29 дек. 2012 г.

Тип членистоногие. Класс ракообразные

В процессе исторического развития животного мира от древних кольчатых червей взяли начало членистоногие. Однако если предками моллюсков были олигомерные (малочленистые) черви, то предками членистоногих — полимерные (многочленистые) многощетинковые кольчецы. Те органы, которые появились на уровне организации кольчатых червей, не только сохранились у членистоногих, но и получили у них прогрессивное развитие. Более того, возникли новые особенности строения, новые органы. Развитие обеспечивается подвижность отделов и члеников тела, а также члеников конечностей, ротового аппарата и т. д.


Если для кольчатых червей были типичны сегменты равнозначные, одинаковые по строению, то для членистоногих типично слияние сегментов в группы, с образованием таких отделов тела, как голова, грудь (или головогрудь) и брюшко.

Хитинизированный наружный покров членистоногих сыграл важную роль в развитии их органов движения. У червей, не имеющих твердой опоры для конечностей, не могли развиться такие совершенные, сложные и многообразные по строению конечности, как у членистоногих. Изнутри к хитиновым членикам конечности членистоногих прикрепляются мышцы. Сокращаясь и расслабляясь, они приводят в движение ноги, крылья, челюсти, части яйцекладов и т. д.

Хитинизированный покров членистоногих в целом играет тройную роль: опорную, двигательную и защитную. Следовательно, это наружный скелет, но совсем иного рода, чем наружный скелет моллюсков (рис. 1).

Рис. 1. Внешнее строение речного рака (вид с нижней стороны тела): 1 — короткие усики; 2 — длинные усики; 3 — выводные отверстия зеленых желез; 4 — верхние челюсти; 5 — нижние челюсти; 6 — ногочелюсти; 7 — ходильные ноги; 8 — клешня; 9 — членики брюшка; 10 — брюшные ножки с яйцами; 11 — хвостовой плавник; 12 — заднепроходное отверстие.

Хитинизированная кутикула по мере ее утолщения становится плохо растяжимой и со временем начинает сковывать растущий организм членистоногих. Поэтому время от времени его рост замедляется и периодически наблюдается явление линьки. Животное сбрасывает устаревший покров и покрывается новым, который сперва эластично растягивается, затем постепенно твердеет и превращается у многих видов в очень прочный хитиновый панцирь.

Вследствие широкого расселения современных членистоногих по разным средам н биотопам (местам обитания) естественный отбор сформировал у них из хитиновых образований много органов и аппаратов различной сложности, таких многообразных, как ротовые аппараты, органы движения, органы чувств, яйцеклады и т. д.

Основательно изменилось и внутреннее строение членистоногих по сравнению с кольчатыми червями. У них, как у моллюсков, появились специализированные органы дыхания — жабры и трахеи, в кровеносной системе появилось сердце, отсутствующее у червей, новые органы выделения — зеленые железы — и мальпигиевы сосуды, в нервной системе, сохранившейся в виде брюшной нервной цепочки, происходит концентрация нервных узлов, наибольшего развития среди них достигает парный надглоточный ганглий — их головной мозг, развиваются достигающие высокого совершенства органы чувств, усложняется поведение.

В результате членистоногие становятся самыми высокоорганизованными животными среди беспозвоночных.

Возникновение хитинизированной кутикулы у предков членистоногих открыло, большие возможности не только для их прогрессивного морфофизиологического развития, но также для биологического прогресса и процветания. По богатству видов (более 1 000 000), родов, семейств и отрядов тип членистоногих превосходит все другие типы. Но из этого большого типа мы рассмотрим только классы ракообразных, паукообразных и насекомых.

Класс РАКООБРАЗНЫЕ

В этом классе объединены животные первичноводные, большинство которых, подобно речному раку, и в наше время живут в воде, преимущественно в морях.
Тело большинства ракообразных делится на головогрудь и членистое брюшко. Органы дыхания у них — жабры. Типичны 2 пары двуветвистых усиков. У них развиты грудные ходильные конечности; у десятиногих раков всегда пять пар ног. Ракообразные играют большую роль в питании промысловых животных; некоторые сами — объекты промысла.
Типичный представитель этого класса — речной рак (рис. 1, 2). При внешнем осмотре видно, что его тело расчленяется на два отдела — головогрудь и брюшко. На головогруди расположены ротовой аппарат и органы передвижения — ходильные конечности, а также органы чувств.

Рис. 2. Вскрытый речной рак (вид сверху):
1 — глаз: 2 — желудок; 3 — печень; 4 — артерия брюшка; 5 — сердце; 6 — передние артерии; 7 — жабры; 8 — яичник с яйцами; 9 — брюшная нервная цепочка; 10 — мышцы брюшка; 11 — короткие усики (антеннулы); 12 — длинные усики (антенны); 13 — задняя кишка.

Пользуясь ими, рак хорошо ориентируется в окружающей среде. Особенно важную роль играют двуветвистые усики — антенны. Их у рака две пары: короткие и длинные. Это органы осязания и обоняния. Усики помогают находить падаль по запаху, даже в сплошной темноте и на значительном расстоянии.

