18. Особенности строения и жизнедеятельности ракообразных

Определения и обозначения

Ракообразные — класс членистоногих, представители которого преимущественно обитают в воде. Для них характерны членистые конечности, две пары усиков и твёрдый наружный покров. У многих тело разделено на головогрудь и брюшко. Эти признаки помогают распознать ракообразных и понять, как устроено их тело.

Карапакс — твёрдый панцирь, прикрывающий головогрудь у многих ракообразных. Он защищает расположенные под ним органы от повреждений. Карапакс не следует путать со всем телом: например, у речного рака брюшко остаётся отдельным подвижным отделом. Такая защита особенно полезна животным, которые передвигаются по дну и могут столкнуться с препятствиями.

Двуветвистые конечности — конечности, каждая из которых имеет две ветви. У разных ракообразных их строение и назначение различаются: они могут помогать передвигаться, плавать или выполнять другие задачи. Такое устройство позволяет одной группе конечностей участвовать в нескольких действиях. При этом конечности ракообразных часто специализированы, поэтому не все они работают одинаково.

Линька — периодическое сбрасывание старого покрова. Она нужна потому, что твёрдая наружная оболочка не растёт вместе с телом и со временем становится тесной. После линьки животное увеличивается, пока новый покров не затвердеет. В это время ракообразное особенно уязвимо, поэтому обычно старается укрыться.

Как это устроено

У многих ракообразных тело состоит из головогруди и брюшка. Головогрудь получается, когда голова и грудь соединяются; на ней находятся органы чувств, ротовые части и многие конечности. Брюшко расположено позади и тоже несёт конечности, которые могут участвовать, например, в плавании. Такое разделение связывает расположение органов с их задачами: передняя часть помогает находить и принимать пищу, а конечности разных отделов обеспечивают движение и другие действия.

Снаружи тело покрыто хитиновым покровом — прочной оболочкой, которая защищает животное. Однако покров не растёт вместе с раком, поэтому постепенно начинает ограничивать увеличение тела. Во время линьки старый покров сбрасывается, а под ним уже сформирован новый, мягкий покров. Пока он не затвердел, рак уязвим и прячется; после затвердевания наружная оболочка снова защищает тело.

У ракообразных две пары усиков, которые служат органами чувств и помогают получать сведения об окружающей среде. Конечности устроены разнообразно: одни участвуют в ходьбе, другие захватывают или измельчают пищу, третьи помогают плавать. У некоторых видов конечности двуветвистые, то есть каждая имеет две ветви. Разделение функций полезно, потому что животному нужно одновременно передвигаться, искать пищу и взаимодействовать со средой.

У большинства водных ракообразных дыхание происходит с помощью жабр. У речного рака они находятся под панцирем, в жаберной полости, и связаны с основаниями конечностей. Вода омывает жабры, а через их тонкие стенки кислород поступает в организм и удаляется углекислый газ. Жабры подходят для водного образа жизни: они обеспечивают газообмен, пока животное находится в воде.

У речного рака пищеварительная система принимает и перерабатывает пищу, а ротовые органы и конечности помогают её захватить и измельчить. Кровеносная система переносит вещества по телу, а выделительная удаляет продукты обмена. Нервная система управляет работой организма и связана с органами чувств: глазами и усиками, воспринимающими сигналы среды. Вместе эти системы обеспечивают питание, движение, реакцию на опасность и поддержание жизнедеятельности.

Строение и жизнедеятельность ракообразных

Пользуйся таблицей, чтобы быстро сопоставить признак ракообразного с его строением и функцией. Например, усики — это органы чувств, а жабры связаны с дыханием. При ответе о конкретном животном уточняй, какие особенности относятся к большинству ракообразных, а какие — именно к речному раку.

Разбор задач

Задача 1. Рассмотрите схему речного рака и укажите, какие части тела образуют головогрудь и брюшко.

1. Сначала найдём передний отдел тела, на котором расположены глаза, усики и ротовые органы. У речного рака голова соединена с грудью, поэтому вместе они образуют головогрудь.
2. Затем определим задний отдел, который тянется за головогрудью. Это брюшко; на нём расположены небольшие конечности, а на конце — хвостовой плавник.
3. Проверим ответ по расположению конечностей: ходильные ноги прикреплены к головогруди, а конечности брюшка помогают, в частности, при плавании. Значит, нельзя называть головогрудь только головой или считать брюшко частью груди.

Ответ: головогрудь образована слившимися головой и грудью, брюшко — задний отдел тела.

Задача 2. Объясните, почему твёрдый панцирь не мешает росту рака и зачем ему нужна линька.

1. Вспомним, что панцирь — наружный хитиновый покров. Он защищает тело, но сам не увеличивается по мере роста животного.
2. Когда рак становится крупнее, старый покров начинает стеснять его. Поэтому животное сбрасывает его: этот процесс называется линькой.
3. После линьки тело может увеличиться, пока новый покров остаётся мягким. Рак прячется, потому что временно лишён твёрдой защиты; затем оболочка затвердевает.

Ответ: панцирь не растёт вместе с раком, поэтому для увеличения тела животное периодически сбрасывает его и формирует новый покров.

Задача 3. У ракообразного обнаружены две пары усиков и жабры. Определите, какие особенности строения это подтверждает, и объясните их значение.

1. Сначала выделим признаки: наличие двух пар усиков характерно для ракообразных, а жабры — органы дыхания большинства водных представителей этого класса.
2. Затем свяжем органы с функциями. Усики воспринимают сигналы окружающей среды, например прикосновения и химические вещества; они не служат органами дыхания.
3. Жабры обеспечивают газообмен с водой: кислород поступает в организм, а углекислый газ удаляется. Совокупность признаков подтверждает приспособленность животного к водной среде.

Ответ: две пары усиков — характерный признак ракообразных и органы чувств; жабры указывают на дыхание в воде.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что панцирь растёт вместе с раком. Так можно подумать, потому что покров всё время находится снаружи и кажется частью тела, но он не увеличивается; проверь себя вопросом, зачем происходит линька. Сбрасывание старого покрова как раз позволяет животному вырасти.

Не называй головогрудь отдельной головой. Название может сбивать с толку, но у многих ракообразных голова и грудь соединены; проверь, где находятся органы чувств и ходильные конечности. Если они расположены на общем переднем отделе, это головогрудь.

Неверно считать, что все конечности выполняют одну функцию. Их внешнее сходство не означает одинакового назначения: одни служат для ходьбы, другие — для захвата пищи или плавания. Проверяй себя, соотнося каждую конечность с её расположением и действием.

Усики — не органы дыхания. Ошибка возникает из-за того, что усики заметны и находятся рядом с головой, но они воспринимают сигналы среды. У большинства водных ракообразных газообмен происходит в жабрах, поэтому проверяй, какой орган выполняет именно дыхательную функцию.

Связь с другими темами

Для изучения ракообразных нужны общие признаки членистоногих: членистые конечности и наружный покров. По этим признакам можно сравнивать разные группы, а затем находить их отличия: у ракообразных две пары усиков, у насекомых — одна, у паукообразных усиков нет. Такие сравнения помогают понять, как строение связано с образом жизни.

Знание органов и функций ракообразных пригодится при изучении водных экосистем. Ракообразные могут быть пищей для других животных и сами участвуют в питании организмов, поэтому входят в пищевые цепи. Понимание их роли помогает объяснять связи между обитателями водоёмов.

Что запомнить

• Ракообразные относятся к членистоногим.
• У многих ракообразных тело состоит из головогруди и брюшка.
• Для ракообразных характерны две пары усиков.
• Конечности ракообразных могут выполнять разные функции.
• У большинства водных ракообразных органы дыхания — жабры.
• Рост ракообразных сопровождается линькой.