Роль почвы у членистоногих

Зоология беcпозвоночных

Тип Членистоногие (Arthropoda)

К типу членистоногих относятся сегментированные животные с плотным хитиновым покровом и членистыми конечностями. Это самая процветающая группа животных на Земле, отличающаяся большим видовым разнообразием и высокой численностью. В настоящее время известно более 1 млн. видов членистоногих, что в несколько раз превышает число видов всех остальных типов животных.

Нет равных членистоногим и по экологическому многообразию. Они населяют моря, океаны, пресные воды, почву, поверхность суши. Немало среди них и паразитических форм. Среди членистоногих имеются плавающие, ползающие, бегающие, роющие, летающие, реже малоподвижные и неподвижные формы. Нет таких органических веществ, которыми бы не питались членистоногие. Пищей им могут служить не только живые ткани животных и растений, но и трудноперевариваемые: древесина, воск, рог, кожа, волос, перо.

Численность членистоногих чрезвычайно высока. Так, в перегнойном слое почвы на площади в 1 м 2 может обитать до 1 млн. особей мелких почвенных клещей и ногохвосток. В толще морской воды основу планктона составляют также мелкие членистоногие. Особенно многочисленны веслоногие рачки, плотность которых может составлять 30 тыс. экземпляров на 1 м 3 поверхностного слоя воды. Плотные скопления на морском дне образуют крупные членистоногие — крабы. Множество членистоногих обитает на растениях и внутри растительных тканей, в разлагающихся органических остатках. Высока численность многих летающих насекомых: многомиллионные стаи саранчи, «тучи» комаров, мошек и москитов.

Биологическое значение членистоногих в природных экосистемах велико и многогранно. Как постоянные и многочисленные компоненты водных и сухопутных экосистем они играют существенную роль в биологическом круговороте и биоэнергетических процессах в природе. Многие водные членистоногие важны как биофильтраторы в очистке вод от органического загрязнения. В почве велика роль членистоногих в процессах почвообразования. Среди членистоногих много объектов промысла и промышленного разведения. Отрицательное значение имеют членистоногие — вредители сельского и лесного хозяйства, а также паразиты и переносчики опасных заболеваний человека и животных.

Общая морфофизиологическая характеристика. Членистоногие — билатерально-симметричные, целомические животные из группы трохофорных, к которой относятся также ранее изученные кольчатые черви (Annelida) и моллюски (Mollusca). Черты трохофорных животных у членистоногих проявляются в хорошо выраженной метамерности строения и

в особенностях эмбриогенеза. По плану организации членистоногие очень близки к кольчатым червям. И не случайно в XIX в. зоолог Ж. Кювье объединял кольчатых червей и членистоногих в один тип — Articulata, что означает «членистые». (Это свидетельствует о родстве этих групп животных.) Несмотря на большое сходство в организации с кольчатыми червями, членистоногие в процессе эволюции приобрели много прогрессивных особенностей, которые обеспечили им широкое освоение экологических ниш на Земле, выход на сушу и в воздушную среду. Рассмотрим эти прогрессивные особенности типа членистоногих.

1. Главная специфическая особенность членистоногих — хитиновая кутикула, которая выделяется кожей — гиподермой. Кутикула состоит из хитина — сложного полисахарида, за дубленных белков и других веществ. Она обладает большой эластичностью, прочностью и защищает тело членистоногих от хищников и от различных внешних воздействий. У некоторых видов членистоногих кутикула особенно прочная, так как пропитана солями кальция, железа, кремния.

Кутикула состоит из нескольких слоев (рис. 250): наружного слоя — экзокутикулы с поперечно-волокнистой структурой и внутреннего — эндокутикулы столбчатой структуры, пронизанной поровыми канальцами. У сухопутных членистоногих дополнительно имеется еще один поверхностный слой — эпикутикула, который состоит из липидных соединений и предохраняет тело от потери влаги. В хитиновом покрове различают уплотненные участки — склериты и тонкие мягкие — мембраны, располагающиеся между сегментами, что обеспечивает подвижность тела. Хитиновая кутикула, кроме защитной функции, выполняет еще и роль наружного и внутреннего скелета. К внутренним впячиваниями хитиновой кутикулы изнутри прикрепляется мускулатура. Твердый наружный скелет членистоногих имеет существенные преимущества в прочности по сравнению с позвоночными, имеющими внутренний скелет. Это сопоставимо с прочностью технических конструкций: железной трубы и железобетонной сваи. Рост членистоногих из-за нерастяжимости кутикулы прерывистый и сопровождается линькой. В период линьки старая кутикула отслаивается и сбрасывается. Новая тонкая

кутикула, образовавшаяся под старой, некоторое время не препятствует росту животного до отвердевания покровов.

