§ 23. Класс Ракообразные (Crustacea)

Определения и обозначения

Ракообразные — класс членистоногих, представители которого имеют сегментированное тело, членистые конечности и наружный покров. Их объединяют не по размеру или месту обитания, а по общим признакам строения. Это помогает понять, почему к одной группе относят и крупного рака, и крошечную дафнию.

Головогрудь — часть тела, образованная слиянием головы и груди. На ней расположены органы чувств и ротовые части, а также конечности, участвующие в движении и захвате пищи. По головогруди можно определить, что эти отделы у животного не разделены заметной границей.

Хитиновый покров — наружная прочная оболочка тела ракообразного. Она защищает животное и служит опорой, к которой прикрепляются мышцы. Поскольку покров находится снаружи, он работает как внешний скелет, а не как внутренние кости.

Линька — периодическая смена старого наружного покрова на новый. Она нужна, потому что твёрдая оболочка не может растягиваться вслед за растущим телом. После сбрасывания старого покрова животное увеличивается, пока новый не затвердел.

Как это устроено

Тело ракообразных состоит из сегментов, но его отделы не всегда выглядят одинаково отчётливо. У речного рака голова и грудь слились в головогрудь, а брюшко хорошо заметно и подвижно. Такое соединение создаёт прочную переднюю часть тела, где сосредоточены органы чувств и многие конечности. У других видов пропорции и границы отделов могут быть иными, что связано с их образом жизни.

Конечности ракообразных устроены по-разному, потому что каждой из них может быть полезна своя задача. У речного рака одни конечности помогают ходить, другие несут клешни и захватывают пищу, а небольшие придатки у головы служат органами осязания. У планктонных видов конечности помогают плавать и перемещать воду с пищевыми частицами. Разделение функций делает движения и добывание пищи более эффективными.

Хитиновая оболочка защищает тело от повреждений и поддерживает его форму. Изнутри к ней прикрепляются мышцы, поэтому при их сокращении конечности и части тела двигаются. Однако прочность покрова имеет ограничение: он почти не растягивается, когда животное становится крупнее. Значит, без периодической смены оболочки дальнейший рост оказался бы невозможен.

Линька позволяет ракообразному сбросить тесный старый покров и освободить место для роста. Под старой оболочкой заранее формируется новая, но сначала она мягкая и не обеспечивает прежней защиты. В это время животное особенно уязвимо, поэтому ему важно укрыться. Позднее новый покров твердеет, и снова начинает защищать тело.

Жабры извлекают кислород, растворённый в воде, поэтому подходят животным, постоянно или преимущественно живущим в водной среде. У речного рака они расположены под панцирем по бокам головогруди, где сохраняются влажными и защищёнными. Рак перемещает воду у жабр, благодаря чему газообмен продолжается. Разнообразие ракообразных связано и с тем, что одни виды ползают по дну, а другие плавают в толще воды: это отражается на форме тела и устройстве конечностей.

Сравнение представителей класса Ракообразные

Сравнивайте животных по одной строке за раз: так легче увидеть, какие особенности совпадают, а какие различаются. Учитывайте, что таблица показывает типичные признаки, а конкретные виды могут отличаться.

Связывайте строение со средой и движением: например, плавательные конечности помогают мелким формам держаться в толще воды. Сравнение не означает, что все представители группы устроены одинаково.

Разбор задач

Задача 1

Назовите отделы тела речного рака и укажите, какие из них образуют головогрудь. Чтобы ответить, сначала представьте внешний план тела, а затем определите, где соединены голова и грудь. Не принимайте брюшко за часть головогруди.

1. Найдите переднюю часть тела, на которой расположены глаза, усики и ротовые части.
2. Проследите, где находятся ходильные ноги: они прикреплены к области груди.
3. У речного рака голова и грудь слиты, поэтому вместе образуют головогрудь.
4. Позади головогруди расположено отдельное подвижное брюшко.

