7 класс. биология. членистоногие

Введение

Членистоногие (лат. Arthropoda, от др.-греч. ἄρθρον — сустав и πούς, род. п. ποδός — нога) — тип первичноротых животных, включающий насекомых, ракообразных, паукообразных и многоножек. По количеству видов и распространённости может считаться самой процветающей группой живых организмов. Количество видов членистоногих превышает количество видов всех остальных животных вместе взятых.

Основная особенность представителей данной группы животных организмов — наличие хитинового наружного скелета.

Членистоногие распространены практически всесветно и всюду играют заметную роль. Насекомые, наряду с млекопитающими и птицами, — доминирующая группа наземных животных. Насчитывается не менее 1,5 млн видов насекомых, возможно значительно больше. Предположительно их от 3—10 до 30 миллионов. Паукообразные и многоножки, хоть и не достигли такого разнообразия, как насекомые, также очень широко распространены. Наконец, ракообразные населяют практически все широты и глубины Мирового океана. В некоторых регионах мелкие ракообразные — господствующая группа зоопланктона.

Пищеварительная система

Сегменты членистоногих приспособлены для выполнения определенных функций. Передний сегмент ответствен за процесс пищеварения, здесь расположено специальной отверстие — ротовой аппарат.

В состав входят слюнные железы, печень, пищеварительная трубка. В ней выделяют переднюю, среднюю, заднюю кишку. Секреторные процессы осуществляются в среднем ее участке.

Особенность нервной системы пищеварительного отдела – наличие соматогастрической иннервации. Также в составе нервов пищеварительного тракта находится подглоточный узел. Последний объединяется с надглоточным и образует кольцо на передней поверхности брюшного отдела.

Тип Членистоногие. 2.1. Общая характеристика

Почти любой при­знак из тех, о ко­то­рых пой­дёт речь, ха­рак­те­рен для боль­шин­ства, но не для всех пред­ста­ви­те­лей типа. Среди мил­ли­о­на из­вест­ных видов все­гда най­дет­ся несколь­ко ис­клю­че­ний. Так, на­зва­ние типа дано за чле­ни­стость ног его пред­ста­ви­те­лей, но у неко­то­рых ноги пол­но­стью ис­че­за­ют. Пред­ста­ви­те­ли типа — дву­сто­ронне-сим­мет­рич­ные жи­вот­ные, но неко­то­рые па­ра­зи­ти­ру­ю­щие ра­ко­об­раз­ные такую сим­мет­рию утра­ти­ли. Одна из ос­нов­ных осо­бен­но­стей чле­ни­сто­но­гих – на­ли­чие со­дер­жа­ще­го хитин на­руж­но­го ске­ле­та, или эк­зоске­ле­та. Стоит пом­нить, что хитин – лишь одно из мно­го­чис­лен­ных ве­ществ, вхо­дя­щих в его со­став. Эк­зоске­лет имеет слож­ное стро­е­ние. Он может об­ра­зо­вы­вать как проч­ные участ­ки, так и гиб­кие со­чле­не­ния. Эк­зоске­лет не поз­во­ля­ет жи­вот­но­му расти. Рост чле­ни­сто­но­гих осу­ществ­ля­ет­ся при по­мо­щи линек, когда жи­вот­ные сбра­сы­ва­ют ста­рые по­кро­вы (Рис. 2).

