Органами осязания паукообразных являются. Нервная система. Органы чувств. Пищеварительная и выделительная системы
106. Рассмотрите рисунок. Напишите названия частей тела наука, обозначенных цифрами.
107. Дайте характеристику класса паукообразных.
Класс паукообразных объединяет свыше 36 тыс. видов членистоногих с воздушным дыханием. Паукообразные - это восьминогие членистоногие. Тело паукообразного чаще всего состоит из головогруди, несущей конечности, и брюшка, лишенного ног (пауки), или из головки с челюстями и ногощупальцами, головогруди и брюшка (клещи). Среди паукообразных преобладают хищники, высасывающие жидкое и разжиженное содержимое своих жертв (внекишечное пищеварение). Клещи приспособились питаться разнообразной пищей животного и растительного происхождения. Дышат легкими или при помощи трахей. Органы выделения - мальпигиевы сосуды. Органы чувств разнообразны: простые глаза, органы обоняния, вкуса, осязания, химического чувства и др. Все паукообразные раздельнополые. Оплодотворение внутреннее, развитие прямое (кроме клещей, имеющих личиночную стадию).
108. Изучите таблицу «Класс Паукообразные. Строение паука». Раскрасьте цветными карандашами системы внутренних органов паука, подпишите их. Какие функции они выполняют?
Функции систем органов:
Кровеносная – циркуляция крови в организме, перенос питательных веществ.
Дыхательная – газообмен.
Пищеварительная – переваривание пищи.
Нервная – регуляция жизнедеятельности.
Половая – воспроизведение себе подобных.
109. Что такое паутина?
Паутина – это секрет паутинных желез, который вскоре после выделения застывает в форме нитей. По химической природе представляет собой белок. Нити прочные, некоторые пауки плетут из них ловчие сети, некоторые используют их для яйцевого кокона.
110. Какие особенности строения и поведения паука-крестовика связаны с наземным образом жизни?
Паук крестовик ведет наземный образ жизни. На спинной поверхности брюшка у него рисунок в виде креста. Тело покрыто слоем воска, который предотвращает испарение воды. Головогрудь покрыта толстым и прочным головогрудным щитом, в передней части которого расположены восемь простых глаз и ротовые органы, а именно: первая пара - челюсти, вторая пара – ногощупальца, на которых имеются чувствительные волоски, входящие в состав органов осязания.
Пауки питаются насекомыми, ловят добычу с помощью паутины. Пойманную в сеть добычу паук кусает и обматывает нитями паутины и переваривает с помощью пищеварительных ферментов. У пауков предварительное переваривание пищи происходит вне организма.
В передней части брюшка лежит пара легочных мешков. Кроме того, у паука в брюшке есть два пучка трахей, открывающихся наружу общим дыхательным отверстием.
Самка паука-крестовика крупнее самца. Осенью она откладывает яйца в кокон, сплетенный из тонкой шелковистой паутины. Кокон она плетет в различных укромных местах - под корой пней, под камнями. К зиме самка паука умирает, а яйца зимуют в теплом коконе. Весной из них выходят молодые паучки, которые становятся половозрелыми на следующий год.
Представители паукообразных - это восьминогие сухопутные членистоногие, у которых тело разделено на два отдела - головогрудь и брюшко, соединенные тонкой перетяжкой или слитые. У паукообразных нет усиков. На головогруди располагаются шесть пар конечностей - две передние пары (ротовые органы), которые служат для захвата и измельчения пищи, и четыре пары ходильных ног. На брюшке ног нет. Органами дыхания у них являются легкие и трахеи. Глаза у паукообразных простые. Паукообразные - раздельнополые животные. Класс Паукообразные включает более 60 тыс. видов. Длина тела различных представителей этого класса от 0,1 мм до 17 см. Они широко распространены по земному шару. Большинство из них - наземные животные. Среди клещей и пауков есть вторичноводные формы.
Биологию паукообразных можно рассмотреть на примере паука-крестовика.
Внешнее строение и образ жизни. Паука-крестовика (названного так за крестообразный рисунок на спинной стороне тела) можно обнаружить в лесу, саду, парке, на оконных рамах деревенских домов и дач. Основную часть времени паук сидит в центре своей ловчей сети из клейкой нити - паутины.
