92. Нервная система и органы чувств членистоногих.

Однако у представителей всех трех классов наблюдается дальнейшая концентрация нервных элементов. Органы чувств Членистоногих очень разнообразны. У них имеются органы осязания, равновесия, глаза, у насекомых хорошо развиты органы слуха, они могут воспринимать запахи и вкус.

Исходный тип нервной системы Членистоногих - брюшная нервная цепочка. Правда, их мозг устроен значительно сложнее, чем у Кольчатых червей. В наиболее типичном виде нервная цепочка сохраняется у Ракообразных и у личинок некоторых насекомых. Чаще же проявляется тенденция к усиленному развитию сегментарных нервных узлов и их концентрации в продольном направлении. Нервные узлы, иннервирующие ротовые придатки (конечности сегментов, вошедших в состав головы), сливаются в один подглоточный узел. Нервные узлы грудных сегментов, контролирующие работу ходильных ног, развиты значительно сильнее, чем нервные узлы сегментов брюшка. У пауков все грудные и брюшные нервные узлы сливаются в одну нервную массу, расположенную в головогруди. А у некоторых крабов и клещей все узлы сливаются с головным мозгом, так что образуется один большой нервный узел, пронизанный пищеводом.

Органы чувств

Очень большого разнообразия и сложности строения достигают органы чувств Членистоногих. Правда, многое зависит от образа жизни, который ведут те или иные виды. Наиболее совершенные органы чувств присущи видам, характеризующимся большой подвижностью, обитающим на открытых пространствах и зачастую переходящим к хищничеству. Членистоногие, живущие скрытно, заселяющие толщу грунта, питающиеся органическими остатками, в ольшинстве своем обладают вторично упрощенными органами чувств. Иногда они вообще редуцируются.

Подавляющее большинство Членистоногих обладают глазами. У Ракообразных и Насекомых это так называемые сложные глаза, обеспечивающие мозаичное зрение (подробнее об этом см. школьный учебник). У Паукообразных имеются только простые глаза, но зато их 8, и расположены они по поверхности переднего конца головогруди, что позволяет воспринимать зрительные сигналы из разных участков окружающего пространства. Органы химического чувства (обоняния и вкуса) особенно хорошо развиты у Насекомых. У них же часто имеются органы слуха. В первую очередь, это характерно для «поющих» видов, способных издавать разнообразные звуки (пение цикад, стрекотание кузнечиков). Все Членистоногие обладают органами осязания (усики раков и насекомых, ногощупальца пауко образных). Такой богатый и разнообразный арсенал чувствительных образований позволяет Членистоногим прекрасно ориентироваться в окружающей среде и чутко реагировать на все ее изменения. Их сложные глаза состоят из множества простых. Членистоногие не способны различать такие же мелкие детали, как мы, но зато они великолепно улавливают мелкие движения и видят цвета, невидимые для нас.

93. Пищеварительная и выделительная системы членистоногих.

Пищеварительная система Членистоногих сложно дифференцирована в продольном направлении. Кроме того, к ней функционально относятся и ротовые придатки, расположенные вокруг ротового отверстия и образующие крайне специализированные ротовые аппараты, с помощью которых Членистоногие добывают себе пищу.

Осваивая разные места обитания, Членистоногие освоили и самые разные источники пиши. Это предопределило характер преобразований их пищеварительной системы.

У Ракообразных, использующих более или менее плотную пищу растительного или животного происхождения, ротовые придатки преобразуются в челюсти (у речного рака имеется три пары челюстей и три пары ногочелюстей), предназначенные для откусывания и измельчения пищевых частиц. У Насекомых, питание которых более разнообразно, ротовые придатки сильно специализированы. У видов, поглощающих плотные растительные ткани (жуки и др.), сохраняются челюсти, предназначенные для разгрызания пищи. У комаров, нападающих на позвоночных животных для питания их кровью, ротовые части преобразуются в тонкий, но плотный и острый хоботок, с помощью которого можно проколоть кожу животного. Питающиеся нектаром бабочки приобретают длинный и гибкий хоботок, которым они могут достичь нектарник цветка. У Паукообразных ротовой аппарат содержит только одну пару челюстей. Они либо имеют вид маленьких клешней, предназначенных для измельчения добычи (скорпионы, некоторые клещи), либо, как у пауков, заканчиваются острым, напоминающим коготок, члеником, на конце которого открывается проток ядовитой железы. С его помощью паук прокалывает покровы жертвы и вводит в ранку ядовитое вещество, которое не только убивает добычу паука, но и в значительной мере переваривает ее ткани. Это явление получило название внекишечного пищеварения. Прижав жертву к ротовому отверстию, паук высасывает все жидкое содержимое.

