Тип Членистоногі загальна характеристика

Великий тип членистоногих тварин (Arthropoda) включає близько 15 нині живих (ракоподібних (раки), павукоподібних, комах, багатоніжок та інших) і вимерлих (у тому числі трилобітів) класів тварин.

Поширення членистоногих

Членистоногі мешкають у різних середовищах, включаючи морські та прісні води, а також ґрунт. Вони походять від кільчастих черв'яків і представлені різноманітними видами, такими як раки, комахи, павуки та багатоніжки, і кожен вид адаптувався до своєї екологічної ніші, розвинувши унікальні характеристики. Ці тварини населяють практично всі куточки нашої планети і можуть виживати в різних умовах завдяки своїй адаптивності та унікальним характеристикам.

Їжа членистоногих

У членистоногих різноманітний раціон харчування, який може включати дрібних тварин, розкладаються залишки, рослини, а також кров тварин і людини. Наземні види, як правило, живляться тканинами рослин, що розкладаються, але також можуть виступати в ролі хижаків або паразитів. Структура та функціональність ротового апарату у членистоногих залежить від способу їх живлення. Хижаки використовують потужні щелепи та пазурі для розриву видобутку, у той час як паразити використовують маленький хоботок для ссання лімфи, нектару чи крові.

Опис членистоногих

Будова цих тварин зовсім неоднакова, але у всіх несхожих видів, наприклад, як мікроскопічний кліщ та річковий рак, є схожість. Вони полягають у наступному: зовнішні покриви представників членистоногих тварин утворені кутикулою, і їм властива метамерія (від грец."Мета" – "Після", "за" та "мерос" – "частина", "частка") – особливий вид симетрії тіла. Метамерні організми складаються майже з однакових частин, що називаються сегментами. Частини ніг, вусиків, інших кінцівок та придатків називаються члениками.

Метамерія не обмежується лише зовнішнім виглядом членистоногих, а поширюється на багато внутрішніх органів. Метамерні м'язи: у сегментах і члениках зазвичай повторюються приблизно однакові набори м'язів у тулубових сегментах до того ж зазвичай є два нервові центри, з якими пов'язані парні придатки та внутрішні органи членистоногих.

Метамерія підрозділяється на однорідну (сумісні сегменти і членики приблизно однакові) і неоднорідну (цілком різні). Однорідною можна вважати метамерію сколопендри. У комах грудні сегменти дуже відрізняються від черевних, та його тулубна метамерія неоднорідна. Відповідно неоднакова будова може мати і кінцівки сегментів тіла.

У членистоногих тварин переважає неоднорідна метамерія: сегменти можуть об'єднуватися та зливатися докупи.

Таким чином тіло членистоногих складається з відділів: голова, груди та черевце. Голова і груди можуть поєднуватися в головогруди. Це властиво багатьом ракоподібним, зокрема річковому раку.

Розташовані на головних сегментах кінцівки, служать переважно органами почуттів, і навіть ротовими органами, тоді як тулубові кінцівки тварин зазвичай застосовуються для руху. У ракоподібних голова складається з п'яти сегментів. Назву їм дали кінцівки, які розташовані на цих сегментах: антеннулярний (від антенули), антенальний (від антени), мандибулярний, щелепний I та щелепний II.У комах та багатоніжок, антенули відсутні і спереду залишаються антени. Ці тварини чудові також тим, що головні сегменти зливаються настільки повно, що зовнішні покриви сегментів утворюють свого роду череп. Парні нервові центри сегментів, що злилися, об'єднуються в складно влаштований головний мозок. У павукоподібних головний відділ не відокремлений. Їх передні, навколоротові кінцівки дуже часто нагадують клешні, хоча паразитичні кліщі мають особливу будову.

Якщо хребетні тварини обзавелися внутрішнім кістковим скелетом, то членистоногі ж, навпаки, віддали перевагу зовнішньому скелету - кутикулі, яка служить не тільки опорою, але й захистом для м'яких тканин. Кутикула складається з різноманітних речовин (білків, жирів, воску, солей кальцію, пігментів і полісахариду хітину), що виділяються під нею залозами особливої ​​тканини - гіподерми.

Якби кутикула була суцільною, то тіло та кінцівки не змогли б згинатися. Але кутикула утворює окремі пластинки, звані склеритами, за функцією подібні до кісток хребетних. Склерити члеників кінцівок за формою майже циліндричні і з'єднані один з одним не просто гнучкою кутикулярною мембраною, а й шарнірними зчленуваннями, що нагадують суглоби колін або ліктів. Тому два сусідні членики відхиляються один від одного тільки в одній площині. Але зчленування інших члеників розміщуються іншим чином, у результаті можуть загинати кінцівку в тривимірному просторі.

Членистоногі, оснащені зовнішньою кутикулою, не можуть плавно рости, як організми з внутрішнім скелетом.Вони ростуть лише короткий проміжок часу, коли скидають стару кутикулу, і зростання завершується, доки не затверділа нова кутикула. Процес оновлення кутикули членистоногих називається линянням. Звільнившись від старої твердої кутикули, вони ніби втрачають скелет і майже не можуть пересуватися. Тому линяння не повинна займати дуже багато часу. Щоб процес линяння протікав швидше, включаються секреторні залози, що знаходяться в головному мозку. Вони складно взаємодіють між собою, виділяючи в кров гормони линяння. Під дією гормонів залози гіподерми утворюють ферменти, що частково розчиняють кутикулу зсередини.

