членистоногие_ракообразные

1.

Членистоногим свойственна метамерия — разделение тела на повторяющиеся вдоль продольной оси
схожие между собой участки — метамеры (сегменты), то есть тело сегментировано. Сходные по
строению сегменты объединяются в отделы тела. Сегменты внутри отделов могут сливаться между собой,
иногда сливаются и целые отделы. Такую сегментацию называют гетерономной (от др.греч. heteros [гетерос] — «иной, другой» и nomos [номос] — «закон»), в отличие от гомономной (от др.греч. homoios [гомойос] — «подобный») сегментации малощетинковых червей.

2.

Строение тела членистоногих
Тело состоит из головы, груди и брюшка. Иногда грудь сливается с головой, образуя головогрудь
(у многих ракообразных и паукообразных).
Рис. 1. Разделение тела на отделы: а — ракообразные; б —
паукообразные; в — насекомые; г — многоножки. Головной отдел
показан розовым, грудной — зелёным, брюшной — голубым

3.

Конечности членистые
У более высокоразвитых форм они специализированы по функциям: за передвижение, дыхание, захват
добычи, защиту отвечают разные по строению конечности.
Покровы тела
Тело покрыто плотной хитиновой оболочкой, образующей наружный скелет. Эта оболочка состоит
из нескольких слоёв, снаружи покрыта воскоподобным веществом и у большинства видов
водонепроницаема. Такое строение покровов позволило членистоногим заселить сушу.
Внутреннее строение членистоногих
Опорно-двигательная система членистоногих
Кожно-мускульного мешка нет. Мышцы из поперечнополосатой мышечной ткани представлены
отдельными пучками, которые изнутри присоединены к хитиновому покрову. Обычно один конец
мышцы прикрепляется к стенке одного сегмента тела или членика конечности, другой — к стенке
другого сегмента (членика). Такое расположение мышц позволяет изменять положение разных
частей тела относительно друг друга.
В зависимости от функции мышцы делятся на разные группы. Таким образом, у членистоногих
появляется функциональная и морфологическая дифференцировка изначально одинаковых
органов.

4.

Пищеварительная система членистоногих
Пищеварительная система имеет следующую последовательность отделов: ротовое отверстие —
ротовая полость — глотка — пищевод — желудок — средняя кишка — задняя кишка — анальное
отверстие. В ротовую полость открываются протоки слюнных желёз, в полость средней кишки —
протоки печени. Ротовой аппарат образован придатками, развивающимися из конечностей головных
сегментов.
Кровеносная система членистоногих
Кровеносная система незамкнута: сосуды открываются в полость тела, в них циркулирует гемолимфа.
Есть сердце — сокращающийся спинной сосуд.
Дыхательная система членистоногих
Дыхательная система представлена жабрами, лёгкими или трахеями — в зависимости от среды
обитания.

5.

Выделительная система членистоногих
Выделительная система: видоизменённые метанефридии или мальпигиевы сосуды (у наземных форм,
например у насекомых и паукообразных).

6.

Мальпигиевы сосуды — это органы, выполняющие функцию выделения у ряда наземных
членистоногих (насекомых, многоножек и паукообразных); получили название по имени открывшего
их итальянского учёного Марчелло Мальпиги.
Мальпигиевы сосуды представляют собой слепо замкнутые эпителиальные канальцы,
расположенные в полости тела и открывающиеся на границе средней и задней кишки. Стенки
канальцев образованы однослойным эпителием. У разных видов число мальпигиевых сосудов
варьируется от 2 до 150.
У насекомых канальцы работают так.
1.Концевой, слепо замкнутый отдел сосуда пропускает внутрь раствор солей из гемолимфы.
2.Двигаясь по канальцу, раствор химически изменяется: растворимые соли мочевой кислоты
превращаются в нерастворимую мочевую кислоту и выпадают в осадок, а вода и оставшиеся
растворимые соли вновь вытесняются в гемолимфу.
3.Образовавшиеся кристаллы мочевой кислоты попадают в кишку, а затем удаляются с
экскрементами.
Мочевая кислота — слабая органическая азотсодержащая кислота. У птиц, многих
пресмыкающихся и насекомых является конечным продуктом белкового обмена веществ.
У паукообразных вместо мочевой кислоты образуется гуанин.
Гуани́н (от исп. guano [гуано] — «навоз») — органическое соединение, азотистое основание,
является составной частью нуклеиновых кислот и составляет основную массу экскрементов птиц и
пауков.

