Тип Членистоногие (общая характеристика). Класс Ракообразные. Тема: тип Членистоногие класс Ракообразные Общая характеристика ракообразных

дыхание с помощью жабр;

слияние головного и грудного отделов с образованием голо­ вогруди;

наличие двух пар усиков, выполняющих осязатель­ную и обонятельную функции, пары сложных, или фасеточ ных, глаз, и трех пар ротовых конечностей (пара верхних и две пары нижних челюстей, которые захватывают и измельчают пищу);

разнообразное строение грудных конечностей, кото­рые выполняют функции удержания и перемещения пищи ко рту, движения организма, дыхания;

брюшные конечности слу­жат для плавания, а у самок и для прикрепления оплодотворен­ных яиц;

ракообразные всех возрастных групп линяют, но мо­лодь чаще, чем взрослые.

Особенности строения и процессов жизнедеятельности

Реч­ ной рак – характерный представитель класса Ракообразные. Жи­вет в пресных слабопроточных водоемах. Активен в сумеречное и ночное время. Раки всеядны: поедают растительную пищу, жи­вую и мертвую добычу. Достигая значительных размеров (15 см и более) и обладая хорошими вкусовыми качествами, рак являет­ся ценным промысловым объектом.

Тело речного рака состоит из 18 сегментов, объединенных в головогрудь и брюшко (рис. 23). Оно покрыто толстым слоем хитиновой кутикулы, укрепленной отложениями извести. Самый верхний воскоподобный слой кутикулы, препятствующий у наземных членистоногих испарению воды из тела, у ракообразных отсутствует, что объясняет их обитание исключительно в водной или околоводной среде.

Голова состоит из головной лопасти, несущей пару усиков - антеннул (усики первые), и четырех сегментов, на каждом из которых имеются парные преобразованные конечности: антенны (усики вторые), верхние челюсти, первые и вторые нижние челюсти (рис. 24).

Рис. 23. Строение речного рака: 1 – глаз; 2 – желудок; 3 – кровеносный сосуд, несущий кровь к голове; 4 – яичник; 5 – сердце; 6 – кровеносный сосуд брюшка; 7 – часть брюшной нервной цепочки; 8 – мышцы брюшка; 9 – жабры; 10 – пищеварительная железа.

Грудной отдел образован восемью сегмента­ми, несущими три пары ногочелюстей и пять пар ходильных конечностей. Членистое подвижное брюшко имеет шесть сегмен­тов, на каждом из которых находится по паре плавательных конеч­ностей. У самцов первая и вторая пара брюшных конечностей длин­ная, желобовидная и используется как совокупительный орган. У самки первая пара конечностей сильно укорочена. Заканчивает­ся брюшко хвостовым плавником, образованным шестой парой широких пластинчатых конечностей и хвостовой лопастью.

Жабры у речного рака представляют собой тонкостенные перистые выросты кожных покровов грудных конечностей и боковых стенок грудной части туловища. Расположены они по бокам груди в жаберной полости, прикрываемой головогрудным пан­цирем. Циркуляция воды в жаберной полости обеспечивается движением особого отростка второй пары нижних челюстей (200 раз в минуту).

Рис 24. Конечности речного рака: 1 – короткий усик; 2 – длинный усик; 3 – верхние челюсти; 4 – нижние челюсти; 5 – ногочелюсти; 6 – ходильные ноги; 7 – брюшные конечности; 8 – хвостовой плавник.

Пищеварительная система начинается ротовым отверстием, расположенным на нижней стороне головы. Через него измельченная ротовыми конечностями пища, через короткую глотку и пищевод проходит в желудок, состоящий из двух отделов – жева­тельного и цедильного. На внутренних стенках жевательного отде­ла желудка находятся хитиновые зубцы, при помощи которых пища перетирается. Через щетинки цедильного отдела пищевая кашица процеживается, и ее жидкая часть поступает в среднюю кишку и пищеварительную железу («печень»), где переваривается и всасы­вается. Задняя кишка в виде прямой трубки расположена в брюш­ке речного рака и открывается анальным отверстием на его конце.

Кровеносная система типична для всех членистоногих – незамкнутая с компактным сердцем в виде пятиугольного мешочка на спинной стороне головогруди.

Продукты обмена веществ удаляются через органы выделе­ния - парные зелёные железы, лежащие у основания головы и открывающиеся наружу у основания усиков. По своему строению железы напоминают видоизмененные метанефридии, выно­сящие продукты обмена из полости тела.