Тело паука состоит из двух отделов: небольшой вытянутой головогруди и более крупного шарообразного брюшка (рис. 90). Брюшко отделено от головогруди узкой перетяжкой. На переднем конце головогруди сверху есть четыре пары глаз, а снизу пара крючкообразных твердых челюстей - хелицер. Ими паук хватает свою жертву. Внутри хелицер имеется канал. По каналу яд из ядовитых желез, расположенных у их основания, поступает в тело жертвы. Рядом с хелицерами находятся короткие, покрытые чувствительными волосками органы осязания - ногощупальца. Четыре пары ходильных ног расположены по бокам головогруди. Тело покрыто легким, прочным и довольно эластичным хитиновым покровом. Как и раки, пауки периодически линяют, сбрасывая хитиновый покров. В это время они растут.
Рис. 90. Внешнее строение паука: 1 - ногощупальце; 2 - нога; 3 - глаз; 4 - головогрудь; 5 - брюшко
На нижнем конце брюшка имеются три пары паутинных бородавок, вырабатывающих паутину (рис. 91), - это видоизмененные брюшные ножки.
Рис. 91. Ловчие сети различных видов пауков (А) и строение (при увеличении) паутинной нити (Б)
Выделяющаяся из паутинных бородавок жидкость мгновенно твердеет на воздухе и превращается в прочную паутинную нить. Различные части паутинных бородавок выделяют паутину разных типов. Паутинные нити различаются по толщине, прочности, клейкости. Различные типы паутины паук использует для строительства ловчей сети: в ее основании более прочные и не липкие нити, а концентрические нити - более тонкие и липкие. Пауки используют паутину для укрепления стенок своих убежищ и для изготовления коконов для яиц.
Пищеварительная система паука состоит из рта, глотки, пищевода, желудка, кишки (рис. 92). В средней кишке длинные слепые выросты увеличивают ее объем и поверхность всасывания. Непереваренные остатки выводятся наружу через анальное отверстие. Паук-крестовик не может питаться твердой пищей. Поймав добычу, например какое-нибудь насекомое, с помощью паутины, он убивает его ядом и впускает в его тело пищеварительные соки. Под их влиянием содержимое пойманного насекомого разжижается, и паук высасывает его. От жертвы остается только пустая хитиновая оболочка. Такой способ пищеварения называется внекишечным.
Рис. 92. Внутреннее строение паука-крестовика: 1 - ядовитая железа; 2 - рот и пищевод; 3 - желудок; 4 - сердце; 5 - легочный мешок; 6" - половая железа; 7 - трахеи; 8 - паутинная железа; 9 - кишка; 10 - мальпигиевы сосуды; 11 - выросты кишечника
Дыхательная система. Органы дыхания у паука - легкие и трахеи. Легкие, или легочные мешки, располагаются снизу, в передней части брюшка. Эти легкие развились из жабр далеких предков пауков, обитавших в воде. У паука-крестовика две пары неветвящихся трахей - длинных трубочек, доставляющих кислород к органам и тканям. Располагаются они в задней части брюшка.
Кровеносная система у пауков незамкнутая. Сердце имеет вид длинной трубочки, расположенной на спинной стороне брюшка. От сердца отходят кровеносные сосуды.
У паука, как и у ракообразных, полость тела имеет смешанную природу - в ходе развития она возникает при соединении первичной и вторичной полостей чела. В теле циркулирует гемолимфа.
Выделительная система представлена двумя длинными трубочками - мальпигиевыми сосудами.
Одним концом мальпигиевы сосуды слепо заканчиваются в теле паука, другим открываются в задний отдел кишечника. Через стенки маль-пигиевых сосудов выходят вредные продукты жизнедеятельности, которые потом выводятся наружу. В кишечнике происходит всасывание воды. Таким образом пауки экономят воду, поэтому могут жить в сухих местах.
Нервная система паука состоит из головогрудного нервного узла и отходящих от него многочисленных нервов.
Размножение. Оплодотворение у пауков внутреннее. Самец переносит сперматозоиды в половое отверстие самки при помощи особых выростов, расположенных на передних ногах. Самка через некоторое время после оплодотворения откладывает яйца, оплетает их паутиной и формирует кокон (рис. 93).