Рис. 2. Ли­ноч­ная шкур­ка (эк­зу­вий) пев­чей ци­ка­ды

Пи­ще­ва­ри­тель­ная си­сте­ма чле­ни­сто­но­гих сквоз­ная, она со­сто­ит из пе­ред­ней, сред­ней и зад­ней кишки. Ин­те­рес­но, что эк­зоске­лет вы­сти­ла­ет пе­ред­нюю и зад­нюю части кишки. Их по­кро­вы тоже сбра­сы­ва­ют­ся при линь­ке (Рис. 3). Ро­то­вой ап­па­рат об­ра­зо­ван ви­до­из­ме­нён­ны­ми ко­неч­но­стя­ми. Ды­ха­ние жа­бер­ное (у ра­ко­об­раз­ных), лё­гоч­ное или тра­хей­ное (у па­у­ко­об­раз­ных и на­се­ко­мых). Кро­ве­нос­ная си­сте­ма неза­мкну­тая. Из участ­ков пер­вич­ной и вто­рич­ной по­ло­стей фор­ми­ру­ет­ся сме­шан­ная по­лость тела, или мик­со­цель. Нерв­ная си­сте­ма со­сто­ит из го­лов­но­го мозга и брюш­ной нерв­ной це­поч­ки. У чле­ни­сто­но­гих раз­ви­ты раз­но­об­раз­ные ор­га­ны зре­ния, обо­ня­ния, рав­но­ве­сия, ося­за­ния и слуха. Для типа в целом ха­рак­тер­но на­ли­чие слож­ных глаз, ко­то­рые со­сто­ят из мно­же­ства про­стых глаз­ков. Чле­ни­сто­но­гие раз­дель­но­по­лы. Раз­ви­тие пря­мое или с пре­вра­ще­ни­ем (Рис. 4).

Рис. 3. Про­цесс линь­ки (Ис­точ­ник)

Рис. 4. Ана­то­мия чле­ни­сто­но­го­го на при­ме­ре реч­но­го рака (Ис­точ­ник)

2. Классификация

Положение группы членистоногих в таксономической иерархии неоднозначно. С одной стороны, некоторыми авторами была предложена теория, согласно которой некоторые подтипы членистоногих не имеют общего предка с кольчатыми червями (Annelida). В частности, предполагалось, что подтип трахейные (Uniramia) ближе к онихофорам (Onychophora), чем к остальным членистоногим. Другими словами, предполагалась полифилия членистоногих. Однако большинство учёных не приняло эту точку зрения, и это также противоречит генетическим исследованиям.

С другой точки зрения, более традиционным вариантом являлось утверждение, что кольчатые черви — ближайшие родственники как членистоногих, так и онихофоров, основываясь на одинаковом количестве сегментов. Позднее некоторые авторы стали говорить о конвергентной эволюции, считая, что членистоногие ближе к нематодам (Nematoda), имея общие с ними способности к линьке. Две вероятные родословные определяют два вышестоящих таксона, к которым можно было бы причислить группу членистоногих животных: членистые (Articulata) и линяющие (Ecdysozoa) .

Древнейший из известных членистоногих — сприггина (поздний протерозой) — имеет в строении тела немало общего с кольчатыми червями. С другой стороны, не исключается, что сприггина относилась к исчезнувшему типу, хотя и чрезвычайно близкому к членистоногим.

Классификация подтаксонов внутри группы членистоногих также неоднозначна. Пять основных подгрупп причисляют то к подтипам, то к классам. Кроме этих подгрупп имеется также некоторое число ископаемых, в большинстве своём из нижне-кембрийского периода, которые трудно отнести к какой-либо подгруппе либо по причине несхожести с известными группами, либо из-за неясности их родственных взаимоотношений.

Многоножек и насекомых часто объединяют в одну группу неполноусых. Некоторые последние исследования, однако, свидетельствуют, что многоножки не ближе к насекомым, чем к ракообразным.

Здесь мы приводим несколько наиболее известных классификаций, в которых указанные основные группы различным образом объединяются в подтипы (или типы) и надклассы.

2.1. Классификация I

Основана на гипотезе о полифилетическом происхождении членистоногих. В связи с этим, тип членистоногих здесь разбивается на три самостоятельных типа.

Тип ХелицеровыеТип РакообразныеТип Трахейные

Подтип Онихофоры

Подтип Неполноусые

2.2. Классификация II

Основана на гипотезе о монофилетическом происхождении членистоногих. При этом тип членистоногих объединяется с онихофорами и тихоходками в группу Lobopoda.

