§ 10. Общая характеристика типа Членистоногие

Определения и обозначения

Членистоногие — тип животных, представители которого имеют членистые конечности и наружный скелет. Членики — это отдельные части тела или конечности, соединённые подвижно. Общность этих признаков позволяет отнести рака, паука и насекомое к одной большой группе, хотя они выглядят по-разному и живут в разных условиях.

Хитиновый покров — наружная оболочка тела членистоногого, содержащая прочное вещество хитин. Она закрывает тело от повреждений и помогает ему сохранять форму. Такой покров работает как наружная опора: к его внутренней стороне прикрепляются мышцы, поэтому животное может двигать конечностями и частями тела.

Линька — периодическая смена старого наружного покрова на новый. Прежняя оболочка не растягивается достаточно, чтобы тело могло непрерывно увеличиваться. После линьки новый покров некоторое время мягкий, и животное растёт; затем оболочка твердеет и снова начинает ограничивать увеличение размеров.

Смешанная полость тела — пространство, в котором циркулирует гемолимфа, жидкость, выполняющая функции внутренней среды организма. У членистоногих кровеносная система незамкнутая: гемолимфа проходит по сосудам, а затем выходит в полости тела и омывает органы. Поэтому смешанная полость связывает движение жидкости по сосудам с её циркуляцией вокруг органов.

Как это устроено

Тело и конечности членистоногих состоят из отдельных члеников, поэтому их можно сгибать и двигать. Это помогает животному ходить, плавать, хватать пищу или выполнять другие действия. У многих видов членики тела объединяются в отделы: например, одни части могут участвовать в питании, а другие — в передвижении и восприятии окружающего мира. Такое разделение позволяет разным участкам тела специализироваться на своих задачах.

Наружный хитиновый покров одновременно защищает тело и служит ему опорой, но сам не увеличивается вслед за животным. Если бы оболочка оставалась прежней, растущее тело оказалось бы в слишком тесном «панцире». Поэтому членистоногое сбрасывает старый покров во время линьки. Пока новая оболочка мягкая, тело может увеличиться, а после её затвердевания животное вновь получает надёжную защиту и опору.

Мышцы прикреплены к внутренней поверхности наружного скелета. Когда мышцы сокращаются и расслабляются, они тянут за собой отдельные членики, соединённые подвижными участками. Так двигаются конечности и части тела, а сочетание разных движений помогает, например, идти или плавать. Наружная опора важна для такого движения: без места прикрепления мышц они не могли бы эффективно перемещать части тела.

Пищеварительная система принимает и перерабатывает пищу, а затем помогает усвоить питательные вещества. Нервная система передаёт сигналы и координирует действия; органы чувств помогают обнаруживать пищу, опасность и изменения вокруг. Кровеносная система незамкнутая: гемолимфа движется по сосудам, а затем омывает органы в полостях тела. Для газообмена служат разные органы: в воде у многих членистоногих работают жабры, а у наземных форм встречаются трахеи или лёгочные мешки; выделительная система удаляет ненужные продукты обмена.

Членистоногие обитают в водоёмах, на суше и в других условиях, поэтому особенности их органов и конечностей различаются. Специализированные конечности помогают передвигаться или добывать пищу, а разные органы дыхания обеспечивают газообмен в конкретной среде. Большинство членистоногих размножается половым путём, а развитие у разных видов может проходить с превращением или без него. Сочетание разнообразного строения и способов развития помогает представителям типа осваивать разные места обитания.

Общие особенности строения и жизнедеятельности членистоногих

Таблица помогает увидеть общий план строения членистоногих и сопоставить признаки разных систем. Сначала найдите нужную систему или признак, затем проследите, как его характеристика связана со значением для организма. При сравнении конкретных животных учитывайте: общий план сохраняется, но отдельные особенности могут различаться.

Разбор задач

Задача 1. Ученик сравнил конечности рака, паука и насекомого и решил, что это разные органы, не имеющие общего происхождения. Нужно найти общий признак, по которому животных относят к одному типу. Для этого важно сравнить не только форму и назначение конечностей, но и их строение.

1. Отметим, что конечности могут выглядеть неодинаково и выполнять разные задачи: передвигать животное, помогать ему добывать пищу или плавать.
2. Сравним их строение: у рака, паука и насекомого конечности состоят из отдельных частей, соединённых подвижными сочленениями.
3. Сделаем вывод: различие формы и функций не отменяет общего членистого строения, характерного для членистоногих.