2. Сегментация тела членистоногих гетерономная. Группы сегментов различаются морфофункционально и обособлены в отделы тела, или тагмы. Обычно в теле членистоногих различают три отдела: голову, грудь и брюшко. На голове расположены рот и органы чувств.

Головной отдел состоит из акрона и четырех сегментов. По последним данным, акрон тоже сложное образование, состоящее из слившихся предротовой лопасти, соответствующей простомиуму аннелид, и двух сегментов.

Грудной отдел несет в основном локомоторную функцию, а в брюшке расположены внутренние органы. В пределах типа расчленение тела варьирует от почти гомономной сегментации у вымерших трилобитов до гетерономной у большинства видов.

Сегментарный состав грудного и брюшного отделов изменчив. Число сегментов туловища колеблется от 3-5 до нескольких десятков. Брюшко заканчивается анальной лопастью, или тельсоном, который соответствует пигидию кольчецов.

3. Членистые конечности — важная прогрессивная особенность типа членистоногих. Они покрыты кутикулой, и потому их подвижность обеспечивается членистостью строения. Конечности членистоногих дополнительно выполняют многочисленные функции, кроме локомоторной. Некоторые конечности видоизменены в органы чувств — антенны, другие — в челюсти или выполняют дыхательную или половую функции. Конечности по типу многочленного рычага у членистоногих представляют один из совершенных типов органов движения среди животных.

4. Мускулатура членистоногих дифференцирована на систему мышц, выполняющих разные функции. В голове наиболее сильно развиты жевательные мышцы, а в грудном отделе — локомоторные. Отдельные пучки продольных и дорсовентральных мышц обеспечивают подвижность сегментов тела. Это существенно отличает членистоногих от червей, имеющих кожномускульныи мешок и передвигающихся за счет сокращения всей мускулатуры тела. Мышечная ткань членистоногих поперечнополосатая, в отличие от гладкой мускулатуры червей. Это пример конвергенции в строении мускулатуры с позвоночными животными. Однако относительная сила мышц членистоногих часто в несколько раз превышает мышечную силу млекопитающих. Например, насекомые могут передвигать груз, в 14-25 раз превышающий их собственный вес. Для мускулатуры членистоногих характерна исключительно высокая частота сокращений, особенно для крыловых мышц у насекомых.

5. Полость тела у членистоногих — миксоцелъ — смешанного происхождения, образующаяся за счет слияния целома с первичной полостью.

Полостная жидкость, заполняющая миксоцель, называется гемолимфой. Миксоцель подразделена двумя диафрагмами на синусы: перикардиальный, висцеральный и периневральный. В перикардиальном синусе расположено сердце, в периневральном — брюшная нервная цепочка, а в висцеральном — остальные внутренние органы. Остатки целома сохраняются в гонадах и почках.

6. Пищеварительная система состоит из трех отделов. В переднем отделе обособлены пищевод, жевательный желудок. В среднем отделе кишечника происходит пищеварение и всасывание пищи. Роль пищеварительных желез может выполнять печень или особые пилорические придатки.

7. Кровеносная система членистоногих незамкнутая. Кровеносные сосуды развиты слабо. Гемолимфа циркулирует частично по сосудам, а также по синусам миксоцеля в промежутках между органами. Имеется трубочатое многокамерное сердце — видоизмененный спинной кровеносный сосуд. Кровь поступает в камеры сердца через парные боковые отверстия — остии с закрывающимися клапанами, а выталкивается через артерии в синусы миксоцеля.

