лекции биология / ЧленистРаки

Тип Членистоногие

Тип членистоногие объединяет около 1,5 млн. видов.

Распространение – повсеместное: воздух, почва, водоемы.

Образ жизни: свободноживущие виды, паразиты человека, животных и растений, хищники.

• Основные ароморфозы типа:

1. Дифференциация сегментов тела с обособлением в особые отделы тела – голову, грудь, брюшко.

2. наружный скелет – хитинизированная кутикула.

3. Появление членистых конечностей.

4. Появление поперечно – полосатая мускулатуры, обособление и специализация мышц.

5. Появление сердца.

6. Возникли органы воздушного дыхания – легочные мешки и трахеи.

7. Усложнение нервной системы и органов чувств.

• Характерные черты представителей типа:

1. Трехслойность

2. Билатеральная симметрия

3. Наличие членистых конечностей. Они произошли от параподий червей (гомологичные органы), подвижно соединяется с телом при помощи суставом и специализированы для выполнения различных функций: захват и измельчение пищи, движение, дыхание, копулятивные органы. Представляют собой многоколенчатый рычаг (кокса, вертлуг, бедро, голень, предлапка, лапка).

4. Наличие систем органов: пищеварительной, дыхательной, выделительной, кровеносной, нервной, эндокринной и половой.

5. Тело сегментировано, однако группы сходных сегментов формируют отделы тела: голова, грудь, брюшко. Возможно слияние отделов в головогрудь (ракообразные), или один отдел (клещи). Отдельные членики имеют неодинаковое строение, выполняют различные функции, т.е. метамерия тела гетерономная.

6. Тело покрыто хитинизированной кутикулой. Она выполняет функции защиты и является наружным скелетом, т.к. к ней прикрепляются пучки поперечно-полосатой мускулатуры. Кутикула – производная покровного эпителия. В связи с нерастяжимостью кутикулы рост членистоногих связан с линькой – сбрасыванием старого покрова.

7. Полость тела смешанная – миксоцель. Образуется при слиянии участков вторичной полости (целомических мешков) при закладке мезодермы с остатками первичной (бластоцеля). Поэтому кровеносная система незамкнута.

8. Кровеносная система – незамкнутого типа. Появляется центральный пульсирующий орган – сердце. По сосудам и в полости тела циркулирует гемолимфа. По химическому составу частично соответствует крови, частично – целомической жидкости.

9. Пищеварительная система имеет три отдела – передний, средний и задний. Хорошо развиты пищеварительные железы. Передний отдел характеризуется сложно устроенным ротовым аппаратом (видоизмененные передние конечности). Тип ротового аппарата определяется способом питания Членистоногих.

10. Органы выделения – видоизмененные метанефридии (антеннальные, или коксальные железы) либо мальпигиевы сосуды.

11. Органы дыхания – у водных животных – жабры. У наземных – легкие или трахеи.

12. Нервная система состоит из головного нервного узла (надглоточный и подглоточный ганглии, нервные тяжи, соединяющие ганглии) – «головной мозг», окологлоточного кольца и брюшной нервной цепочки. Брюшная нервная цепочка усложняется за счет слияния нервных узлов в головном, грудном и брюшном отделах. Высокого развития достигают все органы чувств: осязания, обоняния, вкуса, зрения, слуха и равновесия.

13. Большинство членистоногих раздельнополы. Хорошо выражен половой диморфизм. Размножение половое, встречается партеногенез и живорождение. Постэмбриональное развитие может быть прямым, с неполным или полным метаморфозом.

• Основные ароморфозы типа:

• Систематика

Подтип Жабернодышащие, класс Ракообразные.

Подтип хелицеровые, класс Паукообразные,

Подтип Трахейнодышащие, класс Насекомые.

• Класс ракообразные.

Класс Ракообразные насчитывает 30 – 35 тыс. видов преимущественно водных животных. На суше способны жить некоторые виды – мокрицы и сухопутные крабы. Размеры тела от долей мм. До 3 м. Эволюционно наиболее древняя группа среди членистоногих.

Особенности класса:

1. Жаберное дыхание. У мелких ракообразных жабры отсутствуют, газообмен происходит через поверхность тела.

2. Наличие на головном отделе двух пар усиков (антеннулы и антенны), выполняющие осязательную и обонятельную функции.

3. Двуветвистые конечности.

Представитель – речной рак.

Обитает в реках, озерах с илистым дном и крутыми берегами. Индикатор чистых рек.

Внешнее строение. Тело состоит из маленькой, односегментной передней части – первичной головы; челюстегруди (иногда их называют головогрудью) и брюшка. На первичной голове находятся короткие антеннулы – органы обоняния. Челюстегрудь образована сросшимися между собой четырьмя головными и восемью грудными сегментами. На первом сегменте челюстегруди имеются длинные усики- антенны (органы осязания), на втором – пара верхних челюстей (мандибул), и на двух следующих – по паре нижних челюстей – максилл.

В состав челюстегруди входит также восемь грудных сегментов, несущих по паре конечностей: первые три несут ногочелюсти, удерживающие и отцеживающие пищу, за ними расположены пять сегментов с пятью парами ходильных конечностей. На первых трех парах находятся клешни. Первые из них очень крупные и служат для защиты и захвата пищи. У основания грудных ног имеются жабры, участвующие в дыхании.

