Способ смены покрова членистоногих

Способ смены покрова членистоногих

Цели урока: познакомить учащихся с общими признаками членистоногих, выяснить особенности внешнего строения членистоногих, черты их сходства и различия; обеспечить усвоение знаний об основах их классификации (ос­новные классы типа), чертах приспособленности к среде обитания; продол­жать формирование умений наблюдать, распознавать членистоногих в природе, на таблицах, рисунках, в коллекциях, сравнивать их между собой; работать с учебником.

Оборудование: таблицы «Тип Членистоногие. Речной рак», Тип Членисто­ногие. Паук-крестовик», «Тип Членистоногие. Жук-плавунец», коллекция «Тип Членистоногие», рисунки, фотографии членистоногих.

Мир животных на Земле огромен и разнообразен. Многообразие живот­ных проявляется в форме их тела, размерах, характере передвижения, пита­ния, мест обитания и во многом другом. Различия животных по этим признакам лежат в основе деления их на группы. Классификацию животных и количественное соотношение видов разных групп можно увидеть на диаграм­ме (диафильм «Класс Насекомые», кадр 5).

— С представителями каких типов животного царства мы уже знакомы?

— Назовите представителей названных типов.

На диаграмме видно, что эти животные в совокупности занимают л ишь не­большую часть всего животного царства. А большую часть среди всех живот­ных имеют членистоногие животные.

Членистоногие — самый богатый видами тип животных. Известно более миллиона видов членистоногих, или более 2/3 всех видов животных.

— Как можно объяснить такое явление?

Среди всех групп беспозвоночных животных тип членистоногих выделя­ется наибольшим разнообразием приспособлений к самым разным услови­ям обитания, изумительным богатством форм и огромным числом видов. Они живут во всех морях и океанах — и в толще воды, и на дне, и в грунте на разных глубинах; обитают и во всевозможных пресных водоемах — не толь­ко в реках и озерах, но и в мелких пересыхающих лужах, в подземных водах и пещерах, в скоплениях воды в дуплах деревьев. Некоторые виды приспосо­бились к жизни в очень соленых водоемах, другие — в горячих источниках.

Большая армия представителей этого типа приспособилась и к жизни вне воды — на суше, где членистоногие особенно многообразны.

Многие членистоногие — паразиты, постоянные или временные, наруж­ные или внутренние. Иногда они столько изменяются под влиянием парази­тического образа жизни, что даже перестают быть похожими на членистоногих.

О Рассмотрите представителей типа Членистоногие на рис. 89 «Многооб­разие членистоногих», стр. 69 и ответьте на вопрос: Где в природе можно

встретить изображенных на рисунках членистоногих? (2—3 предложе­ния о каждом представителе)

Способы питания членистоногих также весьма разнообразны. Одни фильтруют воду, потребляя мелкие планктонные организмы и мелкие взве­шенные частицы разлагающихся остатков организмов; другие роются в поч­ве и грунте, пропуская через кишечник большое количество минеральных частиц, чтобы усвоить рассеянные между ними органические вещества; есть членистоногие, которые питаются такими трудноперевариваемыми вещест­вами, как рог и воск; есть существующие за счет клетчатки. Огромное число представителей разных классов членистоногих — хищники и паразиты; один из основных источников пищи, особенно насекомых, — ткани живых высших растений.

Членистоногих можно встретить во всех климатических зонах. Огромно их количество и велико многообразие в тропиках, но есть они и в высоких широ­тах Арктики и на побережье Антарктиды. Членистоногих можно встретить и в самых сухих пустынях. Это тип животных, который по полноте овладения поверхностью земного шара не имеет равных.

— Какой вывод можно сделать из вышесказанного?

— Какие особенности организации и жизнедеятельности позволили этим животным так широко расселиться на Земле и приспособиться к усло­виям существования?

О Используя материал § 22, познакомьтесь с особенностями внешнего строения членистоногих и выявите у них прогрессивные черты разви­тия. Подумайте, какие причины повлияли на их возникновение. Рас­смотрите в коллекции представителей членистоногих и рассмотрите их органы, которые названы в тексте в § 22.

