Тип Членистоногие

Тип Членистоногие

       Класс Паукообразные

       Класс Насекомые

       Класс Ракообразные

Членистоногие адаптированы почти ко всем типам местообитаний и встречаются от высокогорий до океанических глубин.

В большинстве групп членистоногих известны паразитические виды.

Общая характеристика типа

• Первичноротые.
• Билатеральная (осевая) симметрия.
• В эмбриональный период целом сливается с первичной полостью; в результате формируется смешанная полость тела (миксоцель), содержащая внутренние органы и наполненная гемолимфой.
• Тело сегментировано. 
• Тело состоит из головы, груди и брюшка. Иногда грудь сливается с головой, образуя головогрудь.
• Конечности членистые. У более продвинутых форм развивается специализация конечностей.
• Тело покрыто плотной хитиновой оболочкой, образующей наружный скелет, к ней присоединяются внутренние мышцы. Оболочка состоит из нескольких слоёв и у большинства видов водонепроницаема, что позволило членистоногим заселить сушу.
• Рост сопровождается линькой — сменой хитинового покрова. Так как хитиновую выстилку имеет эпителий передней и задней кишки, во время линьки животные не питаются.
• Нет кожно-мускульного мешка. Мышцы из поперечно-полосатой мышечной ткани представлены отдельными пучками. Обычно один конец мускула прикрепляется к стенке одного сегмента тела или членика конечности, другой — к стенке другого сегмента.
• Нервная система: головной ганглий, брюшная нервная цепочка.
• Органы чувств хорошо развиты. У некоторых групп развиваются фасеточные глаза.
• Кровеносная система не замкнута. Сердце — спинной сердечный сосуд.
• Дыхательная система: жабры, легкие или трахеи — в зависимости от среды обитания.
• Пищеварительная система: ротовое отверстие снабжено придатками, развивающимися из конечностей головных сегментов.

  Ротовое отверстие — ротовая полость + слюнные железы — глотка — пищевод — желудок — средняя кишка + печень — задняя кишка — анальное отверстие
• Выделительная система: почки (метанефридии), мальпигиевы сосуды (у наземных форм).
• Половая система: раздельнополые. Внутреннее оплодотворение. Яйца обычно крупные и богаты желтком. Развитие с метаморфозом.

Основная характеристика класса Паукообразные

Около 100 тысяч видов.

• Четыре пары ходильных ног.
• Нет антенн.
• Тело состоит из головогруди и брюшка. У некоторых клещей не расчленено.
• Головогрудь несёт шесть пар конечностей.
• Брюшко у большинства несегментировано. Видоизменённые конечности брюшка: органы дыхания и паутинные бородавки.
• Покровы: хитиновая кутикула.
• Нервная система: головной ганглий и брюшная нервная цепочка.
• Простые глаза от 2 до 8.
• Кровеносная система незамкнутая. Сердце с остиями на спинной стороне тела.
• Дыхательная система: трахеи или лёгочные мешки, иногда те и другие; эти органы открываются обычно на нижней стороне брюшка одной или несколькими парами дыхалец (стигм).

  Трахеи — воздухоносные трубочки. Они пронизывают тело и открываются наружу дыхальцами на первых сегментах брюшка. Трахеи выстланы тонким слоем хитина, который образует опорную спиральную нить, препятствующую спаданию стенок трубки.

  Лёгочные мешки — парные углубления с нижней стороны брюшка. Его стенки образуют многочисленные листовидные пластинки с обширными лакунами, заполненными гемолимфой. Через тонкие стенки пластинок происходит газообмен между гемолимфой и воздухом, поступающим в лёгочный мешок через отверстия дыхалец, расположенных на брюшке. Считается, что они произошли в результате видоизменения брюшных конечностей в процессе освоения наземного образа жизни предками паукообразных, при этом конечность впятилась в брюшко.
• Пищеварительная система приспособлена к питанию полужидкой пищей.

  Паукообразные — хищники с наружным (внекишечным) пищеварением.

  Есть ядовитые железы.
• Выделительная система: мальпигиевы сосуды — парные выросты кишечной трубки на границе средней и задней кишки. Из них продукты жизнедеятельности поступают в задний отдел кишечника и удаляются через анальное отверстие.