Подтип Трилобитообразные (Trilobitomorpha — парафилетический таксон)

Класс Трилобиты (Trilobita) †

Подтип Хелицеровые (Chelicerata)

Класс Морские пауки (Pantopoda)

Класс Паукообразные (Arachnida) (пауки, клещи, скорпионы)

Класс Меростомовые (Merostomata) (мечехвосты)

Класс Эвриптериды (Gigantostraca) † (гигантские морские скорпионы)

Подтип Жвалоносные (Mandibulata) (ракобразные, многоножки, насекомые)

Надкласс Ракообразные (Crustacea)

Класс Ремипедии (Remipedia)

Класс Цефалокариды (Cephalocarida)

Класс Жаброногие (Branchiopoda)

Класс Ракушковые (Ostracoda)

Класс Мистакокариды (Mystacocarida)

Класс Максиллоподы (Maxillopoda)

Класс Карпоеды (Branchiura)

Класс Высшие раки (Malacostraca) (омары, креветки, крабы и др.)

?Надкласс? Неполноусые (Atelocerata) или трахейные

Надкласс Многоножки (Myriapoda)

Класс Симфилы (Symphyla)

Класс Губоногие (Chilopoda)

Класс Двупарноногие (Diplopoda)

Класс Пауроподы (Pauropoda)

Надкласс Насекомые (Insecta)

Класс Скрыточелюстные (Entognatha)

Класс Открыточелюстные (Ectognatha) (большая часть насекомых)

2.3. Pancrustacea

До недавнего времени эта система была более или менее общепризнанной. Сейчас она подвергается интенсивному пересмотру. Так, всё большее подтверждение получает концепция «Pancrustacea», основанная на том, что ракообразные и насекомые — более близкие родственники, чем многоножки и насекомые en:Pancrustacea (англ.):

Euarthropoda	Chelicerata (Хелицеровые) Myriapoda (Многоножки) Pancrustacea Cirripedia (Усоногие) Remipedia (Ремипедии, слепые ракообразные) Collembola (Коллемболы, или ногохвостки) Branchiopoda (Жаброногие) Cephalocarida (Цефалокариды) Malacostraca (Высшие раки) Insecta (Насекомые)

Полость тела

Некоторые особенности членистоногих касаются и полости их тела. Ее формирование происходит в несколько этапов. В период внутриутробного развития у них закладывается вторичная полость тела. С течением времени ее выстилка разрушается и сливается с остатками первичной. Такую полость тела называют смешанной. Ее особенностью является наличие жирового тела. Это рыхлая соединительная ткань, которая заполняет промежутки между внутренними органами. Жировое тело выполняет важнейшие функции: запас питательных веществ, извлечение из крови продуктов обмена, образование клеток крови.

Системы органов: дыхание и питание

Многие особенности внутреннего строения членистоногих связаны со средой их обитания. Особенно это связано с дыхательной системой. Обитатели водоемов дышат при помощи жабр, а наземные виды — трахеями или легочными мешками.

Животные членистоногие очень разнообразны по способу питания. Среди них встречаются паразиты, кровососущие, сапротрофы, хищники и растительноядные организмы. Поэтому их ротовые аппараты также имеют различное строение. Они обеспечивают захват, механическое измельчение или всасывание твердой пищи. У всех членистоногих пищеварительная система сквозного типа. Имеются специализированные железы двух видов: слюнные и печень. Они выделяют пищеварительные ферменты, которые ускоряют процесс расщепления питательных веществ.

У большинства представителей членистоногих выделительная система представлена мальпигиевыми сосудами. Они имеют вид трубочек, открывающихся наружу многочисленными отверстиями.

Класс Ракообразные

Ракообразные — это членистоногие, для которых характерно наличие на голове двух пар усиков. Поскольку жизнедеятельность представителей данного класса связана с водоемами, их органами дыхания являются жабры. Кутикула ракообразных лишена наружного слоя из жироподобного вещества, поэтому они очень плохо переносят пересыхание и не удерживают влагу в своем теле.

Представителями данного класса членистоногих являются речные раки, креветки, лангусты, омары, мокрицы, бокоплавы, водные ослики. Для всех них характерны сложные инстинкты. К примеру, рак-отшельник строит специальные норы для охоты. Спрятавшись в укрытии, животное ждет появления добычи. Когда жертва становится замеченной, рак мгновенно выскакивает наружу и хватает жертву, умерщвляя ее с помощью мощных ногочелюстей. А манящие крабы умеют предупреждать других об опасности. Для этого они стучат клешнями по земле. Виды, обитающие на большой глубине, общаются друг с другом при помощи специальных органов свечения.