Глаза у рака сложные. Они состоят из большого числа отдельных глазков, или фасеток, отделенных друг от друга тонкими про­слойками пигмента. Зрение мозаичное, так как каждая фасетка видит лишь часть предмета. Глаза расположены на подвижных стебельках. Подвижность глаза возмещает неподвижность голо­вы. Органами осязания являются длинные усы – антенны, а орга­нами обоняния – короткие усы – антеннулы. У основания ко­ротких усов расположен орган равновесия.

В конце зимы самки откладывают оплодотворенные яйца на брюшные конечности. В начале лета из яиц выводятся рачата, ко­торые еще долго находятся под защитой самки, прячась на ее брюшке с нижней стороны. Молодые раки интенсивно растут и несколько раз в году линяют, у взрослых линька бывает лишь раз в году. Затем у рака образуется мягкий хитин. Спустя некоторое время он пропитывается известью, затвердевает и рост рака прекращается до следующей линьки.

Ракообразные, в том числе крабы, омары и креветки, относятся к членистоногим, так же как и насекомые, пауки, скорпионы, губоногие и двупарноногие. Почти все ракообразные обитают в воде. У них есть две пары головных усиков и два глаза, а их тело защищает твердый внешний покров, который называют наружным скелетом.

Предки современных ракообразных появились около 545 миллионов лет назад, то есть в кембрийский период, и хорошо сохранились в виде окаменелостей. Некоторые из сегодняшних видов этих беспозвоночных изменились настолько незначительно, что их считают живыми ископаемыми. Например, у цефалокарид общая форма тела осталась практически неизменной с момента их появления в триасовом периоде от 248 до 208 миллионов лет назад.

Общая форма тела

Всех ракообразных объединяет несколько отличительных признаков. Их тело обычно состоит из трех отчетливо выделяемых сегментов: головы, груди и брюшка. На голове расположены два сложных глаза на стебельках и две пары усиков. Тело покрыто твердым наружным скелетом, прочность которому придает химическое соединение карбонат кальция. Периодически ракообразные сбрасывают панцирь, чтобы расти. На груди и брюшке парами расположены конечности, которые служат для передвижения и питания, но их конкретное число у разных видов различается. Возможно, такое разнообразие внесло свой вклад в процветание этой группы.

Типы ракообразных

Ракообразные составляют обширную и крайне разнообразную группу членистоногих. Специалисты полагают, что к ним относится свыше 50 000 видов, но реальная цифра может быть намного больше. Эти преимущественно водные беспозвоночные могут иметь микроскопические размеры, как веслоногие, или быть массивными, как японский краб-паук, вес которого достигает 20 килограммов, а размах ног превышает 4 метра.

Ракообразные делятся на шесть классов. Из них больше всего известны жаброногие (например артемия и ветвистоусые раки), челюстеногие (например усоногие и веслоногие), а также высшие раки. Высшие раки составляют самый обширный класс и включают таких знакомых всем представителей, как крабы, омары и креветки, и все виды, живущие на суше, например мокриц.

Размножение ракообразных

Большинство ракообразных размножается половым путем, то есть мужские особи вырабатывают сперматозоиды, которые оплодотворяют яйцеклетки женских. После спаривания оплодотворенные яйца обычно уносит течением. У некоторых видов самки удерживают яйца в специальной выводковой камере или на длинных липких нитях. Из яиц вылупляются личинки, которые проходят несколько этапов развития и лишь затем становятся похожи на взрослую особь.

Нескольким видам ракообразных не свойственно половое размножение. Одни из них относятся к гермафродитам, то есть обладают как мужскими, так и женскими половыми органами и могут сами осуществлять оплодотворение. Другие дают потомство в ходе партеногенеза, когда женские половые клетки развиваются во взрослый организм без оплодотворения мужскими. Этот способ размножения встречается как у простых ракообразных типа ветвистоусых раков, так и у более высокоорганизованных видов, к которым относятся мраморные раки.

Ракообразные в пищевых цепях

Многие ракообразные занимают важное место в пищевых цепях. Микроскопический криль и веслоногие служат пищей для многих морских животных, а хорошо известные представители ракообразных, такие как крабы, омары и креветки, пользуются популярностью у людей. В 2007 году было выловлено и выращено более 11 миллионов тонн этих беспозвоночных. Спрос на них особенно высок в Азии, а почти половину поставок обеспечивает Китай.

Помощники или вредители

Описание

Тело ракообразных делится на следующие отделы: головной, грудной и брюшной. У некоторых видов, голова и грудная клетка слиты вместе (головогрудь). Ракообразные имеют внешний скелет (экзоскелет). Кутикула (наружный слой) зачастую усилен карбонатом кальция, что обеспечивает дополнительную структурную поддержку (особенно актуально для крупных видов).