  Главный продукт выделения паукообразных — кристаллический гуанин.
• Половая система: раздельнополые. Половой диморфизм.

Отряд Пауки

Представитель: обыкновенный крестовик.

• Тело разделено на головогрудь и брюшко.
• Брюшко несегментировано. Несёт три пары паутинных бородавок.

• Нервная система: головной мозг образуется слившимися ганглиями головы и груди, брюшная нервная цепочка представлена крупным узлом в брюшке.

  Отличаются сложным пищевым и половым поведением.
• Органы чувств: до 8 простых глаз; органы слуха развиты слабо, представлены слуховыми пузырьками. Хорошо развиты органы сейсмического чувства, равновесия (статоцисты) и осязания.
• Дыхательная система: пара лёгочных мешков, образующих листовидные складки, и два пучка трахей. Дыхательные отверстия трахей открываются на нижней стороне брюшка.
• Пищеварение трёх типов: внекишечное, кишечное и внутриклеточное.

  Хелицеры используются для прокалывания жертвы. Через канал хелицер вводится слюна, содержащая секрет ядовитых желёз и ферменты. Паукообразные всасывают полужидкую пищу с помощью глотки.

  Средняя кишка в головогрудном отделе имеет 5 пар длинных слепых боковых выпячиваний, позволяющих паукам поглощать большой объём пищи. В брюшном отделе средняя кишка образует парные железистые выпячивания — печень. Она не только выделяет пищеварительные ферменты, но и служит местом внутриклеточного пищеварения (клетки печени способны к фагоцитозу).

  Ротовое отверстие → глотка → пищевод → желудок → средняя кишка → задняя кишка → анальное отверстие

Внутреннее строение крестовика

• Половая система: раздельнополые. Половой диморфизм: самка обычно крупнее самца.

  Копулятивный аппарат самцов находится в педипальпах.

  Внутреннее оплодотворение. Яйцекладущие.

  Развитие прямое, сопровождается линьками.
• Паутинные бородавки — видоизменённые конечности на конце брюшка. В них выходят протоки паутинных желёз.

Функция паутины

• строительный материал для ловчих сетей, кокона и гнезда;
• орудие охоты;
• распространение молодых паучков.

Отряд Клещи

Свыше 48 тысяч видов.

Акарология — наука о клещах.

Характеристика отряда клещи

• Микроскопически мелкие размеры, что позволило им освоить верхние слои почвы, богатые разлагающимися растительными остатками.
• Туловище несегментировано.
• У половозрелых (имаго) четыре пары ходильных ног, личинки, как правило, шестиногие.
• Хелицеры, клешневидные (грызущие) или образуют колюще-режущие ротовые структуры. Педипальпы срастаются с хелицерами и образуют «головку», подвижно причленённую к туловищу. Свободные концы педипальп служат щупиками или хватательными приспособлениями.
• Органы чувств развиты в разной степени, в зависимости от образа жизни.
• У представителей некоторых семейств тело мягкое, с кожистыми хитиновыми покровами, у других оно защищено твёрдыми щитками или панцирем.
• Большинство видов — свободноживущие сапрофаги или хищники; некоторые — паразиты.
• Питаясь разлагающейся органикой, они, подобно земляным червям, играют важную роль в образовании почвенного гумуса. Некоторые клещи питаются соком культурных растений и относятся к вредителям сельского хозяйства.
• Есть омовампиризм, когда голодная особь нападает на сытого «собрата» и питается выпитой им кровью.

Инфекции, переносимые клещами

Клещевой энцефалит — природно-очаговая вирусная инфекция, характеризующаяся поражением серого вещества головного мозга.

Возбудитель: вирус клещевого энцефалита.

Чесотка — заразное кожное заболевание.

Возбудитель: чесоточный клещ (чесоточный зудень).

Общая характеристика класса Насекомые

Около 1 млн видов.

1. Тело разделено на голову, грудь и брюшко.
2. Конечности: 6 ног и крылья; расположены на грудных сегментах.

