лекции биология / Хелицеровые

Подтип Хелицеровые. Класс Паукообразные.

Объединяет около 60 тыс. видов животных, важнейшие его отряды – Пауки, Клещи, Скорпионы и Фаланги. Тело пауков состоит из головогруди и брюшка, у клещей все отделы тела слиты.

Особенности подтипа: Наличие двух пар ротовых конечностей – хелицер и педипальп. Остальные четыре пары конечностей – ходильные ноги. В этом подтипе выделяют представителей двух классов: одни живут в море и дышат жабрами, напоминая этим ракообразных, а другие – наземные формы – дышат или легкими, или трахеями. Первые образуют класс ракоскорпионов, а вторые – паукообразных.

• Систематика:

Подтип хелицеровые:

Класс Ракоскорпионы

Отряд Мечехвосты

Отряд Трилобиты.

Класс Паукообразные.

Отряд Скорпионы

Отряд Сольпуги

Отряд Пауки

Отряд Клещи.

Покровы. У паукообразных они несут относительно тонкую хитиновую кутикулу, под которой находится гиподерма. Кутикула предохраняет от потери влаги при испарении, поэтому паукообразные смогли заселить самые засушливые районы земного шара. Прочность кутикуле придают белки, инкрустирующие хитин.

Пищеварительная система типичного строения. Представлена передней, средней и задней кишкой. Ротовые аппараты различные, в зависимости от характера пищи. В среднюю кишку, имеющую слепые выросты, открываются протоки пищеварительной железы – печени.

Органы дыхания. У одних паукообразных они представлены легочными мешками, у других – трахеями, у третьих – и легкие, и трахеи одновременно. У некоторых мелких паукообразных, в том числе у части клещей, дыхательные органы отсутствуют, и дыхание осуществляется через тонкие покровы.

Кровеносная система. У пауков сердце находится на спинной стороне брюшка, имеет отверстия – остии (3 – 4 пары), а у клещей сердце превращается в лучшем случае в мешочек, имеющий одну пару остий, или редуцировано.

Выделительная система. Представлена мальпигиевыми сосудами, которые открываются в кишечник между средней и задней кишкой. Кроме мальпигиевых сосудов некоторые паукообразные обладают еще и коксальными железами – парными мешковидными образованиями, лежащими в головогруди. От них отходят извитые каналы, переходящие в выводные протоки, которые открываются у основания конечностей.

Нервная система образована головным мозгом и брюшной нервной цепочкой. У пауков в ней есть только один слитный головогрудной ганглий. У клещей нет четкого разграничения между головным мозгом и головогрудным ганглием, нервная система образует около пищевода сплошное кольцо.

Присутствуют разнообразные органы чувств. Органы зрения развиты слабо и представлены простыми глазками, имеющимся в большинства паукообразных. У пауков чаще всего 8 глаз. Имеются органы химического чувства и органы, регистрирующие механические, осязательные раздражения, которые воспринимаются различно устроенными чувствительными волосками. Органы слуха развиты слабо.

Размножение и развитие. Паукообразные раздельнополы. Вместо наружного оплодотворения у них развивается наружно – внутреннее и внутреннее оплодотворение. В примитивных случаях происходит сперматофорное осеменение, в более развитых случаях – копуляция. Сперматофор представляет собой мешочек, выделяемый самцом, в котором находится порция семенной жидкости, защищенной паутиной от высыхания во время пребывания на воздухе. Самка захватывает его и помещает в родовые пути

Большинство паукообразных откладывают яйца, но у некоторых наблюдается живорождение. Развитие чаще прямое, у клещей развитие с метаморфозом (из яйца выходит личинка с тремя парами ног).

Отряд Пауки объединяет около 30 000 видов. Типичный представитель – паук – крестовик. Самка крупнее самца, с крупным округлым брюшком и характерным рисунком (светлый крестик на темном фоне). Тело состоит из двух отделов – головогруди и брюшка. На передней части головогруди в два ряда располагаются восемь простых глаз. На головогруди шесть пар конечностей - челюсти (хелицеры), ногощупальца (педипальпы) и четыре пары ходильных ног.

Хелицеры состоят из 2 – 3 члеников, конечные членики имеют вид изогнутых коготков. В основании хелицер находятся ядовитые железы, протоки которых открываются на остриях коготков. Хелицерами пауки прокалывают покровы жертв и вводят в ранку яд. Педипальпы состоят из нескольких члеников конечностей. У самцов на конечном членике педипальп имеется копулятивный аппарат с резервуаром, который самец наполняет семенной жидкостью и при копуляции вводит семенную жидкость в семяприемник самки. На брюшке конечности отсутствуют, есть пара легочных мешков, два пучка трахей и три пары паутинных бородавок. В полости брюшка находится около 1000 паутинных желез, которые вырабатывают различные типы паутины – сухую, влажную, клейкую и т.д. Разные типы паутины выполняют различные функции, одна – для ловли добычи, другая – для построения жилища, третья используется при образовании кокона. На небольших паутинках расселяются молодые пауки. Паутина у крестовика располагается вертикально, на радиальных нитях находятся многочисленные обороты спиральных нитей.