7.

8.

Нервная система состоит из надглоточного, или головного, ганглия (головного мозга), подглоточного
ганглия и брюшной нервной цепочки. Надглоточный и подглоточный нервные узлы связаны и образуют
окологлоточное кольцо. Органы чувств хорошо развиты. У некоторых групп развиваются сложно
устроенные фасеточные глаза (от фр. facette [фасет] — «грань»).

9.

В ходе эволюции сложные глаза возникли у трёх типов
беспозвоночных животных: кольчатых червей, моллюсков и
членистоногих. У кольчатых червей они обнаружены только
у представителей одного из семейств многощетинковых
червей, у моллюсков — лишь у некоторых двустворчатых. У
членистоногих сложные глаза широко распространены у
ракообразных (высшие раки, жаброногие) и насекомых.
Сложные глаза состоят из фасеток (от фр. facette [фасет] —
«грань»), или омматидиев (от др.-греч. omma, род.
п. ommatos [омматос] — «глаз»). Количество фасеток у
разных видов варьирует от десятка до нескольких сотен и
даже тысяч.
Каждый омматидий состоит из трёх частей: преломляющей
(система линз), изолирующей (пигментные клетки) и
воспринимающей (рецепторные клетки).
Преломляющая часть — наружная линза (хитиновый
хрусталик) и внутренний хрустальный конус —
концентрирует лучи, которые попадают на поверхность
фасетки. Линзы омматидия не могут менять форму, то есть
не способны к аккомодации.
Изолирующие клетки, которые содержат тёмный пигмент,
препятствуют попаданию проникших внутрь омматидия
лучей в соседние омматидии. Благодаря пигментным
клеткам вокруг каждого омматидия образуется
светонепроницаемая оболочка.

10.

Для обладателей сложных глаз обычно характерно цветовое зрение, но не такое чёткое, без различения
мелких деталей. Каждый омматидий отвечает за формирование изображения только небольшого участка
пространства. Так как омматидии тесно прилегают друг к другу, общее изображение получается
мозаичным, то есть составленным из множества отдельных изображений.

11.

Линька членистоногих
Рост всегда сопровождается линькой — сменой хитинового покрова. Линька членистоногих происходит
только в период роста, во время личиночной стадии. Взрослые особи не растут и не линяют. Хитиновой
оболочкой покрыто не только тело, но и эпителий передней и задней кишки, поэтому во время линьки
животные не питаются.
Рис. 4. Линька цикады

12.

Размножение и развитие членистоногих
Членистоногие раздельнополы. Оплодотворение внутреннее. Яйца, как правило, крупные и богаты
желтком. Развитие обычно с превращением (есть личиночные стадии).

13.

Образ жизни членистоногих
Освоили все среды жизни. Есть свободноживущие и паразитические виды; хищники,
детритофаги, падальщики и растительноядные формы; виды с дневной и ночной активностью.
Систематика членистоногих
В типе Членистоногие выделяют несколько классов. Самыми многочисленными являются классы
Ракообразные, Паукообразные, Насекомые и Многоножки.

14.

15.

Часть ракообразных обитает на суше или во влажном грунте (мокрицы, некоторые крабы, рачкибокоплавы), ряд видов паразитирует на водных беспозвоночных и рыбах.
Общая характеристика ракообразных
Ракообразным свойственны все признаки типа членистоногих: это первичноротые двустороннесимметричные животные со смешанной полостью тела, наружным хитиновым скелетом и
членистыми конечностями.
Покров ракообразных
Верхние слои хитиновой кутикулы у крупных видов для большей твёрдости пропитаны
карбонатом кальция, у мелких форм кутикула остаётся мягкой и прозрачной. Кроме хитина в
состав кутикулы могут входить пигменты, которые обеспечивают покровительственную окраску
животных.

