Членистоногие: общая характеристика и значение

В прошлом блоке тем мы изучили моллюсков и иглокожих. Сегодня мы познакомимся с самой процветающей группой живых существ — членистоногими. Мы изучим особенности их строения и образа жизни, а далее будем рассматривать классы этого типа подробнее.

Общая характеристика

Тип Членистоногие — самый многочисленный и разнообразный тип животных. На данный момент учеными изучено около миллиона видов членистоногих, что составляет 80 % известных науке видов животных. К данному типу относятся крабы, омары, креветки, речные раки, пауки, клещи, жуки, бабочки, мухи, скорпионы и многие другие существа. 

Членистоногие — это тип беспозвоночных живых организмов, имеющих сегментированное тело с членистыми конечностями.

Эти животные обитают во всех средах биосферы: в горах, на равнинах и в пещерах, в соленой и пресной воде, на жарком юге и на холодном севере. Они ползают, плавают, летают, роют, строят, бегают и прыгают. Есть организмы с ночной и дневной активностью.

Это преимущественно свободноживущие существа, однако встречаются и паразиты. Членистоногие могут быть хищниками, растительноядными, падальщиками, либо комбинировать несколько типов питания.

Долгое время считалось, что членистоногие произошли от кольчатых червей. Сегментированное тело, вторичная полость тела (целом) и параподии (из которых предположительно развились конечности) давали основания считать кольчецов их предками. Однако исследования XXI века, в том числе сравнительный генетический анализ, не подтвердили эту теорию.

Предположительно, черви и членистоногие на определенном этапе эволюции имели общего предка, но далее их развитие происходило по двум независимым ветвям. Согласно новым исследованиям, кольчатые черви — родственники моллюсков, а вот круглые черви были ближе к членистоногим.

Таким образом, возможны два варианта:

• общие признаки кольчатых червей и членистоногих появились независимо друг от друга и случайно совпали,
• общий предок этих групп животных имел признаки, которые сохранились только у кольчецов и членистоногих, а другие животные их утратили.

Членистоногие — древние животные, согласно ископаемым останкам, они точно жили 500 млн лет назад. Мы изучаем 4 класса членистоногих: класс Ракообразные, класс Паукообразные, класс Насекомые и класс Многоножки.

{"questions":[{"content":"Выберите все верные утверждения о членистоногих:[[choice-3]]","widgets":{"choice-3":{"type":"choice","options":["Это самый большой тип животных по количеству видов.","У членистоногих есть позвоночник.","Представители этого типа живут как в воде, так и на суше.","Это древние существа, некоторые из них жили 500 млн лет назад.","Все членистоногие — хищники."],"answer":[0,2,3]}}}]}

Внешнее строение: отделы и покровы тела

Все членистоногие обладают двусторонней симметрией тела. Их конечности состоят из члеников (небольших сегментов) и представляют собой систему последовательно соединенных друг с другом рычажков. У более развитых видов конечности отличаются по функции: одни отвечают за передвижение, другие — за захват пищи и т. д.

Сегментированное тело означает, что оно состоит из множества повторяющихся участков (метамер). Сходные по строению метамеры объединяют в отделы. Тело членистоногих состоит из трех отделов: головного, грудного и брюшного. У многих ракообразных и паукообразных голова и грудь недифференцированы и сливаются в головогрудь. На брюшной стороне тела находятся ноги, но их количество различается у разных групп членистоногих. 

Хитиновый покров

Отличительная особенность представителей этого типа — хитиновый покров (оболочка), который еще называют кутикулой. Хитин, входящий в состав оболочки, придает прочность, защищает тело от внешнего воздействия и излишней потери влаги. Изнутри к хитиновому покрову прикреплены мышцы и эпителий некоторых органов.

Хитин — это органическое вещество, из которого состоят наружные покровы тела членистоногих. Также он встречается у некоторых моллюсков, губок, водорослей, полипов и даже грибов. 

Однако главный минус прочного хитинового покрова — он практически нерастяжим. То есть по мере роста животного покров не может растягиваться, поэтому членистоногие линяют. Особь сбрасывает старый покров, а на его месте образуется мягкая кутикула, которая не препятствует росту животного. Оно подрастет, и внешний покров затвердеет.

Линька — это процесс смены и восстановления внешних покровов тела.

У животных есть периоды линек, только в это время они могут расти. Это означает, что рост у членистоногих не постоянный, а прерывистый. Взрослые особи не линяют — они достигли предела размеров своего вида. Количество линек различно у разных видов. 

Интересный факт

Скрыть

{"questions":[{"content":"Распределите свойства хитинового покрова членистоногих. Две опции — лишние.[[grouper-1]]","widgets":{"grouper-1":{"type":"grouper","labels":["Преимущества","Недостатки"],"items":[["прочный, защищает от механических повреждений","удерживает жидкость в организме","служит опорной точкой для мышц"],["неэластичен и не может растягиваться","сдерживает рост животного"],["выделяет ядовитые вещества","служит источником белка для организма в отсутствии пищи"]]}},"hints":["Хитиновый покров похож на доспехи рыцарей."]}]}

Зрение

Членистоногие обладают развитыми органами чувств: зрения, обоняния, осязания, равновесия. Органами обоняния и осязания являются усики. У некоторых видов хорошо развит слух.