Брюшко членистое, подвижное, состоит из шести сегментов, на каждом из них находится по паре конечностей. У самцов первая и вторая пара брюшных конечностей видоизменены в совокупительный орган. У самки первая пара конечностей сильно укорочена, к остальным прикрепляются яйца и молодь. Заканчивается брюшко хвостовым плавником, образованным шестой парой широких двуветвистых пластинчатых конечностей и уплощенной анальной лопастью. Т.о. тело речного рака начинается первичной головой, за которой следуют 18 сегментов, заканчивается анальной лопастью.

Покровы тела представлены хитинизированной кутикулой. В периферических слоях кутикулы откладывается известь, в результате чего покровы рака становятся жесткими и прочными. Внутренний слой состоит из эластичного хитина. Кутикула образует наружный скелет, защищающий тело от внешних воздействий и служит местом прикрепления мышц. Т.к. наружный скелет мешает росту животного, то периодически происходит линька. В желудке рака образуется пара чечевицеобразных «жерновков» из карбоната кальция, этот запас извести позволяет быстрее твердеть покровам рака, «жерновки» исчезают после линьки.

Мускулатура ракообразных состоит из поперечно – полосатых волокон, формирующих мощные мышечные пучки.

Пищеварительная система трубчатая. Состоит из переднего, среднего и заднего отделов кишечника. Передняя кишка начинается ротовым отверстием и имеет хитиновую выстилку. Короткий пищевод впадает в желудок, разделенный на две части: жевательный и цедильный. В жевательном отделе происходит механическое измельчение пищи с помощью трех больших утолщений кутикулы – «зубов», а в цедильном пищевая кашица процеживается, уплотняется и поступает далее в среднюю кишку. В нее открывается проток пищеварительной железы, которая выполняет функции печени и поджелудочной железы. Здесь не только выделяются пищеварительные ферменты, но и переваривается жидкая пищевая кашица. Длинная задняя кишка заканчивается анальным отверстием на анальной лопасти.

Дыхательная система. Органы дыхания – жабры – пластинчатые или ветвистые тонкостенные выросты грудных конечностей и боковых стенок грудной части туловища. Расположены жабры по бокам груди в жаберных полостях, прикрываемых у речного рака панцирем головогруди.

Кровеносная система – незамкнутая, состоит из сердца в виде пятиугольного мешочка, располагается на спинной стороне челюстегруди, и отходящих от него нескольких крупных кровеносных сосудов – передней и задней аорты. Из них гемолимфа изливается в полость тела, просачивается между органами и поступает к жабрам. Окисленная гемолимфа поступает в околосердечную сумку и через отверстия (три пары) вновь возвращается в сердце. Гемолимфа ракообразных может быть бесцветной, красноватой от гемоглобина или голубоватой от гемоцианина.

Выделительная система – представлена парой зеленых желез – видоизмененных целомодуктов. Каждый орган состоит из трех частей: концевого мешочка (участок целома), отходящего от него извитого канала с железистыми стенками и мочевого пузыря. Мочевые пузыри открываются наружу у основания антенн выделительными порами.

Нервная система – ЦНС состоит из головного мозга, окологлоточного нервного кольца и брюшной нервной цепочки. Органы чувств развиты хорошо. Чувство осязания связано с волосками на поверхности антеннул, антенн и других конечностей. У большинства десятиногих раков в основании антеннул имеются органы равновесия. Они сообщаются с внешней средой, и внутрь попадают песчинки, за счет давления которых рак воспринимает силу земного тяготения.

Глаза у рака сложные, фасеточные. Каждый глаз состоит из множества мелких глазков, у речного рака их более 3 тыс. Каждый глазок воспринимает часть предмета, а из их суммы складывается общая картина (мозаичное зрение).

Размножение и развитие. Раки раздельнополы, у речного рака выражен половой диморфизм – у самца более узкое брюшко. Оплодотворение внутреннее. В конце зимы самки откладывают оплодотворенные яйца на брюшные конечности. В начале лета из яиц выходят рачата, которые еще долго находятся под защитой самки, прячась на ее брюшке с нижней стороны. Молодые раки интенсивно растут и несколько раз в году линяют, взрослые линяют лишь раз в году.

Значение ракообразных. Микроскопические ракообразные, составляя морской и пресноводный планктон, служат пищей для многих видов рыб, китообразных и других животных. Дафнии, циклопы, диаптомусы, бокоплавы – корм для пресноводных рыб и их личинок. Фильтрационный способ питания мелких ракообразных способствует осветлению и очищению водоемов, улучшению качества воды. Крупные ракообразные являются промысловыми видами: омары, крабы, лангусты, креветки, речные раки. Морские ракообразные меньших размеров используются для приготовления питательной белковой пасты.

Есть ракообразные, ведущие паразитический образ жизни. Такова карповая вошь – кожный паразит карповых рыб. Многие жаброногие, например, рак щитень, при массовом развитии наносят ущерб молоди рыб, выращиваемых в прудовых хозяйствах. Некоторые виды являются промежуточными хозяевами гельминтов: циклоп – промежуточный хозяин лентеца широкого, ришты. Раки, крабы – легочного сосальщика.

3