Prisny_Zoologia_Praktikum_laboratorny_2018

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14 Особенности организации многоклеточных трехслойных животных.

Eumetazoa. Triploblastica. Coelomata. Arthropoda. Atelocerata

Систематика

Тип Arthropoda Подтип Mandibulata

Инфратип Atelocerata (=Antennata =Tracheata) Надкласс Myriapoda

Класс Diplopoda Отряд Juliformia

Schizophyllum sabulosum

Класс Chilopoda Отряд Lithobiomorpha

Lithobius forficatus

Надкласс Hexapoda Insecta-Ectognatha

Класс Insecta s.str. (Pterygota)

Инфракласс Neoptera Hemimetabola

Отряд Blattoptera

Blatta orientalis

Holometabola Отряд Hymenoptera

Apis mellifera

Теоретическая часть

Трахейнодышащие, в отличие от жабродышащих, – это преимущественно наземные обитатели, хотя среди них есть вторичноводные формы. Характеризуются представители этой группы членистоногих следующими особенностями.

Тело обладает гетеорономной сегментацией и подразделяется на голову и многочлениковое туловище (у многоножек) или на голову, трехчлениковую грудь и сегментированное брюшко (у насекомых). Конечности всегда одноветвистые. У многоножек ходильные ноги имеются на большинстве туловищных сегментов, а у насекомых только на трех грудных. Голова обычно слитная и состоит из акрона и четырех сегментов. На голове имеются одна пара усиков (придатки акрона) и 2-3 пары челюстей (расположенные на 2-4-м головных сегментах – мандибулы и 1-2 пары максилл). Первый сегмент головы (интеркалярный, или вставочный) лишен конечностей и часто редуцирован.

Кутикула трахейных в связи с потребностью экономии влаги в наземновоздушной среде либо утолщенная и достаточно плотная, как у кивсяков, либо имеет поверхностный водонепроницаемый слой – эпикутикулу, состоящий из воскоподобных веществ, как у сколопендр и насекомых. Однако у некоторых слабо специализированных трахейных, обитающих во влажных местах, сохранилась полупроницаемая кутикула.

Единственными специализированными органами воздушного дыхания у многоножек и насекомых являются трахеи, открывающиеся парными дыхальцами (стигмами) на сегментах тела.

112

Сердце представляет собой длинную трубку, тянущуюся вдоль спинной стороны тела и имеющую многочисленные парные отверстия (остии). Гемолимфа зачастую не содержит дыхательных пигментов, так как трахеи, многократно ветвясь, доставляют кислород непосредственно мышцам и органам.

Полость тела (гемоцель) разделена двумя диафрагмами на три синуса – перикардиальный, перивисцеральный и периневральный.

Строение ротового аппарата и особенности строения пищеварительной системы зависят от типа питания и имеют много вариантов у разных представителей. Характерной особенностью является образование перитрофической мембраны, обволакивающей пищу и способствующей ее перевариванию.

Органы выделения, функционально сходные с таковыми паукообразных, – связанные с кишечником мальпигиевы сосуды. Продукт выделения – кристаллическая мочевая кислота.

Для трахейных, как и для некоторых других сухопутных членистоногих, характерно развитие жирового тела, представляющего собой ткань с запасом питательных веществ и метаболической влаги. Благодаря жировому телу многие трахейные могут долго обходиться без пищи и воды.

Нервная система в типичном случае включает состоящий из трех отделов мозг (прото-, дейто- и тритоцеребрум), окологлоточные коннективы, субэзофагиальный ганглий и брюшной нервный ствол с парными сегментарными ганглиями. При этом в разных группах трахейных могут наблюдаться варианты слияний тех или иных ганглиев.

Органы чувств представлены сложными (у насекомых) или ложносложными (у многоножек) глазами, простыми глазками, а также разнообразными механо-, хемо- и гигрорецепторами.

Трахейные – это раздельнополые животные, часто с ярко выраженным половым диморфизмом, характеризуются наружно-внутренним и внутренним оплодотворением.

Развитие трахейных может идти по прямому пути или характеризоваться сложным метаморфозом.

Губоногие многоножки характеризуются наличие уплощенной и покрытой жестким головным щитом головы. Ротовой аппарат тригнатический (включает три пары челюстей). Вторые максиллы крупнее первых и имеют подвижные когтевидные телоподиты. Ротовая полость открывается наружу ртом, который спереди ограничен верхней губой, с боков – мандибулами, сзади – гипофаринксом (вырост глотки) и максиллами первыми. Первый туловищный сегмент несет особые придатки – ногочелюсти. Коксостерниты, образующиеся за счет слияния кокс ногочелюстей и стернитов сегмента, на котором они расположены, прикрывают голову снизу.

Конечности последнего туловищного сегмента преобразованы в анальные ножки, функционирующие как органы чувств или как органы защиты и нападения. Видоизмененные конечности (гоноподы) имеются и на прегенитальном сегменте. Остальные же конечности туловища участвуют в локомоции и имеют сходное строение, каждая из них состоит из тазика (коксы), вертлуга, предбедра, бедра, голени

идвухчлениковой лапки, оканчивающейся коготком.

Всостав экзоскелета туловищного сегмента входят дорзальный тергит, вентральный стернит и латеральные плевриты.

Lithobius forficatus, или костянка обыкновенная, принадлежит к отряду, так называемых, камнелазов. Эти хищные губоногие многоножки имеют уплощенное тело

иобитают в укрытых местах – под камнями, в почве, под корой.

113

Голова двупарноногих многоножек (кивсяков) обычно выпуклая сверху и уплощенная снизу. Ротовой аппарат дигнатический (включает мандибулы и гнатохилярий).

Практически все сегменты туловища, за исключением шейного и трех следующих за ним сегментов, сдвоенные, несущие по две пары ног и имеющие по две пары дыхалец, а внутри – по две пары ганглиев и остий. Строение локомоторных конечностей такое же, как у губоногих. Так же имеются гоноподы.

Schizophyllum sabulosum, или кивсяк песчаный, это питающийся разлагающимися растительными остатками обитатель лесной подстилки, почвы и других укромных мест.

Ушестиногих, или насекомых, все сегменты головы слиты в цельную головную капсулу. На голове расположены усики (антенны разных форм), а также могут иметься два сложных фасеточных глаза и до трех простых глазков (оцелли). Пищеварительная система открывается на голове ртом, окруженным частями ротового аппарата, вариантов которого также довольно много, но исходным считается ротовой аппарат грызущего типа.

Убольшинства насекомых во взрослом состоянии на груди помимо трех пар ног имеются две пары крыльев. Грудь подразделяется на переднегрудь (несет первую пару ног), среднегрудь (несет вторую пару ног и передние крылья) и заднегрудь (несет третью пару ног и задние крылья). Крылья могут модифицироваться и образовывать элитры (жесткие надкрылья), жужжальца (функционирующие, как гироскопы). Пластинка крыла укреплена жилками, в полость которых продолжается гемоцель, а также заходят трахеи и нервы. Нога состоит из тазика (коксы), вертлуга, бедра, голени

илапки, несущей коготки.

Брюшко в типичном случае включает прегенитальные (I-VII), генитальные (VIII и IX) и постгенитальные (X и XI) сегменты. Обычно сегменты брюшка лишены конечностей, но на IX сегменте располагаются чувствительные придатки – церки.

Blatta orientalis, или таракан черный, синантропный вид, обитающий в постройках человека или неподалеку. Пищей для него служат различные пищевые остатки, в том числе и твердые, которые он может разгрызать своим ротовым аппаратом.

Apis mellifera, или пчела медоносная, хорошо летающее насекомое, являющееся значимым опылителем цветковых растений. Пчелы являются общественными насекомыми – для них характерно наличие морфологически и функционально отличающихся особей, а также сложное поведение и забота о потомстве.

Задание 1

Рассмотрите при помощи увеличительной линзы фиксированную костянку. Найдите крупную обособленную голову и туловище. Обратите внимание на гетерономную сегментацию туловища: короткие и длинные сегменты. Рассмотрите ходильные конечности. Обратите внимание на конечности первого туловищного сегмента – крючковидные ногочелючсти для захвата и умерщвления добычи. Их тазики образуют широкую пластинку. На голове найдите глазки, пару усиков, пару жевательных зазубренных пластинок (мандибул), две пары нижних челюстей (максилл).

Ориентируясь на схемы (рис. 121–123), зарисуйте в альбом внешнее и внутреннее строение костянки, сделав соответствующие обозначения.

114

Задание 2

Рассмотрите при помощи увеличительной линзы фиксированного кивсяка. Обратите внимание на цилиндрическую, вытянутую форму тела, характерную и для многих других роющих животных. На голове найдите глаза, состоящие из простых глазков, усики, хорошо развитые верхние челюсти и гнатохилярий. Рассмотрите три первых одиночных туловищных сегмента и последующие сдвоенные (диплосомиты). Отметьте количество конечностей на каждом диплосомите.

Ориентируясь на схемы (рис. 124–126), зарисуйте в альбом внешнее и внутреннее строение кивсяка, сделав соответствующие обозначения.

