Тип Членистоногі – Підцарство Багатоклітинні

Біологія. Комплексний довідник – підготовка до ЗНО та ДПА

СИСТЕМА ОРГАНІЧНОГО СВІТУ

Царство Тварини

Підцарство Багатоклітинні

Тип Членистоногі

Цей тип об’єднує близько 1,5 млн. видів різноманітних тварин. Виникли в протерозойську еру. Походять від кільчастих червив, тому мають багато спільних ознак.

Характерні ознаки типу:

1) тіло поділяється на відділи, кожен із яких складається з сегментів і виконує певні функції: голова, груди і черевце;

2) до всіх або частини сегментів приєднується

пара членистих кінцівок;

3) покриті хітиновим панциром, який виконує функції зовнішнього скелета та захисту;

4) окремі посмуговані м’язи кінцями прикріплені до різних члеників;

5) порожнина тіла змішана (результат злиття первинної та вторинної порожнин);

6) кровоносна система незамкнена, є серце. Кров змішується з порожнинною рідиною, і утворюється єдина рідка тканина – гемолімфа;

7) органи дихання – зябра, легеневі мішки або трахеї;

8) нервова система – навкологлоткове кільце з надглотковим і підглотковим вузлами та черевний нервовий ланцюжок;

9) органи виділення

– мальпігієві судини. У ракоподібних – пара зелених залоз;

10) переважно роздільностатеві. Розвиток прямий або з перетворенням, супроводжується линянням.

Клас Ракоподібні. За способом життя та зовнішнім виглядом ракоподібні надзвичайно різноманітні. Вони заселяють усі водойми на Землі, навіть підземні води. Більшість ракоподібних вільно пересувається, плаває або повзає, але є й сидячі форми. Морський планктон, що заселяє товщу води, не менш як на 90 % складається з ракоподібних. Ракоподібні бувають різних розмірів – від кількох частин міліметра (дафнія) до 80 см (омар). Дуже різноманітні вони й за формою тіла, забарвленням та іншими ознаками. Представники ракоподібних: річковий рак, циклоп, дафнія, краб, лангуст, омар.

Ракоподібні відрізняються від інших членистоногих наявністю двох пар вусиків, двогіллястими кінцівками, а також наявністю зябер – виростів основ грудних ніжок.

Річковий рак живе у прісній воді. Річкові раки всеїдні. Вони живляться рослинами й тваринами, причому можуть поїдати і живу, і мертву здобич.

Як і всі членистоногі, річковий рак має міцний покрив, основу якого становить хітин. У ракоподібних хітиновий покрив просякнутий вапняком, що надає йому додаткової міцності. Тіло рака поділяється на два відділи: масивні головогруди та більш плоске членисте черевце. Головогруди утворені з нерухомо з’єднаних між собою голови та грудей. На головному відділі спереду міститься гострий шип. З боків від шипа на рухомих стебельцях розташовані очі. Вони складаються з великої кількості простих вічок (фасеток), кожне з яких сприймає лише частину зображення, тому такій зір називається мозаїчним. Вперед стирчать дві пари вусиків: одні короткі, інші довгі. Це органи дотику й нюху. З боків рота містяться видозмінені кінцівки – це ротові органи. Передню пару називають верхніми щелепами, другу і третю – нижніми щелепами. Груди складаються з 8 сегментів, до яких прикріплені 8 пар грудних кінцівок. Із них перші три пари – ногощелепи – захоплюють їжу і подають її у рот. Далі йдуть 5 пар грудних одногіллястих кінцівок, із яких перша – клішні, інші 4 пари – ходильні ноги. Черевце річкового рака складається з шести сегментів та хвостової лопаті.

Через рот, глотку і стравохід їжа потрапляє в шлунок. Шлунок річкового рака складається з двох відділів: жуйного, який має хітинові зубці, і цідильного, де за допомогою системи хітинових щетинок проціджується їжа. Далі вона надходить у кишечник, а потім у травну залозу, де вона перетравлюється і всмоктуються поживні речовини. Неперетравлені рештки виводяться назовні через анальний отвір.

Кровоносна система рака незамкнена: кров через судини витікає в порожнину тіла, омиває внутрішні органи, віддаючи їм поживні речовини й кисень. Рухові крові сприяє серце. Розчинений у воді кисень надходить через зябра в кров, а нагромаджений у крові вуглекислий газ через зябра виводиться назовні. Так відбувається газообмін.

Органи виділення у річкового рака – пара зелених залоз. Від кожної з них відходить видільний канал, що відкривається назовні біля основи довгих вусиків.