8. Нервная система членистоногих, как и у кольчатых червей, представлена парными надглоточными ганглиями, образующими мозг, и брюшной нервной цепочкой, или лестницей, — у примитивных видов. Однако функционально она более прогрессивна, чем у кольчатых червей. У членистоногих сильно развит мозг и развиты нейросекреторные клетки, обеспечивающие нейрогуморальную регуляцию функций организма. В пределах типа наблюдается тенденция к слиянию ганглиев брюшной нервной цепочки (принцип олигомеризации) с последующей функциональной дифференциацией нервных клеток. Членистоногие характеризуются сложным поведением и ориентируются в пространстве при помощи развитой системы органов чувств. У них имеются сложные — фасеточные глаза или простые — глазки, органы осязания, слуха, равновесия, химического чувства.

9. Органы дыхания членистоногих представлены жабрами у водных форм, легкими или трахеями — у обитателей наземной среды. У некоторых мелких видов может быть кожное дыхание.

10. Органы выделения у большинства членистоногих представлены почками — видоизмененными целомодуктами (1-2 пары). Для сухопутных форм характерны особые органы выделения — мальпигиевы сосуды, экономящие влагу в организме.

11. Размножение половое. Большинство членистоногих раздельнополы, реже встречаются гермафродиты. Некоторым видам свойственно партеногенетическое размножение.

12. Развитие чаще происходит с метаморфозом, реже прямое, без образования личинок.

Тип Членистоногие подразделяют на четыре подтипа: подтип Трилобитообразные (Trilobitomorpha), подтип Жабродышащие (Branchiata), подтип Хелицеровые (Chelicerata) и подтип Трахейные (Tracheata).

Знакомство с типом членистоногих удобнее начать с наиболее древних и во многом более примитивных подтипов — трилобитообразных и жабродышащих, а в дальнейшем продолжить изучение более прогрессивных подтипов — хелицеровых и трахейных.

Подтип Трилобитообразные (Trilobitomorpha)

Это примитивная вымершая группа морских членистоногих. Известны в ископаемом состоянии с докембрия до конца палеозоя. К подтипу относятся несколько классов. Наиболее обширным по числу видов и более изученным является класс трилобитов (Trilobita). Характерными особенностями подтипа трилобитообразных являются: подразделение тела на голову и туловище с гомономной сегментацией; наличие одной пары одноветвистых усиков — антеннул; двуветвистые мультифункциональные конечности; жаберное дыхание.

Источник

Тип Членистоногие. Общая характеристика, строение, размножение, разнообразие и значение Членистоногих

Тип Членистоногие. Общая характеристика, строение, размножение, разнообразие и значение членистоногих. Класс Ракообразные, класс Паукообразные и класс Насекомые

Общая характеристика Членистоногих

Тип Членистоногие. Особенности жизнедеятельности, отделы тела, покров, пищеварение, кровеносная система, нервная система и размножение Членистоногих

Тип Членистоногие (Arthropoda) – самый разнообразный видами тип животных. Насчитывает свыше 1,5 млн. видов, что составляет 75 % всех современных известных видов животных. Еще много видов до сих пор не описано учеными. Имеют разнообразные приспособления к условиям существования, способы питания, поведение. Приспособлены к жизни во всех средах: в пресных и соленых водоемах, почве, на суше, летают в воздухе. Размеры колеблются от нескольких долей миллиметров до десятков сантиметров. Имеют двустороннюю симметрию. У эмбриона развиваются три зародышевых листка.

Тело сегментировано, конечности членистые. Сегменты не одинаковые, разного строения в разных частях тела. Количество сегментов разное и сильно варьирует. Наиболее постоянный сегментный состав головы (образована главной лопастью и четырьмя сегментами). Наблюдается слияние сегментов и образование отделов тела: головы, груди, брюшка (у насекомых), иногда голова и грудь сливаются и образуют головогрудь (у ракообразных, пауков), все отделы тела слиты в единое целое (клещи). Конечности подвижно соединены с телом с помощью суставов, выполняют разные функции (измельчение пищи, захват, дыхание и т. п.). Конечности головы превращены в ротовые органы. Конечности брюшка видоизменяются или совсем редуцируются.