Рис. 93. Самка паука с коконом (А) и расселение паучков (Б)
Из яиц развиваются маленькие паучки. Осенью они выпускают паутинки, и на них, как на парашютах, разносятся ветром на большие расстояния - происходит расселение пауков.
Многообразие паукообразных. Кроме паука-крестовика к отряду Паукиотносятся еще около 20 тыс. видов (рис. 94). Значительное число пауков строят из паутины ловчие сети. Y разных пауков паутины различаются по форме. Так, у домового паука, обитающего в жилье человека, ловчая сеть напоминает воронку, у ядовитого, смертельно опасного для человека каракурта ловчая сеть напоминает редкий шалаш. Среди пауков встречаются и такие, которые не строят ловчих сетей. Например, пауки-бокоходы сидят в засаде на цветках и поджидают прилетающих туда мелких насекомых. Эти пауки обычно ярко окрашены. Пауки-скакунчики способны прыгать и таким образом ловить насекомых.
Рис. 94. Разнообразные пауки: 1 - паук-крестовик; 2 - каракурт; 3 - паук-полк; 4 - паук-краб; 5 - тарантул
Пауки-волки бродят повсюду, разыскивая добычу. А некоторые пауки сидят в норках в засаде и нападают на проползающих поблизости насекомых. К ним принадлежит крупный паук, обитающий на юге России, - тарантул. Укусы этого паука для человека болезненны, но не смертельны. К Сенокосцам относятся очень длинноногие паукообразные (около 3500 видов) (рис. 95, 2). Головогрудь у них нечетко отделена от брюшка, хелицеры слабые (поэтому сенокосцы питаются мелкой добычей), глаза располагаются в виде «башенки» сверху головогруди. Сенокосцы способны к самокалечению: когда хищник хватает сенокосца за ногу, он отбрасывает эту конечность, а сам убегает. Причем оторванная нога продолжает сгибаться и разгибаться - «косить».
Скорпионы хорошо представлены в субтропиках и пустынях небольшими животными длиной 4-6 см (рис. 95, 3). В тропиках обитают крупные скорпионы длиной тела до 15 см. Тело скорпиона, как и у паука, состоит из головогруди и брюшка. Брюшко имеет неподвижную и широкую переднюю часть и узкую, длинную подвижную заднюю. На конце брюшка имеется вздутие (там расположена ядовитая железа) с острым крючком. Им скорпион убивает свою добычу и защищается от врагов. Для человека укол крупного скорпиона ядовитым жалом очень болезненный, может привести к смерти. Хелицеры и ногощупальца у скорпионов имеют форму клешней. Однако клешни-хелицеры маленькие, а клешни-ногощупальца очень большие и напоминают клешни раков и крабов. Всего насчитывают около 750 видов скорпионов.
Рис. 95. Различные представители паукообразных: 1 - клещ; 2 - сенокосец; 3 - скорпион; 4 - фаланга
Клещи. Клещей насчитывают более 20 тыс. видов. Длина их тела обычно не превышает 1 мм, очень редко - до 5 мм (рис. 95, 1 и 96).
В отличие от других паукообразных у клещей тело не разделено на головогрудь и брюшко. У клещей, которые питаются твердой пищей (микроскопическими грибами, водорослями и т. д.), челюсти грызущего типа, а у питающихся жидкой пищей они образуют колюще-сосущий хоботок. Обитают клещи в почве, среди опавших листьев, на растениях, в воде и даже в домах человека. Питаются они гниющими растительными остатками, мелкими грибами, водорослями, беспозвоночными, сосут соки растений, в жилых помещениях людей микроскопические клещики питаются сухими органическими остатками, содержащимися в пыли.
Рис. 96. Иксодовый клещ
Значение паукообразных. Паукообразные играют большую роль в природе. Известны среди них и растительноядные, и хищники, которые поедают других животных. Паукообразными, в свою очередь, питаются многие животные: хищные насекомые, птицы, звери. Почвенные клещи участвуют в почвообразовании. Некоторые клещи являются переносчиками тяжелых заболеваний животных и человека.
