Биология для поступающих в вузы. Заяц Р.Г.

Тип Членистоногие

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТИПА

Количество видов типа Членистоногие - более 1 млн. Тип включает классы Ракообразные, Паукообразные и Насекомые. Среда обитания - наземно-воздушная, почва, водоемы, живые организмы. Образ жизни - свободноживущие, паразиты человека, животных и растений.

Характерные черты представителей типа: развитие из трех зародышевых листков; двусторонняя симметрия тела; гетерономная сегментация; отделы тела - голова, грудь и брюшко; членистые конечности; наружный хитиновый скелет; поперечно-полосатая мускулатура; смешанная полость тела; наличие развитых систем органов - пищеварительной, выделительной, кровеносной, дыхательной, нервной и половой.

Размеры тела варьируют от 0,1 мм до 1 м. Характерна гетерономная сегментация, т. е. сегменты тела имеют различное строение и выполняют разные функции. Сливаясь друг с другом, сегменты образуют отделы тела: голову, грудь и брюшко у насекомых, головогрудь и брюшко у пауков и раков. Тело клещей не разделено на сегменты и отделы. На голове находятся органы чувств (глаза, усики и др.) и ротовой аппарат. На груди располагаются основные двигательные конечности, а у насекомых - и крылья. В брюшке находятся внутренние органы.

Покровы тела представлены многослойной кутикулой, являющейся производной гиподермы (кожного эпителия). Кутикула имеет плотную консистенцию благодаря хитину (полисахарид, содержащий азот и похожий по структуре на целлюлозу). Хитин может быть пропитан солями кальция (панцирь высших ракообразных) или белками (насекомые). Хитиновый покров придает телу форму, выполняет защитную функцию и является наружным скелетом (к его внутренней поверхности прикрепляются пучки поперечно-полосатой мускулатуры, которые обеспечивают интенсивные движения). Как средство защиты наружный скелет обладает рядом преимуществ перед внутренним, но поскольку хитиновый покров нерастяжим, рост членистоногих происходит в период сбрасывания старого покрова - линьки (периодический или прерывистый рост).

Органы движения - членистые конечности, состоящие из члеников и представляющие собой многоколенные, очень подвижные рычаги. У примитивных членистоногих каждый членик тела имеет пару конечностей. В процессе эволюции часть конечностей была утрачена, а остальные специализировались для выполнения определенной функции и преобразовались в органы чувств, ротовые органы, ходильные и плавательные конечности, жабры, паутинные бородавки и др.

Полость тела смешанная - миксоцель, она образуется при слиянии участков первичной и вторичной полостей и заполнена жидкостью - гемолимфой.

Гемолимфа — бесцветная жидкость, которая одновременно выполняет функции крови и полостной жидкости.

Пищеварительная система. Состоит из трех отделов - переднего (рот, глотка, пищевод, иногда зоб, желудок), среднего (средняя кишка) и заднего (задняя кишка и анальное отверстие). Передний и задний отделы имеют кутикулярную выстилку. Рот окружен видоизмененными конечностями - ротовым аппаратом, который приспособлен к определенному виду пищи (грызущий, лижущий, сосущий, колюще-сосущий и др.). Развиты пищеварительные железы (слюнные, печень).

Выделительная система. Представлена видоизмененными метанефридиями (зеленые и коксальные железы) либо мальпигиевыми сосудами (выросты кишечника). У насекомых в выделении участвует жировое тело (почка накопления).

Кровеносная система. Является незамкнутой. Центральный пульсирующий орган - сердце, расположенное на спинной стороне тела. Оно обычно имеет вид многокамерной трубки с парными боковыми отверстиями (остиями), через которые гемолимфа из околосердечной сумки, сообщающейся с полостью тела, поступает в сердце. Из сосудов, отходящих от сердца, гемолимфа поступает в полость тела, омывает внутренние органы и органы дыхания, где насыщается кислородом. Затем окисленная гемолимфа вновь поступает в сердце и сосуды. Иногда гемолимфа окрашена в красный (содержит гемоглобин) или в голубой (содержит гемоцианин) цвет, обусловленный наличием определенного дыхательного пигмента.

Дыхательная система. У первично-водных членистоногих представлена жабрами (тонкие листовидные выросты либо пучки нитей, расположенные на грудных или брюшных конечностях), у наземных - легочными мешками (видоизмененные конечности, имеющие вид мешковидных впячиваний со складчатыми стенками) и трахеями (ветвящиеся хитиновые трубочки, пронизывающие все тело).

Нервная система. Построена по узловому типу. Содержит укрупненный головной ганглий («головной мозг»), окологлоточное нервное кольцо и брюшную нервную цепочку, ганглии которой имеют тенденцию к слиянию. В функциональном отношении нервная система тесно связана с эндокринными железами (нейросекреторные клетки, переднегрудные железы, кардиальные тела, прилежащие тела). Нейросекреторные клетки «головного мозга» выделяют мозговой гормон, который стимулирует развитие личинок и куколок и активирует секрецию переднегрудных желез, расположенных на брюшной стороне первого сегмента груди. Переднегрудные железы выделяют в гемолимфу гормон линьки экдизон. Кардиальные тела регулируют работу переднегрудных желез. Прилежащие тела выделяют личиночный гормон неотенин, который способствует развитию личиночных органов и препятствует метаморфозу.

Хорошо развиты разнообразные органы чувств: зрения, вкуса, осязания, обоняния, слуха и равновесия. Имеются специальные кутикулярные сенсиллы - щетинки, связанные своим основанием с чувствительной клеткой. Совокупность таких сенсилл на суставах дает информацию о взаимном положении частей тела. Глаза у членистоногих двух типов - простые и сложные (фасеточные). Простой глаз состоит из единственной линзы, под которой расположено небольшое количество светочувствительных клеток. Он различает лишь свет и темноту. У ракообразных и насекомых наряду с простыми глазами развился сложный фасеточный глаз, состоящий из множества отдельных, изолированных пигментными клетками конических глазков- омматидиев. Каждый глазок воспринимает часть предмета, а вместе они обеспечивают его мозаичное изображение, что позволяет улавливать движение объектов.

Половая система. Членистоногие раздельнополые. У самок имеются яичники и яйцеводы, у самцов - семенник, семяпровод и семяизвергательный канал. Хорошо выражен половой диморфизм. Размножение только половое, встречаются партеногенез и живорождение. Развитие может быть прямое и непрямое, с полным или неполным метаморфозом.

Значение членистоногих. Являются важными компонентами биогеоценозов, звеньями цепей питания. Ракообразные служат объектом промысла (омары, крабы, креветки, раки), очищают водоемы от падали.

Пауки уничтожают вредных насекомых. Насекомые опыляют растения и участвуют в почвообразовании, продукты их жизнедеятельности являются источником пищи (мед), лекарственным сырьем (пчелиный яд, прополис), сырьем для парфюмерной (пчелиное маточное молочко) и текстильной (коконы личинок шелкопряда) промышленности.

Некоторые ракообразные вызывают болезни рыб, являются промежуточными хозяевами гельминтов. Укусы пауков ядовиты (каракурт, тарантул). Клещи - паразиты человека и животных, вызывают заболевания и переносят возбудителей болезней. Кровососущие насекомые - переносчики возбудителей заболеваний: тифа (вши), чумы (блохи), малярии (комары). Некоторые из них вызывают болезни человека (вши, личинки оводов).