Тип Членистоногие

Определения и обозначения

Членистоногие — животные с сегментированным телом, наружным хитиновым покровом и членистыми конечностями. К ним относятся ракообразные, паукообразные, насекомые и многоножки. Эти признаки помогают отличить тип от других животных.

Наружный скелет — плотный хитиновый покров, расположенный снаружи тела и служащий опорой для мышц. Он защищает животное от повреждений и потери воды. По его строению можно понять, почему членистоногим требуется линька.

Линька — периодическое сбрасывание старого покрова и образование нового во время роста. После линьки новый покров некоторое время мягкий, поэтому животное уязвимо. Именно в этот короткий период тело увеличивается.

Отделы тела — объединённые группы сегментов: голова, грудь, брюшко или головогрудь и брюшко. Такое объединение называют специализацией частей тела. Оно позволяет одним отделам выполнять главным образом чувствительные и пищеварительные функции, а другим — двигательные или защитные.

Как это устроено

Тело членистоногих состоит из повторяющихся сегментов, но у взрослых животных соседние сегменты часто объединяются в отделы. Благодаря этому конечности и органы размещаются не случайно, а в участках, где они эффективнее работают. Например, на голове сосредоточены органы чувств и ротовые части, а грудь у насекомых связана с движением.

Хитиновый покров одновременно защищает животное от врагов, высыхания и повреждений и служит местом прикрепления мышц. Однако он твёрдый и не может постепенно растягиваться вместе с телом. Поэтому старый покров приходится сбрасывать: пока новый ещё мягкий, животное увеличивается, а затем покров затвердевает.

Конечность членистоногого состоит из отдельных подвижно соединённых частей. Такое устройство позволяет сгибать её в разных местах и выполнять точные движения. Изменение формы конечностей привело к появлению ног для ходьбы и плавания, клешней и ротовых органов для захвата пищи, а также органов защиты и размножения.

Пищеварительная система обычно включает рот, кишечник и заднепроходное отверстие, поэтому пища движется в одном направлении и лучше переваривается. Дышат членистоногие жабрами, трахеями или лёгочными мешками в зависимости от среды и группы. Кровеносная система незамкнутая, нервная система состоит из головного отдела и нервной цепочки, а выделение происходит с помощью специальных органов, например мальпигиевых сосудов или зелёных желёз.

Группы членистоногих различают по отделам тела, числу ног, усикам и органам дыхания. Ракообразные чаще живут в воде и дышат жабрами, паукообразные обычно наземные и имеют четыре пары ходильных ног, насекомые — три пары ног и три отдела тела. У многоножек много сходных сегментов туловища и многочисленные ноги, что помогает им передвигаться по почве и подстилке.

Сравнительные признаки основных групп членистоногих

Таблицу удобно читать по двум направлениям. Если нужно определить группу неизвестного животного, сначала сравните число пар ног и наличие усиков, а затем проверьте отделы тела и органы дыхания. Один признак может быть недостаточным, поэтому вывод лучше подтверждать несколькими признаками.

Названия «многоножки» и «ракообразные» обозначают большие группы, внутри которых возможны различия. Поэтому в таблице приведены наиболее характерные признаки, а не описание каждого вида.

Разбор задач

Задача 1

Нужно назвать признаки, по которым речного рака относят к типу Членистоногие. Речной рак живёт в воде, но среда обитания сама по себе не является главным признаком типа. Ищем особенности строения, общие для членистоногих.

1. Проверяем, состоит ли тело из отдельных сегментов, объединённых в головогрудь и брюшко.
2. Находим наружный плотный покров из хитина, который защищает тело и служит опорой для мышц.
3. Рассматриваем конечности: у рака они разделены на членики и могут выполнять разные функции.
4. Учитываем линьку: рак сбрасывает старый покров, потому что тот не растягивается при росте.

Ответ: речного рака относят к членистоногим, потому что у него сегментированное тело, наружный хитиновый покров, членистые конечности и происходит линька.

Задача 2

У животного тело состоит из головогруди и брюшка, есть четыре пары ходильных ног, а усиков нет. Требуется определить его класс. Сравним признаки с характерными признаками основных групп, не опираясь только на один из них.

1. Головогрудь и брюшко встречаются у ракообразных и паукообразных.
2. У ракообразных обычно две пары усиков, а в условии усики отсутствуют.
3. Четыре пары ходильных ног — характерный признак паукообразных.

Ответ: это паукообразное. Условие совпадает с основными диагностическими признаками класса: головогрудью, брюшком, четырьмя парами ходильных ног и отсутствием усиков.

Задача 3

Нужно объяснить, почему насекомое после линьки некоторое время растёт, а затем снова перестаёт увеличиваться. Причину следует искать в свойствах наружного скелета. Свяжем последовательность событий с изменением его состояния.

1. Старый хитиновый покров становится тесным и сбрасывается.
2. Под ним образуется новый покров, который сразу после линьки мягкий и способен растягиваться.
3. В это время тело насекомого увеличивается, пока новый покров не заполнится и не затвердеет.
4. После затвердевания покров снова ограничивает рост до следующей линьки.

Ответ: насекомое растёт после линьки благодаря мягкости нового покрова, а после его затвердевания увеличение тела прекращается.

Типичные ошибки

Ошибка: считать всех членистоногих насекомыми. Насекомые — только один класс, а к типу также относятся ракообразные, паукообразные и многоножки. Проверяйте сначала название типа, а затем класс животного.

Ошибка: путать число ног и число конечностей. У насекомого три пары ходильных ног, у паукообразного четыре, но у обоих могут быть и другие конечности, например ротовые. Считайте именно пары ходильных ног, если это указано в условии.

Ошибка: называть панцирь внутренним скелетом. У членистоногих опорный хитиновый покров находится снаружи и прикрепляет к себе мышцы. Слово «наружный» легко проверить вопросом: где расположен покров по отношению к мышцам и органам?

Ошибка: объяснять рост растяжением хитинового покрова. Старый покров почти не растягивается, поэтому животному нужна линька. Правильная последовательность такова: сбрасывание старого покрова, рост при мягком новом покрове, его затвердевание.

Связь с другими темами

До изучения членистоногих нужны знания о признаках животных, уровнях организации тела, симметрии и сегменте, а также об основных системах органов. Эти понятия помогают понять, как повторяющиеся части тела объединяются в отделы и специализируются.

Тема пригодится при изучении насекомых и ракообразных, приспособлений животных к среде обитания и цепей питания. Она также объясняет значение членистоногих в природе и жизни человека: они участвуют в опылении, разложении остатков, служат пищей и могут быть вредителями.

Что запомнить

• Членистоногие имеют сегментированное тело, наружный хитиновый скелет и членистые конечности.
• Наружный скелет защищает тело и служит опорой для мышц.
• Рост членистоногих сопровождается линькой.
• Конечности членистоногих специализированы для движения, питания, защиты и других функций.
• У ракообразных обычно две пары усиков и жабры.
• У паукообразных четыре пары ходильных ног и нет усиков.
• У насекомых три пары ходильных ног, тело разделено на голову, грудь и брюшко.