На основном членике коротких усиков сверху имеется небольшая ямка, прикрытая пленочкой, — орган равновесия. В нем находится песчинка. Обычно она давит на дно мешочка. Если рак поворачивается набок, то и она давит на боковую стенку органа равновесия. Тогда рак начинает поворачиваться до тех пор, пока песчинка не переместится на дно органа равновесия.

Большую роль в жизни рака играет зрение. Глаза, сидящие на подвижных длинных стебельках, сложные, фасеточные (рис. 1), как и у большинства членистоногих. Каждый сложный глаз состоит из множества отдельных, но собранных вместе мельчайших простых глазков — фасеток. Отдельный глазок видит только небольшую часть предмета, на который рак смотрит. Цельное изображение предмета в сложном глазу складывается из множества мелких кусочков. Такое зрение называется мозаичным.

На нижней стороне головогруди расположены рот и шесть пар твердых пластинок, образующих ротовой аппарат.

Первая пара — верхние челюсти. Это зазубренные пластинки с членистыми придатками — щупиками. Разводя в стороны и вновь сводя вместе зазубренные края верхних челюстей, рак отрывает кусочки пищи. Удержанию и удалению кусков пищи содействуют следующие две пары нижних челюстей. На второй паре нижних челюстей имеется особый придаток, называемый черпачком или лодочкой. За нижними челюстями находятся три пары пластинок, называемых ногочелюстями. Ими рак тоже придерживает добычу. Кроме того, последней парой ногочелюстей он прочищает глаза и усики.

Ротовой аппарат удерживает и размельчает пойманную добычу, направляет пищевой комок в рот. Хотя раки питаются главным образом падалью, они поедают и живую добычу — червей, личинок насекомых, головастиков лягушек, рыб и моллюсков, а также водные растения. Словом, раки — неприхотливые к пище животные. В неволе их кормят мясом, хлебом, кусочками моркови и репы. Не съеденную пищу необходимо немедленно удалить, так как она быстро загнивает и портит воду, а от этого раки гибнут.

От головогруди рака отходит пять пар многочленистых и многосуставчатых ходильных ног. Первая пара их превратилась в органы хватания — мощные клешни. Маленькие клешни есть и на двух следующих парах ходильных ног. Пользуясь ногами (это ходильные конечности), рак передвигается по дну вперед (рис. 1).

За головогрудью находится брюшко — более узкий задний отдел тела. Он состоит из ряда члеников, несущих по паре коротких брюшных ножек. Оканчивается брюшко широким хвостовым плавником. В просторечии брюшко называется «раковой шейкой». В брюшке и клешнях рака заключается мясо, употребляемое в пищу человеком.

Брюшные конечности развиты слабее грудных, но сохраняют двуветвистость. Первые две пары брюшных ножек у самцов повернуты вперед и превратились в копулятивный орган. У самок первая пара брюшных ног недоразвита. Брюшко самок шире, чем брюшко самцов. В период размножения самка на брюшных ножках долго вынашивает оплодотворенные яйца и некоторое время даже вылупившихся из них маленьких раков. В этом проявляется у нее забота о потомстве. Последняя, шестая пара брюшных ножек очень расширена и вместе с последним члеником брюшка превратилась в хвостовой плавник. Энергично подгибая под головогрудь брюшко и посылая хвостовым плавником сильную струю воды вперед, рак быстрым броском отплывает назад.

При изучении внутреннего строения рака после удаления спинной части его твердого панциря в головогруди обнаруживается пятиугольный мешочек — сердце (рис. 2). От него вперед, назад и вниз отходят кровеносные сосуды. Под сердцем расположены органы размножения: у самки — яичники, наполненные икрой, и отходящие от них короткие трубочки — яйцеводы; у самца — семенники и отходящие от них длинные извитые трубочки белого цвета — семяпроводы.

Рис. 3. Молодые рачки на брюшных ножках матери.

В передней части головогруди находится желудок рака, разделяющийся на два отдела— жевательный и цедильный. В первом отделе желудка имеются твердые зазубренные хитиновые выступы, образующие «желудочную мельницу», обеспечивающую окончательное размельчение кусков пищи. Кроме того, в этом отделе находятся белые округлые известковые образования — жерновки, но в период линьки рака они растворяются и содержащаяся в них известь идет на пропитывание нового панциря. Внутри второго отдела кишечника находится много тонких выростов, сквозь которые пища процеживается и только мелкие ее частицы поступают в следующий отдел пищеварительной системы — в среднюю кишку.

За желудком находится состоящая из множества тонких трубочек, двулопастная пищеварительная железа — печень. Если желудок приподнять, то за ним потянется вдоль тела кишка, под ним в передней части головогруди окажутся два полупрозрачных зеленых мешочка — зеленые железы (органы выделения). Если удалить все органы, находящиеся в головогруди и брюшке, то можно обнаружить длинную и тонкую белую нить — брюшную нервную цепочку. Под лупой видно, что она начинается крупным нервным узлом над глоткой. От этого узла вниз, окружая глотку, тянутся два белых нервных тяжа к подглоточному узлу. Они образуют окологлоточное нервное кольцо. В головогруди нервная цепочка скрывается под выступами хитина, но в брюшке вновь хорошо заметна.