16.

Основные цели покровительственной окраски:
1.Защита от хищников: Жертва сливается с фоном (листьями, корой, песком), чтобы ее не
обнаружили.
2.Нападение: Хищник остается незамеченным для своей потенциальной жертвы, подпуская ее на
близкое расстояние.
Типы и примеры покровительственной окраски:
1. Однородное слияние с фоном (самый распространенный тип):
•Зайцы-беляки: Белая зимой и бурая летом.
•Песцы: Аналогично меняют окрас.
•Кузнечики, саранча: Зеленые в траве или бурые на почве.
•Пятнистые олени: Пятна на шкуре детенышей имитируют солнечные блики в лесу.
•Полярная сова, белый медведь: Белый окрас в снегах Арктики.
•Гепард, леопард: Пятнистая шкура помогает слиться с пестрой тенью от травы и кустов.

17.

Отделы тела ракообразных
У большинства ракообразных отдельные членики сливаются и образуют относительно
обособленные отделы тела: голову, грудь и брюшко. Часто панцирь головных и грудных сегментов
срастается, и образуется головогрудь.

18.

Конечности ракообразных
Каждый членик тела, за исключением последнего, несёт пару членистых конечностей. Они имеют
различное строение и выполняют разнообразные функции: плавания, перемещения по суше,
прикрепления, захвата и измельчения пищи, осязания, спаривания, защиты яиц.
Конечности ракообразных всегда двуветвистые. Такое строение подтверждает происхождение
ракообразных от многощетинковых кольчатых червей, имеющих двуветвистые параподии.

19.

Кровеносная система ракообразных
Кровеносная система незамкнутая. Сердце представляет собой утолщение спинного кровеносного
сосуда с парными остиями (от лат. ostium [остиум] — «устье реки») — отверстиями для
всасывания гемолимфы из полости тела. При сокращении сердца клапаны остий закрываются и
гемолимфа изгоняется в артерии, откуда она изливается в промежутки между органами и отдаёт
кислород тканям. Затем гемолимфа собирается в систему вен и направляется к жабрам, если они есть,
или обогащается кислородом через стенку тела (у мелких ракообразных, не имеющих жабр).
Насыщенная кислородом гемолимфа попадает в сердце через остии: круг кровообращения замыкается.

20.

21.

Дыхательная система ракообразных
Дыхательная система у большинства представлена жабрами. Органами дыхания служат кожные жабры —
выросты конечностей, обычно — грудных, реже — брюшных. У мелких рачков жабр нет, газообмен
осуществляется через покровы всей поверхностью тела. Сухопутные ракообразные имеют специальные
приспособления для дыхания атмосферным кислородом, например псевдотрахеи — глубокие впячивания
на брюшных ножках мокриц.
Кровь может содержать дыхательные пигменты — гемоглобин или гемоцианин.

22.

Пищеварительная система ракообразных
Пищеварительная система хорошо развита, у многих пищеварительная трубка имеет расширения
(желудок). Пищеварительный тракт начинается ротовым отверстием, которое ведёт в ротовую полость, а
затем в пищевод и желудок. Желудок может подразделяться на отделы, например, у речного рака. В
этом случае в первом отделе (жевательном) пища измельчается при помощи кутикулярных зазубренных
утолщений, пропитанных известью (жевательных пластинок), а во втором отделе содержимое
процеживается с помощью более тонких и длинных кутикулярных выростов, которые образуют фильтр.
Средняя кишка имеет пару полых выростов, иногда их не совсем корректно называют печенью. Этот
орган ракообразных совмещает функции печени и поджелудочной железы, поэтому учёные-зоологи
обычно называют его пищеварительной железой. Эта железа не только выделяет пищеварительные
ферменты, но и участвует в полостном и внутриклеточном пищеварении, а также во всасывании
переваренных пищевых веществ. Задняя кишка заканчивается анальным отверстием.

23.

24.

