Общая характеристика типа
Ключевые признаки
Членистоногие обладают следующими характерными чертами:
Наружный хитиновый скелет — прочный покров, выполняющий защитную и опорную функции.
Членистые конечности — подвижные парные придатки, состоящие из отдельных звеньев.
Сегментированное тело, разделенное на отделы (голова, грудь, брюшко или головогрудь и брюшко).
Незамкнутая кровеносная система с сердцем на спинной стороне.
Гетерономная сегментация — специализация сегментов для разных функций.
Эволюционное происхождение
Членистоногие произошли от древних кольчатых червей. Переходными формами считаются вымершие морские организмы, сочетавшие признаки обоих типов. Первые членистоногие появились в кембрийском периоде (около 540 млн лет назад).
Внешнее и внутреннее строение
Покровы и линька
Тело покрыто кутикулой, пропитанной хитином. Хитин придает прочность, но делает покров нерастяжимым. Рост членистоногих происходит скачкообразно, сопровождаясь линькой — сбрасыванием старого покрова и формированием нового. В период линьки животное беззащитно.
Сегментация и конечности
Тело поделено на сегменты, которые группируются в тагмы — функциональные отделы. Конечности членистоногих гомологичны: все они произошли от единого предкового типа, но в ходе эволюции специализировались для ходьбы, плавания, хватания или пережевывания пищи.
Пищеварительная система
Сквозная, разделена на три отдела:
Передний (рот, глотка, пищевод, зоб);
Средний (желудок, средняя кишка, пищеварительные железы);
Задний (задняя кишка, анус).
Тип ротового аппарата зависит от питания: грызущий (жуки), колюще-сосущий (комары), лижущий (мухи).
Дыхательная система
Класс | Органы дыхания |
|---|---|
Ракообразные | Жабры |
Паукообразные | Легочные мешки и/или трахеи |
Насекомые | Трахеи |
Трахейная система — наиболее эффективная: воздух доставляется прямо к клеткам.
Кровеносная система
Незамкнутого типа. Сердце расположено на спинной стороне, имеет трубчатую форму и отверстия (остии) для входа гемолимфы. Гемолимфа изливается в полость тела, омывает органы и возвращается в сердце. У ракообразных гемолимфа голубая (содержит гемоцианин), у насекомых — бесцветная.
Нервная система
Состоит из:
надглоточного ганглия (головного мозга);
подглоточного ганглия;
окологлоточного кольца;
брюшной нервной цепочки с парными ганглиями в каждом сегменте.
Головной мозг образован тремя отделами: протоцеребрум (глаза), дейтоцеребрум (усики), тритоцеребрум (ротовые конечности).
Органы чувств
Зрение: фасеточные (сложные) глаза у ракообразных и насекомых, простые глазки у паукообразных.
Осязание и обоняние: усики (антенны), сенсиллы на конечностях.
Равновесие: статоцисты у некоторых ракообразных.
Выделительная система
Класс | Органы выделения |
|---|---|
Ракообразные | Зеленые железы |
Паукообразные | Мальпигиевы сосуды |
Насекомые | Мальпигиевы сосуды + жировое тело |
Мальпигиевы сосуды позволяют экономить воду (мочевая кислота выделяется в кристаллической форме).
Класс Ракообразные (Crustacea)
Общая характеристика
Водные животные (моря, пресные водоемы). Исключение — мокрицы (влажные места суши). Численность: около 35 000 видов. Размеры: от долей мм (дафнии) до 80 см (японский краб-паук).
Строение
Тело делится на головогрудь и брюшко. Конечности головы: две пары усиков (антеннулы и антенны), верхние челюсти (мандибулы), две пары нижних челюстей (максиллы). Грудные конечности включают ногочелюсти (3 пары) и ходильные ноги (5 пар, первая — клешни). Брюшные конечности — плавательные ножки (плеоподы), последняя пара с тельсоном образует хвостовой плавник.
Физиология и размножение
Дыхание жабрами. Выделение зелеными железами. Зрение фасеточное (часто глаза на стебельках). Раздельнополы. Развитие: прямое (пресноводные) или с метаморфозом (морские — личинка науплиус).
Значение
Звено пищевых цепей (дафнии — корм для рыб). Промысловые виды (крабы, креветки, омары). Некоторые — паразиты (саккулина).
Класс Паукообразные (Arachnida)
Общая характеристика
Наземные животные. Объединяет более 62 000 видов (пауки, скорпионы, клещи, сенокосцы). Размеры: от 0,1 мм (клещи) до 12 см (пауки-птицееды).