   

3. Покровы: хитиновая кутикула и гиподерма содержат пигмент и определяют окраску насекомого. Изнутри к покровам прикреплены мышцы.
4. Рост сопровождается линьками.

Эти элементы образуют различные типы ротовых аппаратов (исходный — грызущий тип).

Типы ротовых аппаратов

5. Грудь состоит из трёх члеников, каждый из которых несёт по паре членистых конечностей. В зависимости от типа передвижения образуются разные типы конечностей (исходный тип — бегательная нога с относительно равномерно развитыми члениками).

Типы конечностей насекомых

6. На втором и третьем грудных сегментах находятся крылья, представляющие собой выросты покровов. Обычно их две пары. Существует группа первичнобескрылых насекомых, предки которых никогда не имели крыльев. У отряда двукрылые задняя пара крыльев редуцирована, а у ряда групп передние крылья превращены в жёсткие или кожистые надкрылья, выполняющие защитную функцию.

7. Брюшко состоит из многих, в целом однотипных, сегментов, исходно из 10, не считая хвостового членика, но у отдельных отрядов их число может уменьшаться до 6−7.

8. Нервная система: головной ганглий (мозг) и брюшная нервная цепочка. От ганглиев расходятся нервы ко всем органам.

9. Органы чувств хорошо развиты: обоняние, органы вкуса (на лапках и ротовых придатках).

Звуковоспринимающие структуры расположены на различных частях тела: у сверчков и кузнечиков органы слуха находятся на передних голенях, а у саранчовых — у основания брюшка. Возможно, многие виды вообще «глухи» в нашем понимании, но улавливают предупреждающие об опасности или присутствии добычи сигналы в форме вибраций поверхностей, на которых они сидят.

Глаза бывают двух типов:

• два фасеточных глаза дают мозаичное зрение;
• три простых глаза, расположенные треугольником на лбу, различают свет и темноту, помогают насекомым регулировать суточную активность, а также, у летающих форм, следить за линией горизонта.

Насекомые воспринимают ультрафиолетовые волны и поляризацию света, что позволяет им ориентироваться по направлению на Солнце при сплошной облачности.

10. Кровеносная система незамкнутая. Кровеносная система состоит из единственного сосуда — переходящего спереди в суженную аорту трубчатого многокамерного сердца, продольно лежащего в спинной части тела. Кровь выталкивается вперёд благодаря сокращению его стенок, свободно обтекает внутренние органы и вновь всасывается внутрь сердца, когда его стенки растягиваются специальными мышцами, через маленькие отверстия с клапанами — остии.

Гемолимфа не участвует в газообмене, поэтому не содержит эритроцитов и дыхательных пигментов. Её роль ограничивается переносом питательных веществ, продуктов обмена, гормонов, заживляющих раны и некоторых других соединений, а также поддержанием водно-солевого баланса организма. Исключения: крупные виды насекомых в гемолимфе содержат гемоцианин, а у некоторых водных личинок (например, комаров-звонцов) кровь содержит гемоглобин.

11. Дыхательная система большинства насекомых представлена множеством трахей, пронизывающих всё тело и открывающихся наружу отверстиями по бокам брюшка. Трахеи ветвятся и опутывают все внутренние органы. Трахейная система насекомых выполняет не только роль снабжения организма кислородом, но и транспортную функцию по доставке кислорода к тканям. Наличие трахейной системы, пронизывающей всё тело, не позволяет насекомым достигать крупных размеров.

12. Пищеварительная система:

ротовая полость + слюнные железы — глотка — пищевод — зоб (не у всех) — жевательный желудок (не у всех) — средняя кишка (ферментативное переваривание и всасывание) — задняя кишка — анальное отверстие.

13. Выделительная система:

• мальпигиевы сосуды — выросты в виде слепых трубочек на границе между средней и задней кишкой. Они всасывают продукты распада из крови и направляют их в кишечник, откуда те в составе фекалий удаляются через анальное отверстие;
• жировое тело — соединительная ткань внутренней среды насекомых, клетки которой могут накапливать мочевую кислоту и ряд других продуктов метаболизма.