Подтип Жабродышащие (Branchiata)

Класс Ракообразные (Crustacea)

Ракообразные — первичноводные организмы, обитающие как в пресных, так и морских водоемах. Среди ракообразных есть планктонные формы, подвижные бентосные, некоторые ведут сидячий образ жизни. В разных группах встречаются наземные обитатели. Есть паразитические виды.

Ракообразные имеют две пары усиков (антенны I и антенны II), конечности их сохраняют примитивное, двуветвистое строение, дыхание жаберное.

Сегментация тела весьма разнообразна. Выделяют три отдела тела: голову, грудь и брюшко. У примитивных форм наблюдается гомономность сегментов груди и брюшка: сегменты практически не различаются между собой. Головной отдел образован головной лопастью, на которой располагается одна пара усиков, и четырьмя сегментами. Первый сегмент несет вторую пару усиков; второй — верхние челюсти; третий и четвертый — по паре нижних челюстей. Грудь обычно состоит из восьми сегментов, каждый из которых несет по паре конечностей. Обычно первые три сегмента груди снабжены ногочелюстями — специализированными конечностями, приспособленными для поддержания и измельчения пищи. Следующие пять сегментов несут ходильные ноги. У некоторых ракообразных первая пара ходильных ног снабжена мощными клешнями, служащими для захвата пищи и для защиты от врагов. Брюшко, обычно образованное шестью сегментами, у высших ракообразных имеет конечности. Функции конечностей брюшка могут быть разнообразными — половая, дыхательная и др. Последняя пара брюшных конечностей может превращаться в пластинчатые плавательные ножки.

Покровы большинства ракообразных очень плотные. Кутикула выделяется клетками гиподермы, а затем пропитывается известью. У ракообразных отсутствует самый наружный слой кутикулы из жироподобного вещества, который есть у наземных артропод. Этот слой препятствует испарению воды. Поэтому наземные ракообразные вынуждены обитать только в сырых местах.

В пищеварительной системе могут возникать усложнения, связанные с особенностями питания животных. Так, у речного рака желудок разделяется на два отдела: жевательный и цедильный. Кутикулярная выстилка жевательного желудка образует три мощные жевательные пластинки, с помощью которых пища перетирается. В цедильном желудке кутикулярные пластинки формируют некоторое подобие фильтра, пропускающего в кишечник измельченную пищу. У паразитических раков пищеварительная система атрофируется. Питаются ракообразные разлагающимся органическим веществом, а также мелкими беспозвоночными и водорослями.

Дыхание мелких ракообразных происходит через всю поверхность тела. Жабры обычно развиты на грудных конечностях. У наземных ракообразных (мокрицы) для дыхания служат глубокие ветвящиеся впячивания покровов на ногах, напоминающие трахеи.

Форма и месторасположение сердца значительно варьируется в разных группах ракообразных.

В нервной системе наблюдается продольная концентрация узлов нервной цепочки, вплоть до полного их слияния в единую ганглиозную массу (крабы). Органы чувств: имеются сложные или простые глаза, органы равновесия, осязания и химического чувства.

Органы выделения — зеленые или антеннальные железы — видоизмененные целомодукты (протоки из целома).

В большинстве случаев раки раздельнополы. Гермафродитизм обычен для прикрепленных форм — усоногих ракообразных. Брюшные конечности превращаются в копулятивные органы (половые ножки). С их помощью сперматофоры (пакеты, содержащие сперматозоидов) переносятся к половым отверстиям самки. Раки демонстрируют заботу о потомстве — вынашивают яйца, а иногда и молодь на теле. Например, самка речного рака вынашивает яйца, придерживая их брюшными ножками и подвернув брюшко под головогрудь. Развитие низших ракообразных характеризуется метаморфозом: имеются личинки — науплиусы. Высшие ракообразные развиваются без метаморфоза.

Ракообразные играют важную роль в водных биоценозах, являясь обязательным звеном большинства цепей питания. Некоторые ракообразные — креветки, крабы, раки и т.д. — имеют промысловое значение.