Ответ: тело речного рака состоит из головогруди и брюшка. Голову и грудь объединяет головогрудь.

Задача 2

Объясните, почему ракообразное не может непрерывно увеличиваться в размерах, и опишите роль линьки. Важно связать функцию наружного покрова с его свойством. Если оболочка твёрдая и не растягивается, рост тела ограничен.

1. Хитиновый покров расположен снаружи и защищает тело, а также служит опорой для мышц.
2. По мере роста тело увеличивается, но старый покров не может растянуться достаточно сильно.
3. Ракообразное сбрасывает старую оболочку — происходит линька.
4. Под старой оболочкой уже есть новая; после линьки она твердеет, а животное получает возможность вырасти.

Ответ: непрерывный рост ограничивает твёрдый покров. Линька позволяет заменить тесную оболочку и продолжить увеличение тела.

Задача 3

Сравните речного рака и дафнию по среде обитания, строению тела и способу передвижения; объясните, как различия связаны с образом жизни. Не ограничивайтесь перечнем признаков: после каждого сравнения подумайте, какую пользу оно приносит. Это поможет показать связь строения с условиями жизни.

1. Речной рак живёт в пресной воде и обычно передвигается по дну; дафния обитает в пресной воде, но плавает в толще воды.
2. У рака заметны головогрудь и развитое брюшко; дафния очень мала, её тело заключено в панцирь.
3. Ходильные ноги помогают раку перемещаться по дну, а клешни — захватывать пищу.
4. Плавательные конечности дафнии помогают ей двигаться в воде и удерживаться среди планктона.

Ответ: оба животных обитают в пресной воде, но занимают разные места и передвигаются по-разному. Строение конечностей рака подходит для жизни у дна, а дафнии — для плавания в толще воды.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что у всех ракообразных тело разделено на три отчётливых отдела — голову, грудь и брюшко. Так думают, потому что знакомая схема членистоногих кажется одинаковой для всех представителей. Проверьте себя: у речного рака голова и грудь слиты и образуют головогрудь, а у других видов внешнее разделение может выглядеть иначе.

Ошибка: путать наружный хитиновый покров с внутренним скелетом. Его называют скелетом из-за опорной функции, но он находится снаружи тела и к нему прикрепляются мышцы. Чтобы проверить себя, вспомните, что ракообразное сбрасывает именно внешнюю оболочку во время линьки.

Ошибка: полагать, что линька нужна только для обновления покрова. Это объяснение неполное: старая оболочка ещё и мешает животному увеличиваться в размерах. Проверка простая: свяжите линьку с ростом — без сбрасывания тесного покрова тело не могло бы продолжать увеличиваться.

Ошибка: считать всех ракообразных крупными донными животными. Такое представление возникает, если судить только по раку или крабу, которых легко заметить. Вспомните дафний и циклопов: они мелкие и плавают в толще воды, поэтому класс включает разные формы жизни.

Связь с другими темами

Перед изучением ракообразных нужно знать общие признаки членистоногих: наружный покров, членистые конечности и сегментированное тело. Это позволит отличить общие черты группы от особенностей, характерных для ракообразных. Например, голова и грудь у многих из них объединены в головогрудь.

Знание строения ракообразных помогает сравнивать классы членистоногих и выяснять, как животные приспосабливаются к воде. Сопоставляя форму тела, конечности и органы дыхания, можно объяснить, почему одни виды живут на дне, а другие плавают среди планктона. Так строение становится ключом к пониманию образа жизни.

Что запомнить

• Ракообразные относятся к членистоногим.
• У многих ракообразных голова и грудь образуют головогрудь.
• Конечности ракообразных выполняют разные функции.
• Наружный хитиновый покров защищает тело и ограничивает его рост.
• Рост ракообразных связан с линькой.
• Типичные органы дыхания ракообразных — жабры.
• Ракообразные отличаются по размерам, строению и образу жизни.