Класс Ракообразные

Определения и обозначения

Ракообразные — класс членистоногих, для представителей которого характерны членистое тело и конечности, а также твёрдый наружный покров. Большинство видов живёт в морях и пресных водоёмах, некоторые обитают на суше, обычно во влажных местах. Такое разнообразие показывает, что признаки класса помогают животным приспосабливаться к разным условиям.

Головогрудь — отдел тела, образованный слиянием головы и груди. На ней расположены органы чувств, ротовые части и многие конечности; у речного рака головогрудь прикрыта панцирем. Это объединение отделов защищает важные органы и создаёт место для прикрепления конечностей.

Жабры — органы дыхания, в которых происходит газообмен между организмом и водой. Вода омывает жабры, кислород из неё поступает в тело, а углекислый газ выходит наружу. Благодаря жабрам большинство ракообразных может получать кислород, растворённый в воде.

Линька — периодическое сбрасывание старого наружного покрова. Поскольку твёрдый покров не увеличивается вместе с телом, он становится тесным и мешает дальнейшему росту. После линьки животное увеличивается, а новый покров со временем твердеет и снова начинает защищать тело.

Как это устроено

Тело ракообразного состоит из члеников — повторяющихся участков, соединённых подвижно. Обычно членики собраны в два крупных отдела: головогрудь и брюшко, но степень их развития у разных видов различается. Например, у речного рака заметны широкое брюшко и мощная головогрудь, а у краба брюшко укорочено и прижато к нижней стороне тела. Такое различие связано с образом жизни и способом передвижения животного.

Конечности ракообразных тоже состоят из члеников, поэтому могут сгибаться и выполнять различные движения. В ходе приспособления к разным задачам одни конечности стали ходильными, другие превратились в клешни для захвата пищи и защиты. У некоторых видов отдельные конечности участвуют в плавании или помогают создавать движение воды возле жабр. Такое разделение функций позволяет животному одновременно передвигаться, питаться и защищаться.

Жабры обычно расположены под защитой панциря, где сохраняется доступ воды. Когда ракообразное двигает конечностями или частями ротового аппарата, вода проходит возле жабр и омывает их тонкую поверхность. Растворённый кислород переходит из воды в организм, а углекислый газ движется в обратном направлении. Такой способ дыхания эффективен в водной среде, поэтому он характерен для большинства представителей класса.

Ориентироваться ракообразным помогают органы чувств: глаза, усики и чувствительные волоски на поверхности тела. Глаза позволяют замечать предметы и движение, а усики воспринимают прикосновения и изменения окружающей среды. Разные сигналы помогают находить пищу, узнавать препятствия и вовремя реагировать на опасность. У некоторых видов зрение особенно важно, а у других большую роль играют осязание и химические ощущения.

Ракообразные размножаются половым путём, а развитие молодых особей у разных видов протекает неодинаково. При развитии с превращением из яйца выходит личинка, которая отличается от взрослого животного строением и образом жизни; по мере роста она меняется. При развитии без личиночной стадии из яйца появляется молодая особь, похожая на взрослую, хотя и меньшая по размеру. Эти варианты развития помогают понять, как жизненный цикл связан с образом жизни вида.

Особенности строения ракообразных и их функции

Таблица связывает особенности строения с тем, какую задачу выполняет каждая часть тела или система. Сравнивая строки, можно увидеть, что один организм использует разные приспособления для питания, движения и дыхания. У конкретных видов строение может отличаться, поэтому таблица показывает общие особенности класса.

Разбор задач

Задача 1. Укажите, какие отделы тела различимы у речного рака и какие из них образуют головогрудь. Чтобы ответить, нужно сначала описать внешнее деление тела, а затем вспомнить, из каких частей возникла головогрудь. Не следует считать её третьим отделом наравне с головой и грудью.

1. Рассмотрим тело речного рака: у него различимы головогрудь и брюшко.
2. Вспомним, что головогрудь образовалась при слиянии головы и груди.
3. Соотнесём отделы с органами: на головогруди находятся органы чувств, ротовые части и ходильные конечности, а брюшко состоит из подвижных члеников.

Ответ. У речного рака различимы головогрудь и брюшко. Головогрудь образована слившимися головой и грудью. На ней расположены органы чувств, ротовые части и многие конечности.

Задача 2. У рака клешни служат для захвата пищи и защиты, а другие конечности — для передвижения. Объясните, почему конечности одного животного выполняют разные функции. Важно связать различия не только с назначением, но и со строением конечностей. Тогда станет ясно, почему все они не являются одинаковыми ногами.

1. Установим общее свойство конечностей: они членистые и способны совершать движения.
2. Сравним их форму: клешни имеют части, подходящие для захвата, а ходильные конечности приспособлены для опоры и перемещения.
3. Сделаем вывод: конечности специализировались, потому что разные задачи требуют разных движений и форм.

Ответ. Членистое строение позволяет изменять форму и движения конечностей. Поэтому одни из них превратились в клешни для захвата пищи и защиты, а другие служат для ходьбы. Разделение функций помогает раку эффективнее жить.

Задача 3. Ракообразное выросло, но его твёрдый покров не увеличился. Объясните, как животное может продолжить рост и почему в этот период оно уязвимо. Для решения нужно учитывать, что наружный покров защищает тело, но не растёт непрерывно. Затем проследим, что происходит при его смене.

1. Пока покров твёрдый, он ограничивает увеличение тела и со временем становится тесным.
2. Животное сбрасывает старый покров; после этого тело может увеличиться, а новый покров постепенно формируется и твердеет.
3. Пока новый покров не затвердел, защита слабее, поэтому животное уязвимее для хищников и повреждений.

Ответ. Ракообразное продолжает расти благодаря линьке: оно сбрасывает старый покров и увеличивается, пока новый ещё мягкий. В этот период животное хуже защищено. После затвердевания нового покрова защита восстанавливается.

Типичные ошибки

Ошибка — считать головогрудь самостоятельным отделом, отдельным от головы и груди. Так думают, потому что у взрослого рака снаружи видна единая часть тела, а не два исходных отдела. Проверь себя: головогрудь именно образована слиянием головы и груди.

Ошибка — называть все конечности ракообразного ногами для ходьбы. Такое представление возникает из-за того, что некоторые конечности действительно помогают передвигаться. Чтобы проверить себя, спроси, какую задачу выполняет каждая пара: конечности могут захватывать пищу, защищать или участвовать в других процессах.

Ошибка — считать линьку постепенным растяжением панциря. Это кажется возможным, если забыть, что твёрдый наружный покров не растёт вместе с телом. Проверь объяснение по последовательности: старый покров сбрасывается, тело увеличивается, затем новый покров твердеет.

Ошибка — утверждать, что все ракообразные живут только в море. Большинство действительно связано с водой, поэтому легко не заметить исключения. Проверь себя, вспомнив пресноводных раков и наземных мокриц, которые обычно обитают во влажных местах.

Связь с другими темами

Перед изучением ракообразных полезно знать общий план строения членистоногих: членистое тело, наружный покров и конечности. Эти признаки помогают понять, какие черты объединяют класс с другими членистоногими. На их основе удобно сравнивать строение разных групп.

Знание строения ракообразных пригодится при сравнении классов членистоногих и изучении приспособлений животных к среде обитания. Различия в конечностях, отделах тела и органах дыхания связаны с тем, как животное передвигается и добывает пищу. Сравнение помогает объяснить, почему представители одной большой группы выглядят неодинаково.

Понятия о жабрах и линьке встречаются и при изучении более общих биологических процессов. Жабры помогают разобраться в дыхании животных, а линька показывает связь между наружным покровом и ростом организма. Эти знания пригодятся при рассмотрении других способов дыхания и развития животных.

Что запомнить

• Тело ракообразных обычно разделено на головогрудь и брюшко.
• Тело и конечности ракообразных имеют членистое строение.
• Конечности могут быть приспособлены к разным функциям.
• Большинство ракообразных дышит жабрами.
• Твёрдый наружный покров защищает тело, но ограничивает его рост.
• Рост ракообразных сопровождается линьками.