§ 13. Основные черты членистоногих

Определения и обозначения

Членистоногие — животные с сегментированным телом и парными членистыми конечностями. Сегменты — отдельные части тела, расположенные одна за другой, а членики — части конечности, подвижно соединённые между собой. Сочетание этих признаков помогает распознать группу и отличить её представителей от животных с другим строением.

Наружный скелет — плотный покров тела, образованный преимущественно хитином, прочным веществом. Он находится снаружи, а не внутри тела, как скелет позвоночных животных. Такой покров защищает членистоногое и служит опорой, к которой прикрепляются мышцы.

Тагмы — крупные отделы тела, которые образуются при объединении нескольких сегментов. Например, у насекомых выделяют голову, грудь и брюшко, а у многих паукообразных — головогрудь и брюшко. Объединение сегментов помогает отдельным частям тела выполнять разные задачи.

Линька — периодическая смена наружного скелета. Она необходима, потому что плотный покров не может растягиваться и увеличиваться вместе с телом. После сбрасывания старого скелета новый некоторое время остаётся мягким, а затем затвердевает.

Как это устроено

Тело членистоногого состоит из сегментов, однако границы между ними не всегда хорошо заметны. Причина в том, что в ходе развития некоторые соседние сегменты объединяются и образуют тагмы. В составе такого отдела сегменты могут специализироваться и работать совместно, поэтому тело становится удобнее для выполнения разных функций. Например, у насекомых голова связана с восприятием окружающего мира и питанием, а грудь несёт конечности.

Конечности членистоногих состоят из частей, соединённых подвижными сочленениями. Благодаря этому они могут сгибаться, а животное — двигаться более разнообразно, чем при помощи цельной негнущейся опоры. Форма и устройство конечностей меняются в зависимости от их задачи: одни помогают ходить, другие — плавать или захватывать пищу. Поэтому по конечностям можно судить и об образе жизни животного.

Наружный хитиновый скелет одновременно защищает тело и поддерживает его. Он создаёт прочную внешнюю оболочку, а прикреплённые к нему мышцы обеспечивают движение. Но прочность покрова имеет обратную сторону: он не растёт вместе с телом и не может просто растянуться, когда животное становится крупнее. Именно поэтому рост членистоногого связан со сменой наружного скелета.

При линьке животное сбрасывает старый наружный скелет и формирует новый. Сначала новый покров мягкий и не обеспечивает такую же надёжную защиту, как затвердевший. Затем он становится прочнее, и членистоногое может продолжать расти до следующей линьки. В этот промежуток животное особенно уязвимо для повреждений и нападения других животных.

План строения у членистоногих не одинаков: различаются число и состав тагм, а также количество конечностей. Это связано с принадлежностью животного к определённой группе и с тем, как оно живёт. Например, у разных представителей конечности могут быть приспособлены к передвижению по суше, плаванию или захвату пищи. Поэтому нельзя описать всех членистоногих одним набором одинаковых отделов и конечностей.

Основные черты строения членистоногих и их значение

Чтобы пользоваться таблицей, сначала найдите особенность, которую нужно объяснить, а затем сопоставьте её устройство с ролью для животного. Например, наружный скелет не только защищает тело, но и создаёт опору для мышц. Так удобно сравнивать признаки и не путать строение с его значением.

Разбор задач

Задача 1. Назовите два признака, по которым можно отнести животное к членистоногим. Нужно выбрать не случайные особенности внешнего вида, а признаки, характерные для всей группы. Проверим, как устроены тело и конечности животного. Если тело сегментировано, а конечности парные и членистые, это основные признаки членистоногих.

1. Сначала обратите внимание на тело: оно состоит из отдельных сегментов, хотя некоторые могут быть объединены в отделы. Это первый признак.

2. Затем рассмотрите конечности: у членистоногих они парные и состоят из подвижно соединённых члеников. Это второй признак.

3. Сопоставьте оба наблюдения, а не делайте вывод только по одному из них. Так ответ опирается на строение животного.

