Тип Членистоногие. Общая характеристика, строение, размножение, разнообразие и значение Членистоногих

Общая характеристика Членистоногих

Тип Членистоногие (Arthropoda) – самый разнообразный видами тип животных. Насчитывает свыше 1,5 млн. видов, что составляет 75 % всех современных известных видов животных. Еще много видов до сих пор не описано учеными. Имеют разнообразные приспособления к условиям существования, способы питания, поведение. Приспособлены к жизни во всех средах: в пресных и соленых водоемах, почве, на суше, летают в воздухе. Размеры колеблются от нескольких долей миллиметров до десятков сантиметров. Имеют двустороннюю симметрию. У эмбриона развиваются три зародышевых листка.

Тело сегментировано, конечности членистые. Сегменты не одинаковые, разного строения в разных частях тела. Количество сегментов разное и сильно варьирует. Наиболее постоянный сегментный состав головы (образована главной лопастью и четырьмя сегментами). Наблюдается слияние сегментов и образование отделов тела: головы, груди, брюшка (у насекомых), иногда голова и грудь сливаются и образуют головогрудь (у ракообразных, пауков), все отделы тела слиты в единое целое (клещи). Конечности подвижно соединены с телом с помощью суставов, выполняют разные функции (измельчение пищи, захват, дыхание и т. п.). Конечности головы превращены в ротовые органы. Конечности брюшка видоизменяются или совсем редуцируются.

Членистоногие имеют внешний хитиновый покров (внешний скелет или кутикулу), что обуславливает линьку при росте. Этот покров выделяется слоем клеток, расположенным под ним. Основу составляют особые белки, хитин. Хитин – сложное химическое вещество, азотосодержащий полисахарид. У многоножек и ракообразных покров бывает пропитан известняком. К хитиновому покрову крепятся мышцы. Вместе с мышцами внешний скелет образует опорно – двигательную систему.

Внешний скелет обуславливает линьку на разных стадиях развития, поэтому размеры тела увеличиваются скачкообразно. Старая кутикула лопается и отделяется от тела. Тем временем кожный эпителий вырабатывает мягкую новую кутикулу. На протяжении нескольких часов или суток, пока животное быстро растет, покровы не твердеют. Мышцы поперечно – полосатые, хорошо развитые, дифференцированные, имеют вид отдельных пучков, которые прикрепляются к хитиновому покрову. Не образуют кожно – мышечного мешка.

Полость тела смешанная и называется миксоцель. Формируется она таким образом: во время эмбрионального развития у большинства членистоногих закладывается сегментованный целом, потом стенки его разрушаются, целомические полости сливаются, сливаются также с остатками первичной полости тела. В миксоцели расположены все внутренние органы.

В полости тела между внутренними органами находится рыхлая соединительная ткань, или жировое тело. Его функции: запасание питательных веществ (жиров и гликогена), образование клеток крови, выделительная (продукты метаболизма сохраняются всю жизнь), а у некоторых представителей членистоногих из определенных участков образуются органы свечения.

Пищеварительная система Членистоногих

Пищеварительная система состоит из трех отделов: передней, средней и задней кишки. Передний и задний отделы – экзодермального происхождения, с кутикулярной выстилкой. Пищеварительная система имеет вид трубки, начинается ротовым отверстием, в которое часто открываются слюнные железы, и заканчивается анальным. У некоторых видов задняя часть пищевода расширена и образует зоб. У многих видов (ракообразных, пауков) есть непарная пищеварительная железа, которая открывается в среднюю кишку и которую иногда называют печенью (хотя секрет ее расщепляет не только жиры, а и белки и углеводы, то есть функционально соответствует и печени, и поджелудочной железе позвоночных животных). Печень выполняет функции: выделяет пищеварительные соки, всасывает питательные вещества, отдельные ее клетки способны к фагоцитозу, запасает гликоген и жиры.

Выделительная система Членистоногих

Или органы выделения членистоногих. Мальпигиевы сосуды характерны для наземных членистоногих. Эти слепо замкнутые трубочки с одного конца, которые впадают в заднюю кишку с другого. К ним из гемолимфы попадают продукты обмена веществ, и образуется мочевая кислота (у насекомых) или гуанин (у паукообразных), которые удаляются через заднюю кишку. У ракообразных выделительные органы представлены зелеными или коксальными, железами, расположенными в головном отделе. Открываются протоки у основания второй пары усиков. У насекомых функцию выделения выполняет еще жировое тело.