После работы с материалом учебника учащимся предлагается выполнить задание на закрепление (желательно, чтобы задание выполнялось без учебни­ка, но при необходимости можно вновь воспользоваться им).

О Дополните план рассказа об общей характеристике типа членистоно­гих, записав необходимую информацию в предлагаемую схему.

1. Тип насчитывает

2. Он включает следующие классы.

3. Представители типа занимают такие среды обитания, как.

4. У всех животных данного типа . симметрия тела;

5. Тело разделено на

7. Свойства покровов.

8. Функции покровов.

9. Способ смены покрова.

10. Число ходильных ног у речного рака. у паука-крестовика. у майско­го жука.

11. Органы чувств: зрение. обоняние. осязание.

12. Признаки, обеспечившие приспособленность к разным средам обита­ния.

ОтветыЛ. . более 1 миллиона видов; 3. . наземная, водная, почвенная, назем­но-воздушная,внутренняя среда организмов; 4. . двусторонняя симметрия; 5. . на головогрудь и брюшко (рак, паук) или на голову, грудь и брюшко (жук); 6. . хитино­вый покров; 7. . прочный, водонепроницаемый, плохо растяжимый, эластичный;

8. . наружный скелет, защита от механических и химических воздействий, защита от потерь воды; 9. . линька; 10. 5,4,3. 11. Зрение — глаза, обоняние и осязание — усики; 12. . хитиновый покров, членистые конечности и развитые органы чувств. Классификация членистоногих (схема на доске).

Речной рак Японский краб

Аполлон Майский жук

Все эти животные — представители разных классов, обладают общими при­знаками, характерными для всего типа: хитиновый покров, который выполняет функции наружного скелета и защиты; членистые конечности, служащие для передвижения, захвата пищи, рытья ходов и т.д.; развитые органы чувств и кон­центрация их на голове. Кроме этого хочется отметить сегментированность тела этих животных, особенно ракообразных. Членистость тела сближает чле­нистоногих с кольчатыми червями. Это сходство указывает на их родство и про­исхождение от древних кольчатых червей, разные группы которых дали начало современным ракообразным, паукообразным, насекомым. По сравнению с другими беспозвоночными, членистоногие занимают, как нам известно, гос­подствующее положение, которое определяется рядом изменений, приведших в процессе эволюции к общему повышению их организации, усложнению функций и поведения. Первое крупное изменение -• это возникновение хити­нового покрова.

— С чем было связано возникновение этого признака у предков членисто­ногих?

— Какие трудности в связи с этим появились у этих животных?

О Попробуйте построить цепь событий, следующих за этим.

Необходимо было изменить способ передвижения. Значительную роль

стали играть конечности. Их возникновение связывают с изменениями пара- подий. Наличие скелета сделало возможным появление членистых рычажных конечностей. Они приподняли тело этих животных над поверхностью суб­страта, уменьшив трение о грунт и дав толчок прогрессивному развитию спо­собов перемещения. Как могли сгибаться членистые конечности, покрытые сплошным жестким кутикулярным (хитиновым) футляром? Практически, никак. В процессе эволюции выработалась следующая особенность: хитино­вый покров на стыке соседних члеников (сегментов) развит гораздо слабее, что позволяет конечностям изгибаться в разных направления. По строению конечностей весь тип и получил свое название.

Изменение способа движения потребовало и перестройки мускулатуры. Вместо кожно-мускульного мешка развилась пучковая мускулатура, обеспе­чивающая сложные и разнообразные движения отделов тела и конечностей. Хитиновый покров обеспечивал место прикрепления мышц. Для обеспечения быстроты движений конечностей, состоящих из многих члеников, возникли поперечно-полосатые мышцы.