У рака проявляются различные рефлексы: оборонительные, пищевые, заботы о потомстве (рис. 3) и др.

По бокам головогруди под панцирем расположены особые камеры — жаберные полости, а в них перистые образования — жабры (органы дыхания в воде). Над основанием ходильных ног рака находят щели, ведущие в жаберные полости. Сквозь эти щели к жабрам поступает вода. Перистые жабры нежны и очень чувствительны к чистоте воды. В сильно загрязненных водоемах раки не живут.

Главный орган кровеносной системы рака — сердце. Насыщенная кислородом и питательными веществами кровь поступает в него через особые отверстия. При сокращении сердца она выталкивается в систему кровеносных сосудов — артерий. Из них кровь изливается в полость тела, между органами. Таким образом, кровеносная система рака незамкнутая: кровь движется не только по сосудам.

Изучение строения рака особенно наглядно показывает, что никаких твердых скелетных образований внутри тела у него, как и у других членистоногих, нет. Мышцы, приводящие в движение конечности, ротовой аппарат, усики, глаза и другие органы, прикрепляются изнутри тела к твердому хитиновому панцирю. Их сокращение приводит в движение отдельные членики брюшка, ножек и других органов. Это и позволяет сказать, что хитиновый покров играет роль наружного скелета.

Если осторожно удалить хитиновый панцирь, то под ним можно увидеть гиподерму, которая в виде тонкой фиолетовой пленки покрывает все тело. При линьке хитиновый панцирь рака постепенно отслаивается от гиподермы и сбрасывается, а затем на ее поверхности вновь нарастает все утолщающийся слой хитинизированной кутикулы. Линяющий рак прячется в нору до тех пор, пока панцирь вновь не затвердеет и не станет скелетной опорой тела. После линьки рак быстро увеличивается в размерах — растет, пока хитин не затвердеет.
Речной рак относится к подклассу высших, отряду десятиногих раков. Кроме него, к этой группе принадлежат очень крупные съедобные морские раки: омар (с огромными клешнями) и лангуст (без крупных клешней). Сюда же относятся и крабы — ракообразные с укороченным и подогнутым под головогрудь брюшком, способные быстро бегать и по дну водоема, и по суше. Омары, крабы и другие морские ракообразные имеют промысловое значение.

К подклассу низших раков относятся мелкие ракообразные, например дафния. В неглубоких прудах в солнечный летний день дафний можно заметить в виде стайки толкущихся на одном месте буроватых точек. Их перемещения толчками и дали повод называть дафний «водяными блохами», хотя эти рачки никакого отношения к настоящим блохам (насекомым) не имеют (рис. 4).

Под микроскопом видно, что на голове у дафний находится один сложный глаз, а также две пары усиков. Первая из них недоразвита, но вторая развита сильно и играет роль гребного органа. Удивительно то, что именно усики стали у дафнии органом движения.

При каждом взмахе ветвистых усиков она быстрым толчком передвигается вперед и вверх. Затем, расправив усики с многочисленными перистыми придатками, она парит в воде и медленно, как на парашюте, опускается вниз, до прежнего уровня. Потом следует новый прыжок и новое парение. При таком способе передвижения дафния никогда не падает на дно.

Рис. 4. Дафния: 1 — пара усиков; 2 — сложный глаз; 3 — ножки; 4 — кишечник; 5 — сердце;
6— выводковая камера с яйцами.

Рыбоводы научились использовать низших рачков для подкормки рыб. Если в пруд опустить связку березовых веток или скошенную траву, то вскоре здесь появится много сенных палочек и других бактерий. На этом богатом корме разовьется множество инфузорий. А за счет обилия инфузорий и бактерий пойдет быстрое размножение и дафний.

Можно размножать дафний иначе. На берегу пруда, в котором выращивают молодь карпов или других рыб, у самой воды летом роют яму. Затем наполняют ее сенной трухой или навозом и заливают водой из пруда. В теплую пору здесь развивается много инфузорий, а затем и дафний. Тогда роют канавку от ямы к пруду и по ней рачков выпускают в пруд. Подкармливая таким способом мальков рыб, можно повысить производительность рыбоводных прудов в 3—3,5 раза.

Кроме дафний, в природе есть еще немало низших рачков, играющих важную роль в питании водных животных. К таким рачкам относится и циклоп. На его голове всего один глаз, как и у мифического Циклопа из эпоса древней Греции. В океанах обитает много красноватых рачков — каланусов, составляющих пищу усатых китов и многих морских рыб. Иногда каланусы встречаются в таких несметных количествах, что вода на больших площадях приобретает красноватый цвет.



0 коммент.:

Отправить комментарий

Понравился блог или статья? Поделить с друзьями в социальных сетях!
Twitter Delicious Facebook Digg Stumbleupon Favorites More