Органы зрения — сложные глаза — называются фасеточными (от фр. facette — «грань»). Сложный глаз образован огромным количеством простых глазков — фасеток, их еще называют омматидии (от др.-греч. omma — «глаз»).

Например, глаз речного рака включает 3 тыс. простых глазков. Сложные глаза позволяют воспринимать цвета.

Зрение членистоногих получило название мозаичного из-за того, что целое изображение складывается из отдельных элементов, которые воспринимаются фасетками. Ученые установили, как «видят» членистоногие со сложными глазами.

Помимо сложных глаз, у животных могут быть и простые глаза. Чаще они встречаются как дополнительные к сложным (например, 2 сложных и 3 простых глаза), но бывают и единственными. Их функционал и строение примитивно — они не могут воспринимать изображения, а служат только для различения света и темноты.

{"questions":[{"content":"Составьте верное высказывание об органах зрения членистоногих. Одна опция — лишняя.[[sentence-1]]","widgets":{"sentence-1":{"type":"sentence","words":["У членистоногих","сложные глаза","называются","фасеточными и","состоят из большого числа","фасеток."],"extra":["простые глаза"]}}}]}

Внутреннее строение

У членистоногих есть нервная, пищеварительная, выделительная, дыхательная, кровеносная и половая системы органов.

Под хитиновым покровом располагаются отдельные пучки мышц из поперечнополосатой ткани. Мышцы устроены так, что их один конец крепится к сегменту тела или членику конечности, а другой конец — к другому сегменту. Мышцы могут выполнять разные функции. То есть у представителей данного типа впервые появляется функциональная дифференцировка одного и того же органа: мышечная ткань одинаковая, но функции может выполнять разные.

Тело членистоногих развивается из трех слоев клеток, однако на определенном этапе развития организма первичная и вторичная полости тела сливаются, образуя миксоцель — смешанную полость тела, где располагаются внутренние органы.

Системы органов

Нервная система членистоногих состоит из крупных надглоточного (головной мозг) и подглоточного узлов, а также брюшной нервной цепочки с крупными узлами.

Пищеварительная система представлена передним, средним и задним отделом. Передний отдел включает: рот, глотку, пищевод и желудок. Средний и задний отдел — это кишка, заканчивающаяся анальным отверстием. В ротовую полость впадают протоки слюнных желез, в средний отдел — печеночные протоки.

Выделительная система у разных групп членистоногих может быть представлена разными органами — зелеными почками (метанефридиями) и выделительными трубочками (мальпигиевы сосуды).

Например, у ракообразных есть одна пара почек, протоки которых находятся у основания усиков. У таракана есть только выделительные трубочки, у пауков — и почки, и трубочки.

Дыхательная система различается в зависимости от того, водное это животное или сухопутное. Водные членистоногие дышат жабрами — тонкостенными выростами. Для воздушного дыхания используются легочные мешки и трахеи (тонкие дыхательные трубочки). 

Кровеносная система незамкнутая — в этом они похожи на моллюсков. У членистоногих нет красной крови — ее роль выполняет гемолимфа.  Гемолимфа переносит питательные вещества и выводит продукты обмена.

Гемолимфа — это жидкость в полости тела и сосудах членистоногих, содержащая гемоцианин, придающий ей голубой цвет.

Сердце — трубчатое, состоит из нескольких камер и выглядит как крупный сокращающийся участок на спине. От него отходят сосуды, которые открываются в полость тела, где циркулирует гемолимфа.

Половая система. Членистоногие в подавляющем большинстве раздельнополые, очень редкие представители — гермафродиты. Половые железы представлены яичниками у самок и семенниками у самцов.

В результате внутреннего оплодотворения самка откладывает яйца. Из яиц появляется личинка, которая вырастет и превратится во взрослую особь. Однако у некоторых членистоногих (например, пауков) отсутствует личиночная стадия, и из яйца сразу появляется молодое животное.

Развитие происходит с превращением (метаморфозом) или без него. Если личинка похожа на взрослую особь, то развитие происходит без превращения. Если она на взрослую особь не похожа — это развитие с превращением, например, личинка бабочки — гусеница, которая не похожа на бабочку.

{"questions":[{"content":"Соотнесите органы и системы органов членистоногих:[[grouper-1]]","widgets":{"grouper-1":{"type":"grouper","labels":["Нервная система","Пищеварительная и выделительная системы","Кровеносная система","Дыхательная система","Половая система"],"items":[["надглоточный и подглоточный нервные узлы","цепочка нервных узлов"],["рот, глотка","пищевод","желудок","кишка","анальное отверстие","метанефридии","мальпигиевы сосуды"],["сердце","сосуды"],["жабры","трахеи","легочные мешки"],["семенники","яичники"]]}}}]}

Значение в природе и жизни человека

Членистоногие населяют все среды жизни, поэтому их роль в круговороте веществ крайне велика. Они служат пищей для многих животных, а также сами охотятся. Многие наземные членистоногие участвуют в формировании плодородия почвы (муравьи, жуки), опыляют растения (пчелы, шмели, бабочки).

Они могут быть переносчиками инфекций, поражающих другие организмы, например, комары, блохи, вши, клопы. Некоторые виды наносят вред сельскому хозяйству: тля, саранча, медведка.

Некоторых членистоногих человек активно использует в своих хозяйственных нуждах: пчелы, тутовый шелкопряд. Для борьбы с вредителями люди также используют насекомых, например, божья коровка ценится как истребитель тли.

Часто задаваемые вопросы