Членистоногие

 Вопросы для рассмотрения:

1. Членистоногие. Общее строение.

2. Класс ракообразные.

3. Класс паукообразные.

4. Класс насекомые.

1. Членистоногие. Общее строение

Это самый многочисленный тип животных. Имеет три класса - ракообразных, паукообразных и насекомых. Освоили все среды жизни. Объединяет более 1,5 млн. видов. Членистоногие - вершина эволюционной ветви беспозвоночных. Свое раз­витие они начали в морях кембрийского периода и стали первыми наземными жи­вотными, способными дышать атмосферным кислородом.

Для членистоногих характерны общие признаки:

1. Тело покрыто хитином - роговым веществом, иногда пропитанным изве­стью. Хитин образует наружный скелет и выполняет защитные функции.

2. Конечности имеют членистое строение, соединены с телом посредством суставов, на каждом членике расположено по одной паре ног.

3. Тело сегментировано и разделено на два или три отдела.

4. Мышцы хорошо развиты и прикреплены в виде мышечных пучков к хити­новому покрову.

5. Кровеносная система незамкнутая, имеется сердце. Кровь - гемолимфа из­ливается в полость тела и омывает внутренние органы.

6. Имеются органы дыхания - жабры, трахеи, легкие.

7. Нервная система узлового типа более совершенна. Имеются сложные фасе­точные глаза, усики - органы обоняния и осязания, органы слуха и равновесия.

8. Выделительная система более совершенна, чем у кольчатых червей.

9. Членистоногие в основном раздельнополые животные, размножаются яйцами.

2. Класс ракообразные.

Класс насчитывает около 20 тыс. видов. В него входят раки, крабы, лангусты, дафнии, циклопы, мокрицы, креветки и мн. др. В основном это обитатели вод, и органами дыхания их являются жабры.

Рассмотрим внешнее строение ракообразных на примере речного рака.

Тело разделено на три отдела: голова, грудь и брюшко. Голова и грудь  сливаются, образуя головогрудь, покрытую общим панцирем; На голове располагаются две пары усиков и три пары челюстей. Первая пара - антеннулы располагается на голове, а вторая пара - антенны - на первом членике туловища (длинные). На груди имеются три пары ногочелюстей и пять ходильных ног, причем у первой пары ходильных ног есть мощные клешни. На брюшке, на каждом членике, тоже есть конечности – брюшные. Ими самка удерживает яйца.

Рассмотрим внутреннее строение.

Обитая в воде, раки дышат жабрами. Они расположены под боковыми краями головогрудного щита. Кровеносная система незамкнута, есть сердце. Питаются раки падалью, перекусывая тело клешнями; имеют сложную пищеварительную систему. Нервная система у раков такая же, как и у всех беспозвоночных. Она представлена брюшной нервной цепочкой, окологлоточным нервным кольцом, состоящим из подглоточного и надглоточного нервных узлов. У рака хорошо развито обоняние и осязание, имеются орган равновесия и стебельчатые глаза, состоящие из множество простых глазков – фасеток, число которых увеличивается с возрастом. Каждый глазок видит только часть объекта, а в целом образуется изображение. Такое зрение называется «мозаичным зрением».

Раки раздельнополые животные. После внутреннего опло­дотворения самка откладывает яйца. Развитие происходит с метаморфозом - сложным превращением. Личинка несколько раз линяет в процессе роста, с каж­дым разом становясь все более похожей на взрослую форму.

По своему строению раков можно разделить на две группы: низшие раки и высшие раки.

К низшим ракообразным относятся более примитивные животные - дафнии и циклопы. Это довольно мелкие существа. Их можно рассмотреть при слабом увеличении микро­скопа. У дафнии имеются двухветвистые антенны, которые являются не только ор­ганами чувств, но и органами передвижения. Дафнии питаются бактериями, во­дорослями и другими мелкими организмами.

У циклопа есть головогрудь. Основным органом передвижения служат мощ­ные антеннулы (первая пара усиков). Эти мелкие рачки (дафнии и циклопы) являются кормом для рыб и образуют зоопланктон.

К высшим ракообразным относятся: речные раки, крабы, омары, лангусты, креветки.

У крабов хорошо заметны пять пар ног, отходящих от мощного панциря головогруди. Брюшко укороченное, плоское. Многие крабы и креветки имеют промысловое значе­ние.