У многих видов ракообразных есть пять пар придатков на голове (к ним относятся: две пары антенн (усиков), пара нижних челюстей (максилл) и пара верхних челюстей (мандибулы, или жвалы)). Сложные глаза расположены на конце стебельков. Грудная клетка содержит несколько пар перейопод (ходильные ноги), а сегментированное брюхо плеоподы (брюшные ноги). Задний конец тела ракообразных называют тельсон. Крупные виды ракообразных дышат при помощи жабр. Мелкие виды для осуществления газообмена использую поверхность тела.

Размножение

Большинство видов ракообразных - разнополые и размножаются половым путем, хотя некоторые группы, такие как усоногие, ремипедии и цефалокариды - гермафродиты. Жизненный цикл ракообразных начинается с оплодотворенного яйца, которые либо выпущено непосредственно в воду или крепятся к половым органам или ножкам самки. После вылупления из яйца, ракообразные проходят несколько стадий развития, прежде чем превратятся во взрослую особь.

Пищевая цепь

Ракообразные занимают ключевое место в морской и являются одними из самых распространенных животных на Земле. Они питаются организмами, такими как фитопланктон, в свою очередь, ракообразные становятся пищей для более крупных животных, таких как рыбы, а некоторые представители ракообразных, например, крабы, омары и креветки являются очень популярным продуктом питания для людей.

Размеры

Ракообразные бывают самых разных размеров от микроскопических водных блох и рачков до гигантского японского краба-паука, который достигает массы около 20 кг и имеет ноги 3-4 м в длину.

Питание

В процессе эволюции ракообразные приобрели широкий диапазон способов питания. Одни виды являются фильтраторами, извлекающими планктон из воды. Другие виды, особенно крупные, активные хищники, которые захватывают и разрывают свою добычу при помощи мощных придатков. Встречаются и падальщики, особенно среди мелких видов, питающиеся разлагающимися останками других организмов.

Первые ракообразные

Ракообразные хорошо представлены в палеонтологической летописи. Первые представители ракообразных относятся к кембрийскому периоду и представлены ископаемыми, добытыми в сланцевом формировании Берджес-Шейл, расположенном в Канаде.

Классификация

Ракообразные включают в себя следующие 6 классов:

• Жаброногие (Branchiopoda) ;
• Цефалокариды (Cephalocarida) ;
• Высшие раки (Malacostraca) ;
• Максиллоподы (Maxillopoda) ;
• Ракушковые (Ostracoda) ;
• Гребненогие (Remipedia) .

). Когда желтка мало (некоторые Copepoda и др.), дробление бывает полное, неравномерное и детерминированное, чем напоминает. дробление кольчатых червей. В таких случаях еще на очень ранних стадиях одна из клеток, делясь, дифференцируется на клетку, дающую начало энтодерме, и на мезодермальный телобласт.

Однако у большинства раков обилие желтка изменяет характер дробления; оно становится частичным и поверхностным ( рис. 271). Ядро яйца последовательно делится на 2, 4, 8 и более ядер без соответствующего деления самой клетки. Эти ядра уходят затем на периферию яйца, располагаются там в один слой, и вокруг каждого ядра обособляется участок цитоплазмы в виде небольшой клетки. Центральная масса желтка остается неразделенной, и только поверхность ее одета одним слоем клеток. Отсюда частичное дробление такого типа называется поверхностным. Такая стадия отвечает бластуле , первичная полость которой заполнена желтком. Часть клеток бластулы на будущей брюшной стороне зародыша уходит под наружный слой и дает начало энтодерме и мезодерме. Вследствие этого на брюшной стороне получается многослойная клеточная пластинка - зародышевая полоска. Поверхностный слой ее образован эктодермой, более глубокие слои представляют мезодерму, а самый глубокий слой, прилегающий к желтку, - энтодерму.

Формирование зародыша происходит главным образом за счет зародышевой полоски, начинающей сегментироваться, причем самый передний и мощный участок ее дает начало парным головным долям, за счет которых возникают сложные глаза. Позади долей первыми закладываются зачатки головной лопасти (акрона) и двух передних сегментов: антеннального и мандибулярного. Мезодерма зародыша в некоторых случаях складывается в два ряда целомических мешков (как у кольчатых червей), которые впоследствии, однако, разрушаются. Клетки их идут на построение мезодермальных органов (мышц, сердца и т. д.), а полости сливаются с остатками первичной полости тела, образуя полость смешанного происхождения - миксоцель. Иногда сегментация мезодермы у раков утрачивает свою отчетливость, а формирования ясного целома вообще не происходит.

