Тип Членистоногие

Определения и обозначения

Тип Членистоногие — группа животных, для которой характерны сегментированное тело, наружный покров с хитином и парные членистые конечности. Сегменты могут соединяться в более крупные отделы, а строение конечностей у разных представителей неодинаково. Эти общие признаки помогают распознавать членистоногих, хотя отдельные группы сильно различаются. Поэтому при определении животного сопоставляют сразу несколько особенностей.

Хитиновый покров — наружная оболочка тела, в состав которой входит прочное вещество хитин. Она защищает животное от повреждений и воздействия окружающей среды, а у многих членистоногих служит наружной опорой для тела. К покрову изнутри прикрепляются мышцы, которые помогают двигаться. Защита особенно важна для небольшого животного, но прочность оболочки имеет и ограничение: она почти не растягивается.

Членистые конечности — конечности, состоящие из отдельных частей, или члеников, подвижно соединённых друг с другом. Благодаря соединениям конечность может сгибаться, а её части — двигаться относительно друг друга. Это делает движения более разнообразными, чем при наличии жёстких неподвижных выростов. По форме конечности можно понять, какие действия животное выполняет чаще всего.

Линька — периодическое сбрасывание старого наружного покрова и образование нового. Она необходима, потому что тело растёт, а прежняя оболочка не может свободно увеличиваться вместе с ним. После линьки новый покров постепенно становится прочнее. Пока он мягкий, тело животного хуже защищено, поэтому этот период опасен.

Как это устроено

Тело членистоногих состоит из сегментов — повторяющихся участков, расположенных один за другим. У многих животных часть сегментов объединяется в отделы, например голову и грудь, а другие могут образовать брюшко. Такое объединение помогает распределить задачи: одни отделы участвуют в питании и восприятии сигналов, другие — в движении или работе внутренних органов. При этом сегменты и отделы устроены неодинаково у разных групп, потому что их образ жизни и способы передвижения различаются.

Наружный покров с хитином закрывает тело и помогает ему сохранять форму. Его прочность полезна как защита, а также создаёт опору, к которой крепятся мышцы. Но твёрдая оболочка не может непрерывно растягиваться вслед за растущим животным. Поэтому один и тот же покров одновременно помогает защищаться и становится препятствием для увеличения размеров.

Когда тело вырастает настолько, что старый покров начинает его теснить, членистоногому приходится линять. Животное сбрасывает оболочку, а затем формирует новую; после этого тело может увеличиться, пока новый покров ещё мягкий. В этот период защита слабее обычной, и животное рискует стать добычей или получить повреждение. Значит, линька позволяет расти, но временно делает рост опасным.

Членики конечностей соединены подвижно, поэтому конечности могут сгибаться и менять положение. Их строение специализируется в зависимости от функции: одни приспособлены для ходьбы или плавания, другие — для захвата пищи, её удерживания либо осязания. Если бы все конечности были одинаковыми, животному было бы сложнее выполнять разные задачи. Специализация позволяет членистоногим эффективнее использовать одну и ту же общую схему строения.

У членистоногих есть нервная система, органы чувств и системы внутренних органов, но их устройство различается у разных групп. Органы чувств помогают воспринимать сигналы, а нервная система — согласовывать реакции и движения. Дыхание связано со средой: водные представители обычно дышат жабрами, а многие наземные используют трахеи или лёгочные мешки. Такое различие необходимо, потому что в воде и воздухе кислород доступен животным по-разному.

Общие признаки членистоногих и особенности их проявления

Сначала найдите в таблице общие признаки типа, а затем сравните, как они проявляются у конкретных животных. Последний столбец помогает связать строение с его пользой для организма. Помните: общие черты не означают, что все членистоногие устроены совершенно одинаково.

Разбор задач

Задача 1. По описанию животного — сегментированное тело, хитиновый покров и парные членистые конечности — определите, относится ли оно к членистоногим. Чтобы ответить, важно не выбирать один признак, а проверить, совпадает ли описание с характерными признаками типа. Разберём сведения по порядку и только после этого сформулируем вывод.

1. Отмечаем сегментированное тело: оно состоит из повторяющихся участков, что соответствует строению членистоногих.
2. Проверяем покров: в условии прямо указан хитиновый покров, ещё один характерный признак типа.
3. Проверяем конечности: они парные и членистые, то есть состоят из подвижно соединённых частей.