В отличие от крабов у омаров и лангустов длинное, хорошо развитое брюшко. Эти ракообразные обитают в морях и океанах и также имеют промысловое значе­ние.

У рака-отшельника мясистое брюшко покрыто лишь тонкой мягкой пленкой. Поэтому он прячет его в пустые раковины морских моллюсков, отчего тело приоб­ретает форму закрученной полости раковины. Когда рак после линьки вырастает, он меняет раковину на более просторную.

Практически все ракообразные съедобны и имеют почти одинаковый вкус.

 3. Паукообразные.

Известно около 60 тыс. видов.

Рассмотрим внешнее строение пауков.

Тело разделено на отделы: головогрудь и брюшко округлой формы. От головогруди отходят четыре пары ног, т.е. 8 штук с коготками. Ноги оснащены осязательными волосками. На головогруди усиков нет, но есть щупальца,  которые служат органами осязания. Есть челюсти – хелицеры, служащие для схватывания и разрывания пищи.

Внутренне строение.

В связи с наземным образом жизни развиты лег­кие и трахеи.

Кровеносная система как у всех членистоногих – незамкнута. В брюшке сердце и сосуды.

Нервная система такая же: брюшная нервная цепочка и окологлоточное нервное кольцо. Глаза у пауков простые, поэтому зрение слабое. На теле и конечностях множество осязательных волосков, к которым подходят нервные окончания.

Верхние челюсти имеют острые изогнутые концы, где открываются протоки ядо­витых желез. На конце брюшка имеются паутинные бородавки, к которым откры­ваются протоки паутинных желез. Они вырабатывают густую жидкость, которая при выходе из тела застывает в тонкую прозрачную нить - паутину. Паутина является ловчей сетью и служит для захвата добычи. Паук по паутине приближается к запутавшейся жертве и верхними челюстями прокалывает ее, впрыскивая яд и пищеварительные соки. Яд убивает жертву, а пищеварительные ферменты начинают переваривать жертву. Через некоторое время паук высасывает переваренную пищу. Такой тип пищеварения называется наружным.

Выделительными органами служат – мальпигиевы сосуды – ветвящиеся трубочки, открывающиеся в кишечник.

Раздельнополы. Размножаются яйцами, которые откладывают в кокон. Потомство охранается. Развитие рожденных паучков происходит постепенно с многочисленной линькой.

Наиболее известны паук-крестовик с крестообразным светлым пятном на спине, домовой паук, паук-серебрянка, обитающий в воде. Паук-серебрянка из паутины строит «кокон», который заполняется воздухом, необходимым животному для дыхания под водой.  

В южных районах, на Украине и Кавказе, водится крупный паук тарантул. Он живет в норке, которую вырывает в земле, а вход в нее оплетает паутиной. Укус его очень болезнен.

В пустынях и степях на юге обитает маленький черный паук каракурт (в пе­реводе с тюркского означает «черная смерть»). Укус этого паука крайне опасен. Яд каракурта вызывает боль, судороги, рвоту, а иногда и смерть. Укус каракурта для верблюдов и лошадей смертелен, а вот овцы спокойно едят его вместе с травой.

Пауки - очень полезные животные, уничтожающие много вредных насекомых. Яд большинства пауков не опасен для человека.

Клещи обычно являются паразитами животных, растений, человека и даже грибов. Головогрудь и брюшко клещей сливаются в единое мешковидное тело, а ногочелюсти преобразуются в колюще-сосущий хоботок.

Клещи - широко распространенные животные. Хорошо известен собачий клещ, паразитирующий на животных и человеке, длиной 2 мм.

Немалый вред причиняют мучные (амбарные), сырные, зерновые и луковичные клещи. Чесоточный клещ (до 0,3 мм) прогрызает под кожей человека многочислен­ные ходы, вызывая острый зуд (чесотку). Заболевание заразно - передается при ру­копожатии.

Таежный клещ переносит тяжелое вирусное заболевание - энцефалит. При укусе вирус попадает в кровь, достигает головного мозга, вызывая его воспаление, в тяжелых случаях может наступить смерть.

Клещи являются переносчиками и таких опасных заболеваний.