Незабаром членистоногі тварини виявляються ніби у вільному, на "виріст", одязі. Нарешті стара кутикула лопається, і через тріщину, що утворилася, виповзає тварина, вже покрита тонкою гнучкою кутикулою. Поки вона не затверділа, тварина дуже швидко, наче ривком, росте, але під час линьки змушена ховатися від хижаків у сховищах.

Очі членистоногих мають складну структуру, яка називається фасетковою. Вони складаються з безлічі окремих простих очок, які працюють разом, забезпечуючи зір цієї групи тварин. Така структура очей дозволяє швидко та точно орієнтуватися у навколишньому середовищі, а також виявляти видобуток та уникати небезпеки.

Членистоногі – дрібні тварини. Російський генетик Сергій Сергійович Четвериков (1880 – 1959) порівнював членистоногих тварин із всепроникаючою пилом. До середніх розмірів наближаються мурахи та планктонні рачки.До найбільших членистоногих тварин відносяться американський омар (довжина тіла приблизно 60 сантиметрів) і один з видів крабів, який мешкає біля берегів Японії (приблизно 2 метри в розмаху ніг). Але вони значно дрібніші за великих представників хребетних тварин.

Так відбувається тому, що вага членистоногих тварин збільшується швидше ніж поверхня тіла. Тому навантаження на зовнішню кутикулу зростає дуже. Щоб це навантаження витримати, кутикула має стати настільки товстою, що линяння виявилася б неможливою. Тому природа подбала про те, щоб членистоногі тварини залишалися дрібними.

Їм властива відкрита кровоносна система. Окремі кровоносні судини є тільки у великих представників, у більшості ж кров виливається із серця у вільні порожнини між внутрішніми органами.

На дрібних членистоногих впливає відносно невелика сила тяжкості, і тому зберігається тонка кутикула, яка не перешкоджає газообміну.

Такі види членистоногих, як планктонні рачки, ґрунтові комахи та кліщі, дихають всією поверхнею тіла, і спеціальних органів дихання у них немає. Тому дрібні організми не потребують упорядкованого кровотоку, кровоносні судини у них повністю відсутні і серце лише хаотично перебовтує кров. У великих видів кутикула потовщена, і газообмін відбувається через ділянки поверхні тіла, вкриті тонкою кутикулою. Наприклад, у річкового раку такими ділянками є зябра. Так як кров окислюється тільки в зябрах, кровотік потребує впорядкування.У великих видів зазвичай є великі кровоносні судини, які становлять основу кровообігу, але вони не з'єднані капілярами та їхня кровоносна система залишається відкритою.

Існують важливі відмінності між водними та наземними членистоногими у тому, як вони вирішують проблему газообміну. Важливо, що газообмін пов'язані з водообміном і за видиханні втрати води неминучі. Якщо для водних це не важливо, то для наземних членистоногих водообмін – питання життя та смерті. Щоб водообмін контролювався, органи дихання членистоногих повинні бути усередині тіла. Саме такі органи дихання – трахеї та легеневі мішки – є у наземних видів членистоногих. Трахеї являють собою розгалужені трубочки, якими повітря надходить до окремих інтенсивно працюючих клітин, наприклад, до крила м'яза комах. Повітря може проходити навіть найтоншими капілярними трахеями. Трахеї - своєрідна поверхня тіла, занурена всередину організму. Відкриваючи або закриваючи дихальця, якими зовні починаються трахеї, членистоногі регулюють дихання, чим запобігають зайвим втратам води.

У наземних членистоногих на відміну хребетних кров не розподіляє кисень, він надходить безпосередньо у клітини з трахей, минаючи посередника – дихальні пігменти, які у кров'яних тільцях.

Так звана кров наземних членистоногих тварин позбавлена ​​дихальних пігментів і її слід називати гемолімфою.

Нарешті, життєво важливий наземних видів водообмін удосконалюється у зв'язку з функцією виділення. Водні членистоногі можуть не зважати на втрати води, неминучими при виділенні сечі. У наземних видів ці втрати виключаються.Вони мають органи виділення, звані мальпігієвими судинами (на ім'я італійського біолога і лікаря XVII ст. Марчелло Мальпігі), що відкриваються в просвіт кишечника і представляють тонкі судини, що обплітають внутрішні органи. Їхня кількість залежить від розмірів організму. З гемолімфи до мальпігієвих судин надходять продукти життєдіяльності, сеча, що поступово перетікає в кишечник. У кишечнику сеча зневоднюється та виводиться назовні у сухому вигляді через анальний отвір. Вода залишається в організмі.

Поет Осип Емільєвич Мандельштам недаремно поставив "Кольчецов" (кільчастих черв'яків) поряд із усоногими рачками. Членистоногі, ймовірно, походять від морських кільчастих хробаків. Про це, зокрема, свідчить те, що найпримітивніші – раки мешкають у морі. Про це говорять і метамерія дорослих організмів, і подібна будова ранніх личинок у морських ракоподібних та кільчастих хробаків. У ракоподібних членистоногих тварин така личинка називається науплієм. Від водних представників походять наземні. Мікроскопічний науплій із-за великої зовнішньої поверхні (порівняно з об'ємом тіла) абсолютно нежиттєздатний на суші. Тому личинки наземних видів немає нічого спільного з науплієм. До них відноситься червоподібна личинка комах – гусениця.

Вийшовши з морської безодні, членистоногі швидко заселили всю поверхню Землі і досягли фантастичного розмаїття.