Усложнение строения ног привело к расширению их функций. У кольча­тых червей параподии служат для плавания (ползания) и дыхания и никогда не участвуют в захвате пищи. В противоположность этому практически у всех членистоногих захват пищи осуществляется конечностями. Первоначально, видимо, все туловищные ноги участвовали в захвате пищи, проталкивая ее по пищевой бороздке ко рту. Однако вскоре ближайшие ко рту ножки, утратив двигательную функцию, специализировались на проталкивании пищи в рот, а затем и на ее захвате и измельчении. Это привело к важным последствиям — к образованию отделов тела, в первую очередь головы! При развитии мощной мускулатуры «скопившихся» вокруг рта жевательных конечностей потребо­вался и мощный скелет для прикрепления мышц; в связи с этим несколько пе­редних сегментов сливаются, образуя у части членистоногих (многоножек и насекомых) цельную, хорошо обособленную головную капсулу. Голова имеет

и органы чувств — антенны (усики) (вероятно, также представляющие собой видоизмененные конечности) и глаза. Слияние сегментов привело также к образованию груди и брюшка. Голова, грудь и брюшко выполняют различные функции (рис. 91, стр. 17). Голова несет на себе органы чувств (глаза, усики и т.д.), а также рот с придатками (губы, челюсти); на сегментах груди располага­ются ножки (у насекомых, кроме того, крылья); брюшко содержит в основном внутренние органы (у речного рака брюшные двуветвистые плавательные ножки). У высших раков и многих паукообразных сегменты головы и груди сливаются в головогрудь, а остальные образуют брюшко.

Конечности брюшка у большинства членистоногих редуцируются или ви­доизменяются (например, входят в состав полового аппарата).

Прочный и нерастяжимый хитиновый покров затрудняет рост тела, поэто­му членистоногие вынуждены периодически сбрасывать старый покров, по мере того как он становится тесным, то есть линять. После линьки животное усиленно растет, пока не загрубеет нежная, молодая кутикула. Вполне естест­венно, что линька происходит чаще в личиночной стадии, чем во взрослом состоянии, когда интенсивность роста замедляется.

IV. Закрепление изученного на уроке материала

— Речной рак, паук-крестовик, домовый паук, майский жук, бабочка-кра­пивница, комнатная муха. По каким признакам внешнего строения этих животных относят к членистоногим?

— У членистоногих от трех до десяти и более (даже более 150 пар) ног. Ре­шите, какие из животных более древние — те, у которых ног много, или те, у которых их меньшее число? Ответ поясните.

— Членистоногие — мелкие животные. Самые крупные из них — некото­рые из морских раков — имеют тело примерно такое же, как туловище кошки или зайца. Остальное — их длинные ноги. Почему среди члени­стоногих не было и нет таких крупных животных, как слон, или хотя бы как собака?

— Какие преимущества могут давать членистоногим мелкие размеры?

У любых существ существует в организме особое соотношение между весом и мышечной силой. Это одна из главных причин невозможности существова­ния огромных членистоногих. Подсчитано, что если размеры животного увели­чить в 10 раз, то мышечная масса будет увеличена в 100 раз, а вес в 1000 раз, то есть соотношение между весом и мышечной силой будет невыгодным; гораздо труднее будет справляться с тяжестью своего собственного тела. Большая масса мышц требует большей для себя опоры, а опорой для мышц и внутренних орга­нов у членистоногих является хитиновый покров. С увеличением размеров бу­дет увеличиваться не только поверхность панциря, но и его толщина, и наружный скелет при этом становится слишком грузным. Здесь членистоногие уже не смогут соперничать с позвоночными животными, обладающими отно­сительно более легким и вместе с тем достаточно прочным и гибким внутренн­им скелетом. Поэтому и более крупные размеры достались на долю позвоночных, а мелкие — обладателям наружного хитинового покрова — чле­нистоногим. При мелких размерах у членистоногих оказывается чрезвычайно благоприятное соотношение между малым весом и относительно большой мы­шечной силой. Вместе с этим наружный хитиновый покров оказывается дос­таточно прочным скелетом, легким, не мешающим передвижению, водонепроницаемой одеждой, предохраняющей от высыхания крошечное тельце.