Скорпионы — это древнейшие паукообразные, на первый взгляд больше по­хожие на ракообразных. Они являются потомками древней группы ракоскорпио­нов, вымерших около 190 млн. лет назад. У них членистое брюшко, тело покрыто толстым хитиновым покровом, а на головогруди имеются клешни, очень похожие на клешни рака. Но при внимательном рассмотрении можно заметить, что от голо­вогруди отходят четыре пары ног, а клешни — это видоизмененная вторая пара че­люстей. На заднем брюшке имеется пара ядовитых желез с жалом. Скорпион, хва­тая добычу клешнями, перегибает свое брюшко через голову и жалит жертву. Скорпионы ядовиты, особую опасность для человека представляют тропические виды. Укусы скорпионов, которые обитают у нас в Поволжье и на Кавказе, болез­ненны, но не смертельны.

4. Класс насекомые

Самая многочисленная группа среди животных. Полагают, что их количество колеблется примерно от 1,5 до 2 млн. Насекомые освоили все среды жизни: воздух, воду, сушу, почву. Эволюция их шла по пути приспособления к на­земному существованию.

Строение тела.

Членистое тело покрыто хитиновым покровом, разделено на три отдела: голову, грудь и брюшко. Имеют три пары члени­стых конечностей. У большинства взрослых особей есть крылья. На голове имеется одна пара усиков (антенн) и три пары ногочелюстей, образующих различные типы рогового аппарата. Ротовой аппарат состоит из одной пары нижних и верхних челюстей, нижней и верхней губ.

По строению ротового аппарата насекомых можно распре­делить на 4 группы:

Грызущий ротовой аппарат - это наиболее примитивный орган. Такие органы были у древних насекомых. В настоящее время он характерен для личинок почти всех отрядов, а также для тараканов, некоторых жуков, кузнечиков.

Лижущие, или лакающие, органы имеют шмели, пчелы, осы, питающиеся жидкой пищей - нектаром цветков.

Сосущие органы характерны для бабочек.

Колюще-сосущий ротовой аппарат имеют комары, клопы, тли.

В связи с различным образом жизни конечности насекомых бывают:

- бегательные (таракан),

- роющие (медведка),

- плавательные (жук-плавунец),

- прыгателъные (кузнечик).

На двух последних члениках груди располагаются крылья. У одних насекомых две пары крыльев (бабочки, стрекозы), у других - одна пара и надкрылья (жуки). Крылья являются выростами хи­тинового покрова.У паразитических и полу­паразитических насекомых крылья отсутствуют.

Внутреннее строение:

·       Нервная система насекомых развита хорошо. Высокой организации достигли органы чувств: осязания, обоняния, вкуса, зрения, слуха. Особенно хорошо развиты сложные фасеточные глаза (до 28 тыс. фасеток в каждом). Насекомые видят зеле­но-желтые, синие и ультрафиолетовые лучи. Многие из них хорошо слышат, в том числе и ультразвук.

·       Дыхательная система насекомых представлена трахеями. Трахейные стволы, многократно разветвляясь в теле насекомого, открываются отверстиями-дыхальцами по бокам заднегрудого и брюшных сегментов.

·        Органом выделения кроме специальных трубочек-выростов кишечника явля­ется и жировое тело, где откладываются продукты обмена веществ.

Развитие насекомых. Все насекомые - раздельнополые животные. После внутреннего оплодотворения самка откладывает несколько десятков яиц. Самка всегда откладывает яйца вблизи той пищи, которой будет питаться личинка: листья растений, почва, водная поверхность, нечистоты, мясо и т. д. Из яйца через некото­рое время вылупляется личинка, которая активно питается и растет. В зависимости от вида личинки и ее развития во взрослое насекомое может иметь полное и непол­ное превращение.

При полном превращении - метаморфозе развитие идет в четыре стадии: яйцо, личинка, куколка, взрослое насекомое (имаго). Личинка совершенно непохожа на взрослую форму, а больше напоминает кольчатого червя. Ее тип питания и местообитания могут совершенно не совпадать с таковым у взрослого насекомого. Ли­чинки имеют грызущий ротовой аппарат, активно питаются и растут, несколько раз линяя. Когда личинка достигает предельной величины, она замирает, покрывается новой хитиновой оболочкой или паутинным коконом и превращается в куколку. На этой стадии насекомые не питаются (иногда целую зиму). Из куколки через некоторое время появляется взрослая форма, имаго, со всеми признаками, характерны­ми для взрослого насекомого (крылья, конечности, ротовой аппарат).

