Членистоногие: ракообразные, паукообразные, насекомые и превращение
Общий план членистоногого объясняет линьку и работу конечностей, но строение рака, паука и насекомого нельзя свести к одной формуле.
Федеральная программа · углублённый уровень · 8 класс
Животные
Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:
- Отделы тела, кутикула, линька и гемоцель членистоногих
- Речной рак: органы и конечности
- Паук-крестовик и разнообразие паукообразных
- Насекомые: ротовые аппараты, конечности и органы чувств
- Полное и неполное превращение
- Школьные отряды насекомых и определение по признакам
- Практики по готовым коллекциям
Как это устроено
Кутикула членистоногого создаёт внешнюю опору и точки прикрепления мышц; линька позволяет рост, но на время может сделать животное уязвимым. Сегменты объединяются в тагмы, конечности специализируются. Исходный целом у многих членистоногих преобразован, а гемолимфа движется в гемоцеле. Однако из одного признака нельзя вывести все функции: у разных групп кутикула, жабры, трахеи, органы чувств и строение сердца различаются.
Речной рак служит моделью ракообразного: у него есть многочисленные специализированные конечности и жаберное дыхание. Паук-крестовик показывает другой план: четыре пары ходильных ног у взрослой стадии, хелицеры и паутинные железы у соответствующих пауков. Клещи тоже паукообразные, но часто мельче и отличаются телом и образом жизни. Нельзя назвать паука «насекомым с восемью ногами»: это разные эволюционные ветви.
У насекомых типично три пары ног на груди; крылья и их число различаются, а у некоторых взрослых видов крыльев нет. Ротовые аппараты связаны с питанием, но определять вид только по «грызущий/сосущий» нельзя. В полном превращении личинка и взрослая стадия могут использовать разные ресурсы, что уменьшает часть внутривидовой конкуренции; при неполном превращении куколки нет. Куколка при полном превращении активно перестраивается, даже если внешне неподвижна.
В школьном определении различают прямокрылых, полужесткокрылых, вшей и пухоедов с неполным превращением и жёсткокрылых, перепончатокрылых, двукрылых, чешуекрылых и блох с полным. Современная систематика отдельных групп и границ может отличаться от исторических школьных названий. Для точного определения пользуются ключом, географией, стадией развития и несколькими признаками. Коллекция не требует умерщвления животных: фотографии и музейные образцы подходят для обучения.
Словарь урока
Каждое понятие — с примером
- Членистоногие
Крупная эволюционная линия животных с сегментированным телом, парными членистыми конечностями и наружной кутикулой, линяющей при росте.
Пример: Раки, пауки и насекомые принадлежат к разным ветвям членистоногих.
- Кутикула
Внеклеточный наружный покров, выделяемый эпидермисом членистоногого и выполняющий опорные и защитные функции; её состав и толщина различаются.
Пример: Плотная кутикула речного рака помогает поддерживать тело, но после линьки временно остаётся мягкой.
- Линька
Периодическая замена наружной кутикулы, позволяющая животному расти и иногда менять форму; регулируется внутренними сигналами.
Пример: Рак сбрасывает старый покров, после чего новый постепенно твердеет.
- Членистая конечность
Парный придаток из подвижно соединённых частей, способный менять функцию и строение в разных сегментах и линиях.
Пример: Конечности рака служат для передвижения, захвата пищи и других задач.
- Тагма
Функционально объединённая группа сегментов тела членистоногого, например голова, грудь или брюшко в принятом описании.
Пример: У насекомого обычно различают голову, грудь и брюшко, а у паука — головогрудь и брюшко.
- Гемоцель
Система полостей тела, в которой движется гемолимфа при открытой кровеносной системе многих членистоногих.
Пример: У насекомого гемолимфа омывает органы, хотя кислород в основном доставляют трахеи.
- Ракообразные
Разнообразная линия членистоногих, включающая водные и наземные формы; школьный речной рак — лишь один пример и не задаёт признаки всех.
Пример: Речной рак дышит жабрами, а мокрица живёт на суше во влажных местах.
- Паукообразные
Группа членистоногих с характерным планом конечностей и отделов тела, включающая пауков, скорпионов, клещей и другие линии.
Пример: У типичного взрослого паука четыре пары ходильных ног, а у насекомого — три.
- Насекомые
Эволюционная группа членистоногих с типичными головой, грудью, брюшком и тремя парами ног у взрослой стадии; крылья есть не у всех.
Пример: У взрослой бабочки шесть ног и крылья, у блохи шесть ног, но крыльев нет.
- Ротовой аппарат
Совокупность изменённых ротовых придатков, участвующих в захвате и обработке пищи у конкретной группы насекомых.
Пример: У жука часто грызущий тип, у бабочки — хоботок для жидкой пищи; внутри отрядов бывают особенности.
- Неполное превращение
Развитие насекомого через яйцо и ювенильные стадии, внешне в ряде черт похожие на взрослую особь, без стадии куколки.
Пример: Сверчок проходит последовательные линьки нимфы до взрослой стадии.
- Полное превращение
Развитие насекомого через яйцо, личинку, куколку и взрослую особь с глубокой перестройкой организма в ходе перехода.
Пример: У бабочки гусеница превращается в куколку, затем выходит взрослая особь.
- Куколка
Стадия развития насекомых с полным превращением между личинкой и взрослой особью, внутри которой идут перестройка тканей и органов.
Пример: Куколка жука или бабочки не является просто «спящим мешочком» без обмена веществ.
- Определительный признак
Наблюдаемая особенность, используемая в конкретном ключе для различения таксонов с учётом пола, стадии и сохранности образца.
Пример: Число пар ног взрослого животного полезно для начала определения, но не даёт вида само по себе.
Пример по шагам
На фото шестиногое бескрылое животное. Можно ли сразу назвать его личинкой насекомого?
- Шесть ног у взрослой стадии типичны для насекомых, но отсутствие крыльев не доказывает личиночность: взрослые блохи тоже бескрылые.
- Проверим строение тела, ротовой аппарат, признаки развития и определитель соответствующей группы.
- Отдельно учтём, что у некоторых насекомых ранние стадии имеют иной набор видимых признаков.
Вывод: Один внешний признак редко определяет возрастную стадию и таксон.
Практическая работа
Определение групп по готовым музейным изображениям
- Возьмите подписанные музейные фотографии рака, паука и нескольких насекомых и запишите наблюдаемые тагмы, число ног и особенности конечностей.
- Используйте проверенный региональный определитель для двух отрядов насекомых; отдельно отметьте стадию полного или неполного превращения.
- Для одного снимка запишите два признака, без которых определение остаётся неопределённым.
Что можно заключить: Определение требует сочетания признаков и учёта жизненной стадии, а не одного числа ног.
Безопасность: Не ловите и не вскрывайте живых членистоногих, не трогайте неизвестных пауков и клещей; используйте готовые материалы.
Попробуйте сами
Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.
Открываем задания…
Сверка содержания
Раздел и элементы содержания сверены с федеральной программой. Текст и учебные схемы созданы для Умблика; схема не передаёт реальные размеры.