Членистоногие и ракообразные: сегменты, линька, жабры
Выясним, что объединяет рака, паука и жука, а затем подробно рассмотрим речного рака как пример ракообразного.
Федеральная программа · базовый уровень · 8 класс
Систематические группы животных
Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:
- Общие признаки и среды жизни членистоногих
- Членистые конечности, сегменты и наружная кутикула
- Линька и рост
- Ракообразные: отделы тела, пять пар ходильных ног десятиногих, жабры и развитие
- Питание, роль в пищевых сетях и значение для человека
Как это устроено
Общий план членистоногих включает повторяющиеся части тела, конечности из подвижных члеников и кутикулу. Мышцы прикрепляются к внутренней стороне покрова, создавая движения. Так как жёсткая кутикула не растягивается бесконечно, рост связан с линькой. Сразу после неё животное может быть особенно уязвимым, пока новый покров не укрепился. Это не означает, что любой членистоногий всегда растёт одинаковыми скачками.
У речного рака выделяют головогрудь и брюшко. На голове две пары усиков, глаза и ротовые придатки; у десятиногих пять пар ходильных ног, первая пара у рака преобразована в клешни. Жабры находятся под боковыми частями панциря и получают кислород из воды. Кровеносная система незамкнута: гемолимфа выходит из сосудов в полости и омывает органы. Не следует путать её с замкнутой системой дождевого червя.
Ракообразные не сводятся к речному раку. Дафнии фильтруют или собирают мелкие частицы и служат пищей рыбам; раки перерабатывают органические остатки и могут быть добычей других животных. Некоторые ракообразные живут на суше во влажных местах, например мокрицы. Поэтому фраза «каждое ракообразное дышит жабрами под водой» неверна без уточнения вида и условий.
Панцирь рака может включать минеральные вещества помимо хитина, а питание и размножение ракообразных весьма разнообразны. Для школьного исследования достаточно готовых фотографий, сброшенных панцирей или учебных коллекций. По внешнему виду следует отмечать наблюдаемые признаки — число пар ног, отделы тела, усики, — а о внутренних системах делать вывод только с опорой на разрезы и подтверждённые схемы.
Сравните рака, жука и паука по трём независимым признакам. У десятиногого рака на головогруди пять пар ходильных ног, первая часто имеет клешни; у взрослого насекомого три пары ног на груди; у взрослого паука четыре пары ног и нет усиков. Все они членистоногие, потому что имеют членистые придатки и кутикулу, но число ходильных ног характеризует выбранную группу и стадию, а не весь тип. Кроме ходильных ног есть ротовые, чувствительные и брюшные придатки: если посчитать «все конечности» рака как пять пар, получится ошибка.
Линька — не просто сбрасывание защитной оболочки. Сначала под старым покровом формируется новый, затем старый отделяется, тело временно увеличивается, а новый покров укрепляется. На этой стадии животное особенно уязвимо. Внутри жёсткого наружного каркаса мышцы тянут его подвижные сегменты, так что наружный скелет не запрещает движение. Жабры речного рака находятся в защищённой камере у основания конечностей; они обеспечивают переход газов между водой и внутренней средой, но наличие жабр нельзя приписывать каждому членистоногому.
Словарь урока
Каждое понятие — с примером
- Членистоногие
Крупная группа животных с сегментированным телом, парными членистыми конечностями и наружной кутикулой, которую обычно сменяют при росте.
Пример: Речной рак, паук и майский жук — членистоногие.
- Членистая конечность
Парный придаток из нескольких твёрдых участков, соединённых подвижными сочленениями; мышцы, прикреплённые изнутри, меняют угол между участками и позволяют ходить, захватывать пищу или выполнять другие действия.
Пример: У речного рака одна и та же исходная схема членистого придатка изменена в ходильной ноге и клешне: первая переносит тело, вторая удерживает пищу или защищает рака.
- Экзоскелет
Наружная опора тела членистоногого из выделенной покровными клетками кутикулы; твёрдые участки поддерживают тело и защищают его, а сочленения сохраняют возможность движения.
Пример: Панцирь речного рака прикрывает головогрудь, но конечности остаются подвижными в сочленениях; после линьки новый покров постепенно укрепляется.
- Хитин
Структурный полисахарид кутикулы членистоногих, образующий с белками прочный композит; у ряда ракообразных покров дополнительно укрепляется минеральными веществами.
Пример: В покрове речного рака хитиновые структуры сочетаются с белками и минералами, поэтому назвать весь панцирь «чистым хитином» было бы неверно.
Важно: Прочность покрова зависит также от белков и у ракообразных нередко от минеральных веществ.
- Линька
Периодическая смена наружной кутикулы, позволяющая животному вырасти или перейти к следующей стадии развития.
Пример: Рак после линьки некоторое время имеет менее твёрдый новый покров.
- Ракообразные
Разнообразная линия членистоногих, чаще связанная с водной средой; традиционная школьная группа включает раков, крабов и многих мелких планктонных форм.
Пример: Дафния — мелкое пресноводное ракообразное, речной рак — крупный донный представитель.
Важно: Признак «пять пар ходильных ног» относится к десятиногим ракам, а не ко всем ракообразным.
- Головогрудь
Слитый отдел тела у ряда членистоногих, включающий структуры головы и груди.
Пример: У речного рака головогрудь прикрыта прочным панцирем.
- Жабры
Органы газообмена с водой с развитой поверхностью, через которую кислород переходит во внутреннюю среду животного.
Пример: Речной рак получает кислород из воды жабрами, связанными с областью конечностей.
- Антенны
Парные чувствительные придатки головы многих членистоногих, воспринимающие механические и химические воздействия.
Пример: У речного рака имеются две пары усиков.
Пример по шагам
У дафнии нет пяти пар заметных ходильных ног. Почему она всё равно ракообразное?
- Пять пар ходильных ног — признак конкретного отряда десятиногих, к которому относится речной рак.
- Ракообразные включают и другие линии с иным строением придатков.
- Положение дафнии устанавливают по совокупности признаков и происхождению, а не по одному примеру рака.
Вывод: Пример одного отряда нельзя превращать в определение всей группы.
Практическая работа
Сравнение готовых изображений
- По изображениям рака, паука и жука отметьте число пар ходильных ног, число крупных отделов тела и наличие усиков.
- На фото речного рака найдите клешни и брюшко, а по схеме — расположение жабр.
- Разделите наблюдаемые и выведенные по учебнику признаки в разные столбцы.
Что можно заключить: Общий план членистоногих сочетается с различиями групп; внешний снимок не показывает внутренние органы.
Безопасность: Не ловите и не вскрывайте живых животных ради этого сравнения; готовых изображений достаточно.
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.