Паукообразные - первые наземные членистоногие, освоившие почти все условия обитания. Тело их состоит из головогруди и брюшка. Они хорошо приспособлены к жизни в наземно-воздушной среде: имеют плотные хитиновые покровы, обладают легочным и трахейным дыханием; экономят воду, играют важную роль в биоценозах, имеют важное значение для человека.
Упражнения по пройденному материалу
- Назовите признаки внешнего строения паукообразных, отличающие их от других представителей членистоногих
- На примере паука-крестовика расскажите о способах добывания и переваривания пищи. Как связаны эти процессы с внутренней организацией животного?
- Дайте характеристику строения и деятельности основных систем органов, подтверждающих более сложную организацию паукообразных по сравнению с кольчатыми червями.
- Какое значение имеют паукообразные (пауки, клещи, скорпионы) в природе и жизни человека?
Класс паукообразных объединяет свыше 36 000 видов наземных хелицеровых, относящихся более чем к 10 отрядам.
Arachnida - высшие хелицеровые членистоногие с 6 парами головогрудных конечностей. Они дышат посредством легких или трахей и обладают помимо коксальных желез выделительным аппаратом в виде мальпигиевых сосудов, лежащих в брюшке.
Строение и физиология. Внешняя морфология. Тело паукообразных чаще всего состоит из головогруди и брюшка. В образовании головогруди участвуют акрон и 7 сегментов (7-й сегмент недоразвит). У сольпуг и некоторых других низших форм воедино спаяны лишь сегменты 4 передних пар конечностей, тогда как задние 2 сегмента головогруди свободны, а за ними следуют ясно разграниченные сегменты брюшка. Таким образом, у сольпуг имеются: передний отдел тела, по сегментарному составу отвечающий голове трилобитов (акрон + 4 сегмента), так называемый пропельтидий; два свободных грудных сегмента с ногами и сегментированное брюшко. Сольпуги, следовательно, принадлежат к паукообразным с наиболее богато расчлененным телом.
Следующий по степени расчлененности отряд - скорпионы , у которых головогрудь слитная, но за ней следует длинное 12-сегментное, как у Gigantostraca , брюшко, подразделяющееся на более широкое переднебрюшие (из 7 сегментов) и узкое заднебрюшие (из 5 сегментов). Тело заканчивается тельсоном, несущим искривленную ядовитую иглу. Таков же характер сегментации (только без подразделения брюшка на два участка) у представителей отрядов жгутоногих, лже-скорпионов, сенокосцев, у некоторых клещей и у примитивных членистобрюхих пауков.
Следующий этап слияния туловищных сегментов обнаруживают большинство пауков и некоторые клещи . У них не только головогрудь, но и брюшко представляют сплошные нерасчлененные отделы тела, однако у пауков между ними имеется короткий и узкий стебелек, образованный 7-м сегментом тела. Максимальная степень слияния сегментов тела наблюдается у ряда представителей отряда клещей, у которых все тело цельное, без границ между сегментами и без перетяжек.
Как уже говорилось, головогрудь несет 6 пар конечностей. Две передние пары участвуют в захвате и размельчении пищи - это хелицеры и педипальпы. Хелицеры располагаются впереди рта, чаще всего у паукообразных они в виде коротких клешней (сольпуги, скорпионы, лжескорпионы, сенокосцы, некоторые клещи и др.). Они обычно состоят из трех члеников, концевой членик играет роль подвижного пальца клешни. Реже хелицеры заканчиваются подвижным когтевидным члеником или имеют вид двучленистых придатков с заостренным и зазубренным краем, которым клещи прокалывают покровы животных.
Конечности второй пары, педипальпы, состоят из нескольких члеников. При помощи жевательного выроста на основном членике педипальп размельчается и разминается пища, тогда как прочие членики составляют род щупальца. У представителей некоторых отрядов (скорпионы, лжескорпионы) педипальпы превращены в мощные длинные клешни, у других - похожи на ходные ноги. Остальные 4 пары головогрудных конечностей состоят из 6-7 члеников и играют роль ходных ног. Они заканчиваются коготками.