Кровеносная система Членистоногих

Кровеносная система незамкнутая. Есть лишь главные сосуды – аорта и артерии. Кровь смешивается с жидкостью целомической полости и образуется гемолимфа, которая омывает внутренние органы. Потом она поступает в сосуды и сердце. В гемолимфе находятся амебоподобные клетки, которые захватывают и переваривают инородные частицы, бактерий и выполняют защитную функцию. В спинной части тела расположено сердце в виде трубки или мешка, который может иметь несколько последовательных камер, соединенных между собой отверстиями с клапанами. Клапаны предупреждают обратный ток крови. Кровь движется от сердца в сторону головы. От сердца отходят главные кровеносные сосуды: аорта и артерии. У большинства членистоногих сердце находится в брюшке.

Дыхательная система Членистоногих

Органы дыхания членистоногих: трахеи, жабры, легкие (в зависимости от среды обитания, условий жизни). Жабры – это видоизмененные конечности или их части в виде двухслойных мешочков, в которых циркулирует гемолимфа. Легкие – эти тоже видоизмененные конечности, погруженные в тело. Трахеи – это тонкие эктодермальные трубочки, стенки которых выстелены спиральными утолщениями кутикулы. Эти утолщения не дают трахеям спадаться. Трахеи ветвятся и оплетают все внутренние органы.

Нервная система Членистоногих

Нервная система состоит из нервных узлов (подглоточного и надглоточного, соединенных между собой окологлоточными перегородками в окологлоточное нервное кольцо) и брюшной нервной цепочки. Надглоточный нервный узел (парный по происхождению) значительно увеличен, называется головным мозгом, состоит из переднего, среднего и заднего отделов. Число узлов брюшной нервной цепочки меньше числа сегментов, так как узлы часто сливаются между собою. Развитие центральной нервной системы обуславливает сложное поведение. Кроме нервной системы регуляторную функцию выполняет эндокринная система.

Органы чувств Членистоногих

Органы чувств (зрения, обоняния, слуха, равновесия, вкуса, осязания) хорошо развиты, Глаза могут быть простыми и сложными (фасеточными).

Половая система Членистоногих

Характерно только половое размножение (с оплодотворением или без него – партеногенетически). Преимущественно раздельнополые животные. Часто выражен половой диморфизм. Оплодотворение большей частью внутреннее. Наблюдается два типа развития – прямое и непрямое (с метаморфозом). У членистоногих есть много общих черт с многощетинковыми кольчатыми червями, что указывает на их филогенетическое родство (сегментация тела, двухветвистые конечности, остатки вторичной полости).

Разнообразие Членистоногих

Класс Ракообразные (Crustacea)

• Отряд Десятиногие (Decapoda). Представители: речной рак, краб, омар, рак-отшельник, креветки и др.
• Отряд Равноногие (Isopoda). Представители: мокрицы, водяные ослихи и др.
• Отряд Веслоногие (Copepoda). Представители: циклопы и др.
• Отряд Ветвистоусые (Cladocera). Представители: дафния обыкновенная, босмина и др.
• Отряд Карпоеды (Branchiura). Представители: карпоед и др.

Класс Паукообразные (Arachnida)

• Отряд Пауки (Aranei). Представители: паук-птицеед, тарантул, каракурт, пизаура, паук-крестовик и др.
• Отряд Скорпионы (Scorpiones). Представители: скорпионы.
• Отряд Клещи (Acari). Представители: паутинный клещ, собачий, бычий, таежный, мучной клещ и др.

Класс Насекомые (Insecta)

Насекомые с неполным превращением:

• Отряд Прямокрылые (Orthoptera). Представители: зеленый, серый кузнечики, саранча, медведка и другие.
• Отряд Тараканы (Blattoptera). Представители: черный таракан, рыжий таракан или пруссак, мадагаскарский шипящий таракан, американский таракан и другие.
• Отряд Термиты (Isoptera). Представители: средиземноморский термит или вредный и др.
• Отряд Вши (Anoplura). Представители: головная вошь, платяная вошь и др.
• Отряд Полужесткокрылые или Клопы (Hemiptera). Представители: клопы-черепашки, сосновый подкорковый клоп и др.
• Отряд Равнокрылые (Homoptera). Представители: цикада горная и др.
• Отряд Стрекозы (Odonata). Представители: стрекозы-коромысла, стрекозы-красотки и др.

