по строению сегменты объединяются в отделы тела. Чаще всего таких отделов три - голова, грудь и брюшко. Сегменты внутри отделов могут сливаться между собой, иногда сливаются и целые отделы. Такую сегментацию называют гетерономной, в отличие от гомономной сегментации малощетинковых червей. В состав головного отдела входят головная лопасть и четыре сегмента. Число сегментов, составляющих грудной и брюшной отделы, варьирует у разных групп членистоногих. Заканчивается тело анальной лопастью.

Членистые конечности. Главной особенностью членистоногих, отраженной в названии типа, является наличие у них подвижных членистых конечностей. Конечности членистоногих произошли от параподий кольчатых червей. Однако, в отличие от параподий, они состоят из нескольких звеньев, соединенных друг с другом и с сегментами тела при помощи суставов. Такие многоколенные рычаги позволяют членистоногим совершать сложные разнообразные движения. Расположенные в разных частях тела, конечности выполняют различные жизненно важные функции: двигательную (все виды передвижения), пищедобывающую (видоизмененные конечности образуют ротовые аппараты), дыхательную (жабры и легочные мешки), чувствительную, половую (переносят сперму в половые пути самки).

Наружный скелет. Членистоногие обладают панцирем или наружным скелетом, состоящим из хитиновой кутикулы. Кутикула выделяется кожей - гиподермой и состоит из хитина - сложного полисахарида. У некоторых видов членистоногих кутикула особенно прочная, так как она пропитана углекислым кальцием (ракообразные), солями железа или кремния. Твердый нерастяжимый панцирь препятствует постоянному непрерывному росту животного. Рост членистоногих происходит во время периодических линек. Под старыми жесткими покровами образуется новый мягкий складчатый скелет. Во время линьки старый скелет лопается, и животное выползает из него. Новая мягкая кутикула расправляется, увеличивается в размерах и вскоре затвердевает. Рост животного прекращается до следующей линьки. Наличие хитиновых покровов препятствует развитию у членистоногих мерцательного эпителия.

Мускулатура. Прочный наружный хитиновый панцирь, подобно раковине моллюсков, выполняет опорную функцию, поэтому у членистоногих отсутствует сплошной кожно-мускульный мешок. Сложные разнообразные движения невозможны без высокоорганизованной мышечной ткани. У членистоногих впервые появляются поперечнополосатые мышцы. (Вспомните, что у червей гладкая мускулатура.) Скелетная мускулатура членистоногих представлена отдельными пучками мышц. Мышцы крепятся одним концом к одному сегменту или членику, другим концом к другому, что обеспечивает точные и дифференцированные движения. При этом мышцы делятся на различные группы, в зависимости от выполняемой ими функции. Таким образом, у членистоногих появляется функциональная и морфологическая дифференцировка изначально одинаковых органов (например, конечностей и мышц).

Относительная сила мышц членистоногих в несколько раз превышает мышечную силу млекопитающих. Например, насекомые способны перетаскивать груз, в 10-25 раз превышающий их собственный вес. Общее число мышечных пучков может достигать 2 тыс. (Вспомните, что у человека насчитывают всего около 600 скелетных мышц.) Мускулатура членистоногих обладает очень высокой частотой сокращений. Особое значение для летающих насекомых имеют крыловые мышцы, которые обеспечивают машущие движения крыла в полете. Оказывается, один нервный импульс, пришедший к мышце, вызывает целую серию сокращений. Это позволяет животному совершать большое число взмахов крыла в секунду (некоторые комары совершают свыше тысячи взмахов в се- кунду).

Полость тела. Наличие наружного твердого скелета привело еще к одной важной перестройке во внутренней организации членистоногих. В связи с переходом опорной функции к наружному скелету произошел распад вторичной полости тела. В процессе онтогенеза вторичная полость сливается с остатками первичной полости, образуя смешанную полость тела (миксоцель), в которой расположены внутренние органы. Смешанная полость тела заполнена гемолимфой, одновременно выполняющей функции крови и полостной жидкости и циркулирующей в кровеносной системе.