Нервова система складається з навкологлоткового нервового кільця й черевного нервового ланцюжка. Надглотковий нервовий вузол іннервує очі та дві пари вусиків, а підглотковий нервовий вузол – ротові органи.

Річкові раки – роздільностатеві тварини. їхні статеві залози (сім’яники у самця або яєчники у самки) непарні, мають статеві протоки та отвори, які відкриваються на грудях. Запліднені яйця (ікра) самка відкладає на черевні ніжки. Маленькі рачки деякий час перебувають на черевних ніжках матері під її захистом, а потім розповзаються.

Річний рак живе до 20 років і періодично линяє в дорослому віці. Під час линяння він позбавляється шкідливих речовин, що накопичилися в старих покривах.

ЦЕ ЦІКАВО

Найбільшого рака виловлено в одному з північних озер. Довжина його від основи до кінця хвоста становила 75 см. Це був представник широкопалих раків, які водяться в прісних водоймах.

Найбільший із сучасних ракоподібних – японський гігантський краб, у якого тулуб завбільшки з велику тарілку, а ноги завдовжки 1 м. Він живе в Японському і суміжних морях.

Пігмеєм серед ракоподібних є рачок босміна, його розмір – 0,5 мм.

Клас Павукоподібні. Об’єднує види, які поширені переважно на суходолі, але є серед них і представники прісноводної та морської фауни. Тіло павукоподібних поділяється на головогруди та черевце. На головогрудях розташовані шість пар кінцівок: хеліцери (перша пара кінцівок головогрудей, на кінці яких відкриваються протоки отруйних залоз), ногощупальця та чотири пари ходильних ніг. Вусики відсутні. Органи дихання – трахеї або легеневі мішки або те й інше разом.

Ряд Павуки. Покриви павука-хрестовика складаються з одношарового епітелію (гіподерми). Клітини епітелію утворюють кутикулу, у якій можна розрізнити три шари. Поверхневий шар, тонкий і забарвлений пігментом, формується з жироподібної речовини, яка перешкоджає випаровуванню вологи. Середній шар прозорий, безбарвний, внутрішній – товстий, позбавлений пігменту, утворені вони хітином.

Головогруди павука вкриті товстим хітиновим щитом, у передній частині якого розташовані вісім простих очей. Перша пара кінцівок головогрудей – хеліцери – слугують для вбивання здобичі та для захисту. Друга пара кінцівок – ногощупальця (педипальпи) – у самок схожа на ходильні ноги. У самця ногощупальця розширені на верхівці й здатні переносити статеві клітини при заплідненні. Вони є органами дотику та смаку і вкриті чутливими волосинками. Чотири пари ходильних ніг мають однакову будову і відрізняються лише за довжиною. Вони густо вкриті волосинками, виконують функцію органів чуття.

Черевце вкрите м’яким хітиновим покривом. На задній частині черевця розташовані три пари павутинних бородавок. На верхівках цих бородавок відкриваються протоки численних павутинних залоз (близько 600). Вони виділяють рідину, яка витягується та швидко застигає на поверхні у вигляді павутинної нитки.

Павутина відіграє велику роль у житті павуків. З павутини вони будують ловильну сітку, а самка – кокон. Павутину використовують для побудови житла, за її допомогою відбувається розселення павуків.

У павука є пара слинних (отруйних) залоз, сік яких через канали в щелепах потрапляє в тіло здобичі. До складу цього соку входять отруйні речовини, які вбивають здобич, та ферменти, за допомогою яких вміст здобичі частково перетравлюється і стає рідким. Павук всмоктує рідину через рот і стравохід, на кінці якого розташований сисний шлунок, що відіграє роль піпетки. Далі їжа потрапляє до кишки, що має багато сліпих виростів, у неї відкриваються протоки травної залози. Закінчується травлення за допомогою ферментів, які виділяє травна залоза з наступним всмоктуванням їжі.

Роль органів виділення виконує пара розгалужених мальпігієвих судин. Гемолімфа омиває ці судини. Через стінки судин продукти виділення надходять до просвіту між ними і далі через кишечник виводяться назовні.

Органами дихання павука є пара легеневих мішків, а також пара дихальних трубочок – трахей.

Кровоносна система павука-хрестовика представлена серцем, від якого відходять кровоносні судини. Серце являє собою м’язову трубку, розташовану в черевці над кишечником. Гемолімфа із порожнини тіла надходить до серця. При скороченні серця гемолімфа проштовхується до великих кровоносних судин.

Нервова система павука-хрестовика складається із великої підглоткової нервової маси, яка розміщена на черевному боці головогрудей. Вона утворюються внаслідок злиття вузлів черевного нервового ланцюжка.