Дифференциация остальных отделов пищеварительной системы также зависит от характера поглощаемой ими пищи. У речного рака пищевод ведет непосредственно в желудок, состоящий из двух частей. В первой пища дополнительно перетирается с помощью мощных хитиновых зубцов, а во второй образовавшаяся пищевая кашица процеживается через специальную цедилку. В кишечник поступают вместе с жидкой фракцией только самые мелкие частицы, а более крупные возвращаются в первый отдел желудка, где снова подвергаются перетиранию. У многих Насекомых задний отдел пищевода расширяется и превращается в массивный мешковидный зоб, в котором накапливается проглоченная пища. Роль «печени» у Насекомых играет средний отдел кишки, клетки которой выделяют пищеварительные ферменты и обеспечивают всасывание пищевых веществ.

Заканчивается пищеварительная система Членистоногих прямой кишкой, которая открывается анальным отверстием, расположенным на заднем конце тела.

Органы выделения Членистоногих представлены образованиями двух типов. У речного рака, это так называемы»1 зеленые железы, располагающиеся в самом переднем конце головогруди. Каждая зеленая железа состоит из небольшого мешочка и короткого протока, открывающегося нару жу у основания усиков. Эти органы выделения раки сохранили от своих предков - Кольчатых червей. Через протоки вредные продукты жизнедеятельности удаляются в виде растворов с большой затратой воды.

Освоение суши Членистоногими обусловило появление у них совершенно иных органов выделения - малъпигие вых сосудов. Они имеются и у Паукоообразных, и у Насекомых. Мальпигиевы сосуды представляют собой длинные трубочки, слепо замкнутые на одном конце, а другим открывающиеся в задние отделы пищеварительной системы. Как и все остальные внутренние органы, мальпигиевы сосуды постоянно омываются кровью, из которой извлекают растворенные продукты обмена. Но в их просвете продукты обмена переводятся в нерастворимое состояние (выпадают в виде кристаллов) и перемещаются в задний отдел кишечника. Здесь они перемешиваются с непереваренными остатками пищи. Часть освободившейся воды всасывается обратно стенками самих сосудов, а оставшаяся - стенками задней кишки. При дефекации наружу из анального отверстия выбрасывается практически полностью обезвоженная масса. Таким образом, реализация выделительной функции сопровождается значительной экономией воды. Последняя в организме наземных членистоногих используется, по сути дела, по «замкнутому технологическому циклу».

94. Кровеносная система и органы дыхания членистоногих.

Кровеносная система всегда незамкнутая и подвергается очень сильной редукции.

Эта незамкнутость возникла одновременно с разрушением целомических мешков (вторичной полости тела). Наиболее полно кровеносная система представлена у Ракообразных, у которых сохраняется еще сердце и главные сосуды: артерии, направляющиеся к переднему и заднему концам тела. Но затем они обрываются, и дальше кровь, смешанная с полостной жидкостью, течет по полости тела, используя узкие промежутки между внутренними органами. В нижней части тела кровь собирается в специальные каналы, не являющиеся настоящими сосудами (венозные синусы). По их ответвлениям она поступает в жабры, где и происходит ее обогащение кислородом. У пауков сердце, расположенное в спинной части брюшка, имеет вид длинной трубки, от которой отходят короткие сосуды, и только один - передний - тянется вдоль головогруди и обрывается в области мозга. У Насекомых остается только трубчатое сердце, по которому кровь движется к переднему концу тела и изливается в полость тела в области мозга. В нижней части тела кровь пассивно перемещается в обратном направлении, омывая все внутренние органы. В полость трубчатого сердца она поступает через специальные отверстия, расположенные на его боковых поверхностях.

Незамкнутая кровеносная система Членистоногих дополняется трахейной дыхательной системой, которая гарантирует поступление кислорода к интенсивно работающим мышцам. У Насекомых, обладающих наибольшей двигательной активностью и наиболее сложным поведением, трахейная система имеет самое сложное строение.

Членистоногие обладают разнообразными органами дыхания. Ракообразные, будучи обитателями водной среды, дышат с помощью жабр. Последние представляют собой перистые выросты, располагающиеся на основаниях грудных конечностей, и, по-видимому, соответствуют жабрам, впервые появившимся у Многощетинковых морских кольчецов. Снаружи жабры раков не видны, так как они прикрыты боковыми разрастаниями панциря, одевающего головогрудь. С помощью специальных приспособлений раки создают постоянный ток воды через эти жаберные камеры.