Пищеварительная система. Пищеварительная система состоит из трех отделов - передней, средней и задней кишки. Передняя и задняя кишка эктодермального происхождения, выстланы кутикулой, которая заменяется при линьке. Средняя кишка обычно короткая, образована энтодермой. Роль пищеварительных желез выполняет печень или особые пилорические придатки.

Кровеносная система. Кровеносная система членистоногих незамкнутого типа. Роль крови выполняет гемолимфа, которая циркулирует по сосудам кровеносной системы и в полости тела. Сердце располагается в пери карде (околосердечной сумке) на спинной стороне тела. Насыщенная кислородом гемолимфа затекает в перикард, а из него через парные боковые отверстия (остии) поступает в сердце. От сердца вперед и назад отходят артерии, через которые гемолимфа выталкивается в полость тела и омывает внутренние органы.

Дыхание. У мелких видов и на личиночных стадиях газообмен может происходить через поверхность тела (кожное дыхание). Крупные водные членистоногие дышат с помощью жабр. Жабры представляют собой видоизмененные конечности с тонкими проницаемыми покровами, под которыми циркулирует гемолимфа. У наземных форм органами воздушного дыхания являются легкие - видоизмененные конечности, погруженные внутрь тела. Кроме того, у сухопутных членистоногих для дыхания возникает трахейная система, сообщающаяся с окружающей средой специальными отверстиями. Трахеи - тонкие трубочки, эктодермального происхождения, стенки которых выстланы спиральными утолщениями кутикулы. Эти утолщения не дают трахеям спадаться. Трахеи пронизывают все тело животного, ветвятся и оплетают внутренние органы. Самые мелкие трахеи - трахеолы не имеют кутикулярной выстилки, И через их тонкие стенки легко происходит газообмен.

Выделительная система. Выделительная система водных членистоногих представлена парой крупных желез, расположенных в головном отделе. Органами выделения наземных членистоногих служат мальпигиевы сосуды, расположенные на границе между средней и задней кишкой. Из гемолимфы растворенные продукты метаболизма попадают в мальпигиевы сосуды и переводятся внерастворимую форму (кристаллы мочевой кислоты). Освободившаяся вода всасывается обратно в гемолимфу через стенки сосудов, а обезвоженные продукты выделения перемещаются в кишечник и выводятся наружу через анальное отверстие вместе с фекалиями. У насекомых функцию выделения также выполняет жировое тело, служащее почкой накопления.

Нервная система и органы чувств. Нервная система членистоногих напоминает таковую кольчатых червей, однако функционально более прогрессивна. Она состоит из парного головного мозга, окологлоточного нервного кольца и брюшной нервной цепочки. От нервных узлов отходят нервы ко всем органам тела. В пределах типа существует тенденция к слиянию узлов нервной цепочки. В результате образуются более крупные скопления нервных клеток. Органы чувств членистоногих хорошо развиты. На голове расположены глаза, которые могут быть простыми (паукообразные) и сложными (насекомые, ракообразные). Сложный глаз состоит из множества отдельных простых глазков (фасеток). Каждый глазок формирует часть изображения предмета, а уже из этих отдельных частей складывается целостная картина. Такое зрение называют мозаичным. Другие органы чувств чаще всего размещены на конечностях. Среди них имеются органы осязания, химического чувства, слуха и равновесия.

Размножение. Размножаются членистоногие толькополовым путем. Подавляюшее большинство членистоногих раздельнополы, гермафродитизм встречается крайне редко. У членистоногих четко выражен половой диморфизм, проявляющийся в строении тела и конечностей. Половые железы парные, имеют собственные протоки, через которые половые продукты выводятся наружу. Оплодотворение внутреннее. Развитие протекает как с метаморфозом, сопровождаемым многочисленными линьками, так и без метаморфоза.