Рис. 14. Внутрішня будова павука-хрестовика:

1 – серце;

2 – видільні трубочки;

3 – павутинні залози;

4 – статева залоза;

5 – легеневий мішок

6 – сліпі відростки кишечнику;

7 – отруйна залоза;

8 – глотка;

9 – сисний шлунок

Восени самка відкладає яйця в кокон, сплетений із тонкої павутини, а навесні з них виходять павучки. У павуків розвинена турбота про нащадків. Так, павуки-хрестовики, які гинуть взимку, маскують свій кокон. Розвиток у павуків прямий. Оскільки павуки мають тверді покриви, їхній розвиток супроводжується линянням.

У прісних водоймах мешкає павук-сріблянка. Він будує під водою дзвін із павутини, в якому і живе. Більшість видів павуків корисні, оскільки знищують комах – шкідників рослин. Відомі отруйні види павуків – тарантул, каракурт.

ЦЕ ЦІКАВО

Павуків побачиш скрізь: у лісі, в степу, на березі річки або озера, навіть у воді. Усі вони – чудові ткачі. За давньогрецькою легендою, вміння ткати павуки успадкували від Арахни, лідійської дівчини. Рукодільниця наважилася викликати саму Афіну на змагання у ткацтві, за що й була жорстоко покарана: ображена богиня перетворила її на павука, У Греції павук так і називається – арахна, а наукова назва класу Павукоподібні – арахніда.

Ряд Кліщі. Живуть у грунті, підстилці, прісних та солоних водоймах. Багато видів є паразитами рослин, тварин і людини. Усі сегменти тіла в кліщів злиті між собою, а щелепи і ногощупальця утворюють хоботок (“голівку”) на передньому кінці тіла. Дихають трахеями, а дрібні види – всією поверхнею тіла. Розвиток із перетворенням. З яйця виходить личинка, яка має 3 пари ніг, кілька разів линяє і перетворюється на дорослу особину.

Кліщі беруть участь у процесах грунтоутворення, хижі кліщі знищують шкідливих личинок комах і рослиноїдних кліщів.

Шкоди рослинництву завдають більш ніж 100 видів кліщів, зокрема павутинні кліщі, які живляться соком понад 200 видів рослин.

Іксодові кліщі живляться кров’ю людини та тварин (собачий, тайговий, бичачий та ін.), а у шкірі людини паразитує коростяний свербун – збудник корости.

Клас Комахи. Налічує близько 1 млн. видів. Вони населяють суходіл та прісні водойми. Характерні ознаки класу:

1) тіло складається з голови, грудей і черевця. Груди мають три сегменти, а черевце – від 5 до 11. На голові є пара вусиків, ротові органи, очі. На грудях є три пари ніг, у більшості на 2-му та 3-му грудних сегментах розташовано по парі крил. Крило – пластинчастий виріст епітелію, пристосований для польоту. Жилки надають крилу опору, створюючи його каркас. Крім того, по жилках проходять нерви, трахеї та кров. На черевці кінцівок немає;

2) дихають за допомогою трахей, дві пари дихалець розташовані на грудях і кілька пар на черевці;

3) рот оточений видозміненими кінцівками – ротовими органами, які бувають кількох типів:

– гризучий тип (у твердокрилих, прямокрилих, гусені метеликів);

– гризучо-лижучий (у перетинчастокрилих);

– сисний (у лускокрилих);

– колючо-сисний (у комарів, гедзів, вошей, бліх, клопів);

– лижучий (у хатньої мухи).

Травна система складається з ротової порожнини, глотки, стравоходу, шлунка, середньої та задньої кишки, що закінчується анальним отвором. У ротову порожнину впадають протоки слинних залоз. У кінці їжа остаточно перетравлюється і всмоктується;

4) кровоносна система незамкнена. Гемолімфа у комах транспортує поживні речовини і виносить шкідливі продукти життєдіяльності. Вона не переносить кисню, тобто не бере участі у диханні, бо трахеї доносять кисень безпосередньо до тканин. Серце розташоване в черевці;

5) видільна система комах представлена – мальпігієвими судинами – тонкими трубочками, що відкриваються в кишечник. їх замкнені кінці розміщені в порожнині тіла. Деякі шкідливі речовини накопичуються й ізолюються в жировому тілі.

6) нервова система високорозвинена. Передній відділ мозку комах побудований дуже складно. У ньому є тіла, які відповідають за складні форми поведінки комах, зокрема за вироблення умовних рефлексів.