§ 22, вопросы после параграфа, термины, характеристика членистоногих.

Источник

Тип членистоногие

Тип членистоногие наиболее богатый видами среди всех животных. Он насчитывает около 1,5 млн. видов, которые широко расселились по всему земному шару и на данный эволюционный период — господствуют, достигнув невиданного расцвета и отлично приспособившись к жизни вблизи людей.

Членистоногие — первичноротые трехслойные многоклеточные животные, произошедшие от многощетинковых кольчецов и включающие в себя многочисленные классы — ракообразные, паукообразные и насекомые. Давайте обозначим ароморфозы, которые помогли занять членистоногим их доминирующее положение, и общие черты строения.

По-другому членистоногих называют артроподы (от др.-греч. ἄρθρον — сустав и πούς, род. п. ποδός — нога), что еще раз подчеркивает их важнейшие ароморфозы, о которых вы скоро узнаете.

Ароморфозы членистоногих

Органы движения членистоногих имеют более сложное строение, через суставы соединяясь с телом животного. Конечности подобны многоколенным рычагам, к которым крепятся мышцы, приводящие их в движение. Выполняют самые разные функции: копание, передвижение, собирание, плавание, служат органом защиты и нападения на жертву.

Поперечно-полосатая мышечная ткань впервые возникла у членистоногих. Мышечная ткань дифференцирована на отдельные пучки. Они состоят из длинных волокон, которые начинаются от одних члеников и крепятся к другим членикам тела, превращая их в подвижные рычаги.

Для членистоногих характерна гетерономная сегментация тела (от греч. heteros — другой и nomos — закон) — сегменты тела (членики) имеют разное строение и выполняют разные функции. Сегменты тела сливаются и образуют отделы: голову, грудь и брюшко. Отделы тела также могут сливаться между собой.

Тело членистоногих покрыто твердым наружным покровом — хитинизированной кутикулой. Хитин — природный полимер из группы азотсодержащих полисахаридов. Такая оболочка надежно защищает все внутренние органы от механических повреждений, предотвращает высыхание и служит опорой для внутренних органов, мышц.

Перед вами одно из величайших событий эволюции на Земле — приобретение насекомыми крыльев. Это важное новшество дало возможность осваивать обширные ранее недоступные территории, заселить множество разных экологических ниш.

Перечисленные ароморфозы членистоногих и их маленькие размеры дали этим животным невероятные преимущества, и, повторюсь, мы с вами на данный момент живем в эру господства членистоногих. Они прекрасно уживаются с человеком — вы не раз встречали насекомых в своем жилище, и порой это были не самые лучшие и ожидаемые встречи, но ведь они были — это еще одно очевидное доказательство их адаптации к жизни рядом с нами.

Приступим к перечислению общих особенностей, характерных для членистоногих в целом.

Общие особенности членистоногих

Снаружи тело членистоногих покрыто хитиновой кутикулой — твердым наружным скелетом (его также называют экзоскелет). Он выполняет защитную функцию, изнутри к нему крепятся многочисленные мышечные пучки.

Важно отметить, что хитиновый покров нерастяжим и сдерживает рост животного, поэтому запомните, что членистоногие растут только в период линьки, когда спадает хитиновая кутикула.

Тело членистоногих подразделяется на неоднородные сегменты, которые отличаются по строению и функции — такая сегментация называется гетерономная. Группы сегментов сливаются в отделы тела: голову — несущую органы чувств и конечности для захвата пищи, грудь — с расположенными на ней ходильными конечностями, и брюшко — задний отдел.

У паукообразных и ракообразных голова и грудь сливаются в единый отдел — головогрудь. У клещей тело вообще не дифференцировано на отделы, представлено единой монолитной структурой.

Членистые конечности — важная прогрессивная черта членистоногих, они представляют собой систему множество подвижно соединенных друг с другом рычагов. Между отдельными члениками в конечности образуются суставы, что обеспечивает большой объем двигательных возможностей.