14. Половая система: раздельнополые животные, иногда с выраженным половым диморфизмом. Оплодотворение внутреннее. У некоторых — партеногенез.

Яйцерождение или яйцеживорождения.

Развитие с полным или неполным превращением (метаморфозом). Из яйца выходит личинка, которая растёт, претерпевая несколько линек. Число линек в течение развития личинки изменяется от трёх (мухи) до 25−30 (подёнки и веснянки). После каждой линьки личинка переходит в следующий возраст, поэтому линьки разделяют между собой возрасты личинок, при этом количество возрастов равно количеству линек. У насекомых с неполным превращением возрасты личинок обычно хорошо различаются по ряду признаков — степени развития крыловых зачаток, числу члеников в усиках и др. Развитие личинок здесь сопровождается существенными внешними их изменениями.

У личинок насекомых с полным превращением переход их из одного возраста в другой проявляется главным образом в увеличении размеров тела, которые, однако, изменчивы.

Типы развития насекомых

По типу постэмбрионального развития насекомые делятся на две группы:

• насекомые с полным превращением (голометаболические): личинки обычно имеют червеобразную форму. Последняя личиночная стадия превращается в куколку: внешне покоящуюся форму, внутри которой происходят крупные перестройки, фактически все внутренние органы образуются заново из групп специальных клеток — имагинальных дисков. Из куколки выходит взрослое насекомое, совершенно не похожее на личинку.

  
  
• насекомые с неполным превращением (гемиметаболические): личинка похожа на взрослое насекомое, отличаясь недоразвитием половой системы и крыльев. Последняя линька происходит с образованием крыльев, и появляется взрослое насекомое.  

  Личинки насекомых с неполным превращением имеют сложные глаза, такие же, как у взрослых, ротовые органы и в старших возрастах — хорошо выраженные наружные зачатки крыльев. Помимо этого, у многих насекомых с неполным превращением личинки ведут сходный с имаго образ жизни и могут встречаться совместно с последними.

  Вследствие большого морфологического и биологического сходства с имаго такие личинки называются имагообразными или нимфами. Нимфы веснянок и стрекоз претерпевают особую модификацию — они тоже похожи на имаго, но живут в воде и обладают провизорными, то есть специально личиночными, органами — жабрами и др. Таких личинок называют наядами.

  В качестве подтипа гемиметаморфоза выделяют также его упрощение — гипоморфоз (лат. hypomorphosis), характерный для вторично бескрылых представителей насекомых с неполным превращением — вшей, пухоедов, некоторых тараканов, прямокрылых и др. При гипоморфозе нимфы внешне практически неотличимы от имаго. Прежде считалось даже, что эти насекомые развиваются без превращения.

Взрослые насекомые — имаго — не растут и не линяют.

Полный метаморфоз — более прогрессивный тип развития: личинки и взрослые насекомые не конкурируют за пищу и среду обитания; специализация стадий.

Значение  личиночных стадий:

• питание,
• накопление пластических и энергетических веществ.

Значение имаго:

• размножение,
• расселение.

Общая характеристика класса Ракообразные

Около 52 тысяч видов.

• Первичноротые.
• Билатеральная симметрия.
• Смешанная полость тела.
• Тело и конечности членистые.
• Тело покрыто экзоскелетом — хитиновой кутикулой. Верхние слои кутикулы могут быть пропитаны карбонатом кальция для большей твердости.
• У большинства ракообразных отдельные членики сливаются между собой, образуя более или менее резко обособленные отделы тела: голову, грудь и брюшко. Часто происходит срастание панциря головных и грудных сегментов с образованием головогруди.
• Конечности двуветвистые. Такое строение конечностей подтверждает происхождение ракообразных от многощетинковых кольчатых червей, имеющих двуветвистые параподии.
• Каждый членик тела, за исключением последнего, может нести пару членистых конечностей. Эти придатки имеют различное строение и выполняют разнообразные функции: плавание, хождение, прикрепление, захват и измельчение пищи, осязание, совокупление и защита яиц.

