Тип Членистоногие

Определения и обозначения

Тип Членистоногие — группа беспозвоночных животных, к которой относятся ракообразные, паукообразные, насекомые и многоножки. Их объединяют сегментированное тело, членистые конечности и наружный покров с хитином. Эти общие признаки помогают распознавать группу, хотя её представители сильно различаются.

Хитиновый покров — наружная оболочка тела, содержащая хитин, прочное органическое вещество. Она защищает животное от повреждений и потери воды, а также поддерживает форму тела. Однако покров не может непрерывно растягиваться вместе с растущим животным.

Линька — периодическая смена старого наружного покрова. Животное сбрасывает ставшую тесной оболочку, и некоторое время его тело увеличивается, пока новый покров не затвердеет. Поэтому линька необходима для роста.

Членистые конечности — придатки тела, состоящие из подвижно соединённых частей. С их помощью животное ходит, плавает, захватывает пищу или выполняет другие действия. Различия конечностей позволяют приспосабливаться к разным условиям жизни.

Как это устроено

Тело членистоногого состоит из отдельных участков — сегментов, но они не всегда остаются одинаковыми и самостоятельными. Сегменты могут объединяться в более крупные отделы, например голову, грудь и брюшко у многих насекомых или головогрудь и брюшко у пауков и раков. Такое объединение помогает частям тела специализироваться: одни отвечают за восприятие и питание, другие — за движение или работу внутренних органов. Поэтому разные группы могут иметь разный план тела, сохраняя общие признаки типа.

Наружный хитиновый покров работает как защита и опора: он закрывает мягкие внутренние части и помогает сохранять форму тела. Для животных на суше он также уменьшает потерю воды, что особенно важно в сухом воздухе. Но прочная оболочка не увеличивается равномерно вместе с телом. Если бы покров оставался на месте, он сдавливал бы растущее животное, поэтому рост требует его периодической смены.

Перед линькой под старым покровом формируется новый, а прежняя оболочка отделяется от тела и раскрывается. Животное выходит из неё, затем некоторое время остаётся с мягким покровом, который постепенно твердеет. В этот период оно хуже защищено и может стать добычей хищника или получить повреждение. Поэтому линька необходима для увеличения размеров, но связана с риском.

Конечности членистоногих состоят из подвижных члеников, а их число и форма зависят от группы. Усики помогают ощупывать предметы и воспринимать сигналы, а ротовые органы могут быть приспособлены к разным способам питания. Например, конечности могут служить для ходьбы, плавания или захвата пищи, а ротовые органы — для её измельчения или прокалывания. Такое разнообразие возникает потому, что животным нужно добывать разную пищу и передвигаться в разных условиях.

У водных ракообразных газообмен обычно происходит с помощью жабр, через которые кислород поступает из воды. У насекомых воздух проходит по разветвлённым трубочкам — трахеям, а у паукообразных могут быть трахеи или лёгочные мешки. Эти органы связаны со средой обитания и способом поступления кислорода. Кровеносная система у членистоногих незамкнутая: жидкость движется по сосудам и полостям тела, омывая органы.

Сравнение основных групп членистоногих

Сравнивайте группы по строкам таблицы: сначала найдите нужный признак, затем проследите, как он представлен у каждого животного. Отдельные виды могут иметь особенности, поэтому таблица показывает характерные признаки групп, а не абсолютно каждое исключение. Особенно полезно сопоставлять среду обитания, ноги и органы дыхания.

Разбор задач

Задача 1. У животного четыре пары ходильных ног, усиков нет, тело состоит из головогруди и брюшка. Определите группу членистоногих.

1. Сначала отмечаем число пар ног: их четыре, то есть восемь ног.
2. Затем проверяем наличие усиков: у описанного животного их нет.
3. Сопоставляем признаки: у паукообразных четыре пары ходильных ног, усики отсутствуют, тело обычно разделено на головогрудь и брюшко.

Ответ: животное относится к паукообразным. Здесь важна совокупность признаков, а не один признак по отдельности.

Задача 2. Объясните, почему увеличение размеров тела членистоногого связано с линькой.

1. Наружный покров содержит хитин и достаточно прочен, чтобы защищать тело.
2. Такая оболочка не растёт непрерывно и не может постоянно увеличиваться вместе с животным.
3. Когда тело становится больше, старый покров приходится сбросить; после этого новый покров постепенно затвердевает.

Ответ: линька позволяет членистоногому расти, потому что прежний покров ограничивает увеличение размеров. Пока новая оболочка мягкая, животное уязвимо.

Задача 3. Сравните речного рака и майского жука по строению тела, конечностям и органам дыхания. Объясните, как эти различия связаны со средой обитания.

1. У рака тело разделено на головогрудь и брюшко, а у жука — на голову, грудь и брюшко.
2. У рака несколько пар конечностей, приспособленных к ходьбе, плаванию и захвату пищи; у жука три пары ног, а грудь несёт крылья.
3. Рак дышит жабрами, которые получают кислород из воды, а жук — трахеями, по которым воздух поступает к тканям.
4. Соотносим строение со средой: признаки рака подходят для жизни в воде, а ноги, крылья и трахеи жука — для наземной жизни и полёта.

Ответ: строение рака связано преимущественно с водной средой, а строение майского жука — с наземной. Различия в конечностях и дыхании помогают каждому животному жить в своей среде.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что у всех членистоногих одинаковое число ног. Так можно подумать, если запомнить только один знакомый пример, например насекомое. Проверьте себя: у насекомых три пары ходильных ног, у паукообразных четыре, а у многоножек ног много.

Ошибка — называть пауков насекомыми. Пауки маленькие и часто встречаются рядом с насекомыми, поэтому группы легко спутать по внешнему виду. Сравните число ног и усики: у паука четыре пары ног и нет усиков, у насекомого три пары ног и одна пара усиков.

Ошибка — думать, что хитиновый покров растёт вместе с животным. Покров кажется частью тела и поэтому может выглядеть как оболочка, которая постепенно увеличивается. Вспомните, что для роста животное сбрасывает старый покров и образует новый: это и есть линька.

Ошибка — считать, что все членистоногие дышат жабрами. Жабры характерны прежде всего для водных ракообразных, но членистоногие освоили и сушу. Проверьте, связаны ли органы дыхания со средой: у насекомых работают трахеи, а у паукообразных бывают трахеи и лёгочные мешки.

Связь с другими темами

Для понимания членистоногих пригодятся знания о животной клетке, тканях, системах органов и беспозвоночных животных. Позже сравнение их групп поможет разобраться в строении ракообразных, паукообразных и насекомых, а также понять их роль в природе. Связь строения со средой обитания объясняет, как животные приспосабливаются к условиям жизни и взаимодействуют с человеком.

Что запомнить

• Членистоногие — животные с сегментированным телом и членистыми конечностями.
• Тело многих членистоногих разделено на отделы.
• Наружный покров содержит хитин и защищает тело.
• Для роста членистоногим необходимо линять.
• Строение конечностей и ротовых органов связано с образом жизни.
• Членистоногие освоили водную и наземную среды.
• Разные группы членистоногих различаются строением тела, конечностями и органами дыхания.