Покровы представлены хитинизированной кутикулой, образованной гиподермой. Это легкий и прочный экзоскелет.

Пищеварительная система начинается передней кишкой с небольшим расширением – глоткой, снабженной сильными мышцами. В переднюю кишку открываются протоки слюнных желез, секрет которых эффективно расщепляет белки. Он вводится в тело добычи и превращает ее содержимое в жидкую кашицу, которая затем всасывается пауком. Это так называемое внекишечное пищеварение. С помощью сосательного желудка частично переваренная пища попадает в среднюю кишку, которая имеет длинные слепые боковые выпячивания, увеличивающие площадь всасывания и служащие местом временного хранения пищевой массы. Сюда же открываются протоки печени (четыре печеночных придатка). Она выделяет пищеварительные ферменты и служит для всасывания питательных веществ. В клетках печени происходит внутриклеточное пищеварение. На границе среднего и заднего отделов в кишечник впадают мальпигиевы сосуды.

Кровеносная система незамкнутая. Сердце находится на спинной стороне брюшка, имеет 3 пары остий. От переднего конца сердца отходит передняя аорта. Концевые веточки артерий изливают гемолимфу в систему полостей, откуда она поступает в брюшную полость, омывает легочные мешки, оттуда в перикард, а затем через остии в сердце. Гемолимфа паукообразных содержит дыхательный пигмент – гемоцианин, содержащий медь.

Дыхательная система состоит из пары легочных мешков, образующих листовидные складки, и двух пучков трахей, которые открываются дыхальцами на нижней стороне брюшка.

Выделительная система представлена почками или коксальными железами (у молодых животных), протоки которых открываются в сегменте первых ходильных ног, и мальпигиевыми сосудами. Из мальпигиевых сосудов в кишечник выделяются зерна гуанина – главного продукта выделения паукообразных. Гуанин обладает малой растворимостью и удаляется из организма в виде кристаллов. Это сохраняет влагу, что важно для животных, перешедших к жизни на суше.

Нервная система – наблюдается дальнейшая концентрация. Состоит из мозга и слитного головогрудного ганглия брюшной цепочки. Зрение плохое, органы слуха развиты слабо, представлены слуховыми пузырьками. Хорошо развиты органы равновесия (статоцисты) и осязания.

Размножение. Спаривание крестовиков происходит в конце лета. Осенью самка из особой паутины делает кокон, в который откладывает несколько сотен яиц. Кокон прячет в достаточно защищенное место, а сама погибает. Весной молодые паучки начинают самостоятельную жизнь.

Многообразие. Из 1000 видов пауков Европы для человека опасен один вид – тарантул. В Средней Азии, на Кавказе, в Казахстане обитает смертельно опасный для человека и крупного рогатого скота паук каракурт. Яд каракурта в 15 раз сильнее яда гремучей змеи. Укус вызывает тяжелое отравление вплоть до смертельного исхода. Но если укушенное место не позднее чем через две минуты пока яд еще не успел всосаться, прижечь воспламеняющейся головкой спички, то яд разрушается.

Отряд Клещи. Представители - более 10 тыс. видов - относятся к карликовым паукообразным, обычно не превышающим длину 1 – 4 мм. Ведут наземный образ жизни. В большинстве своем – паразиты животных и растений.

Все сегменты тела у них слиты в одно общее целое, представленное мешковидным образованием. В этот отряд входят основные четыре семейства: Иксодовых, Аргазовых, Гамазовых и Саркоптовых (Акариформных).

Иксодовые клещи – временные эктопаразиты (таежный, собачий клещ). Временный хозяин, на котором питаются клещи, называется хозяином – прокормителем. Являются переносчиками туляремии, таежного энцефалита, бруцеллеза

Аргасовые клещи – обитатели закрытых убежищ (естественных и искусственных), Являются переносчиками клещевого возвратного тифа.

Гамазовые клещи – временные и постоянные паразиты птиц и млекопитающих. Медицинское значение имеют клещи, паразитирующие на птицах (курах, голубях) и передающие вирусные заболевания (орнитоз – легочная патология), к которой восприимчив и человек, а также клещи – паразиты домовых грызунов, передающие человеку возбудителей особой формы сыпного тифа.

Представитель – Собачий клещ.

Внешнее строение. Тело клеща овальной или яйцевидной формы. Все сегменты слиты, разделение на голову, грудь и брюшко отсутствует. Спереди к телу причленяется хоботок, представляющий собой хелицеры и педипальпы, видоизмененные в колюще-сосущий ротовой аппарат. Глаза у собачьего клеща отсутствуют. В передней части тела прикреплены четыре пары членистых ножек.

