Тип Членистоногие

Определения и обозначения

Тип Членистоногие — группа животных, которых объединяют членистые конечности и наружный скелет. Их тело обычно состоит из сегментов, соединённых в отделы, а конечности могут выполнять разные функции. По этим признакам рака, паука и бабочку относят к одному типу, хотя внешне они сильно различаются.

Хитиновый покров — наружный скелет членистоногих, содержащий хитин — прочное органическое вещество. Он защищает тело от повреждений и потери воды, а также служит местом прикрепления мышц. Поэтому животному легче сохранять форму и совершать движения.

Линька — периодическое сбрасывание старого покрова и образование нового. Она нужна потому, что твёрдый хитиновый покров не способен постоянно растягиваться вслед за телом. После линьки животное может увеличиться, но некоторое время остаётся уязвимым.

Смешанная полость тела — полость, в которой находится гемолимфа, то есть жидкость, выполняющая функции крови и частично тканевой жидкости. Она связана с незамкнутой кровеносной системой: сердце выталкивает гемолимфу не в замкнутые сосуды, а в полость тела. Там жидкость омывает органы и затем возвращается к сердцу.

Как это устроено

Тело членистоногих складывается из повторяющихся сегментов, но соседние сегменты могут объединяться в отделы. Такое объединение делает движения более согласованными и позволяет отделам специализироваться, например превращаться в голову, грудь или брюшко. Конечности также состоят из члеников, поэтому могут сгибаться и изменять функцию: служить ногами, клешнями, усиками или ротовыми органами.

Хитиновый покров одновременно защищает животное и поддерживает его тело, потому что выполняет роль наружного скелета. Он предохраняет от ударов, высыхания и проникновения вредных веществ, а мышцы прикрепляются к его внутренней поверхности. Но прочность имеет недостаток: покров почти не растягивается, поэтому непрерывный рост невозможен.

Рост происходит во время линьки, когда старый покров отделяется и сбрасывается. Под ним заранее формируется новый, сначала мягкий и складчатый, поэтому тело некоторое время может увеличиваться. Пока новый покров не затвердел, животное хуже защищено и старается укрываться или избегать врагов.

Незамкнутая кровеносная система устроена проще замкнутой: сердце проталкивает гемолимфу в полость тела, а не по сети сосудов, замыкающей круг кровообращения. В полости гемолимфа соприкасается с органами и переносит к ним питательные вещества, а затем собирается и возвращается к сердцу. Такое движение объясняет, почему полость тела называют смешанной.

Органы дыхания соответствуют условиям жизни. У ракообразных обычно есть жабры, извлекающие кислород из воды, у насекомых — трахеи, доставляющие воздух прямо к тканям, а у паукообразных встречаются лёгочные мешки и трахеи. Поэтому по органам дыхания можно предположить, в какой среде и каким способом живёт членистоногое.

Сравнение основных групп членистоногих

Таблицу удобно использовать для определения группы по нескольким признакам сразу. Сначала обратите внимание на число пар ног и наличие усиков, затем проверьте отделы тела и органы дыхания. Один признак может быть недостаточен, а их сочетание обычно даёт надёжный ответ.

Разбор задач

Задача 1

Назовите два признака, по которым речного рака относят к членистоногим. Нужно выбрать не случайные особенности рака, а признаки, общие для всего типа. Сравним строение животного с определением членистоногих.

1. Рассмотрим конечности рака: они состоят из отдельных члеников и потому являются членистыми.
2. Проверим покров: тело снаружи покрыто твёрдым хитиновым панцирем, который выполняет роль наружного скелета.

Ответ: речного рака относят к членистоногим по членистым конечностям и наружному хитиновому скелету.

Задача 2

Определите группу животного с четырьмя парами ходильных ног и без усиков. Для решения сопоставим оба признака с особенностями основных групп. Важно использовать их вместе, а не опираться только на число ног.

1. Четыре пары ходильных ног характерны для паукообразных.
2. Отсутствие усиков подтверждает этот вывод, потому что у паукообразных усиков нет, а у ракообразных и насекомых они обычно имеются.

Ответ: животное относится к паукообразным.

Задача 3

Объясните, почему рост членистоногого связан с линькой и чем опасен период сразу после неё. Нужно связать рост с твёрдостью покрова и учесть изменения защиты тела. Тогда причина и последствие становятся понятными.

1. Хитиновый покров почти не растягивается, поэтому он ограничивает увеличение тела.
2. При линьке старый покров сбрасывается, и животное получает возможность вырасти.
3. Новый покров сначала мягкий, поэтому тело хуже защищено от хищников и повреждений.

Ответ: линька необходима для роста, а сразу после неё членистоногое уязвимо, пока новый покров не затвердеет.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что у всех членистоногих одинаковые отделы тела и число конечностей. Её допускают, потому что сначала запоминают общий план строения, забывая о различиях групп. Проверьте себя по таблице: сравните ракообразных, паукообразных и насекомых по нескольким признакам.

Ошибка: путать наружный скелет с внутренним. Такое происходит, если слово «скелет» связывать только с костями позвоночных животных. Представьте, где находится опора: у членистоногих хитиновый покров расположен снаружи и к его внутренней стороне прикрепляются мышцы.

Ошибка: считать, что членистоногие растут непрерывно. Ошибка возникает при переносе этого представления на животных без жёсткого покрова. Проверьте ответ вопросом: может ли твёрдая оболочка постоянно увеличиваться вместе с телом? Если нет, нужен период линьки.

Ошибка: называть кровеносную систему замкнутой. Так думают, когда считают любую работу сердца замкнутым кровообращением. Вспомните путь гемолимфы: если она выходит из сосудов в полость тела, система является незамкнутой.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания о признаках животных, органах и системах органов, а также о приспособлениях к среде обитания. Сравнение членистоногих помогает изучать классификацию животных и их разнообразие на суше и в воде. Особенности насекомых и паукообразных пригодятся при разборе их роли в природе и значения для человека.

Что запомнить

• Членистоногие имеют членистые конечности и наружный хитиновый скелет.
• Тело многих членистоногих состоит из сегментов, объединённых в отделы.
• Жёсткий покров защищает тело, но ограничивает его рост.
• Рост членистоногих сопровождается линькой.
• Кровеносная система у членистоногих незамкнутая.
• Основные группы членистоногих — ракообразные, паукообразные и насекомые.
• Строение органов дыхания связано со средой обитания.