Сравнительная характеристика классов типа Членистоногие: Ракообразные, Паукообразные, Насекомые

Членистоногие образуют самый большой тип животных, который включает три класса: Ракообразные, Паукообразные и Насекомые. Ракообразные представлены раками, дафниями, креветками, крабами; Паукообразные ― пауками, скорпионами и клещами, а Насекомые представлены жуками, бабочками, стрекозами и мухами.

Членистоногие очень разнообразны по внешнему виду.  Вместе с тем для них всех характерны общие особенности строения.

Внешнее строение членистоногих

Членистоногие — многоклеточные двусторонне-симметричные животные. Они имеют сегментированное тело, состоящее из отделов, число и строение которых различно у разных представителей типа. Вспомним, что у кольчатых червей тело состояло из одинаковых сегментов. А сегменты членистоногих имеют различное строение и выполняют разные функции.

У большинства видов ракообразных тело состоит из трёх отделов: головы, груди и брюшка. У речного рака и краба голова и грудь покрыты общим панцирем — щитом ―, и образуют головогрудь. Отделы тела состоят из неодинаковых сегментов.

У паукообразных также происходит слияние головы и груди, в результате чего образуется единая головогрудь. Головогрудь не разделена на сегменты и соединяется с брюшком видоизменённым сегментом тела — стебельком.

Клещи имеют слитное тело — оно не разделяется на отделы.

У насекомых тело чётко разделено на три отдела: голову, грудь и брюшко. Они соединены между собой подвижно.

Покровы тела и скелет

Снаружи тело членистоногих покрыто плотной кутикулой. Она пропитана органическим веществом — хитином, поэтому её часто называют хитинизированной кутикулой. У ракообразных кутикула дополнительно пропитана известью. Хитинизированная кутикула очень прочная, это — наружный скелет членистоногих.

Хитиновый покров нерастяжим, поэтому, когда членистоногие растут, плотные покровы мешают увеличению размеров их тела. Поэтому рост членистоногих сопровождается линькой. Получается, что членистоногие растут не всегда, а периодически, после линек. Такой рост называется периодическим или прерывистым.

На груди членистоногих расположены органы движения — конечности, а у насекомых ещё и крылья. Конечности членистоногих состоят из нескольких звеньев — члеников, которые подвижно соединены между собой. Отсюда и происходит название типа — Членистоногие.

Разные виды имеют разное количество ходильных конечностей: ракообразные — 10 конечностей (или 5 пар), паукообразные — 8 конечностей (4 пары), насекомые — 6 конечностей (3 пары).

Представители ракообразных отличаются от остальных классов наличием двух пар усиков: коротких — антеннул ― и длинных ― антенн.

Сегменты головы речного рака несут 5 пар конечностей: первые две пары конечностей преобразованы в усики — это антеннулы, антенны, 1 пара верхних челюстей (они мощные, ими рак измельчает пищу) и 2 пары нижних челюстей. С их помощью рак сортирует пищу и направляет её в рот.

На сегментах груди расположено 8 пар конечностей: 3 пары ногочелюстей (подают пищу в рот) и 5 пар ходильных конечностей, которые осуществляют передвижение. Первая пара ходильных ног крупная и преобразована в клешни, которые служат для передвижения, защиты и нападения.

На брюшке находится 6 пар конечностей: 5 пар маленьких плавательных (или брюшных) ножек. Они работают как вёсла, и позволяют раку плавать. У самца первая и вторая пары участвуют в размножении, у самки плавательные ножки удерживают яйца и детёнышей, конечности шестой пары вместе с последним сегментом брюшка образуют хвостовой плавник.

У паукообразных на головогруди находится шесть пар конечностей, из них первая пара видоизменилась в хелицеры ― ротовые придатки. На конце хелицер открываются протоки ядовитых желёз. С их помощью пауки прокалывают добычу и впускают яд, а также защищаются.

Вторая пара конечностей видоизменилась в ногощупальца, или педипальпы, они гораздо длиннее хелицер и служат для разрывания и удержания добычи, также являются органом осязания. Остальные четыре пары конечностей являются ходильными ногами, которые имеют одинаковое строение. Они длинные, тонкие, состоят из члеников и заканчиваются коготками. У пауков третья пара ног короче остальных.

Брюшко не сегментировано (есть и исключения, например скорпионы). Брюшные конечности чаще всего видоизменяются в лёгочные мешки и паутинные бородавки.

В паутинные бородавки открываются протоки паутинных желёз, выделяющих белковую клейкую жидкость, которая застывает на воздухе и превращается в тонкие нити паутины.

У насекомых грудь состоит из трёх сегментов, которые называются переднегрудью, среднегрудью и заднегрудью. Каждый сегмент несёт по одной паре ходильных конечностей.

Насекомые имеют три пары ног. Конечности, как и у всех членистоногих, состоят из члеников, которые подвижно соединены между собой суставами.

Ходильные ноги могут быть прыгательными, плавательными, собирательными, роющими и бегательными.

Насекомые — единственный класс среди беспозвоночных животных, представители которого имеют крылья. Пара крыльев располагается на последних двух сегментах. Крылья — это тонкие кутикулярные пластинки, содержащие жилки, в которых проходят трахеи и нервы. Крылья в большинстве случаев не одинаковы, хотя у стрекоз они почти равноценны.

У жуков передняя пара крыльев полностью затвердевает и превращается в жёсткие надкрылья, которые не способны к машущему полёту и просто защищают тонкие и прозрачные задние крылья.