Ответ: по совокупности описанных признаков животное относится к членистоногим. Вывод основан на совпадении всех трёх признаков, а не на одном внешнем сходстве.

Задача 2. Объясните, почему членистоногое не может непрерывно увеличиваться в размерах, пока сохраняет старый покров. Здесь нужно связать два свойства: тело растёт, а наружная оболочка прочная и почти не растягивается. Если забыть об ограниченной растяжимости, причина линьки останется непонятной. Рассуждаем от устройства покрова к последствиям для роста.

1. Старый покров защищает тело, но сохраняет почти постоянные размеры и не растягивается вслед за ним.
2. По мере роста тела оболочка становится тесной и мешает дальнейшему увеличению.
3. Чтобы продолжить рост, животное сбрасывает старый покров и образует новый, который сначала мягкий.

Ответ: непрерывный рост при старом покрове невозможен, потому что оболочка ограничивает увеличение тела. Линька временно снимает это ограничение, но после неё животное уязвимо, пока покров не затвердеет.

Задача 3. Сравните двух членистоногих, живущих в воде и на суше, и укажите, какие признаки строения связаны со средой обитания. Важно отделить общие черты типа от приспособлений к конкретным условиям. В условии не названы виды, поэтому сравнение нужно проводить на общем уровне и не приписывать животным неизвестные детали. Сначала отметим признаки, общие для обоих, затем — различия, связанные с дыханием.

1. К общим чертам относим сегментированное тело, наружный покров с хитином и членистые конечности.
2. Для водного животного характер дыхания обычно связан с получением кислорода в воде; у водных членистоногих часто есть жабры.
3. У многих наземных членистоногих воздух поступает через трахеи или лёгочные мешки, поэтому их дыхательные органы отличаются от жабр.

Ответ: общие признаки показывают принадлежность обоих животных к членистоногим, а различия в дыхании связаны со средой обитания. Чтобы дать точное сравнение двух конкретных представителей, потребовались бы сведения об их видах и строении.

Типичные ошибки

Ошибочно считать, что хитиновый покров растёт вместе с телом. Так думают, потому что внешняя оболочка воспринимается как обычная кожа, хотя она прочная и почти не растягивается. Проверка проста: спросите себя, зачем тогда нужна линька. Если старый покров ограничивает увеличение тела, значит, для роста его приходится сбрасывать.

Линьку иногда путают с обычной сменой окраски, потому что оба явления заметны снаружи. Но цвет может измениться без сбрасывания оболочки, а при линьке старый наружный покров именно отделяется от тела. Чтобы проверить себя, уточните, произошло ли обновление покрова, а не только изменился ли его оттенок. Изменение цвета само по себе не доказывает линьку.

Неверно предполагать, что у всех членистоногих одинаковое число отделов тела и конечностей. Такое впечатление возникает, если знакомую схему строения одного животного переносить на всю группу. Сравните представителей разных групп: объединение сегментов и число конечностей у них различаются. При этом животные всё равно могут относиться к одному типу благодаря общим признакам.

Ещё одна ошибка — считать, что членистые конечности нужны только для ходьбы. Это заблуждение появляется, когда внимание сосредоточено лишь на движении животного. Проверьте себя вопросом: могут ли конечности помогать захватывать пищу, плавать или ощущать среду? Разные формы и функции конечностей показывают, что их роль шире передвижения.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужно знать, что животные имеют органы и системы органов, а их строение связано с условиями жизни. Понятие приспособления помогает объяснить, почему покров защищает тело, а конечности выполняют разные задачи. Например, способ дыхания связан с тем, живёт членистоногое в воде или на суше. Если разделять общие признаки и приспособления, сравнивать животных становится проще.

Общие признаки типа служат основой для дальнейшего сравнения ракообразных, паукообразных и насекомых. У представителей этих групп различаются отделы тела, конечности и особенности дыхания, но сохраняется общий план строения членистоногих. Сначала полезно научиться распознавать признаки всего типа, а затем отмечать особенности каждой группы. Такой подход помогает определять животных и не переносить признаки одной группы на другую.

Что запомнить

• Тело членистоногих сегментировано, а сегменты могут объединяться в отделы.
• Снаружи тело покрывает прочный хитиновый покров.
• Конечности членистоногих состоят из подвижно соединённых члеников.
• Наружный покров ограничивает рост животного.
• Во время линьки старый покров сбрасывается и образуется новый.
• Конечности могут специализироваться для разных функций.