Рецептори нюху розташовані переважно на вусиках, рецептори смаку – на ротових органах або на інших частинах тіла (у мух – на кінцях лапок). Очі фасеткові, як і у ракоподібних. Комахи розрізняють усі кольори видимого світла, крім червоного, проте бачать ультрафіолетові промені;

7) комахи переважно роздільностатеві. У багатьох виражений статевий диморфізм. Запліднення переважно внутрішнє. Самки відкладають яйця, з яких виходять личинки – комахам властивий розвиток із перетворенням.

Розвиток з неповним перетворенням включає три фази: яйце – личинка (схожа на дорослу комаху) – доросла комаха. З неповним перетворенням розвиваються таргани, прямокрилі, клопи, воші.

Розвиток комах

Тип розвитку	Представники	Стадії розвитку
Яйце	Личинка	Лялечка	Доросла комаха
Неповне перетворення	Таргани, коники, сарана, цвіркуни, богомоли, клопи, капустянки	+	+	–	+
Повне перетворення	Жуки, метелики, мухи, комарі, бджоли, мурахи	+	+	+	+

У разі розвитку з повним перетворенням комаха проходить чотири фази: яйце – личинка (не схожа на дорослу комаху) – лялечка – доросла комаха. З повним перетворенням розвиваються жуки, метелики, блохи, комарі, бджоли, мухи, оси, мурашки.

Ряди комах

Ряд	Представники	Крила	Тип ротового апарату	Значення
3 неповним перетворенням
Таргани	Американський, рудий, чорний	Передня пара крил перетворилася на надкрила	Гризучий	Поширені в житлових приміщеннях, де живляться продуктами харчування людини, переносники заразних хвороб
Прямокрилі	Сарана, коники, цвіркуни, капустянки, триперсти	Перша пара – надкрила, під якими згорнута задня пара сітчастих крил	Гризучий	Шкідники с/г культур, знизують листя, молоді пагони
Рівнокрилі	Попелиці, цикади, червеці, щитівки	Дві пари однакових за будовою перетинчастих крил	Колючо-сисний	Шкідники с/г культур, лісових насаджень, переносники вірусних хвороб рослин
3 повним перетворенням
Твердокрилі (жуки)	Туру ни, плавунці, жуки-листоїди, колорадський жук, жуки-мертвоїди	Тверді передні крила – надкрила. Друга пара складена під надкрилами	Гризучий	Важлива роль у колообігу речовин у природі – редуценти; шкідники с/г культур
Лускокрилі (метелики)	Совки, білани, бражники, шовкопряди, парусники	Крила вкриті лусочками. Дві пари крил	Сисний	Личинки – шкідники культурних рослин. Дорослі метелики – запилювачі рослин. Отримання натурального шовку (шовкопряд)
Двокрилі	Кімнатна муха, гедзі, оводи, комарі, мошки	Передня пара крил перетинчаста, задня перетворилася на органи рівноваги	Лижучий або колючо-сисний	Шкідники культурних рослин, паразити, переносники хвороб людини і тварин. Личинки деяких видів е поживою для риб
Перетинчастокрилі	Бджоли, оси, джмелі, мурахи, їздці, пильщики	Дві пари перетинчастих прозорих крил із негустим жилкуванням	Гризучий, Гризучо-лижучий, сисний	Запилювачі рослин. Бджоли дають мед, віск, прополіс. Мурахи та оси захищають ліс від шкідників

Ряд Таргани. Тіло тарганів плескате, передня пара крил перетворена на надкрила, гризучий ротовий апарат. Самки вкривають яйця спеціальною оболонкою. Живуть переважно у рослинному опаді. Американський тарган, рудий та чорний таргани поширені в житлових помешканнях, де живляться харчовими продуктами людини.

Ряд Прямокрилі. Представники – коники, сарана, цвіркуни, капустянки і триперсти. Мають гризучий ротовий апарат. Передня пара крил перетворена на вузькі прямі короткі надкрила, під якими перебуває в спокої віялоподібно згорнута задня пара сітчастих крил. Розвиток з неповним перетворенням. Мають органи створення певних звуків (переважно самці) та органи слуху. Задні ноги стрибальні. Усі прямокрилі – рослиноїдні, але вовчки, цвіркуни і коники при нагоді нападають на слабких комах і ласують ними.

Ряд Рівнокрилі. Мають колючо-сисний ротовий апарат і дві пари однакових за будовою перетинчастих крил. Живляться соками рослин. Велика кількість видів попелиць завдає шкоди деяким культурним рослинам. До цього ряду належать цикади, попелиці, червеці, щитівки.

Ряд Твердокрилі (Жуки). Найчисельніший за кількістю видів (понад 300000) ряд комах. Жуки поширені в умовах суходолу та в прісних водоймах. Мають гризучий ротовий апарат і тверді передні крила (надкрила). Розвиток з повним перетворенням.

Ряд Лускокрилі (Метелики). Крила метеликів вкриті видозміненими волосками – лусочками. Через різноманітне забарвлення лусочок метелики яскраві, помітні і дуже красиві. Мають сисний ротовий апарат – довгий спірально згорнутий трубчастий хоботок. Верхніх щелеп у метеликів немає. Розвиток із повним перетворенням. Личинки мають вигляд гусені: вони червоподібні, з гризучими ротовими органами. Крім трьох пар грудних ніжок, мають 2-5 пар нечленистих несправжніх.

Ряд Двокрилі. Двокрилі мають ротові органи лижучого (хатня муха) або колюче-сисного типу (комарі, гедзі), інколи вони редуковані (оводи). Передня пара крил перетинчаста, задня перетворена на органи рівноваги (дзижчальця). Розвиток із повним перетворенням.

Усе мертве, гниле стає набутком мух. Знищуючи мертве, вони творять нове життя.

Використовуючи дрозофіл як лабораторних тварин, учені розшифрували чимало законів спадковості.

Існують шкідливі форми: комарі, гедзі, мошка, мокреці й москіти.

Ряд Перетинчастокрилі. Ротовий апарат гризучий або гризучо-лижучий. Мають дві пари перетинчастих крил. Багато видів належать до суспільних комах. Розвиток із повним перетворенням. Ряд об’єднує різноманітних комах: бджіл, джмелів, мурашок, їздців, пильщиків.

Порівняльна характеристика класів членистоногих

Ознаки	Клас Ракоподібні	Клас Павукоподібні	Клас Комахи
Відділи тіла	Головогруди, черевце	Говологруди, черевце, інколи непочленоване	Голова, груди, черевце
Кількість кінцівок	Різна	Чотири пари	Три пари
Кількість вусиків	Дві пари	Відсутні	Одна пара
Крила	Відсутні	Дві пари або відсутні. У двокрилих – одна пара
Органи дихання	Зябра	Легені, трахеї	Трахеї
Органи виділення	Зелені залози	Мальпігієві судини	Мальпігієві судини, жирове тіло
Органи зору	Складні (фасеткові) очі	Вісім простих вічок (павук)	Складні (фасеткові) очі
Розмноження	Роздільностатеві. Зовнішнє запліднення	Роздільностатеві. Внутрішнє запліднення	Роздільностатеві. Статевий диморфізм. Внутрішнє запліднення
Розвиток	3 метаморфозом	Прямий	3 неповним та повним метаморфозом

ЦЕ ЦІКАВО

Більшість комах живе лише один рік, але чимало й таких, які розвиваються 2-3 роки і більше. Наприклад, личинка жука деревоточця ергатесфабер може жити від 4 до 12 років, а личинка жука деревоточця хлорофорус – до 20 років. Личинка цикади розвивається в грунті 17 років, а доросла цикада живе близько півмісяця.

Найбільша комаха в світі – сінгапурський паличник, або фібалозома: довжина його тулуба досягає 27 см, а з витягнутими ногами становить понад 40 см. У такій позі комаха схожа на сучок чи гілку, тому вона майже непомітна на кущі або дереві. Найбільші в світі жуки – скрипун-титан, скрипун-великозубий, завдовжки 18 см, та жук геркулес, довжина тіла якого – 15 см. Вони живуть у тропічній частині Південної Америки.

Найбільший у світі метелик – південноамериканська сіра агрипіна завдовжки 9 см і з розмахом крил 27 см. Найбільші з метеликів нашої фауни – павичеве око і дубовий шовкопряд. Розмах крил цих метеликів досягає 14-15 см.

У блохи стрибок у 200 разів більший за довжину її тіла. Калоїд онтофагус несе вантаж у 93 рази важчий за самого себе, хрущ – у 24 рази, гнойовик геотрупес – у 28.

У США в самому центрі міста Ентерпрайз штату Алабама стоїть пам’ятник, споруджений найлютішому шкідникові бавовнику – бавовниковому довгоносику. У місті Квінсленд на території штату Новий Південний Уельс (Австралія) споруджено пам’ятник метелику-шовкопряду коктобластіс. Гусениця цього метелика врятувала країну від кактуса опунції, який був завезений з Аргентини і так розмножився, що міг завдати великих збитків сільському господарству.