Строение
Тело из головогруди и брюшка (у клещей отделы слиты). Конечности (6 пар):
Хелицеры (1-я пара) — у пауков преобразованы в ядовитые крючья;
Педипальпы (2-я пара) — щупальца;
Ходильные ноги (4 пары).
Органы зрения — простые глазки (у пауков до 8). На брюшке расположены паутинные железы, открывающиеся паутинными бородавками.
Физиология и размножение
Дыхание: легочные мешки и/или трахеи. Пищеварение: у пауков внеполостное (впрыскивают ферменты в жертву, затем всасывают). Выделение мальпигиевыми сосудами. Развитие: у большинства прямое, у клещей — с метаморфозом.
Значение
Регуляторы численности насекомых (хищники). Медицинское значение: ядовитые виды (каракурт, скорпионы), клещи — переносчики энцефалита и болезни Лайма, чесоточный зудень.
Класс Насекомые (Insecta)
Общая характеристика
Самый многочисленный класс — более 1 млн описанных видов (реально до 5–10 млн). Размеры: от 0,2 мм (наездники) до 30 см (палочники). Освоили все среды, кроме моря.
Строение
Тело четко разделено на голову, грудь (3 сегмента) и брюшко. На голове: пара усиков (антенны), сложные глаза, ротовой аппарат. На груди: 3 пары ходильных ног, 2 пары крыльев (у большинства). Крылья — выросты стенок тела.
Физиология
Дыхание трахейное. Кровеносная система незамкнутая, сердце трубковидное на спинной стороне брюшка. Выделение мальпигиевыми сосудами и жировым телом.
Развитие
Раздельнополы. Два типа развития:
Тип | Примеры | Стадии |
|---|---|---|
С неполным превращением | Прямокрылые, клопы, стрекозы | Яйцо → личинка (похожа на взрослую) → имаго |
С полным превращением | Жуки, бабочки, пчелы, мухи | Яйцо → личинка (червеобразная) → куколка → имаго |
Партеногенез (размножение без самцов) встречается у тлей и пчел.
Общественные насекомые
Наивысшая социальная организация: пчелы, муравьи, термиты. Характерны: разделение на касты (матки, самцы, рабочие), сложная коммуникация (танцы пчел, феромоны), совместная забота о потомстве.
Сравнительная таблица классов
Признак | Ракообразные | Паукообразные | Насекомые |
|---|---|---|---|
Отделы тела | Головогрудь + брюшко | Головогрудь + брюшко | Голова + грудь + брюшко |
Усики | 2 пары | Нет | 1 пара |
Ходильные ноги | 5 пар | 4 пары | 3 пары |
Крылья | Нет | Нет | пары (у большинства) |
Дыхание | Жабры | Легочные мешки и/или трахеи | Трахеи |
Выделение | Зеленые железы | Мальпигиевы сосуды | Мальпигиевы сосуды + жировое тело |
Глаза | Фасеточные | Простые | Фасеточные |
Развитие | Прямое (пресноводные) / с метаморфозом (морские) | Прямое (у клещей — с метаморфозом) | С полным или неполным метаморфозом |
Примеры | Рак, краб, дафния | Паук, скорпион, клещ | Жук, бабочка, пчела |
Значение членистоногих
В природе
Звено пищевых цепей;
Опыление растений (насекомые);
Санитары (жуки-мертвоеды);
Почвообразование (муравьи, личинки);
Регуляция численности (хищные виды).
Для человека
Положительное:
Промысел (креветки, крабы, раки);
Продукты (мед, шелк, воск);
Биологическая защита растений (божьи коровки, наездники);
Опыление сельхозкультур (пчелы);
Лабораторные животные (дрозофила).
Отрицательное:
Вредители (саранча, колорадский жук, короеды);
Переносчики болезней (комары — малярия, клещи — энцефалит);
Паразиты (чесоточный зудень, вши);
Повреждение материалов (моль, жуки-точильщики).
Заключение
Членистоногие — эволюционно успешная группа, освоившая все среды обитания благодаря наружному скелету, членистым конечностям и совершенным системам дыхания (трахеи) и выделения (мальпигиевы сосуды). Три основных класса — Ракообразные, Паукообразные и Насекомые — демонстрируют разнообразие адаптаций. Значение членистоногих в природе и хозяйственной деятельности человека трудно переоценить.
Комментарии