У членистоногих имеется хорошо развитая пищеварительная система, в которой выделяют переднюю, среднюю и заднюю кишку. Передний отдел включает рот, глотку, пищевод, зоб у насекомых (в нём пища задерживается и подвергается воздействию пищеварительных ферментов); средний отдел представлен желудком и средней кишкой; задний отдел — задней кишкой и анальным отверстием. Развиты пищеварительные железы— слюнные и печень. У насекомых печень отсутствует.

Большинство пауков хищники, и для захвата жертвы они используют ловчую сеть.

Когда добыча попала в сеть, нити колеблются, и паук подползает к жертве, опутывает её паутиной и вонзает ядовитые коготки хелицер в покровы насекомого, при этом в ранку попадает яд и секрет пищеварительных желёз, которые не только убивают жертву, но и способствует частичному перевариванию её тканей и внутренних органов. Пауки могут питаться только жидкой пищей. Поэтому их пищеварение частично происходит снаружи, в теле добычи. Такое пищеварение называется внекишечным.

В зависимости от характера питания, у насекомых встречаются различные типы ротовых аппаратов: грызущий, сосущий, колюще-сосущий, лакающий или лижущий ротовые аппараты.

Выделительная система членистоногих представлена различными органами выделения, которые открываются наружу через отверстия.

У ракообразных выделительная система представлена парой зелёных желёз, которые имеют зелёный цвет и располагаются в переднем конце тела.

У паукообразных и насекомых выделительная система представлена мальпигиевыми сосудами, которые представляют собой слепые выросты на границе средней и задней кишки. По ним продукты обмена попадают в заднюю кишку и выводятся из организма.

Дыхательная система у разных классов разнообразна.

У речного рака дыхательная система представлена жабрами.

У паукообразных представлена расположенными в брюшке лёгочными мешками и трахеями.

У насекомых дыхательная система представлена трахеями — это тонкие разветвлённые трубочки, через стенки которых происходит газообмен.

Клещи не имеют органов дыхания, у них газообмен происходит через поверхность тела.

Кровеносная система членистоногих незамкнутая.

Она бесцветная или зеленоватого цвета. На спинной стороне тела расположено сердце, от которого отходят многочисленные сосуды. Из сосудов кровь ― гемолимфа ― выливается в полость тела и омывает внутренние органы. Затем она снова поступает в сосуды и сердце.

Гемолимфа ракообразных имеет голубой оттенок из-за присутствия в ней пигмента, содержащего медь. У паукообразных и насекомых гемолимфа бесцветная.

Нервная система членистоногих образует окологлоточное нервное кольцо и брюшную нервную цепочку, от которой отходят нервы. Происходит усложнение нервной системы, сильное развитие получает надглоточный ганглий.

У насекомых нервная система представлена сложноустроенным надглоточным нервным узлом — головным мозгом, подглоточным нервным узлом и брюшной нервной цепочкой, которая характеризуется слиянием нервных узлов. Головной мозг состоит из трёх отделов: переднего, среднего и заднего.

Органы чувств членистоногих обычно хорошо развиты.

У ракообразных — сложные фасеточные глаза, сидящие на подвижных стебельках, которые могут поворачиваться в разные стороны и обеспечивают широкий кругозор.

В поисках пищи ракообразные пользуются осязанием (с помощью антенн) и обонянием (с помощью антеннул). Также у основная антеннул располагаются органы равновесия.

У паукообразных на головогруди расположено четыре пары простых глаз, они обеспечивают пауку круговой обзор. Органы осязания хорошо развиты, они разбросаны по всему телу, представлены чувствительными волосками, воспринимающими колебания воздуха и паутины. Особенно много таких волосков на ногощупальцах. Имеют также органы обоняния и вкуса.

Насекомые имеют органы зрения: простые (у паразитов) и сложные фасеточные глаза. Также хорошо развиты органы вкуса, обоняния и осязания.

Органы слуха, как правило, хорошо развиты у тех насекомых, которые сами издают звуки. У кузнечика органы слуха расположены на голенях передних ног.

Размножение

Членистоногие ― раздельнополые животные, встречается половой диморфизм. Размножение только половое, бесполое размножение отсутствует.

Самки имеют парные яичники, а самцы — парные семенники. У насекомых яичники открываются в яйцеводы, соединяющиеся в непарное влагалище.

После оплодотворения самки откладывают яйца во внешнюю среду. У паукообразных из яиц выходят мелкие паучата.

Иногда яйца развиваются без оплодотворения — такая форма полового размножения называется партеногенезом. Например, у пчёл молодая матка после оплодотворения трутнями запасает их половые клетки в специальном органе — семяприёмнике. Этими клетками матка будет оплодотворять откладываемые яйца всю оставшуюся жизнь (3-4 года).

Как правило, из неоплодотворённых яиц развиваются самцы (трутни), а из оплодотворённых — самки (рабочие пчёлы и матки).

С момента рождения или выхода организма из яйца и до наступления его половой зрелости происходит постэмбриональное развитие (или послезародышевое развитие).

У насекомых различают два типа постэмбрионального развития: прямое и непрямое.

Прямое развитие, или развитие без превращения (без метаморфоза), происходит без изменения внешнего строения личинки.

Непрямое развитие бывает двух типов: с значительным или полным превращением (развитие с полным метаморфозом) и с частичными изменениями (развитие с неполным метаморфозом).