Конечности могут видоизменяться, и в зависимости от выполняемой функции конечность получает разные названия: бегательная, прыгательная, копательная, плавательная, хватательная, собирательная и другие.

Как уже было сказано, хитиновая кутикула выполняет функцию экзоскелета, поэтому у членистоногих полость тела утрачивает опорную функцию. Вследствие гетерономной сегментации тела и смешения первичной полости тела со вторичной, у членистоногих полость тела называется — миксоцель (от греч. μῖξις — «смешение» и κοῖλος — «полый»).

Остатки вторичной полости тела (целома) можно обнаружить в протоках половых железах (гонад) и выделительных органах. За счет крови, заполняющей большую часть тела, полость тела членистоногих (и моллюсков) также называют гемоцель.

У членистоногих кровеносная система незамкнутого (лакунарного) типа. Из сосудов кровь попадает в щелевые промежутки и омывает внутренние органы, доставляя клеткам питательные вещества. Сердце располагается на спинной стороне тела.

По сосудам и полостям движется единственная тканевая жидкость насекомых — гемолимфа. Она не переносит кислород, в ней редко можно обнаружить гемоцианин. Чаще всего она бесцветна, либо желтовато-зеленоватого цвета. Тем не менее, гемоцианин (за счет содержания меди придает характерный голубой цвет), обнаруживается среди мечехвостов, некоторых паукообразных, ракообразных и насекомых.

У водных форм представлена жабрами, у наземных — листовидными легкими и трахеями.

Органы выделения членистоногих представлены видоизмененными метанефридиями. У насекомых имеются мальпигиевы сосуды, позволяющие максимально экономить воду, всасывая ее прямо из мочи. У ракообразных выделительная система представлена зелеными железами, располагающимися на головном конце тела.

Обитание на суше в целом требует от членистоногих сильной экономии жидкости, что вызывает изменения продуктов выделения. Так у паукообразных легко растворимые мочевина и аммиак заменяются малорастворимым гуанином, у насекомых мочевина и аммиак заменяется мочевой кислотой.

Нервная система узлового типа. Состоит из головного мозга (надглоточного ганглия), подглоточного ганглия и брюшной нервной цепочки. От ганглиев (нервных узлов) отходят нервные волокна, иннервирующие близлежащие внутренние органы и ткани.

Все членистоногие размножаются только половым путем. Большинство из них раздельнополые животные, развитие чаще непрямое (происходит с метаморофозом). Метаморфоз (греч. metamorphosis — превращение) — глубокое преобразование в строении организма, в результате которого личинка через стадию куколки превращается во взрослую особь.

Подтип Трилобитовые

Этих животных мы с вами могли увидеть, если бы переместились на 540 млн. лет назад, в самое начало палеозоя (кембрийский период). В кембрии они впервые появились, и тогда же начался их расцвет. Вымерли эти удивительные животные к концу пермского периода.

Для этих животных характерна гомономная сегментация, отсутствие дифференциации конечностей.

Значение членистоногих

Значение членистоногих для человека сложно переоценить. Некоторых членистоногих употребляют в пищу — раки, крабы, омары (лобстеры). Медоносные пчелы создают мед — ценнейшее природное «лекарство», из меда изготавливается множество других фармацевтических лекарств. Хитиновая кутикула наружного скелета используется в фармацевтике. Из яда паукообразных изготавливают снотворные средства.

Членистоногие доставляют и множество хлопот человеку. Часть из них являются переносчиками тяжелых заболеваний (комар рода Anopheles переносит возбудителя малярии — малярийного плазмодия, возбудителей различных инфекционных заболеваний могут переносить мухи, москиты, блохи, тараканы).

Ряд членистоногих напрямую вызывает заболевания у человека, к примеру — чесоточный зудень приводит к развитию чесотки. Многие насекомые наносят вред культурным растениям, выращиваемым человеком, это — саранча, клопы, жук-короед.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник