Біологія - Навчальный посібник - В. О. Мотузний 2009

Частина ІІІ. Зоологія
9. Тип Членистоногі
9.1. Клас Ракоподібні

Загальна характеристика типу. Членистоногі — найпоширеніші в природі тварини. Вони дуже різняться за способом живлення, поведінки, пристосування до умов середовища. Розміри — від частки міліметра (кліщі) до десятків сантиметрів (омари, лангусти, краби; розмах ніг японського краба сягає 3 м).

Тіло двобічносиметричне, утворене з окремих, послідовно розміщених сегментів, на кожному з яких закладається пара кінцівок, а всередині кожного повторюються деякі деталі будови. Сегменти можуть бути неоднаковими, з’єднуються між собою і утворюють три відділи тіла: голову, груди й черевце. На голові міститься більшість органів чуття, складний ротовий апарат, всередині голови — мозок. Груди розміщені поблизу центра маси тіла, на них містяться кінцівки й крила. У черевці зосереджена основна маса внутрішніх органів.

Сегменти сполучаються рухомо (черевце комах) або нерухомо (сегменти голови чи головгрудей). Голова може зливатися з грудьми, утворюючи головогруди, а в кліщів усі сегменти зливаються в єдине ціле. На кожному сегменті локалізована пара кінцівок, яка складається з кількох рухливо сполучених між собою і послідовно розміщених члеників (звідси і назва — «членистоногі»). На кінці кожної кінцівки є кігтики. Кінцівки сегментів голови перетворилися на частини ротового апарату, а черевних — редукуються або видозмінюються (павутинні бородавки павуків, яйцеклад самок деяких комах тощо).

Тіло членистоногих вкрите хітиновим зовнішнім скелетом. Хітин може бути просочений білками і вапном (раки). У наземних членистоногих поверх хітину є тонкий шар воскоподібної речовини, який зменшує випаровування. Зсередини до хітинового скелета прикріплюються посмуговані м’язи. Шкірно-м’язового мішка немає, м’язи диференційовані.

Порожнина тіла членистоногих змішана (міксоцель). Між внутрішніми органами міститься пухка сполучна тканина, або жирове тіло. Вона запасає поживні речовини й утворює клітини крові, є органом виділення: з гемолімфи сюди потрапляють окремі продукти обміну речовин. Поряд із жировим тілом органами виділення є мальпігієві трубочки (комахи, павуки) та зелена залоза (раки). З жирового тіла утворені органи свічення жуків світляків.

Послідовність розміщення органів травної системи є такою: рот з придатками різноманітної будови та (часто) слинними залозами, глотка, стравохід (у багатьох є воло), шлунок (у рака він містить хітинові зубці), середня кишка (сюди відкривається протока травної залози, у ракоподібних та павуків — печінка), задня кишка з анальним отвором.

Кровоносна система незамкнена, кров — гемолімфа, бо в проміжках між внутрішніми органами, куди виливається кров, вона змішується з лімфою і тканинною рідиною. Серце розміщене у спинній частині тіла (у павуків та комах воно локалізується в черевці), складається з кількох послідовно сполучених між собою камер. До них зовні приєднані м’язи, під дією яких серце пульсує. Проштовхуванню крові до голови допомагають клапани. Серце раків має вигляд мішечка в грудному відділі. В гемолімфі є спеціальні амебоподібні клітини, що здійснюють фагоцитоз (аналогічні лейкоцитам крові).

Дихають за допомогою зябер, легень, трахей. У первинноводних є листкоподібні зябра, які пов’язані з кінцівками. У наземних — легені й трахеї, у скорпіонів — легені, у сольпуг, сінокосців, багатьох видів кліщів — лише трахеї; у більшості павуків — легені й трахеї. Легені павуків є результатом трансформації черевних кінцівок. Деякі дрібні кліщі дихають всією поверхнею тіла і позбавлені органів дихання.

Нервова система складається із навкологлоткового нервового кільця та черевного нервового ланцюжка. Надглотковий вузол збільшений, його називають «головним мозком». У ньому виділяють передній, середній і задній відділи. Від переднього відділу нерви йдуть до очей. Середній відділ сполучений нервами з вусиками (у павуків немає вусиків і цей відділ нерозвинений.) Задній відділ іннервує другу пару вусиків (у раків) та внутрішні органи. Від підглоткового вузла нерви спрямовані до ротових органів та органів травлення. Кількість вузлів черевного нервового ланцюжка менша за кількість сегментів, окремі вузли зливаються. У павуків, кліщів, бджіл усі вони злиті в єдиний головогрудний вузол.

У членистоногих є залози внутрішньої секреції, гормони яких регулюють важливі життєві процеси.

Членистоногі переважно роздільностатеві (інколи гермафродити). Запліднення здебільшого внутрішнє. Розвиток відбувається прямим або непрямим перетворенням (метаморфоз). Стадії прямого метаморфозу: яйце — личинка — статевозріла особина (імаго). Стадії непрямого метаморфозу: яйце — личинка — лялечка — імаго. Ріст членистоногих стрибкоподібний, пов’язаний з линянням. При збільшенні розмірів органів старий хітиновий покрив відшаровується і формується новий, більший за попередній. Це відбувається на різних стадіях розвитку. Дорослі особини звичайно не линяють (виняток становлять великі за розмірами ракоподібні).

Різноманітність членистоногих, середовища їхнього існування та спосіб життя. До цього типу належать 4 підтипи: 3 нині існуючі (Зябродишні, або Ракоподібні, Хеліцерові, Трахейні), один викопний (Трилобіти) та близько 20 класів. Сьогодні відомо близько 2 млн видів, в Україні — понад 40 тис. видів членистоногих. Більшість їх дрібні тварини. Їхня будова дає їм змогу жити у воді, ґрунті й на суходолі. Часто вони бувають паразитами інших тварин: зовнішніми (ектопаразити) або внутрішніми (ендопаразити). Ротові органи дають змогу представникам членистоногих використовувати найрізноманітніші джерела поживи.

На Землі майже немає місць, де б не було членистоногих. Їх кількість в 1 м3 ґрунту часто сягає мільйона особин, вони становлять значну частину едафону.

Клас Ракоподібні. Представники класу Ракоподібних є майже в кожній водоймі Землі. Більшість їх вільно пересувається по дну або в товщі води, але є види, що прикріплюються до опор (Щелепоногі). Нечисленні види живуть на суходолі — це деякі тропічні краби та раки-самітники, а також мокриці. Зазвичай ракоподібні невеликі, багато які з них менші за міліметр. Проте вони відіграють важливу роль у водних екосистемах через свою чисельність. Деякі ракоподібні досить великі, відстань між розведеними в боки кінцями ніг довгорукого краба (мал. 3.28) може становити понад 3 м.

Мал. 3.28. Краб довгорукий

Клас Ракоподібні об’єднує близько 30 тис. видів, які є настільки різноманітними за будовою, що їх неможливо описати сукупно. Розглянемо характеристику рака річкового. Це типовий представник ряду Десятиногі. Тіло його утворюють три відділи: голова, груди й черевце. Проте сегменти голови та грудей зливаються в єдиний відділ — головогрудний. Хітиновий покрив твердий, гладенький, головогрудна частина має суцільний панцир — карапакс. Хітиновий покрив рака просякнутий (інкрустований) вапном, що надає йому додаткової міцності.

На кожному сегменті тіла є пара справжніх або видозмінених кінцівок. Перші два сегменти голови несуть на собі короткі й довгі вусики відповідно. Кінцівки, закладені на наступних сегментах, видозмінилися в щелепи й ногощелепи, які допомагають захоплювати поживу і доправляють її в рот. Вони оточують ротовий отвір, розміщений із черевного боку. П’ять пар кінцівок на грудних сегментах — це клешні та ходильні ноги (мал. 3.29). Біля основи ходильних ніг у грудному відділі під карапаксом розміщені зябра, відкриті назовні щілинами. На черевних сегментах рака містяться копулятивний апарат і невеликі черевні ніжки. У самців черевце вужче від грудей. Остання пара черевних ніжок перетворилася на плавальні лопаті, які разом із плоским останнім члеником черевця утворюють віялоподібний плавальний апарат.

Мал. 3.29. Рак річковий:

а — схема зі знятим панциром: 1 — клешня першої ходильної кінцівки; 2 — антенули; 3 — шип (рострум); 4 — антени; 5 — фасеткове око; 6 — шлунок; 7 — перерізані м’язи верхніх щелеп; 8 — залози середньої кишки (печінка); 9 — передні артерії; 10 — яєчник; 11 — серце; 12 — місце розміщення зеленої залози; 13 — зябра; 14 — головогрудний щит; 15 — верхня артерія черевця; 16 — нервовий ланцюг; 17 — задня кишка; 18 — тельсон; 19 — уроподи: б — кінцівки рака (самець): 1 — перша пара вусиків (антенули); 2 — друга пара вусиків (антени); 3 — верхні щелепи (мандибули); 4 — перша і друга (5) пари нижніх щелеп (максил); 6 — перша, друга (7) і третя (9) пари ногощелепи (максилопедів; третя з придатками: 8 — ендоподит, 10 — екзоподит); 11—15 — пари ходильних ніг з першої по п’яту; 16—20 — пари плавальних ніг з першої по п’яту; 21 — шоста пара плавальних ніг (уроподи), що утворюють бічні частини хвостового плавця; 22 — голова; 23 — груди; 24 — черевце; в — нервова система: 1 — головний нервовий вузол; 2 — навкологлоткове кільце; 3 — підглотковий ганглій; 4 — грудні ганглії; 5 — черевні ганглії

Рак живе на дні водойм, пересувається за допомогою грудних кінцівок. У разі небезпеки він загрібає воду хвостовим плавцем і швидко відпливає задом наперед.

Живі раки бурого кольору, проте барвник, яким просочений їхній панцир, нестійкий до високої температури. Тому варені раки червоні.

Живиться рак різноманітною поживою: поїдає рослини та їх рештки, мертвих тварин, часто полює на різних дрібних тварин (всеїдний). Подрібнена щелепами пожива через глотку потрапляє до стравоходу, а потім — у шлунок. В жувальному відділі двокамерного шлунка корм перемелюється пластинками (перетиранню можуть допомагати жоренця — вапнякові камінці, які також потрібні для інкрустації зовнішнього скелета), а потім проціджується в цідильному відділі, потрапляючи в кишку. Далі вміст шлунка піддається дії соків травної залози. Рідкі продукти із шлунка можуть потрапляти до самої залози, де завершується їх розщеплення і відбувається всмоктування. Неперетравлені рештки видаляються через анальний отвір, розміщений на останньому членику черевця.

Кровоносна система рака незамкнена. Серце розміщене на спинному боці грудей, має вигляд п’ятикутного мішечка з трьома парами отворів, через які кров надходить до серця із навколосерцевої порожнини. Артеріями кров рухається до порожнин усіх частин тіла. Кров безбарвна, але в деяких раків може бути червоною (є гемоглобін) або блакитною завдяки вмісту іонів міді (краби).

Виділення продуктів обміну речовин у рака забезпечують зелені залози (названі через специфічне забарвлення) — видозмінені метанефридії. Розміщені вони в головній частині тіла і відкриваються назовні отворами біля вусиків (тому їх ще називають антенальними залозами).

Нервова система ракоподібних (див. мал. 3.29) побудована за принципом черевного нервового ланцюжка. Він складається із надглоткового («головний мозок») і підглоткового гангліїв, які сполучені між собою навкологлотковим кільцем, та подвійного черевного нервового стовбура з двома вузлами в кожному сегменті.

Органи чуття річкового рака розвинені добре. Органами дотику й нюху є вусики. Корм десятиногі раки розшукують за допомогою добре розвинених нюху й дотику. В основному членику коротких вусиків розміщений орган рівноваги. Органи смаку містяться переважно на ротових кінцівках. Очі складні (понад три тисячі простих очок), розміщені на стебельцях і можуть повертатися в різні боки. Окреме очко сприймає тільки ті промені, що падають перпендикулярно до його поверхні. Зображення утворюється із частинок зображень окремих очок — мозаїчний зір.

Річкові раки — роздільностатеві тварини. Запліднення у них зовнішнє. Яйця (ікринки) відкладаються на черевні ніжки. Розвиток ікри триває до півроку. Маленькі рачки, що вилупилися, деякий час перебувають на черевних ніжках матері під її захистом, а потім розповзаються. Вони дуже схожі на дорослих особин, тільки менші за розмірами. Молоді рачки багато разів линяють, ростуть і досягають статевої зрілості на 3—4-му місяці життя. Тривалість життя річкового рака — до 20 років, упродовж яких навесні та восени вони линяють.

Рак може досягати довжини 15—20 см без урахування довжини клешень.

Різноманітність ракоподібних. Їх роль у природі та житті людини. Клас Ракоподібні включає кілька рядів, серед яких крім Десятиногих варто назвати Рівноногі, Коропоїди, Гіллястовусі, Веслоногі. До рівноногих належать добре відомі сухопутні ракоподібні — мокриці (мал. 3.30). Їхні сегменти практично не відрізняються один від одного, як і розміщені на них кінцівки. Вони населяють найрізноманітніші місця (від лісів до пустель), але віддають перевагу вологим схованкам. Карапакса не мають. Дихають зябрами. Живляться гниючими рослинами, лишайниками, цвіллю. Переробляючи різні рештки, вони сприяють збільшенню родючості ґрунту.


Мал. 3.30. Ракоподібні:

а — дафнія (самка: вигляд збоку): 1 — антенули; 2 — антена; 3 — наупліусове око; 4 — складне око; 5 — максилярна (видільна) залоза; 6 — серце; 7 — друга ніжка; 8 — вилочка; 9 — виводкова камера; 10 — яєчник; 11 — кишки; 12 — печінковий виріст; 13 — щетинки; 14 — черевце; 15 — панцир; б — життєвий цикл дафнії; в — коропоїд — коропова воша: 1 — присосок (другі максили — нижніх щелеп); 2 — хоботок з мандибулами (верхніми щелепами) і першими максилами; 3 — ногощелепи; 4 — грудні ніжки; г — циклоп: 1 — око; 2 — антенули; 3 — антени; 4 — головогруди (цефалоторакс); 5 — вільні грудні сегменти; 6 — сегменти черевця; 7 — яйцевий мішок; 8 — вилочка (фурка); 9 — кишки; 10 — поздовжні м'язи грудей; 11 — яєчник; 12 — сім'яприймальник; д — мокриця

Ряд Коропоїди об’єднує паразитичних ракоподібних, які прикріплюються до шкіри риби за допомогою присосків і висмоктують її кров. Після цього вони покидають рибу і якийсь час живуть вільно. Населяють як прісні, так і солоні водойми. Шкода, якої вони завдають рибам, не дуже велика, проте іноді коропоїди спричинюють масову загибель молоді риб.

Представником ряду Гіллястовусі є добре відома акваріумістам дафнія. Тіло її міститься у прозорій черепашці. Спереду розміщена голова з великими гіллястими вусиками. На ній є одне маленьке очко й велике складне око. Розміщені під черепашкою грудні ніжки безперервно рухаються, проганяючи воду, з якої відфільтровується корм. Живляться дафнії бактеріями та одноклітинними водоростями, очищаючи воду. Упродовж літа у водоймах живуть лише самки дафній. Вони відкладають незапліднені яйця, з яких розвиваються нові самки. Восени, коли умови життя погіршуються, дафнії відкладають яйця, з яких розвиваються самці. Потім самки продукують особливі «спочивальні» яйця, які запліднюються самцями. Запліднені яйця зимують на дні водойм. Із них навесні виведуться самки, яким для розмноження самці будуть не потрібні (див. мал. 3.30, а).

Найважливіша група планктонних ракоподібних — ряд Веслоногі. На голові їх є лише одне просте вічко. За це рід прісноводних веслоногих називають циклопами. Змахуючи грудними ніжками, циклопи плавають у товщі води. В них немає зябер, вони дихають усією поверхнею тіла. Тому в деяких із них немає кровоносної системи. Прісноводні циклопи та солоноводні артемії є важливим кормом для риб, особливо мальків. Самі циклопи та артемії — хижаки: поїдають малощетинкових червів, личинок комарів. Іноді можуть нападати на мальків риб та земноводних. Циклопи є проміжними хазяїнами деяких паразитів людини, наприклад стьожака широкого. Деякі веслоногі раки перейшли до паразитичного способу життя.

Представниками ряду Десятиногі, крім описаного вище рака річкового, є краби, креветки, омари, лангусти. Більшість цих видів — морські жителі, вони є об’єктом морського промислу, їх широко вживають у їжу.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити