14.1 Особенности строения и биология подтипа Трахейные

Трахейные, или Трахейнодышащие,– сухопутные животные. Имеют органы воздушного дыхания – трахеи. Этим они резко отличаются от водных членистоногих с жаберным дыханием: трилобитов, ракообразных,мечехвостов. У многих паукообразных тоже могут быть трахеи,но в пределах этого класса встречаются и другие органы воздушного дыхания – легкие, которых никогда не бывает у трахейных.У некоторых мелких представителей подтипа трахей нет, и они дышат через кожу. Среди трахейных встречаются и вторичноводные формы (жукиплавунцы, личинки стрекоз), но у них, как правило, сохраняются трахеи, что свидетельствует об их происхождении от сухопутных предков.

Тело трахейных подразделяется на голову и многочлениковое туловище (у многоножек) или на голову, трехчлениковую грудь и сегментированное брюшко (у насекомых). Конечности у трахейных одноветвистые. У многоножек ходильные ноги имеются на большинстве туловищных сегментов, а у насекомых – только на трех грудных сегментах.

Голова обычно слитная и состоит из акрона и четырех сегментов, иногда последний, головной сегмент свободный. На голове у трахейных имеются одна пара усиков (придатки акрона) и 2–3 пары челюстей.

Первый сегмент головы – интеркалярный (вставочный) и лишен конечностей. У всех же прочих членистоногих на первом головном сегменте всегда имеются конечности. На 2–4-м головных сегментах у трахейных имеются мандибулы и 1–2 пары максилл.

Кроме перечисленных особенностей, служащих морфологическими критериями подтипа, трахейные обладают целым комплексом приспособлений к жизни на суше. Важнейшая адаптация к жизни на суше трахейных – непроницаемость кутикулы. Эта особенность возникала двумя путями: за счет уплотнения и утолщения кутикулы, как у многоножеккивсяков, или за счет появления водонепроницаемого поверхностного слоя – эпикутикулы, состоящего из воскоподобных веществ, как у сколопендр и высших насекомых. Однако у некоторых слабо специализированных трахейных, обитающих во влажных местах, сохранилась полупроницаемая кутикула.

В связи с развитием непроницаемости кутикулы, которая препятствовала кожному дыханию, у трахейных и возникли специальные органы воздушного дыхания – 4 трахеи. Подобные органы возникали параллельно и у других сухопутных членистоногих, например у паукообразных.

К системе функционального обеспечения экономии влаги в организме у трахейных относятся органы выделения – мальпигиевы сосуды. Они имеют морфофункциональное сходство с таковыми у паукообразных. Однако это всего лишь конвергенция, так как у паукообразных они имеют энтодермальное происхождение, а у трахейных – эктодермальное. Влага из экскретов, поступающих из мальпигиевых сосудов, всасывается в стенку задней кишки и снова поступает в обменные процессы. Продукт выделения – мочевая кислота выделяется в виде кристаллов.

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.

Особым приспособлением к жизни на суше является наружновнутреннее и внутреннее оплодотворение. Если у многих водных членистоногих оплодотворение яиц происходит в воде, то у сухопутных такая возможность исключена. При наружно-внутреннем оплодотворении самец откладывает пакет со спермиями – сперматофор, который захватывается самкой. А при внутреннем оплодотворении мужские половые продукты непосредственно вводятся в половые пути самки, минуя внешнюю среду.

Подтип трахейных подразделяется на два надкласса: надкласс Многоножки (Myriapoda) и надкласс Насекомые, или Шестиногие (Insecta, или Hexapoda).