Тип Членистоногие

Определения и обозначения

Тип Членистоногие — крупнейшая по числу видов группа животных. Её представители имеют двустороннюю симметрию, разделённое на отделы тело, наружный скелет и конечности из подвижно соединённых частей. Эти общие признаки позволяют объединить животных, которые могут сильно отличаться образом жизни и внешним видом.

Хитиновый покров — наружный скелет членистоногого, образованный прочным веществом хитином. Он закрывает и защищает тело, а также поддерживает его форму и служит местом прикрепления мышц. Однако покров не увеличивается вместе с животным, поэтому он одновременно помогает телу и ограничивает его рост.

Членистые конечности — конечности, состоящие из отдельных частей, соединённых подвижными суставами. Благодаря этому конечность может сгибаться и двигаться в разных направлениях. У разных членистоногих она приспособлена к ходьбе, плаванию, захвату пищи или выполнению других задач.

Линька — периодическая смена старого наружного покрова. Она необходима потому, что твёрдый хитиновый скелет не растёт вместе с телом. После сбрасывания старого покрова животное увеличивается, а затем его новый покров постепенно становится прочным.

Как это устроено

Двусторонняя симметрия означает, что тело можно условно разделить на похожие правую и левую половины. При таком строении животному удобно двигаться в определённом направлении: передний конец тела первым встречает пищу, препятствия и сигналы из окружающей среды. Разделение тела на отделы позволяет разным частям специализироваться. Например, одни отделы участвуют в питании, другие — в передвижении или размещении органов.

Хитиновый скелет находится снаружи, поэтому он закрывает мягкие внутренние ткани от повреждений и поддерживает тело. К нему прикрепляются мышцы, которые двигают конечности. Но прочная оболочка не может растягиваться без ограничений, и растущему животному она становится тесна. Во время линьки старый покров сбрасывается, тело увеличивается, а новый покров сначала остаётся мягким и позже затвердевает.

Каждая членистая конечность состоит из отдельных частей, соединённых подвижно, поэтому она может сгибаться. Изменение формы и числа частей помогает приспособить конечности к разной работе. Одни служат ногами для ходьбы, другие помогают плавать или удерживать добычу. Такое устройство позволяет выполнять несколько задач, не меняя общего плана строения конечностей.

Группы членистоногих различают по сочетанию признаков тела, дыхания и органов чувств. У ракообразных обычно есть головогрудь, брюшко и две пары усиков; большинство дышит жабрами. У паукообразных тело состоит из головогруди и брюшка, усиков нет, а ходильных ног обычно четыре пары. У насекомых выделяют голову, грудь и брюшко, на голове находятся усики, а на груди — три пары ног; дышат они трахеями.

Членистоногие освоили воду и сушу, потому что их строение может соответствовать разным условиям. В воде, например, ракообразные используют жабры, а конечности могут помогать передвигаться и плавать. На суше важны органы дыхания, позволяющие получать кислород из воздуха, а также конечности для ходьбы или прыжков. Разнообразие конечностей помогает искать пищу и перемещаться, а различия в дыхании поддерживают жизнь в разных средах.

Сравнение основных групп членистоногих

Чтобы определить группу, сначала сравните число ног и наличие усиков, а затем проверьте отделы тела и дыхание. В таблице указаны типичные признаки, поэтому для подсчёта ног важно смотреть на ходильные пары, а не на все придатки животного. У разных представителей внутри группы возможны особенности.

Разбор задач

Задача 1. Тело животного разделено на головогрудь и брюшко, у него четыре пары ходильных ног, усиков нет. Нужно определить группу членистоногих. Сравним описание с признаками трёх основных групп и проверим, совпадают ли сразу несколько признаков.

1. Головогрудь и брюшко встречаются у паукообразных и многих ракообразных, поэтому одного этого признака недостаточно.
2. Четыре пары ходильных ног характерны для паукообразных, а у речного рака обычно пять пар.
3. Отсутствие усиков также соответствует паукообразным; у ракообразных и насекомых усики есть.