Членистоногие имеют внешний хитиновый покров (внешний скелет или кутикулу), что обуславливает линьку при росте. Этот покров выделяется слоем клеток, расположенным под ним. Основу составляют особые белки, хитин. Хитин – сложное химическое вещество, азотосодержащий полисахарид. У многоножек и ракообразных покров бывает пропитан известняком. К хитиновому покрову крепятся мышцы. Вместе с мышцами внешний скелет образует опорно – двигательную систему.

Внешний скелет обуславливает линьку на разных стадиях развития, поэтому размеры тела увеличиваются скачкообразно. Старая кутикула лопается и отделяется от тела. Тем временем кожный эпителий вырабатывает мягкую новую кутикулу. На протяжении нескольких часов или суток, пока животное быстро растет, покровы не твердеют. Мышцы поперечно – полосатые, хорошо развитые, дифференцированные, имеют вид отдельных пучков, которые прикрепляются к хитиновому покрову. Не образуют кожно – мышечного мешка.

Полость тела смешанная и называется миксоцель. Формируется она таким образом: во время эмбрионального развития у большинства членистоногих закладывается сегментованный целом, потом стенки его разрушаются, целомические полости сливаются, сливаются также с остатками первичной полости тела. В миксоцели расположены все внутренние органы.

В полости тела между внутренними органами находится рыхлая соединительная ткань, или жировое тело. Его функции: запасание питательных веществ (жиров и гликогена), образование клеток крови, выделительная (продукты метаболизма сохраняются всю жизнь), а у некоторых представителей членистоногих из определенных участков образуются органы свечения.

Пищеварительная система Членистоногих

Пищеварительная система состоит из трех отделов: передней, средней и задней кишки. Передний и задний отделы – экзодермального происхождения, с кутикулярной выстилкой. Пищеварительная система имеет вид трубки, начинается ротовым отверстием, в которое часто открываются слюнные железы, и заканчивается анальным. У некоторых видов задняя часть пищевода расширена и образует зоб. У многих видов (ракообразных, пауков) есть непарная пищеварительная железа, которая открывается в среднюю кишку и которую иногда называют печенью (хотя секрет ее расщепляет не только жиры, а и белки и углеводы, то есть функционально соответствует и печени, и поджелудочной железе позвоночных животных). Печень выполняет функции: выделяет пищеварительные соки, всасывает питательные вещества, отдельные ее клетки способны к фагоцитозу, запасает гликоген и жиры.

Выделительная система Членистоногих

Или органы выделения членистоногих. Мальпигиевы сосуды характерны для наземных членистоногих. Эти слепо замкнутые трубочки с одного конца, которые впадают в заднюю кишку с другого. К ним из гемолимфы попадают продукты обмена веществ, и образуется мочевая кислота (у насекомых) или гуанин (у паукообразных), которые удаляются через заднюю кишку. У ракообразных выделительные органы представлены зелеными или коксальными, железами, расположенными в головном отделе. Открываются протоки у основания второй пары усиков. У насекомых функцию выделения выполняет еще жировое тело.

Кровеносная система Членистоногих

Кровеносная система незамкнутая. Есть лишь главные сосуды – аорта и артерии. Кровь смешивается с жидкостью целомической полости и образуется гемолимфа, которая омывает внутренние органы. Потом она поступает в сосуды и сердце. В гемолимфе находятся амебоподобные клетки, которые захватывают и переваривают инородные частицы, бактерий и выполняют защитную функцию. В спинной части тела расположено сердце в виде трубки или мешка, который может иметь несколько последовательных камер, соединенных между собой отверстиями с клапанами. Клапаны предупреждают обратный ток крови. Кровь движется от сердца в сторону головы. От сердца отходят главные кровеносные сосуды: аорта и артерии. У большинства членистоногих сердце находится в брюшке.

Дыхательная система Членистоногих

Органы дыхания членистоногих: трахеи, жабры, легкие (в зависимости от среды обитания, условий жизни). Жабры – это видоизмененные конечности или их части в виде двухслойных мешочков, в которых циркулирует гемолимфа. Легкие – эти тоже видоизмененные конечности, погруженные в тело. Трахеи – это тонкие эктодермальные трубочки, стенки которых выстелены спиральными утолщениями кутикулы. Эти утолщения не дают трахеям спадаться. Трахеи ветвятся и оплетают все внутренние органы.