Ответ. Рака, паука и насекомое относят к типу Членистоногие, потому что их конечности членистые. Разные формы конечностей — это приспособления к разным способам жизни, а не признак отсутствия родства.

Задача 2. Животное перестало расти, сбросило старую наружную оболочку, а затем его тело увеличилось. Нужно объяснить, почему события происходили именно в такой последовательности. Свяжем рост с устройством наружного скелета и изменением покрова.

1. Старый прочный покров не растёт вместе с телом, поэтому он ограничивает увеличение размеров животного.
2. Во время линьки животное сбрасывает старую оболочку; после этого его тело может увеличиться, пока новый покров остаётся мягким.
3. Затем новая оболочка затвердевает, снова защищает тело и становится опорой, но начинает ограничивать дальнейший рост.

Ответ. Животное не могло расти под старым покровом. После линьки тело увеличилось, а затем новая оболочка затвердела; следующая линька потребуется, когда она опять станет тесной.

Задача 3. У членистоногого обнаружены незамкнутая кровеносная система и органы дыхания, приспособленные к его среде обитания. Нужно объяснить, как эти признаки связаны с общим строением типа и почему газообмен у разных видов неодинаков. Не следует смешивать перенос гемолимфы с поступлением кислорода.

1. Сначала определим роль кровеносной системы: гемолимфа движется по сосудам и полостям, омывает органы и переносит вещества.
2. Затем отделим от неё дыхание: газообмен обеспечивают специальные органы, и их строение зависит от среды обитания.
3. Сопоставим условия жизни: в воде распространены жабры, а на суше встречаются трахеи или лёгочные мешки.

Ответ. Незамкнутое кровообращение — общая особенность членистоногих, а органы дыхания могут различаться. Их разнообразие связано с тем, что представители типа приспособлены к жизни в разных средах.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что хитиновый покров растёт вместе с животным. Так думают, потому что покров кажется частью тела и не меняется заметно каждый день. Проверка простая: вспомните, что старую оболочку приходится сбрасывать, иначе она ограничит увеличение тела.

Ошибка: называть членистыми только конечности. Обычно внимание привлекают сгибающиеся ноги, поэтому можно забыть о строении самого тела. Проверьте себя: у членистоногих тело тоже состоит из члеников, хотя они могут объединяться в крупные отделы.

Ошибка: полагать, что у всех членистоногих одинаковые органы дыхания. Это заблуждение возникает, если изучать только одну группу и переносить её признаки на весь тип. Чтобы проверить себя, сопоставьте среду обитания: у водных и наземных животных органы газообмена могут различаться.

Ошибка: считать, что незамкнутая кровеносная система означает отсутствие кровообращения. Путаница появляется из-за слова «незамкнутая»: кажется, будто движение жидкости не организовано. На самом деле гемолимфа движется по сосудам, а затем попадает в полости тела и омывает органы.

Связь с другими темами

Для понимания темы полезно знать общий план строения животных и функции основных систем органов. Представление о наружном скелете помогает объяснить, почему покров одновременно поддерживает и защищает тело, но ограничивает рост. Эти знания позволяют связать устройство организма с его движением и жизнедеятельностью.

Общие признаки пригодятся при дальнейшем изучении ракообразных, паукообразных и насекомых. Сравнивая эти группы, можно отделить признаки, общие для всего типа, от особенностей отдельных представителей. Так становится понятнее, как животные приспосабливаются к воде, суше и другим условиям.

Понятия линьки и членистого строения помогают разбирать рост, движение и развитие животных. Например, линька объясняет, почему увеличение размеров связано со сменой покрова. А членистые конечности показывают, как сходный план строения может обеспечивать разные движения.

Что запомнить

• Членистоногие имеют членистые конечности и наружный скелет.
• Тело часто разделено на отделы, связанные с разными функциями.
• Хитиновый покров защищает тело и служит опорой.
• Росту мешает старый наружный покров, поэтому происходит линька.
• Кровеносная система членистоногих незамкнутая.
• Органы дыхания у разных членистоногих различаются.
• Членистоногие приспособлены к жизни в разнообразных средах.