Ответ: сегментированное тело и парные членистые конечности.

Задача 2. Объясните, почему наружный скелет членистоногого одновременно полезен и ограничивает его рост. В условии нужно рассмотреть две стороны одного приспособления. Покров полезен, потому что защищает тело и поддерживает его, но его плотность мешает увеличиваться в размерах. Разберём отдельно пользу и ограничение, а затем свяжем их с ростом.

1. Определите расположение скелета: он находится снаружи и образует плотный покров. Поэтому он защищает тело.

2. Вспомните, что к наружному скелету прикрепляются мышцы. Значит, покров также служит опорой, необходимой для движения.

3. Плотный покров не растёт вместе с животным. Следовательно, он ограничивает увеличение тела, и для роста требуется линька.

Ответ: наружный скелет защищает тело и служит опорой для мышц, но сам не увеличивается, поэтому ограничивает рост до линьки.

Задача 3. У членистоногого после линьки покров мягкий. Объясните, почему в этот период животное особенно уязвимо. Здесь важно сравнить новый покров со старым, который успел затвердеть. Наружный скелет выполняет защитную роль, поэтому его состояние влияет на защищённость животного. Если покров ещё мягкий, он временно хуже справляется с этой задачей.

1. Установите, что произошло при линьке: старый покров сменился новым. Это необходимо для роста, но не означает, что новый скелет сразу стал прочным.

2. Учтите, что новый покров пока мягкий и ещё не затвердел. Поэтому он хуже защищает тело от повреждений.

3. Сделайте вывод о последствиях: в этот период животному труднее противостоять опасностям. Уязвимость сохраняется, пока покров не станет прочнее.

Ответ: новый покров после линьки ещё мягкий и временно хуже защищает тело, поэтому животное особенно уязвимо.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что у всех членистоногих одинаковое число сегментов и конечностей. Так можно ошибиться, если переносить особенности одной группы на всю группу животных. Строение зависит от принадлежности к классу и может меняться в ходе эволюции. Проверьте себя: не называйте количество конечностей без указания конкретного представителя.

Ошибка: называть наружный скелет позвоночником. Это смешивает внешний покров членистоногих с внутренним скелетом позвоночных. Наружный скелет располагается снаружи тела и выполняет защитную и опорную роли. Чтобы проверить себя, спросите: где находится этот покров — внутри тела или на его поверхности?

Ошибка: путать линьку с обычным ростом покрова. Такое представление возникает, если не учитывать, что плотный скелет не увеличивается вместе с телом. Линька — периодическая смена наружного скелета, необходимая для роста животного. Проверьте ответ: в нём должно быть упомянуто сбрасывание старого покрова.

Ошибка: считать, что все сегменты тела хорошо заметны и подвижны. Кажется, что сегменты должны всегда выглядеть как отдельные части, но некоторые объединяются в тагмы. Поэтому границы между ними могут быть неочевидны, а сам отдел работает как единое целое. Проверяя себя, различайте отдельный сегмент и крупный отдел тела.

Связь с другими темами

Для изучения членистоногих нужно знать, что такое беспозвоночные животные, симметрия тела и сегмент, а также понимать функции покровов и конечностей. Эти знания помогают увидеть, как отдельные части тела связаны с движением и защитой. Позже строение членистоногих пригодится при изучении ракообразных, паукообразных и насекомых. Сравнение с кольчатыми червями и моллюсками поможет заметить сходства и различия между группами беспозвоночных.

Что запомнить

• Членистоногие — группа беспозвоночных животных.
• Их тело состоит из сегментов, которые могут объединяться в крупные отделы.
• Парные конечности членистые и часто специализированы для разных функций.
• Наружный хитиновый скелет защищает тело и служит опорой для мышц.
• Наружный скелет не растёт вместе с животным.
• Для роста членистоногим необходима линька.
• Строение тела и конечностей различается у разных групп членистоногих.