Дальнейшее развитие у большинства ракообразных сопровождается метаморфозом различной сложности. У многих низших форм, например у листоногих раков - Phyllopoda, дело идет так. Зародыш развивает часть конечностей и выходит из яйцевой оболочки в виде личинки. Типичная исходная стадия метаморфоза - планктонная личинка науплиус ( рис. 272), столь же характерная для раков, как трохофора для Polychaeta.

Общие признаки
1. Двусторонняя симметрия, трехслойность.
2. Конечности членистые (они покрыты кутикулой, состоящей из хитина, и членистое строение обеспечивает их подвижность).
3. Три отдела – голова, грудь, брюшко.
4. Внешний скелет из кутикулы, состоящей из хитина. Рост членистоногих из-за нерастяжимости кутикулы прерывистый и сопровождается линькой. Изнутри к кутикуле прикрепляются мышцы из поперечнополосатой мышечной ткани.
5. Смешанная полость тела, образующаяся за счет слияния вторичной и первичной полости тела. Она заполнена жидкостью.
6. Незамкнутая кровеносная система. Есть сердце, сосуды и лакуны. Сердце расположено на спинной стороне тела, состоит из камер и имеет остии (парные боковые отверстия), через которые кровь поступает в сердце.
7. Нервная система представлена нервными узлами и брюшной нервной цепочкой.

Характеристика класса производится на примере речного рака . Речной рак обитает в пресной воде. Тело разделяется на головогрудь и брюшко. Сегменты тела несут по паре конечностей, к которым крепятся жабры. На головогруди расположены: 2 пары усиков (короткие антеннулы и длинные антенны), 3 пары челюстей, 3 пары ногочелюстей и 5 пар ходильных конечностей. Первая пара ходильных ног видоизменена в клешни. На брюшке расположено 5 пар конечностей. У самцов первые две пары видоизменены в копулятивный аппарат, у самок первая пара брюшных ног редуцирована. Кутикула пропитана карбонатом кальция для увеличения прочности. В ее состав входят различные пигменты. Мышцы хорошо развиты, их основная часть сосредоточена в брюшке и конечностях.
Пищеварительная система начинается ртом, открывающимся в пищевод, который переходит в желудок. Желудок имеет два отдела (жевательный и цедильный). В средней кишке происходит переваривание и всасывание пищи. Задняя кишка прямая; через нее удаляются непереваренные остатки. Речной рак питается живыми и мертвыми животными, а также живыми растениями. Дыхательная система – жабры. Многие мелкие ракообразные не имеют жабр и дышат с помощью кожи. Выделительная система состоит из двух зеленых желез – почек. Выделительные отверстия находятся у основания антенн. Органы чувств: зрение – сложные глаза на стебельках (состоят из отдельных глазков; каждый из них воспринимает небольшую часть изображения, поэтому такое зрение называют мозаичным); осязание (антенны) и обоняние (антеннулы) и органы равновесия.
Половая система ракообразных представлена половыми железами и их протоками. Среди представителей класса встречаются раздельнополые животные и гермафродиты. Развитие прямое или с личинкой. Речной рак – раздельнополое животные с выраженным половым диморфизмом. После спаривание яйца находятся на конечностях самки. Развитие яиц длится примерно 3 месяца, после чего из них в начале лета вылупляются молодые особи (у речного рака прямое развитие), которые также некоторое время (10-12 дней) держатся на конечностях самки.

Некоторые представители
Дафния – мелкие водные животные, относящиеся к планктону. Характеризуются крупными антеннами, одним сложным глазом и одним простым. Играют важную роль как корм для мальков искусственно разводимых рыб.

Циклопы – это мелкие водные животные, относящиеся к планктону. Один из наиболее характерных признаков – наличие одного сложного глаза. Являются промежуточными хозяевами гельминтов (широкого лентеца). Используются как корм для рыб.

Высшие или десятиногие раки . От предыдущих групп отличаются постоянным количеством сегментов и наличием 5 пар ходильных конечностей. В основном это крупные водные животные, но встречаются и сухопутные формы (некоторые крабы, мокрицы). Представители : крабы, омары, креветки, лангусты, рак-отшельник, мокрица, водяной ослик, бокоплавы.

Значение ракообразных
1. Пищевое. Многие виды – промысловые животные.
2. Используются как корм для рыб в рыборазводных хозяйствах.
3. Промежуточные хозяева гельминтов.
4. Наносят вред кораблям (обрастают дно и уменьшают скорость движения).