Система органов кровообращения

Кровеносная система у данных животных незамкнутого типа. Это значит, что сосуды открываются в полость тела. Туда же поступает и кровь. Здесь она смешивается с полостной жидкостью, образуя гемолимфу. Эта жидкость может быть бесцветной, красной или голубой в зависимости от вида дыхательных пигментов, находящихся в ней. Движение гемолимфы по организму обеспечивает сердце — мускульный пульсирующий орган.

Такое строение кровеносной системы обусловливает холоднокровность членистоногих. Это значит, что температура их тела зависит от этого показателя в окружающей среде. Поэтому в их жизненном цикле обязательно наблюдается стадия зимовки. Членистоногие могут переживать ее в разных стадиях: яйца, личинки или имаго. Для этого они ищут теплые укрытия в жилищах и подземных ходах. А вот некоторые виды бабочек, подобно птицам, улетают в теплые края. Для ученых до сих пор остается загадкой, как эти крохотные существа находят дорогу.

Функции гемолимфы очень важны. Эта жидкость обеспечивает транспортировку питательных и биологически активных веществ, продуктов обмена, газов. В состав гемолимфы входят амебоидные клетки, которые с помощью ложноножек способны захватывать и переваривать болезнетворные микроорганизмы. В этом заключается защитная функция данной жидкости.

4.2. Образ жизни

Раз­ви­тие три­ло­би­тов про­ис­хо­ди­ло с ме­та­мор­фо­зом. Со­хра­ни­лись их ис­ко­па­е­мые яйца, ли­чин­ки и ли­ноч­ные шкур­ки. Стро­е­ние тела три­ло­би­тов несёт сви­де­тель­ства при­спо­соб­лен­но­сти к при­дон­но­му об­ра­зу жизни: мощ­ный пан­цирь, упло­щён­ность, слож­ные глаза на верх­ней сто­роне тела, рас­по­ло­же­ние рта и ног на брюш­ной сто­роне тела. Среди три­ло­би­тов неко­то­рые груп­пы пи­та­лись илом, дру­гие мел­ки­ми бес­по­зво­ноч­ны­ми, а неко­то­рые – планк­то­ном. Мно­гие три­ло­би­ты, ве­ро­ят­но, были хищ­ни­ка­ми, несмот­ря на от­сут­ствие че­лю­стей.

источник конспекта — https://www.youtube.com/watch?v=wzfFQuaq1EE

источник видео — https://www.youtube.com/watch?v=FAUb2nd31PE

источник видео — https://www.youtube.com/watch?v=78xg6MhWMjE

источник видео — https://www.youtube.com/watch?v=5FUdvKAO_pQ

источник видео — https://www.youtube.com/watch?v=q5FXYMtFURY

источник видео — https://www.youtube.com/watch?v=6DW1ZLLmX4E

источник презентации — http://ppt4web.ru/biologija/tip-chlenistonogie2.html

Класс Паукообразные

Характерными признаками различных видов пауков являются сегментация тела на головогрудь и брюшко, а также наличие шести пар конечностей: хелицеров, ногощупалец и четырех пар ходильных ног. Брюшко либо вообще не несет конечностей, либо на нем расположены их видоизменения — паутинные бородавки. С помощью секрета этих образований паук строит ловчую сеть. Она служит для охоты, расселения молодых особей, построения жилища и создания оболочек, защищающих яйца — коконов.

Все пауки являются хищниками. Их добычей служат различные виды насекомых и мелкие позвоночные. Поскольку паукообразные питаются только жидкой пищей, для них характерно внекишечное пищеварение. Построив паутину, одну нить хищник прикрепляет к своим конечностям. Поэтому когда в сеть попалась добыча, паук узнает об этом за счет ее колебания. Далее в жертву вместе с ядом вводятся пищеварительные ферменты, которые расщепляют ее содержимое. Далее жидкая пища закачивается сразу в кишечник при помощи сосательного желудка.

Практически все паукообразные являются типичными обитателями суши. Только серебрянка предпочитает пресные водоемы. Из паутины он формирует колокол, который является его гнездом. С поверхности он переносит туда воздух, необходимый для дыхания. Газ окрашивает колокол в серебряный цвет, что и обусловливает название этого вида.