Функция
Печень
Поджелудочная железа
В пищеварении
Производит желчь для
обработки жиров.
Производит ферменты (а
милазу, липазу, протеазы)
для расщепления всех
компонентов пищи.
В метаболизме
Центральный орган
обмена (белков, жиров,
углеводов),
детоксикации, синтеза.
Регулирует углеводный
обмен через гормоны
(инсулин, глюкагон).
Только экзокринная (жел
чь — в кишечник).
Смешанная: экзокринная
(сок в кишечник)
и эндокринная (гормоны
в кровь).
Секреция

25.

Выделительная система представлена обычно одной парой видоизменённых метанефридиев, которые
располагаются в передней части головогруди. Если их протоки открываются у основания антенн, то
органы выделения называют антеннальными, или зелёными, железами; если у основания второй
пары челюстей — максилл — максиллярными железами. Высшие раки во взрослом состоянии имеют
только антеннальные железы. Интересно, что в процессе индивидуального развития — онтогенеза — у
высших раков происходит смена: в личиночном состоянии функционируют максиллярные железы, а во
взрослом — антеннальные. У большинства других групп ракообразных во взрослом состоянии развиты
только максиллярные железы, и лишь у нескольких видов обе пары желёз продолжают работать всю
жизнь.

26.

Нервная система ракообразных
Нервная система представлена головным ганглием, окологлоточным кольцом и брюшной
нервной цепочкой.

27.

Органы чувств ракообразных
Органы чувств имеют разную степень развитости в зависимости от образа жизни. Органами
осязания и химического чувства — обоняния и вкуса — у ракообразных обычно служат
осязательные волоски, расположенные в основном на антеннах и конечностях. У многих есть
органы равновесия — статоцисты (от др.-греч. statos [статос] — «стоящий» и kystis [кистис] —
«пузырь»). Почти у всех, кроме глубоководных, сидячих и паразитических форм, развиты
глаза — простые и/или сложные, состоящие из множества глазков (фасеток).

28.

Размножение и развитие ракообразных
Подавляющее большинство ракообразных раздельнополые. Оплодотворение обычно наружное.
Сперматофоры (от др.-греч. sperma [сперма] — «семя» и phoros [форос] — «несущий») — это
заключённые в оболочку капсулы со сперматозоидами. Самцы некоторых червей, моллюсков,
ракообразных, паукообразных, насекомых и земноводных образуют сперматофоры. В период
размножения самец либо передаёт сперматофор самке, либо оставляет его, приклеивая к какимнибудь предметам, после чего самка самостоятельно находит и забирает капсулу.

29.

Развитие, как правило, происходит с превращением — метаморфозом: из яйца вылупляется планктонная
личинка с несегментированным телом, тремя парами конечностей и одним непарным глазом; затем она
несколько раз линяет и становится всё более похожа на взрослую особь. У некоторых представителей,
например речного рака, развитие прямое: только что вылупившийся крошечный рачок имеет все сегменты
тела и конечности, свойственные взрослому животному.

30.

Среди ракообразных широко распространён партеногенез (от др.-греч. parthenos [партенос] —
«дева» и genesis [генезис] — «возникновение, зарождение») — форма полового размножения
организмов, при которой яйцеклетки развиваются без оплодотворения. Главное биологическое
преимущество партеногенеза — ускорение темпов размножения, так как все появившиеся на свет
особи способны оставлять потомство.

31.

ОСЕНЬ (Половое размножение)
•Условия: Ухудшение среды (похолодание, сокращение кормовой базы).
•Процесс: Из летних партеногенетических самок рождаются не только новые самки, но и самцы.
Происходит спаривание.
•Результат: Самка откладывает зимние, или покоящиеся, яйца. Они отличаются от летних: имеют плотную
защитную оболочку (эфиппий), богаты запасными веществами и способны пережить мороз, высыхание
водоёма. Эти яйца оплодотворённые.
2. ЗИМА (Диапауза — остановка развития)
•Состояние: Оплодотворённые яйца находятся в состоянии покоя (диапаузы) и зимуют. Взрослые особи часто
погибают.
•Смысл: Это переживание критического периода в устойчивой форме.
3. ВЕСНА (Начало нового цикла)
•Условия: Наступление благоприятных условий (тепло, много пищи).
•Процесс: Из перезимовавших яиц вылупляются только самки (молодые самки). Они сразу начинают
размножаться.
4. ЛЕТО (Партеногенез — "взрыв" численности)
•Условия: Максимально благоприятная среда.
•Процесс: Самки размножаются партеногенезом. Они производят неоплодотворённые диплоидные яйца, из
которых быстро развиваются новые самки (на схеме — "молодая самка" → "партеногенез"). Самцов нет.
•Смысл: Огромная скорость размножения позволяет быстро заселить водоём и использовать все ресурсы. За
лето может смениться множество таких бесполых поколений (клональное размножение).
5. КОНЕЦ ЛЕТА (Подготовка к половому периоду)
•Условия: Начало ухудшения условий (похолодание, возможное высыхание водоёмов, вспышки численности
хищников).
•Процесс: Под воздействием внешних сигналов у партеногенетических самок начинают рождаться самцы (на