Нервная система Членистоногих

Нервная система состоит из нервных узлов (подглоточного и надглоточного, соединенных между собой окологлоточными перегородками в окологлоточное нервное кольцо) и брюшной нервной цепочки. Надглоточный нервный узел (парный по происхождению) значительно увеличен, называется головным мозгом, состоит из переднего, среднего и заднего отделов. Число узлов брюшной нервной цепочки меньше числа сегментов, так как узлы часто сливаются между собою. Развитие центральной нервной системы обуславливает сложное поведение. Кроме нервной системы регуляторную функцию выполняет эндокринная система.

Органы чувств Членистоногих

Органы чувств (зрения, обоняния, слуха, равновесия, вкуса, осязания) хорошо развиты, Глаза могут быть простыми и сложными (фасеточными).

Половая система Членистоногих

Характерно только половое размножение (с оплодотворением или без него – партеногенетически). Преимущественно раздельнополые животные. Часто выражен половой диморфизм. Оплодотворение большей частью внутреннее. Наблюдается два типа развития – прямое и непрямое (с метаморфозом). У членистоногих есть много общих черт с многощетинковыми кольчатыми червями, что указывает на их филогенетическое родство (сегментация тела, двухветвистые конечности, остатки вторичной полости).

Разнообразие Членистоногих

Класс Ракообразные (Crustacea). Строение речного рака: внешнее и внутреннее строение (самец), фасеточные глаза и общий вид со спинной стороны вскрытой самки рака

• Отряд Десятиногие (Decapoda). Представители: речной рак, краб, омар, рак-отшельник, креветки и др.
• Отряд Равноногие (Isopoda). Представители: мокрицы, водяные ослихи и др.
• Отряд Веслоногие (Copepoda). Представители: циклопы и др.
• Отряд Ветвистоусые (Cladocera). Представители: дафния обыкновенная, босмина и др.
• Отряд Карпоеды (Branchiura). Представители: карпоед и др.

Класс Паукообразные (Arachnida). Отряд Пауки. Внутреннее и внешнее строение. Половой диморфизм

• Отряд Пауки (Aranei). Представители: паук-птицеед, тарантул, каракурт, пизаура, паук-крестовик и др.
• Отряд Скорпионы(Scorpiones). Представители:скорпионы.
• Отряд Клещи(Acari).Представители: паутинный клещ, собачий, бычий, таежный, мучной клещ и др.

Класс Насекомые (Insecta). Отряд Двукрылые. Подотряд Длинноусые и Короткоусые

• Отряд Прямокрылые(Orthoptera).Представители: зеленый, серый кузнечики, саранча, медведкаи другие.
• Отряд Тараканы(Blattoptera).Представители: черный таракан, рыжий таракан или пруссак, мадагаскарский шипящий таракан, американский таракан и другие.
• Отряд Термиты(Isoptera).Представители: средиземноморский термит или вредный и др.
• Отряд Вши(Anoplura).Представители: головная вошь, платяная вошь и др.
• Отряд Полужесткокрылые или Клопы(Hemiptera).Представители: клопы-черепашки, сосновый подкорковый клоп и др.
• Отряд Равнокрылые(Homoptera).Представители: цикада горная и др.
• Отряд Стрекозы(Odonata).Представители: стрекозы-коромысла, стрекозы-красотки и др.

• Отряд Жуки или Твердокрылые(Coleoptera).Представители: божья коровка, жук-жужелица, майский жук, колорадский жук, жук-олень, жук-плавунец и др.
• Отряд Чешуйчатокрылые или Бабочки(Lepidoptera).Представители: махаон, капустница, тутовый шелкопряд и др.
• Отряд Перепончатокрылые(Hymenoptera).Представители: пчела, оса, шмель, муравей и др.
• Отряд Двукрылые (Diptera). К длинноусым двукрылым относятся комары, мошки, москиты и т. п. К короткоусым двукрылым – мухи, оводы и др.
• Отряд Блохи (Aphaniptera). Представители: человеческая блоха, крысиная блоха и др.

Значение Членистоногих

Членистоногие являются важным звеном цепи питания.