Выход Членистоногих на сушу обусловил появление принципиально иных органов дыхания. У Паукообразных сначала появились легочные мешки (легкие). Они располагаются на брюшных сегментах и по происхождению тоже являются видоизмененными конечностями. Такие конечности врастают внутрь тела и образуют небольшие мешковидные впячивания, сообщающиеся с внешней средой ще-левидными отверстиями. Стенки этих мешочков очень тонкие и постоянно увлажнены, так что через них легко осуществляется газообмен. Кроме того, Паукообразные так же, как и насекомые, приобретают принципиально новый тип органов дыхания - трахейную систему. У пауков она присутствует наряду с легочными мешками, как бы дополняя их, а у Насекомых становится единственной системой, обеспечивающей воздушное дыхание.

Трахеи представляют собой систему тонких ветвящихся трубочек, пронизывающих все тело животного. Самые тонкие слепо замкнутые конечные участки этой системы проникают даже внутрь отдельных мышечных клеток. Наружу трахеи открываются специальными отверстиями -Дыхальцами. У Насекомых дыхальца располагаются попарно на сегментах груди и брюшка. Кислород по трубкам трахеи поступает непосредственно к внутренним органам. 1аким образом, трахейная система сама выполняет транспортную и распределительную функции.

Органы дыхания:

• исходно 1) жабры(видоизмененные конечности)

• 2) легкие(видоизмененные конечности)

• 3) трахеи(у назменых, а также некоторых водных)

• 4) вторичные жабры (видоизмененные выросты тела)

95.Экология и практическое значение членистоногих.

Насекомые обитают в подавляющем большинстве известных наземных биотопов, заняв такие негостеприимные экосистемы, как высокогорье, глубокие пещеры а также зарождающиеся экосистемы недавно образовавшихся островов вулканического происхождения. Известны и морские насекомые, относящиеся к особому семейству водомерок из отряда полужесткокрылых (кроме них, в прибрежных соленых водах редко поселяются другие, типично пресноводные клопы). Экологической основой смены стаций является строгое подчинение своему экологическому стандарту. В результате изменяется тип заселяемых стаций, что приводит в конечном итоге к изменению экологии вида, стимулирует внутривидовую дифференциацию и становится фактором эволюции. Нередки случаи, когда в разных зонах вид представлен разными подвидами или даже дифференцировался на два очень близких вида.

Ракообразные, в основном, ведут водный образ жизни, но есть также амфибиотические и сухопутные формы из числа равноногих ракообразных, десятиногих и амфипод.

Среди ракообразных встречаются как свободноживущие, так и паразитические формы.

Среди паразитов встречаются как эктопаразиты (например, разнообразные копеподы), так и эндопаразиты, такие как мешкогрудые раки.

Паукообразные преимущественно наземные обитатели, хотя среди клещей и пауков имеются группы, живущие в пресных водах, а одна (Halacarida) в море; среди клещей много эктопаразитических форм.

Значение насекомых:

Насекомые составляют около 90 % всех животных на Земле, по разным оценкам в современной фауне от 2 до 10 млн видов насекомых, из них пока известно чуть более 1 млн. Активно участвуя в круговороте веществ, насекомые играют глобальную планетарную роль в природе.

Более 80 % растений опыляются насекомыми, и можно с уверенностью сказать, что цветок — результат совместной эволюции растений и насекомых. Огромную роль насекомые играют в почвообразовании. Такое участие связано не только с разрыхлением почвы и обогащением её перегноем почвенными насекомыми и их личинками, но и с разложением растительных и животных остатков — опада растений, трупов и экскрементов животных, одновременно выполняется санитарная роль и круговорот веществ в природе.

Насекомые — важнейший элемент пищевых пирамид

Значение ракообразных:

Ракообразные — важный объект промысла, включая добычу креветок, крабов, лангустов, лангустинов, раков, омаров (лобстеров), разнообразных балянусов, включая морскую уточку (или персебеса), который является самым дорогим из деликатесных ракообразных.

На рыбоводных заводах разводят рачков в качестве корма для рыб. Кроме того, мелкие рачки являются одним из основных видов пищи многих промысловых рыб. Важна роль ракообразных в биологической очистке вод, они представляют одну из самых многочисленных групп биофильтраторов и детритофагов.