1. Основные особенности строения и биологии

Тело членистоногих сегментировано и разделено на голову, грудь и брюшко. Полностью или частично покрыто хитином. Растут только во время линьки. Конечности членистые; выполняют функции передвижения, дыхания, защиты, захвата и пр. Голова и грудь у некоторых сливается в головогрудь. Пищеварительная система дифференцирована. Ротовой аппарат образован видоизменёнными конечностями. Дыхание жаберное (у ракообразных), лёгочное или трахейное (у паукообразных и насекомых). Кровеносная система незамкнута. Нервная система состоит из головного мозга и брюшной нервной цепочки. Многие членистоногие имеют хорошо развитые органы чувств. Органы выделения представлены метанефридиями и мальпигиевыми сосудами. В основном раздельнополы. Случаи гермафродитизма редки. Развитие протекает с полным или неполным превращением. При неполном метаморфозе у насекомых нет стадии куколки.

Роль членистоногих в природе очень значительна. Они населяют практически все среды обитания и влияют на них. Членистоногие служат пищей животным, опыляют растения, переносят инфекционные заболевания и наносят вред сельскохозяйственным культурам. Некоторые представители (пчела, тутовый шелкопряд) являются своеобразными домашними животными.

Признаки членистоногих

Общая характеристика включает головной, грудной, брюшной отделы и несколько пар ходильных ног. Голова и грудь у ракообразных представлены монолитной головогрудью, у других форм грудь и брюшко формируют туловище.

Головной отдел состоит из трех – четырех сегментов, плотно соединенных друг с другом. Конечности расположены на груди, прикрепляясь между сегментами, исключая первую пару ходильных ног. Количество сегментов брюшного отдела варьирует.

Конечности членистые, состоят из одной или двух ветвей. У ракообразных на них расположены жаберные крышки. Одноветвистые ноги, основа которых ряд следующих друг за другом члеников (сегментов цилиндрической формы), типичны для насекомых, паукообразных.

Тело раков несет конечности из двух ветвей. Участок прикрепления – протоподит, разделен на коксу и основу. Ветви, занимающие боковое положение, носят название экзоподиты, срединное – эндоподиты.

Класс Насекомые

Современной науке известно более полутора миллионов видов представителей еще одного класса членистоногих, которые называются насекомые. А их количество просто поражает! Согласно подсчетам, на одного человека, проживающего на нашей планете, приходится более 250 миллионов особей насекомых. Они живут абсолютно во всех средах обитания. Размер насекомых может варьировать в значительных пределах. Некоторые наездники имеют длину всего несколько мм, а размах крыльев бабочки — агриппы — 25 см.

В теле насекомых четко различают голову, грудь и брюшко. Они имеют только одну пару усиков. Грудной отдел сегментирован на три части, каждая из которых несет пару конечностей. В этой части расположены и крылья, которые представляют собой двойные пластинчатые складки покровов. Брюшко лишено конечностей. На нем расположены дыхальца. Это отверстия, которыми открываются наружу органы дыхания. Брюшко может также нести видоизменения конечностей в виде копулятивных органов, яйцеклада или жала.

Регуляция жизнедеятельности насекомых происходит не только с помощью нервной, но и гуморальной системы. Гормоны, которые выделяются в кровь, контролируют процессы линьки, перехода к зимовке, общение с особями противоположного пола, обеспечивают защиту. Так, рабочие особи термитов и муравьев имеют на верхушке брюшка особую железу. Ее секретом насекомые метят дорогу, что помогает им найти обратный путь в случае опасности.

Значение членистоногих во многом определяется деятельностью общественных насекомых. К ним относятся муравьи, термиты, медоносные пчелы. Они живут большими группами, в пределах которых четко распределены обязанности между особями. Среди них выделяют плодовитую самку — царицу, самцов и рабочих особей. У пчел обязанности постоянно меняются. Сначала они строят соты в улье и защищают его от врагов, затем улетают для сбора пыльцы и нектара.

Итак, членистоногие — это животные, характеризующиеся следующими отличительными чертами:

• наличие сегментированных конечностей;
• три части тела: голова, грудь и брюшко;
• наружный скелет, образованный кутикулой;
• смешанная полость тела;
• незамкнутая кровеносная система, по которой циркулирует гемолимфа;
• классы членистоногих представлены рако-, паукообразными и насекомыми.