§ 23. Класс Ракообразные

Определения и обозначения

Ракообразные — класс членистоногих, к которому относятся речной рак, крабы, креветки и многие другие животные. У них членистое тело и конечности, а снаружи тело покрыто хитиновым покровом. Большинство ракообразных связано с водной средой, хотя некоторые живут на суше. Эти признаки помогают отличать их от других членистоногих и объяснять особенности их образа жизни.

Головогрудь — часть тела, образованная объединением головы и груди. У речного рака на ней находятся глаза, усики, ротовые органы и ходильные ноги. Такое объединение не означает, что голова и грудь перестали выполнять свои задачи: органы чувств и питания расположены ближе к переднему концу, а ноги обеспечивают движение. По головогруди удобно определять, где размещены основные органы взаимодействия с окружающей средой.

Жабры — органы дыхания, в которых происходит газообмен между кровью и водой. Через их тонкие поверхности кислород переходит из воды в организм, а углекислый газ движется в обратном направлении. Жабры особенно важны для водных животных, потому что позволяют получать кислород, растворённый в воде. У речного рака они находятся под защитой панциря по бокам головогруди.

Зелёные железы — органы выделения ракообразных, удаляющие из тела часть продуктов обмена. У речного рака они расположены в головной части, у основания длинных усиков, и имеют выводные отверстия. Их задача — не обеспечивать дыхание, а участвовать в удалении ненужных веществ. Поэтому зелёные железы нельзя путать с жабрами, даже если оба органа связаны с обменом веществ.

Как это устроено

Тело ракообразных покрыто хитиновым покровом — прочной наружной оболочкой, которая защищает мягкие внутренние части. Членистое строение позволяет отдельным участкам тела и конечностям сгибаться, поэтому рак может ползать, плавать и захватывать пищу. Но твёрдая оболочка не растягивается вслед за растущим телом. Чтобы увеличить размеры, рак периодически сбрасывает старый покров; некоторое время после линьки новый покров остаётся мягким и хуже защищает животное.

У речного рака тело разделено на головогрудь и брюшко, и эти отделы не равны по функциям. На головогруди сосредоточены органы чувств, ротовые части и ходильные ноги, поэтому она участвует в поиске пищи и передвижении по дну. Брюшко состоит из подвижных члеников и помогает плавать. Такое разделение позволяет разным частям тела выполнять свои задачи, не мешая друг другу.

Ходильные ноги служат для перемещения по дну, а первая пара заканчивается клешнями. Клешни помогают схватить добычу, удерживать её и защищаться, тогда как остальные ноги главным образом переносят тело. На брюшке расположены плавательные конечности; у самок они также участвуют в вынашивании икры. Когда рак резко подгибает брюшко, хвостовой плавник отталкивает его от воды и помогает быстро отплыть назад.

Жабры расположены под панцирем по бокам головогруди, поэтому вода должна постоянно омывать их поверхность. Движения конечностей создают ток воды в жаберной полости и помогают обновлять воду у жабр. Через тонкие стенки кислород из воды поступает в кровь, а углекислый газ переходит из крови в воду. Если жабры повреждены, газообмен нарушается, даже когда вода касается наружного покрова рака.

Внутренние органы тоже соответствуют водному образу жизни. Сердце незамкнутой кровеносной системы выталкивает кровь в полости тела, где она омывает органы, а затем возвращается к сердцу. Пища проходит через пищеварительную систему, где переваривается и усваивается; непереваренные остатки выводятся наружу. Зелёные железы удаляют часть продуктов обмена, сложные глаза помогают ориентироваться, а усики и другие органы чувств воспринимают прикосновения и колебания воды.

Строение и функции органов речного рака

Таблица помогает сопоставить расположение каждой части тела с её задачей. Если нужно определить функцию органа, сначала найдите его отдел и строение, затем свяжите их с образом жизни рака. Например, жабры находятся под панцирем, но выполняют дыхательную, а не защитную функцию.

Разбор задач

Задача 1. Распределите перечисленные части тела речного рака — усики, ходильные ноги, брюшные ножки и хвостовой плавник — по отделам тела. Для решения важно не смешивать головогрудь с брюшком. Учитывайте, что хвостовой плавник образован последними частями заднего отдела.