• Нервная система: головной ганглий и брюшная нервная цепочка.
• Органы чувств имеют разную степень развитости в зависимости от образа жизни. Глаза часто фасеточные.
• Кровеносная система: незамкнутая. Сердце: утолщение спинного кровеносный сосуд с парными остиями — отверстиями для всасывания гемолимфы из полости тела. При сокращении камер сердца клапаны остий закрываются, клапаны сердечных камер открываются, и гемолимфа изгоняется в переднюю и заднюю артерии. Оттуда гемолимфа изливается в промежутки между органами, где происходит газообмен. Далее она собирается в систему венозных сосудов и идёт к жабрам. Насыщенная кислородом гемолимфа всасывается в сердце через остии.
• Дыхательные пигменты: гемоглобин или гемоцианин (у высших раков).
• Дыхательная система: кожные жабры у основания грудных конечностей. У некоторых мелких ракообразных в жабры превращены брюшные ножки. У многих мелких рачков с тонким карапаксом дыхание идёт через всю поверхность тела. У сухопутных ракообразных имеются специальные приспособления для дыхания атмосферным кислородом, например, псевдотрахеи (глубокие впячивания) на брюшных ножках мокриц.
• Пищеварительная система:

  ротовое отверстие — ротовая полость — пищевод — желудок подразделяются на жевательный (кардиальный) и пилорический (фильтрующий) отделы — средняя кишка + печень (полостное и внутриклеточное пищеварение) — задняя кишка — анальное отверстие.
• Выделительная система: одна пара видоизменённых метанефридиев: либо в передней части головогруди, её проток открывается у основания антенн — антеннальные железы; либо проток открывается у основания максилл (максиллярные железы). Высшие раки во взрослом состоянии имеют только антеннальные (зелёные) железы, все остальные — только максиллярные. Интересно, что в процессе онтогенеза происходит их смена: если в личиночном состоянии функционируют максиллярные железы, то во взрослом — антеннальные.
• Половая система: раздельнополая (есть искл.). Развитие с метаморфозом. Из яйца выходит личинка науплиус с несегментированным телом, 3 парами конечностей и одним непарным глазом.

Наиболее продвинутой группой ракообразных являются десятиногие раки, к которым относятся крабы, раки-отшельники, омары, лангусты, креветки и речные раки.

• Нервная система: парный надглоточный узел (головной мозг) и брюшная нервная цепочка.
• Органы чувств: сложные (фасеточные) глаза на подвижных стебельках. В состав каждого глаза входит более 3 тысяч фасеток (оматидиев), отделённых друг от друга тонкими прослойками пигмента. Светочувствительная часть каждой фасетки воспринимает лишь узкий пучок лучей, перпендикулярных к её поверхности. Целое изображение складывается из множества мелких частичных изображений (мозаичное зрение). Статоцисты в основном на членике антеннул.
• Кровеносная система незамкнутая. Сердце пятиугольной формы, расположено на спинной стороне головогруди. Дыхательный пигмент: гемоцианин.
• Дыхательная система: жабры — перистые выросты грудных конечностей и боковых стенок туловища. Они располагаются по бокам головогрудного щита внутри особой жаберной полости. Головогрудной щит защищает жабры от повреждений и быстрого высыхания, поэтому рак может некоторое время жить вне воды. Циркуляция воды в жаберной полости обеспечивается движением особого отростка второй пары нижних челюстей (он производит до 200 машущих движений в 1 мин).
• Пищеварительная система: желудок подразделяется на два отдела — жевательный (с хитиновыми зубцами) и цедильный (с фильтрующими волосками). В среднюю кишку открываются протоки большой пищеварительной железы (её называют печенью, однако функционально она соответствует печени и поджелудочной железе позвоночных животных).
• Выделительная система: парные антеннальные (зелёные) железы, которые открываются наружу отверстием у основания второй пары усиков.

• Половая система: раздельнополые; развит половой диморфизм. У самца первая и вторая пары брюшных ножек видоизменены в копулятивный орган. У самки первая пара брюшных ножек рудиментарна.

  Выражена забота о потомстве: на брюшных ножках самки вынашивают икру (оплодотворённые яйца) и молодых рачков.

  Развитие у речного рака прямое.