Основание хоботка представляет собой хитиновую пластинку в виде кольца («воротничок»), От нее отходит длинный вырост – гипостом, который усажен направленными назад шипами. По бокам гипостома находятся два щупика – пальпы, широкие членистые придатки. Воротничок, гипостом и пальпы гомологичны педипальпам других паукообразных. Хелицеры клеща узкие, заостренные и зубчатые. Они помещаются в особых футлярах. Крючья гипостома и хелицеры позволяют клещу прочно держаться в коже хозяина. Кровь в ротовое отверстие попадает через трубку, образованную гипостомом и футлярами хелицер. Для предотвращения болевых ощущений при уколе и свертывания крови в ранке у клеща выделяется антикоагуляционный анестезирующий секрет, открывающийся у основания хелицер.

Ходильные ножки клеща заканчиваются двумя коготками и присасывательной подушечкой, благодаря которым возможно передвижение клеща даже по гладким наклонным плоскостям. Между вторыми ножками находится половое отверстие как у самца, так и у самки. Позади задних ножек находится пара стигм (дыхательных отверстий).

Покровы. Хитинизированная кутикула клеща образует на спинной стороне щиток, размеры которого различаются у самцов и самок. У самцов спинной щиток занимает большую часть спинной стороны тела. У самки спинной щиток покрывает 1/3 длины тела, остальная часть тела одета тонким, мягким, растяжимым хитином. Это позволяет клещу при сосании увеличить массу своего тела более чем в 200 раз.

Полость тела – миксоцель.

Нервная система состоит из надглоточного нервного узла, окологлоточного кольца и брюшной нервной цепочки. Узлы этих отделов сливаются, образуя единый мозг. Органы чувств представлены рецепторными клетками, расположенными на ходильных ножках и педипальпах и связанных с поверхностными щетинками.

Пищеварительная система состоит из передней и средней кишки, оканчивающейся слепо. Задняя кишка подвергается редукции. Глотка функционирует как насос, всасывая пищу. В слюнных железах находятся ферменты, лизирующие ткани жертвы. Средняя кишка имеет многочисленные выросты, куда попадает насосанная кровь и где она длительно сохраняется, как бы консервируясь. По мере «надобности» кровь из отростков поступает в средний отдел кишки и здесь переваривается.

Кровеносная система редуцирована. Ее остатки в виде спинного сосуда (сердечное тело) обнаруживаются на дорзальной стороне.

Дыхательная система. Представляет собой систему ветвящихся воздухоносных трубочек – трахей. Они начинаются дыхательными отверстиями, или дыхальцами, ведущими в главные трахейные стволы. Последние ветвятся и образуют все более мелкие трубочки, по которым воздух достигает тканей и клеток. Таким образом, при трахейном дыхании кислород доставляется к тканям, минуя кровеносную систему.

Выделительная система представлена мальпигиевыми сосудами. Они состоят из нескольких пар тонких трубочек, расположенных в полости тела и открывающихся в видоизмененную заднюю кишку. Продукты выделения поступают в них осмотическим путем и выводятся через отверстие, называемое анальным.

Размножение. Выражен половой диморфизм. Развитие происходит с метаморфозом. После обильной кладки, до нескольких тысяч яиц, тело самки сморщивается и она умирает. Из яиц развиваются личинки, характеризующиеся отсутствием задней пары ножек, стигм, трахей и полового отверстия. После первой линьки личинка превращается в нимфу, отличающуюся от взрослой формы недоразвитием половых желез. Лишь после нимфальных стадий клещ превращается в имаго – половозрелую форму.

Большой вред продуктам питания причиняют растительноядные клещи. Мелкие паутинные клещи паразитируют на листьях хлопчатника, картофеля, земляники, огурцов и на других культурах. Около 200 видов растений, чем ослабляют растения и снижают урожай. На листьях появляются белые пятна, цветки, завязи и плоды опадают. Амбарные клещи портят зрено и муку, луковичный клещ – лук. Многие клещи являются переносчиками возбудителей различных животных и человека.

Иксодовые клещи являются переносчиками возбудителей заболеваний сельскохозяйственных животных: пироплазмоза млекопитающих, спирохетоза кур, гусей, уток. Клещи переносят возбудителей и таких заболеваний человека как клещевой энцефалит, клещевой тиф, туляремия.

В 1930-х гг. коллективу ученых под руководством академика Е.Н. Павловского удалось выяснить, что переносчиками вируса клещевого энцефалита являются таежные клещи, а природным резервуаром этого возбудителя служат бурундуки и некоторые другие виды млекопитающих.

Чесоточные клещи являются эндопаразитами и живут в коже млекопитающих животных, а также человека. Размеры их невелики – 0,2 – 0,5 мм. Они прогрызают в коже ходы, загрязняют их, вызывая заболевание чесотку. Заражение происходит при рукопожатии, через общие предметы домашнего обихода. Чесоточный зудень паразитирует на домашних животных и может перейти на человека от коз и лошадей.

Пчелиный клещ варроа, паразитируя на личинках, куколках и взрослых пчелах, приводит к их ослаблению и гибели.

4