32.

В настоящее время известно около 65 тыс. современных и более 5 тыс. ископаемых видов
ракообразных, которых объединяют в несколько подклассов.
В водоёмах наиболее распространены планктонные формы — жаброногие (дафнии, водяные
блохи, щитни, артемии) и веслоногие рачки (циклопы), а также ракушковые рачки, обитающие
главным образом на дне морей и озёр. Некоторые ракообразные ведут прикреплённый или
паразитический образ жизни, например усоногие (морские жёлуди, морские уточки, саккулина),
карповые вши, пятиустки.
Подкласс Высшие раки — самый многочисленный: к нему относят всевозможных крабов, раков,
креветок, водяных осликов, бокоплавов, обитателей суши — мокриц — и многих других.
Наиболее известная и хозяйственно значимая группа высших раков — десятиногие раки. В эту
группу входят почти все крупные ракообразные: крабы, омары, лангусты, речные раки и
креветки. Десятиногие раки считаются наиболее продвинутой в эволюционном отношении
группой: они достигли высокого уровня развития и имеют самое сложное строение среди
ракообразных.

33.

34.

35.

Речной рак
Подкласс Высшие раки
Отряд Десятиногие раки
Представитель — речной рак
Обитает в укрытиях на дне пресных водоёмов, питается падалью, водорослями и высшими
водными растениями, беспозвоночными (червями, насекомыми и их личинками, моллюсками) и
головастиками.
Тело разделено на головогрудь — её образуют сросшиеся сегменты головы и груди — и членистое
брюшко. Головогрудь сверху и с боков покрыта прочным панцирем — карапаксом (от
фр. сarapace [карапас] — «панцирь, броня, скорлупа»). Последний сегмент брюшка несёт хвостовую
лопасть — тельсон (от др.греч. telson [тельсон] — «конец, край»).
Вместе с последними брюшными
конечностями — уроподами (от др.греч. ura [ура] — «хвост» и pes, род.
п. podos [подос] — «нога») — тельсон
образует похожий на широко раскрытый веер
хвостовой плавник.

36.

Конечности и их видоизменения
Функции конечностей
1-я пара: короткие усики, или антеннулы
2-я пара: длинные усики, или антенны
•Обоняние и осязание
3-я пара: верхние челюсти — жвалы, или мандибулы
4–5-я пары: нижние челюсти, или максиллы
•Измельчение и перетирание пищи
6–8-я пары: ногочелюсти
•Удержание и перемещение пищи ко рту
•Дыхание: имеют жаберные выросты, заходящие в полость
под карапакс
9-я пара: клешни — видоизменённые ходильные конечности
•Захват и удержание добычи
•Оборона
•Дыхание: имеют жаберные выросты, заходящие в полость
под карапакс
10–13-я пары: ходильные конечности
•Передвижение по грунту
•Дыхание: имеют жаберные выросты, заходящие в полость
под карапакс
14–19-я пары: брюшные конечности
•Плавание
•Размножение: первая и вторая пара брюшных конечностей
самцов преобразованы в копулятивный аппарат, а первая
пара брюшных конечностей самок редуцирована
•Забота о потомстве: самка носит на брюшных ножках икру и
новорождённых рачков

37.