У взрослых паукообразных брюшко лишено типичных конечностей, хотя они, несомненно, произошли от предков, обладавших хорошо развитыми ножками на передних брюшных сегментах. У эмбрионов многих паукообразных (скорпионов, пауков) на брюшке закладываются зачатки ножек, которые лишь впоследствии подвергаются регрессу. Впрочем, и во взрослом состоянии брюшные ножки иногда сохраняются, но в модифицированном виде. Так, у скорпионов на первом сегменте брюшка есть пара половых крышечек, под которыми открывается половое отверстие, на втором - пара гребенчатых органов, которые снабжены многочисленными нервными окончаниями и играют роль осязательных придатков. И те, и другие представляют видоизмененные конечности. Такова же природа и легочных мешков, расположенных на сегментах брюшка у скорпионов, некоторых пауков и лжескорпионов.
От конечностей берут свое начало и паутинные бородавки пауков. На нижней поверхности брюшка впереди порошицы у них находится 2-3 пары бугорков, усаженных волосками и несущих трубковидные протоки многочисленных паутинных желез. Гомология этих паутинных бородавок брюшным конечностям доказывается не только их эмбриональным развитием, но и строением их у некоторых тропических пауков, у которых бородавки особенно сильно развиты, состоят из нескольких члеников и даже по виду напоминают ножки.
Покровы хелицеровых состоят из кутикулы и подлежащих слоев: гиподермального эпителия (гиподермы) и базальной мембраны. Сама кутикула представляет сложное трехслойное образование. Снаружи располагается липопротеиновый слой, надежно предохраняющий организм от потери влаги при испарении. Это позволило хелицеровым стать настоящей сухопутной группой и заселить самые засушливые районы земного шара. Прочность кутикуле придают белки, задубленные фенолами и инкрустирующие хитин.
Производными кожного эпителия являются некоторые железистые образования, в том числе ядовитые и паутинные железы. Первые свойственны паукам, жгутоногим и скорпионам; вторые - паукам, лжескорпионам и некоторым клещам.
Пищеварительная система у представителей разных отрядов хелицеровых сильно варьирует. Передняя кишка обыкновенно образует расширение - снабженную сильными мышцами глотку, которая служит в качестве насоса, втягивающего полужидкую пищу, так как паукообразные не принимают твердую пищу кусками. В переднюю кишку открывается пара небольших "слюнных желез". У пауков секрет этих желез и печени способен энергично расщеплять белки. Он вводится в тело убитой добычи и приводит содержимое ее в состояние жидкой кашицы, которая затем всасывается пауком. Здесь имеет место так называемое внекишечное пищеварение.
У большинства паукообразных средняя кишка образует длинные боковые выпячивания, увеличивающие вместимость и всасывающую поверхность кишечника. Так, у пауков от головогрудной части средней кишки к основаниям конечностей идут 5 пар слепых железистых мешков; аналогичные выпячивания имеются у клещей, сенокосцев и других паукообразных. В брюшной отдел средней кишки открываются протоки парной пищеварительной железы - печени; она выделяет пищеварительные ферменты и служит для всасывания питательных веществ. В клетках печени происходит внутриклеточное пищеварение.
Выделительная система паукообразных по сравнению с мечехвостами имеет совершенно иной характер. На границе между средней и задней кишкой в пищеварительный канал открывается пара большей частью ветвящихся мальпигиевых сосудов. В отличие от Тгаcheata они энтодермального происхождения, т. е. образуются за счет средней кишки. Как в клетках, так и в просвете мальпигиевых сосудов есть многочисленные зерна гуанина - главного продукта выделения паукообразных. Гуанин, как и мочевая кислота, экскретируемая насекомыми, обладает малой растворимостью и удаляется из организма в виде кристаллов. Потери влаги при этом минимальны, что важно для животных, перешедших к жизни на суше.
Кроме мальпигиевых сосудов паукообразные обладают еще и типичными коксальными железами - парными мешковидными образованиями мезодермальной природы, лежащими в двух (реже в одном) сегментах головогруди. Они хорошо развиты у зародышей и в молодом возрасте, но у взрослых животных более или менее атрофируются. Вполне сформированные коксальные железы состоят из концевого эпителиального мешочка, петлевидно извитого канала и более прямого выводного протока с мочевым пузырьком и наружным отверстием. Концевой мешочек отвечает ресничной воронке целомодукта, отверстие которой замкнуто остатком целомического эпителия. Коксальные железы открываются у основания 3-й или 5-й пары конечностей.