Развитие с полным превращением характерно для эволюционно более моло­дых отрядов. Для эволюционно более древних насекомых характерно неполное превращение.

При неполном превращении развитие идет в три стадии: яйцо, личинка- имаго. Стадия куколки отсутствует. Личинка по форме тела напоминает взрослое насеко­мое, отличаясь лишь величиной и отсутствием крыльев. В процессе роста личинка несколько раз линяет, прежде чем достигнет размера взрослой особи. У насекомых с неполным превращением зимуют обычно яйца.

Класс насекомых весьма разнообразен. Он насчитывает более 30 отрядов, от­личающихся друг от друга главным образом строением крыльев, ротового аппарата и развитием.  

Наиболее широко распространенные низшие насекомые с неполным превра­щением — это тараканы, стрекозы, прямокрылые (кузнечики, саранча, сверчки), полужесткокрылые (клопы).

К высшим насекомым с полным превращением относятся жесткокрылые (жуки), чешуекрылые (бабочки), перепончатокрылые (шмели, осы, пчелы, муравьи, наездники), двукрылые (мухи, слепни, комары).

Окраска насекомых мо­жет быть

·   покровительственной,  маскирующей под цвет окружающей среды (куз­нечики),

·   предупреждающей,  при наличии ядовитых желез или неприятного запаха и вкуса (осы, божьи коровки),

·   отпугивающей  («глазчатые» пятна на крыльях бабо­чек).

·  мимикрия характерна для незащищенных особей — подражание защищенным особям (осовидные мухи).

Насекомые могут иметь химическое «оружие» защиты, как у жуков-бомбардиров, способных выстреливать концом брюшка с образовани­ем дымного облачка. Муравьи выделяют большое количество муравьиной кислоты, обладающей обжигающим действием.

Существуют общественные насекомые: пчелы, муравьи, термиты, об­разующие большие семьи — колонии, в которых обязанности четко распределены, а особи дифференцированы: матка (крупная самка), трутни (самцы), рабочие особи, или солдаты.

Благодаря способности активно передвигаться, насекомые заселили все среды жизни. Их можно встретить во всех природных зонах.

 Большинство насекомых имеет небольшие размеры (до 1—3 см). Это позволя­ет им обитать в местах, недоступных другим животным. Благодаря различным при­способлениям они успешно выживают в борьбе за существование.

Для насекомых характерны сезонная и су­точная активность, миграции в пространстве. Так, например, бабочки могут быть дневными и ночными. Саранча способна передвигаться на огромные расстояния.

Поведение насекомых складывается из непосредственных реакций на факторы внешней среды, а также обусловлено инстинктами — наследственной безусловно-рефлекторной деятельностью. Инстинкты отличаются большой сложностью и обеспечивают целесообразность поведения насекомого. Например, пчела, исполняя определенный «танец» (полет), показывает дорогу к цветкам с нектаром. Муравьи к вечеру закрывают ходы в муравейник, изгоняют чужих особей. Некоторые мура­вьи выращивают в муравейниках мицелий грибов, культивируют тлей, «доят» их, заставляя выделять особые сахаристые вещества.

Одни насекомые приносят вред, уничтожая культурные растения, являясь вредителями сельского хозяйства. Например, саранча, уничтожающая в период массового размножения огромные площади с посевами. Некоторые насекомые пе­решли к паразитическому образу жизни — это кровососущие насекомые: вши, постельный клоп, пухоеды, грызущие во­лосы и перья млекопитающих и птиц.  

Другие приносят большую пользу, уничтожая вредителей растений, способствуя их опылению. Так, например, наездники откладывают яйца в личинки или имаго дру­гих насекомых, тем самым, истребляя многих вредителей сельского хозяйства.

Существуют насекомые, разводимые человеком: тутовый шелкопряд, из кокона которого получают шелковое волокно.  Служат людям и пчелы. Почвенные насекомые рыхлят почву, способствуют ее аэрации, накоплению органических веществ. В целом, насекомые являются важным звеном в сложных цепях питания и являются неотъемлемой частью различных биоценозов.