1. Найдите передний отдел: это головогрудь, где расположены органы чувств и ходильные ноги.
2. Отнесите усики и ходильные ноги к головогруди, поскольку они прикреплены к её членикам.
3. Брюшные ножки и хвостовой плавник свяжите с брюшком: ножки находятся на его члениках, а плавник завершает заднюю часть тела.

Ответ: усики и ходильные ноги расположены на головогруди, брюшные ножки и хвостовой плавник относятся к брюшку. Чтобы проверить себя, проследите расположение частей от головы к хвосту и не считайте головогрудь отдельным участком между головой и грудью.

Задача 2. Объясните, почему повреждение жабр нарушает дыхание, хотя вода продолжает омывать тело рака. Здесь нужно различать прикосновение воды к покрову и газообмен. Кислород должен пройти через поверхность специального органа, а не просто оказаться рядом с животным.

1. Определите, где происходит газообмен: у речного рака он идёт через тонкие поверхности жабр.
2. Проследите направление газов: кислород из воды поступает в кровь, а углекислый газ из крови выходит в воду.
3. Свяжите повреждение с результатом: если жаберная поверхность нарушена, нормальный обмен газами затруднён, даже при наличии воды вокруг тела.

Ответ: вода омывает тело, но не заменяет работу жабр. Именно жабры обеспечивают переход кислорода в кровь и удаление углекислого газа, поэтому их повреждение мешает дыханию.

Задача 3. Речной рак после линьки имеет мягкий покров и прячется. Объясните причину линьки, уязвимость животного в этот период и значение линьки для роста. В ответе нужно связать свойства покрова с увеличением размеров тела. Затем объясните, почему сразу после сбрасывания оболочки рак старается укрыться.

1. Установите причину: твёрдый хитиновый покров не растягивается, поэтому он ограничивает увеличение тела.
2. Объясните рост: рак сбрасывает старую оболочку, и под ней может увеличиваться тело, пока новый покров ещё мягкий.
3. Оцените опасность: мягкий покров хуже защищает от хищников и повреждений, поэтому укрытие снижает риск.

Ответ: линька нужна, чтобы рак мог расти, поскольку старый покров не увеличивается вместе с ним. После линьки животное уязвимо до затвердевания новой оболочки и потому прячется.

Типичные ошибки

Ошибка: считать головогрудь отдельной частью между головой и грудью. Так можно подумать, если воспринимать название буквально, но у рака голова и грудь объединены в один отдел. Проверьте себя: если речь идёт о головогруди, это не третий участок между двумя другими, а общий передний отдел тела.

Ошибка: путать конечности головогруди и брюшка. Их легко смешать, потому что конечности есть на обоих отделах, но расположение и функции у них различаются. Сначала найдите границу между отделами, затем определите, где прикреплена конечность: ходильные ноги находятся на головогруди, брюшные ножки — на брюшке.

Ошибка: думать, что панцирь растёт вместе с раком. Такое представление возникает из сравнения панциря с кожей, которая может растягиваться. Хитиновый покров твёрдый, поэтому рост сопровождается линькой. Проверка простая: если животное увеличивается в размерах, значит, оно должно периодически сбрасывать старую оболочку.

Ошибка: называть зелёные железы органами дыхания. Путаница возникает из-за того, что и дыхание, и выделение связаны с обменом веществ. Но газообмен у рака происходит в жабрах, а зелёные железы удаляют часть продуктов обмена. Чтобы проверить ответ, спросите себя, какой орган переносит кислород из воды в кровь: это жабры.

Связь с другими темами

Для изучения ракообразных пригодятся общие признаки членистоногих: членистые конечности, наружный скелет и особенности роста. Сравнение рака с другими группами животных помогает увидеть, как строение связано со средой обитания. Жабры и плавательные приспособления показывают, как организм приспосабливается к жизни в воде. Знание строения и размножения ракообразных поможет изучать разнообразие животных и их роль в водных экосистемах.

Что запомнить

• Ракообразные — класс членистоногих, большинство представителей которого обитает в воде.
• Тело речного рака разделено на головогрудь и брюшко.
• Тело и конечности покрыты хитиновым покровом.
• Рост сопровождается линькой.
• Основной орган дыхания речного рака — жабры.
• Зелёные железы выполняют выделительную функцию.
• Конечности ракообразных специализируются на передвижении, захвате пищи и других функциях.