Значение Ракообразных

Класс Ракообразные и Класс Паукообразные. Значение Ракообразных и значение Паукообразных

Являются важным звеном естественных биоценозов. Объекты питания многих животных. Принимают участие в обогащении органическими веществами почв (мокрицы). Личинки ракообразных, их мелкие виды являются важным источником питания ценных пород рыб, крупных беспозвоночных животных. В некоторых рыбных хозяйствах массово разводят дафний, циклопов и прочие виды для выращивания молодняка рыб. Дафнии, циклопы способствуют очищению воды. Планктонные морские ракообразные (криль) служат основной пищей китообразных, ластоногих, многих видов рыб. Речные раки являются санитарами пресных водоемов, так как поедают мертвых животных, остатки растений.

Человек ведет промысел криля и изготовляет из него пасты, жир, компостную муку. Большинство десятиногих раков являются ценным пищевым продуктом (омары, раки, лангусты, крабы, креветки), некоторых из них разводят. Около 70 % промысла ракообразных составляют креветки.
Некоторые виды ракообразных (циклопы) могут быть промежуточными хозяевами паразитических червей (широкого лентеца, ришты) или сами являются паразитами (карпоеды, некоторые циклопы) рыб, моллюсков и других животных.

Значение Паукообразных

Играют важную роль в естественных биоценозах. Питаются преимущественно насекомыми, поэтому уничтожают значительное количество вредных насекомых. Клещи (панцирные) играют важную роль в процессе почвообразования. На 1 квадратный метр приходится около 100 тыс. клещей.

Среди паукообразных есть ядовитые животные (каракурт, скорпионы, тарантул и др.) – опасны для человека. Среди клещей много растительноядных видов (мучные клещи, паутинные, галловые клещи и др.) – вредителей культурных растений, зерна, овощей, муки. Многие виды клещей являются паразитами человека (чесоточный зудень) и животных (зудни-накожники, зудни-кожееды), переносчиками (пастбищные, или иксодовые клещи и т. п.) возбудителей тяжелых заболеваний (сыпного и возвратного тифов, клещевого энцефалита, туляремии).

Значение Насекомых

Класс Насекомые. Многообразие и значение насекомых

Являются важным звеном естественных биоценозов. По биомассе превосходят всех других животных.

Паразиты, хищные насекомые являются регуляторами тех видов, которыми питаются. Они являются пищей для многих животных. Насекомые опыляют растения, среди которых известно 150 видов культурных. Некоторые виды насекомых имеют санитарное значение, уничтожая трупы животных, остатки растений, фекалии животных, образуют почвы (навозники, жуки-могильщики).

Являются вредителями сельскохозяйственных растений, продуктов питания (саранча, жуки, личинки некоторых мотыльков и др.). Некоторые виды насекомых выделяют ценные вещества (щелак, кармин). Полезные насекомые (хищники или паразиты) – уничтожители вредителей (наездники, жужелицы, божья коровка, златоглазки и др.).

От медоносной пчелы получают мед, маточное молочко, пчелиный яд, клей. Широко используют в промышленности (металлургии, химическом производстве, электротехнике) воск. Шелк получают от шелковичного шелкопряда.

Многие виды насекомых являются вредителями сельскохозяйственных и лесных культур. К опасным вредителям культурных растений принадлежит около 300 видов (майский жук, медведка, свекольный долгоносик, кольчатый шелкопряд, непарный шелкопряд, озимая совка, капустная совка, гороховая зерновка, колорадский жук и др.). Около 200 видов насекомых повреждают продовольственные запасы человека (горох и фасоль – жуки-зерновки, муку – гусеница мельничной огневки, зерно – зерновая моль, некоторые долгоносики и др.). Деревянные изделия, здания, растения повреждают термиты. Меховые изделия, шерстяные – домашняя моль, кожаные – жуки-кожееды.

Среди насекомых встречаются паразиты животных и человека (блохи, клопы), которые могут быть переносчиками тяжелых болезней (вши – возбудителей сыпного и возвратного тифа, блохи – возбудителя чумы, домашние мухи – возбудителей брюшного тифа, дизентерии и т. п., мухи це-це – возбудителя сонной болезни, малярийные комары – малярийного плазмодия (возбудителя малярии) и др.).

Источник