Насекомые с полным превращением:

• Отряд Жуки или Твердокрылые (Coleoptera). Представители: божья коровка, жук-жужелица, майский жук, колорадский жук, жук-олень, жук-плавунец и др.
• Отряд Чешуйчатокрылые или Бабочки (Lepidoptera). Представители: махаон, капустница, тутовый шелкопряд и др.
• Отряд Перепончатокрылые (Hymenoptera).Представители: пчела, оса, шмель, муравей и др.
• Отряд Двукрылые (Diptera). К длинноусым двукрылым относятся комары, мошки, москиты и т. п. К короткоусым двукрылым – мухи, оводы и др.
• Отряд Блохи (Aphaniptera). Представители: человеческая блоха, крысиная блоха и др.

Значение Членистоногих

Членистоногие являются важным звеном цепи питания.

Значение Ракообразных

Являются важным звеном естественных биоценозов. Объекты питания многих животных. Принимают участие в обогащении органическими веществами почв (мокрицы). Личинки ракообразных, их мелкие виды являются важным источником питания ценных пород рыб, крупных беспозвоночных животных. В некоторых рыбных хозяйствах массово разводят дафний, циклопов и прочие виды для выращивания молодняка рыб. Дафнии, циклопы способствуют очищению воды. Планктонные морские ракообразные (криль) служат основной пищей китообразных, ластоногих, многих видов рыб. Речные раки являются санитарами пресных водоемов, так как поедают мертвых животных, остатки растений.

Человек ведет промысел криля и изготовляет из него пасты, жир, компостную муку. Большинство десятиногих раков являются ценным пищевым продуктом (омары, раки, лангусты, крабы, креветки), некоторых из них разводят. Около 70 % промысла ракообразных составляют креветки.
Некоторые виды ракообразных (циклопы) могут быть промежуточными хозяевами паразитических червей (широкого лентеца, ришты) или сами являются паразитами (карпоеды, некоторые циклопы) рыб, моллюсков и других животных.

Значение Паукообразных

Играют важную роль в естественных биоценозах. Питаются преимущественно насекомыми, поэтому уничтожают значительное количество вредных насекомых. Клещи (панцирные) играют важную роль в процессе почвообразования. На 1 квадратный метр приходится около 100 тыс. клещей.

Среди паукообразных есть ядовитые животные (каракурт, скорпионы, тарантул и др.) – опасны для человека. Среди клещей много растительноядных видов (мучные клещи, паутинные, галловые клещи и др.) – вредителей культурных растений, зерна, овощей, муки. Многие виды клещей являются паразитами человека (чесоточный зудень) и животных (зудни-накожники, зудни-кожееды), переносчиками (пастбищные, или иксодовые клещи и т. п.) возбудителей тяжелых заболеваний (сыпного и возвратного тифов, клещевого энцефалита, туляремии).

Значение Насекомых

Являются важным звеном естественных биоценозов. По биомассе превосходят всех других животных.

Паразиты, хищные насекомые являются регуляторами тех видов, которыми питаются. Они являются пищей для многих животных. Насекомые опыляют растения, среди которых известно 150 видов культурных. Некоторые виды насекомых имеют санитарное значение, уничтожая трупы животных, остатки растений, фекалии животных, образуют почвы (навозники, жуки-могильщики).

Являются вредителями сельскохозяйственных растений, продуктов питания (саранча, жуки, личинки некоторых мотыльков и др.). Некоторые виды насекомых выделяют ценные вещества (щелак, кармин). Полезные насекомые (хищники или паразиты) – уничтожители вредителей (наездники, жужелицы, божья коровка, златоглазки и др.).

От медоносной пчелы получают мед, маточное молочко, пчелиный яд, клей. Широко используют в промышленности (металлургии, химическом производстве, электротехнике) воск. Шелк получают от шелковичного шелкопряда.

Многие виды насекомых являются вредителями сельскохозяйственных и лесных культур. К опасным вредителям культурных растений принадлежит около 300 видов (майский жук, медведка, свекольный долгоносик, кольчатый шелкопряд, непарный шелкопряд, озимая совка, капустная совка, гороховая зерновка, колорадский жук и др.). Около 200 видов насекомых повреждают продовольственные запасы человека (горох и фасоль – жуки-зерновки, муку – гусеница мельничной огневки, зерно – зерновая моль, некоторые долгоносики и др.). Деревянные изделия, здания, растения повреждают термиты. Меховые изделия, шерстяные – домашняя моль, кожаные – жуки-кожееды.

Среди насекомых встречаются паразиты животных и человека (блохи, клопы), которые могут быть переносчиками тяжелых болезней (вши – возбудителей сыпного и возвратного тифа, блохи – возбудителя чумы, домашние мухи – возбудителей брюшного тифа, дизентерии и т. п., мухи це-це – возбудителя сонной болезни, малярийные комары – малярийного плазмодия (возбудителя малярии) и др.).