Пищеварительная система речного рака
Пищеварительная система: желудок состоит из двух отделов — жевательного (с
хитиновыми зубцами) и цедильного (с фильтрующими волосками). В среднюю кишку
открываются протоки большой пищеварительной железы; её называют печенью, однако
функционально она соответствует печени и поджелудочной железе позвоночных животных.
Кровеносная система речного рака
Кровеносная система незамкнутая. Сердце пятиугольной формы, расположено на спинной
стороне головогруди. Дыхательный пигмент — гемоцианин.
Дыхательная система речного рака
Дыхательная система: жабры — перистые выросты грудных конечностей и боковых стенок
туловища. Они располагаются по бокам головогрудного щита — карапакса — внутри
особой жаберной полости. Карапакс защищает жабры от повреждений и быстрого
высыхания, поэтому рак может некоторое время жить вне воды. Особый отросток второй
пары нижних челюстей производит до 200 машущих движений в минуту и обеспечивает
циркуляцию воды в жаберной полости.

38.

39.

Выделительная система речного рака
Выделительная система: пара антеннальных (зелёных) желёз, протоки которых открываются наружу
отверстиями у оснований второй пары усиков.
Нервная система речного рака
Нервная система: парный надглоточный узел (головной мозг), окологлоточное нервное кольцо и
брюшная нервная цепочка. От головного мозга нервы подходят к глазам и чувствительным усикам, от
окологлоточного кольца — к ротовому аппарату, а от узлов брюшной нервной цепочки — к остальным
конечностям и внутренним органам тела.

40.

Органы чувств речного рака
Органы чувств развиты хорошо. Сложные (фасеточные) глаза на подвижных стебельках; в состав
каждого глаза входит более 3 тыс. фасеток, которые отделены друг от друга тонкими прослойками
пигмента. Светочувствительная часть каждой фасетки воспринимает лишь узкий пучок лучей,
перпендикулярных её поверхности. Целое изображение складывается из множества мелких частичных
изображений, то есть характерно мозаичное зрение. Органы равновесия — статоцисты —
расположены внутри основного членика коротких усиков.

41.

Половая система речного рака
Половая система: раздельнополые, характерен половой диморфизм (от др.-греч. di- [ди] — «два»
и morpha [морфа] — «форма»), то есть заметны анатомические различия между самцами и
самками. У самца первая и вторая пары брюшных ножек видоизменены и превращены в
копулятивный орган. У самки первая пара брюшных ножек рудиментарна.
Выражена забота о потомстве: на брюшных ножках самки вынашивают икру (оплодотворённые
яйца) и молодых рачков.
Развитие у речного рака прямое.

42.

Значение ракообразных в природе и жизни человека
Компоненты биоценоза в цепях питания
Ракообразные играют важную роль в цепях питания, особенно в водных экосистемах. Они
потребляют разлагающуюся органику, водоросли и другие растения, мелких животных и сами
служат пищей для хищников.

43.

Фильтрация воды
Мелкие рачки-фильтраторы играют важную роль в биологической очистке вод: они
отцеживают пищевую взвесь.
Переносчики заболеваний и паразиты
Ракообразные могут быть переносчиками заболеваний: например, циклоп — промежуточный хозяин
широкого лентеца и ришты. Некоторые ракообразные ведут паразитический образ жизни (паразит рыб
— карповая вошь, паразит крабов — саккулина).
Объекты промысла
Криль, креветки, крабы, омары, речные раки — важные объекты промысла.
Объекты аквакультуры
Многие виды ракообразных являются объектами аквакультуры в пищевой промышленности (разные
виды креветок, камчатский краб, длиннопалый рак). На рыбоводных заводах рачков разводят в качестве
корма для рыб.

44.

Рис. Камчатский краб

45.

Биоиндикация
Обилие и видовое разнообразие ракообразных — показатели чистоты воды в пресных
водоёмах.
Обрастатели
Сидячие формы ракообразных (морские уточки, морские жёлуди) прикрепляются к днищам
судов, чем значительно замедляют их скорость, а также поселяются на различных морских
сооружениях — дамбах, плотинах, опорах мостов, приводя их в негодность.
Рис. Сидячие усоногие морские жёлуди