Рис. 121. Внешний вид

Lithobius forficatus:

1 – голова, 2 – антенна, 3 – ногочелюсть, 4 – туловище, 5 – анальное отверстие, I- XIX – туловищные сегменты

Рис. 122. Строение Lithobius forficatus:

А – голова, вид с вентральной стороны, показана только одна ногочелюсть; Б – поперечный разрез; В – два сегмента туловища, вид сбоку, показаны только базальные членики ног

115

Рис. 123. Внутреннее строение Lithobius forficatus

Рис. 124. Голова кивсяка (Juliformia), вид с вентральной стороны

116

Рис. 125. Внешнее строение кивсяка (Schizophyllum sabulosum):

1 – голова, 1 – глазное поле, 3 – антенна, 4 – обонятельные органы, 5 – верхняя губа, 6 – верхняя челюсть (мандибула), 7 – щека, 8 – видоизмененная ножка 1-го туловищного

сегмента, сместившаяся вперед, 9 – ножка 2-го туловищного сегмента, сместившаяся вперед, 10 – место полового отверстия, 11 – ножка 3-го сегмента,

12 – ножки двойных сегментов, 13 – тельсон, 14 – «молодые» сегменты зоны роста, 15 – сегменты, слившиеся в двойной сегмент, 16 – отверстия ядовитых желез,

17 – «шейный» сегмент, соответствующий сегменту максилл II;

I, II, III и т. д. – нумерация сегментов туловища

Рис. 126. Внутреннее строение кивсяка (Juliformia), голова и первые туловищные сегменты, вид сбоку

117

Задание 3

Рассмотрите при помощи увеличительной линзы фиксированного таракана. Найдите голову, грудь и брюшко. На голове рассмотрите пару усиков, сложные глаза, состоящие из множества фасеток (омматидиев). С помощью лезвия отделите голову от груди и расположите ее в капле воды в чашке Петри (или на предметном стекле). Расправьте ротовой аппарат и рассмотрите его. Рассмотрите при помощи увеличительной линзы грудной отдел. Найдите переднее-, средне- и заднегрудь, две пары крыльев и три пары конечностей. Определите, к каким сегментам прикреплены крылья и конечности. С помощью пинцета отделите передние и задние крылья. Внимательно рассмотрите жилкование крыльев. Отчлените и рассмотрите конечности. Рассмотрите при помощи увеличительной линзы брюшко. Найдите дыхальца. Рассмотрите церки. С помощью препаровальных игл вычлените из брюшка один из сегментов, отделите верхнее полукольцо (тергит) от нижнего (стернит).

Ориентируясь на схемы (рис. 127–138), зарисуйте в альбом внешнее и внутреннее строение насекомых, сделав соответствующие обозначения.

Задание 4

По аналогии с тараканом рассмотрите фиксированную пчелу. Найдите сходства и отличия.

Рис. 127. Ротовой аппарат грызущего типа черного таракана:

1 – верхняя губа (labrum), 2 – верхняя челюсть (mandibula), 3 – нижнечелюстной щупик (palpus maxillaris), 4 – наружная лопасть нижней челюсти (lobus externua),

5 – внутренняя лопасть нижней челюсти (lobua internua), 6 – нижняя челюсть (maxilla), состоящая из стволика (stipes) и основного членика (cardo), 7 – нижняя губа (labium), состоящая из подбородка (mentum) и подподбородка (submentum), 8 – внутренняя лопасть нижней губы, или язычок (glossae), 9 – наружная лопасть нижней губы (paraglossae), 10 – нижнегубной щупик (palpus labialis)

118

Рис. 128. Внешнее строение насекомого:

А – голова кузнечика, вид спереди; хорошо видны ротовые части грызущего аппарата; Б – голова кузнечика, вид сбоку; В – кузнечик, вид сбоку; Г – бескрылый грудной сегмент, вид сбоку; Д – нога кузнечика; Е – брюшко самца сверчка, вид сбоку

119

Рис. 129. Строение покровов насекомого: 1 – наружный слой

кутикулы, 2 – средний слой кутикулы, 3 – внутренний слой кутикулы, 4 – гиподерма, 5 – базальная мембрана, 6 – клетка, образующая волосок, 7 – волосок

Рис. 130. Внешнее строение груди насекомого:

1 – переднеспинка; 2 – эпистерн передне-, среднеили заднегруди; 3 – их эпимеры; 4 – их грудка; 5 – их плейральный шов; 6 – предщит средне- и заднеспинки; 7 – их щит; 8 – их щитик; 9 – их заспинка; 10 – плейральный столбик; 11 – тазик передних, средних и задних ног; 12 – их вертлуг; 13 – их бедро; индексы а, б, в обозначают принадлежность к передне- , среднеили заднегруди

120