Тип Членистоногие подразделяют на 4 подтипа: подтип Трилобитообразные (вымершая примитивная группа), подтип Жабродышащие (класс Ракообразные), подтип Хелицеровые (класс Мечехвосты, класс Ракоскорпионы - вымерший, класс Паукообразные), подтип Трахейные (класс Многоножки, класс Насекомые).

Класс ракообразные Общие характеристики класса

Размеры и формы представителей класса многообразны и могут варьироваться от мельчайших (0,15-0,3 мм) до гигантских (1-2м). Однако у всех ракообразных отмечается сходное строение тела, которое состоит из таких отделов:

• головной

• брюшной

• грудной

Среди многообразных представителей класса ракообразных можно выделить одну общую для всех черту - крепкий наружный скелет. Он служит каркасом для внутренних органов и защищает организм существа от повреждений, компенсируя некоторым видам слабую маневренность. При этом большинство подвидов может перемещаться и имеет суставчатые конечности, потому и тип называется “членистоногие”.

Такой подвижный экзоскелет представляет собой толстую ороговевшую ткань, в составе которой преобладает хитин. У больших представителей класса - раков, крабов и омаров, хитин укрепляется кальцием, образуя прочный и надежный панцирь.

Большинство ракообразных дышат жабрами. Однако многие представители адаптировались к жизни на суше и могут время от времени выходить из воды при условии повышенной влажности воздуха. Например: сухопутные раки, мокрицы и крабы. Некоторые разновидности класса обездвижены и ведут паразитический способ жизни. Например: морские вши, усоногие раки и пятиустки.

Речной рак

Самый распространенный вид и типичный представитель ракообразных в наших местах. Обитает в проточных и пресноводных водоемах. Жилище строит в корнях прибрежных деревьев, под камнями и в вырытых под водой норах. Охотится и питается в темное время суток.

Строение

Как большинство представителей отряда десятиногих, рак имеет такие особенности строения:

• Грудной отдел скелета и голова соединяются так, что образуется головогрудь.

• Передняя часть головы заостренная и имеет острый шип на конце.

• Удлиненные два усика на верхней части головы - органы осязания, вторую пару маленьких антеннок на голове рак использует для обоняния.

• Глазные яблоки в основании головы находятся на специальных стебельках и состоят из множества фасеточных глазков. Благодаря такому расположению органов зрения ракообразный смотрит в разные стороны, не поворачивая все тело.

• Следующие три пары конечностей образуют ногочелюсти.

• Вниз по телу находятся десять ходильных ног, верхняя пара которых имеет форму клешни и выполняет атакующую и оборонительную функции.

Кровеносная система

Она незамкнутая и состоит из сосудов и мешковидного сердца, которое находится на спине.

Дыхание

Дышит рак с помощью жабр, которые находятся с разных сторон головогруди и надежно защищены панцирем. Кислород, поступая в кровь, обогащает тело рака и выделяется в окружающую среду углекислым газом.

Выделительная система

Органы выделения представлены двумя зелеными железами, которые расположены в головной части тела. От них до основания усиков проходят выводящие каналы, через которые ракообразный освобождается от переработанных веществ.

Нервная система

Даже у такого существа есть своя примитивная реагирующая система. Она состоит из окологлоточного кольца и брюшной нервной цепочки.

Питание

Раки всеядны и в народе их еще называют санитарами водоемов. Пищеварительная система и сам процесс приема пищи имеет такие особенности:

• Измельченная челюстями еда проходит в желудок через глотку и пищевод;

• Желудок состоит из жевательного отделов, где пища перетирается хитиновыми зубчиками и цедильного отдела, где она фильтруется и переходит дальше в кишку;

• В пищеварительной железе происходит окончательное всасывание полезных веществ.

Размножение

Речные раки - разнополые существа. Самцы крупнее и агрессивнее женской половины вида. Самки откладывают яйца и прикрепляют каждое к своим подбрюшным ножкам. Вынашивают икринки целую зиму, чтобы в начале лета появилось молодое потомство. Самка еще долго после созревания икринок носит малышей на ножках, пока они не окрепнут и не покинут ее через несколько линек для создания своего потомства.