Общая характеристика типа Членистоногие
Членистоногие (Arthropoda) – это самый многочисленный тип животного царства, включающий более двух третей всех известных видов животных. Они освоили практически все среды обитания: сушу, пресные водоемы, моря и даже воздух. К членистоногим относятся насекомые, ракообразные, паукообразные и многоножки, каждый из которых демонстрирует удивительное разнообразие форм и функций.
ИГ
Важнейшие особенности строения
Успех членистоногих в освоении различных сред обитания во многом объясняется их уникальным строением. Ключевыми особенностями являются сегментированное тело, разделенное на отделы (голову, грудь, брюшко), наличие хитинового экзоскелета и парных членистых конечностей. Экзоскелет обеспечивает защиту и опору, а членистые конечности позволяют выполнять широкий спектр движений, от ходьбы и плавания до полета.
Сегментированное тело
Хитиновый экзоскелет
Тело членистоногих состоит из повторяющихся сегментов, которые могут сливаться в функциональные отделы.
Наружный скелет из хитина служит защитой, опорой и предотвращает потерю влаги, но требует периодической линьки.
Членистые конечности
Парные конечности, состоящие из сегментов, модифицированы для выполнения различных функций – передвижения, захвата пищи, дыхания.
Разнообразие и классификация
Тип Членистоногие подразделяется на несколько крупных классов, каждый из которых обладает уникальными адаптациями и занимает свою экологическую нишу. Насекомые доминируют на суше и в воздухе, ракообразные населяют водные среды, а паукообразные известны своими хищными повадками. Такое разнообразие обусловлено эволюционной гибкостью и способностью к адаптации.
Насекомые (Insecta)
Ракообразные (Crustacea)
Паукообразные (Arachnida)
Многоножки (Myriapoda)
Самый крупный класс, включает бабочек, жуков, мух, пчел. Характеризуются тремя парами ног и, как правило, двумя парами крыльев.
В основном водные животные, такие как крабы, креветки, лобстеры. Имеют жабры для дыхания и часто две пары антенн.
Сухопутные членистоногие: пауки, скорпионы, клещи. Отличаются четырьмя парами ходильных ног и отсутствием антенн.
Включают кивсяков и сколопендр. Характеризуются множеством ног, по одной или две пары на каждый сегмент тела.
Анатомические особенности
Внутреннее строение членистоногих оптимизировано для эффективного функционирования в различных условиях. Пищеварительная система обычно сквозная, с различными отделами для переработки пищи. Дыхательная система варьируется от жабр у водных форм до трахей и легочных мешков у сухопутных. Все эти системы тесно взаимодействуют, обеспечивая выживание и процветание членистоногих.
Внутренние системы
Пищеварительная система состоит из передней, средней и задней кишки. Выделительная система представлена мальпигиевыми сосудами или видоизмененными метанефридиями.
- Передняя кишка: глотка, пищевод, зоб, жевательный желудок.
- Средняя кишка: основное пищеварение и всасывание.
- Задняя кишка: формирование экскрементов и их выведение.
Дыхательная система наземных членистоногих представлена трахеями – разветвленными трубочками, доставляющими кислород непосредственно к тканям, или легочными мешками у паукообразных.
Питание и пищеварение
Членистоногие демонстрируют поразительное разнообразие пищевых стратегий: от хищничества и паразитизма до фитофагии и сапрофагии. Это отражается в строении их ротовых аппаратов, которые могут быть грызущими, сосущими, лижущими или колюще-сосущими. Процесс пищеварения начинается внешне или внутри тела и эффективно перерабатывает пищу, обеспечивая организм энергией.
Тип питания
Примеры
Особенности ротового аппарата
Хищники
Пауки, богомолы, стрекозы
Грызущий, хелицеры
Гусеницы, саранча, тли
Растительноядные (Фитофаги)
Грызущий, колюще-сосущий
Паразиты
Клещи, вши, блохи
Колюще-сосущий
Сапрофаги (Детритофаги)
Мокрицы, некоторые жуки
Грызущий
Сложность пищеварительной системы зависит от диеты. У многих членистоногих есть пищеварительные железы, выделяющие ферменты для расщепления пищи. Некоторые пауки вводят пищеварительные ферменты в свою жертву, чтобы переварить ее снаружи.
Кровеносная система
Кровеносная система членистоногих является незамкнутой (лакунарной), что отличает их от многих других типов животных. Гемолимфа – жидкость, выполняющая функции крови и лимфы – циркулирует не только по сосудам, но и по полостям тела (лакунам), омывая органы и ткани напрямую. Это обеспечивает эффективный транспорт питательных веществ и продуктов обмена, но не участвует в переносе кислорода у большинства наземных форм.
Сердце
Сосуды
Трубчатое или мешкообразное, расположено на спинной стороне тела. Имеет отверстия (остии) с клапанами.
От сердца отходят артерии, которые открываются в полости тела.
2
1
Гемолимфа
Движение
3
4
Бесцветная или зеленоватая жидкость, содержит фагоциты и переносит питательные вещества, гормоны и продукты обмена.
Сокращения сердца и движения тела способствуют циркуляции гемолимфы.
Нервная система и органы чувств
Нервная система членистоногих представлена брюшной нервной цепочкой и ганглиями, которые могут формировать сложные структуры, такие как головной мозг. Органы чувств высокоразвиты и разнообразны, что позволяет членистоногим эффективно ориентироваться в пространстве, находить пищу и партнера, избегать хищников. Это включает сложные глаза, чувствительные усики, механорецепторы и хеморецепторы.
Головной мозг
Образован слиянием ганглиев, управляет сложными поведенческими реакциями.
Брюшная нервная цепочка
Состоит из парных ганглиев в каждом сегменте, обеспечивающих локальную координацию движений.
Зрение
Сложные фасеточные глаза, способные воспринимать движение и поляризованный свет, а также простые глазки.
Обоняние и осязание
Осуществляются с помощью усиков и различных сенсилл, расположенных по всему телу.
Размножение и развитие
Членистоногие обычно раздельнополые, размножаются половым путем. Их развитие может быть прямым (без метаморфоза) или непрямым (с полным или неполным метаморфозом). Метаморфоз позволяет личинкам и взрослым особям занимать разные экологические ниши, снижая конкуренцию за ресурсы. Это одна из ключевых адаптаций, обеспечивших эволюционный успех многих групп членистоногих.
1
Яйцо
Начальная стадия развития, защищена оболочкой.
2
Личинка
Активно питающаяся стадия, отличающаяся от взрослой особи по строению и образу жизни.
3
Куколка (при полном метаморфозе)
Неподвижная стадия, в течение которой происходит глубокая перестройка организма.
4
Имаго (взрослая особь)
Половозрелая стадия, способная к размножению.
Заключение: Значение членистоногих
Членистоногие играют колоссальную роль в экосистемах Земли и имеют огромное значение для человека. Они участвуют в опылении растений, разложении органических веществ, являются важным звеном в пищевых цепях. Некоторые виды являются вредителями сельского хозяйства или переносчиками болезней, в то время как другие используются в пищу или для производства ценных веществ, таких как шелк и мед.
80%
1M+
250M
Всех видов животных
Известных видов
Тонн насекомых в год
Членистоногие составляют подавляющее большинство всех описанных видов.
Ежегодно открываются тысячи новых видов членистоногих.
Примерная биомасса насекомых на планете, подчеркивающая их роль.