Ответ: животное относится к паукообразным. Решение надёжно, потому что совпали сразу два отличительных признака: четыре пары ног и отсутствие усиков.

Задача 2. Сравните речного рака, паука и жука по числу пар ходильных ног, наличию усиков и органам дыхания. Чтобы не перепутать признаки, заполним сравнительную строку для каждого животного и отдельно проверим, что усики не считаются ногами.

1. У речного рака пять пар ходильных ног, две пары усиков, дыхание жабрами.
2. У паука четыре пары ходильных ног, усиков нет; он дышит лёгочными мешками и/или трахеями.
3. У жука три пары ходильных ног, одна пара усиков, дыхание трахеями.

Ответ: рак — 5 пар, усики есть, жабры; паук — 4 пары, усиков нет, лёгочные мешки и/или трахеи; жук — 3 пары, усики есть, трахеи. Сопоставление нескольких признаков помогает различать группы, даже если отдельная особенность кажется похожей.

Задача 3. Почему насекомое не может непрерывно увеличиваться в размерах и что происходит с его телом во время линьки? Для ответа нужно связать рост животного с устройством его наружного скелета. Рассмотрим, что мешает телу расти постоянно.

1. Наружный хитиновый покров прочный и не растёт вместе с телом, поэтому он начинает стеснять увеличивающееся насекомое.
2. Во время линьки старый покров сбрасывается, и тело может увеличиться, пока новый покров остаётся мягким.
3. Затем новый покров затвердевает и снова защищает тело, но на время ограничивает дальнейший рост.

Ответ: насекомое не растёт непрерывно из-за твёрдого наружного скелета. Линька освобождает тело от старой оболочки и даёт ему возможность увеличиться.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что у всех членистоногих одинаковое число отделов тела. Её допускают, если запоминают только один знакомый пример и переносят его признаки на весь тип. Проверьте себя: у насекомых выделяют голову, грудь и брюшко, а у паукообразных — головогрудь и брюшко.

Ошибка — путать число ходильных ног паукообразных и насекомых. Пауков нередко сравнивают с насекомыми из-за их небольшого размера, но у пауков обычно четыре пары ног, а у насекомых — три. Для проверки посчитайте пары ног, прикреплённые к телу, а не усики или другие придатки.

Ошибка — считать усики органами дыхания. Усики относятся к органам чувств: с их помощью животные воспринимают сигналы из окружающей среды, а дыхание обеспечивают жабры, трахеи или лёгочные мешки. Чтобы проверить себя, спросите, какой признак описывает усик: восприятие или получение кислорода.

Ошибка — думать, что линяют только насекомые. Это представление возникает, потому что линьку часто связывают с хорошо знакомыми насекомыми, но наружный покров сбрасывают и другие членистоногие. Проверяйте, есть ли у животного твёрдый наружный скелет: его смена нужна для роста не только насекомым.

Связь с другими темами

Перед изучением членистоногих полезно знать общие признаки животных, понятие двусторонней симметрии, а также различие между наружным скелетом и внутренними органами. Представление об основных системах органов поможет понять, почему разные животные дышат жабрами, трахеями или лёгочными мешками. Позже эти знания пригодятся при изучении классов членистоногих, их приспособлений к среде, роли в природе и значения для человека.

Что запомнить

• У членистоногих тело имеет двустороннюю симметрию.
• Конечности членистоногих состоят из подвижно соединённых члеников.
• Наружный хитиновый покров защищает и поддерживает тело.
• Рост членистоногих сопровождается линькой.
• К основным группам членистоногих относятся ракообразные, паукообразные и насекомые.
• У насекомых три пары ходильных ног, у паукообразных — обычно четыре.
• Строение органов дыхания и конечностей связано со средой обитания и образом жизни.