Нервная система Arachnida разнообразна. Будучи связанной в происхождении с брюшной нервной цепочкой кольчатых червей, у паукообразных она обнаруживает четко выраженную тенденцию к концентрации.
Головной мозг имеет сложное строение. В его состав входят два отдела: передний, иннервирующий глаза, - протоцеребрум и задний - тритоцеребрум, посылающий нервы к первой паре конечностей - хелицерам. Характерный для других членистоногих (ракообразные, насекомые) промежуточный отдел мозга - дейтоцеребрум у паукообразных отсутствует. Связано это с исчезновением у них, как и у остальных хелицеровых, придатков акрона - антеннул, или усиков, которые иннервируются именно от дейтоцеребрума.
Метамерность брюшной нервной цепочки всего яснее сохраняется у скорпионов. У них имеется помимо головного мозга и окологлоточных коннективов большая ганглиозная масса в головогруди на брюшной стороне, дающая нервы к 2-6-й парам конечностей и 7 ганглиев, на протяжении брюшного отдела нервной цепочки. У сольпуг кроме сложного головогрудного ганглия на нервной цепочке сохраняется еще один узел, а у пауков уже вся цепочка слилась в головогрудный ганглий.
Наконец, у сенокосцев и клещей нет даже явственного разграничения между головным мозгом и головогрудным ганглием, так что нервная система образует вокруг пищевода сплошное ганглиозное кольцо.
Органы чувств Arachnida разнообразны. Очень важные для паукообразных механические, осязательные раздражения воспринимаются различно устроенными чувствительными волосками, которые особенно многочисленны на педипальпах. Специальные волоски - трихоботрии, расположенные на педипальпах, ногах и поверхности туловища, регистрируют колебания воздуха. Так называемые лировидные органы, представляющие собой небольшие щели в кутикуле, к перепончатому дну которых подходят чувствительные отростки нервных клеток, являются органами химического чувства и служат для обоняния. Органы зрения представлены простыми глазами, которые имеются у большинства паукообразных. Они расположены на дорзальной поверхности головогруди и обычно их бывает несколько: 12, 8, 6, реже 2. У скорпионов, например, имеется пара срединных более крупных глаз и 2-5 пар боковых. У пауков чаще всего 8 глаз, расположенных обычно в две дуги, причем средние глаза передней дуги крупнее остальных.
Скорпионы узнают себе подобных лишь на расстоянии в 2-3 см, а некоторые пауки - за 20-30 см. У пауков-скакунов (сем. Salticidae ) зрение играет особенно важную роль: если самцам замазать глаза непрозрачным асфальтовым лаком, то они перестают различать самок и производить характерный для периода спаривания "любовный танец".
Органы дыхания Паукообразных разнообразны. У одних - это легочные мешки, у других - трахеи, у третьих и те и другие одновременно.
Только легочные мешки имеются у скорпионов, жгутоногих и у примитивных пауков. У скорпионов на брюшной поверхности 3-6-го сегментов переднебрюшия располагаются 4 пары узких щелей - дыхалец, которые ведут в легочные мешки. В полость мешка вдаются многочисленные параллельные друг другу листовидные складки, между которыми остаются узкие щелевидные пространства, в последние проникает через дыхательную щель воздух, а в легочных листочках циркулирует гемолимфа. У жгутоногих и низших пауков имеются лишь две пары легочных мешков.
У большинства других паукообразных (сольпуги, сенокосцы, лжескорпионы, часть клещей) органы дыхания представлены трахеями. На 1-2-м сегментах брюшка (у сольпуг на 1-м членике груди) имеются парные дыхательные отверстия, или стигмы. От каждой стигмы внутрь тела отходит пучок длинных, тонких, слепо замкнутых на концах воздухоносных трубочек эктодермального происхождения (образуются как глубокие впячивания наружного эпителия). У лжескорпионов и клещей эти трубочки, или трахеи, устроены просто и не ветвятся, у сенокосцев они образуют побочные веточки.
Наконец, в отряде пауков оба рода дыхательных органов встречаются совместно. У низших пауков, как уже отмечалось, имеются только легкие; в числе 2 пар они расположены на нижней стороне брюшка. У остальных пауков сохраняется лишь одна передняя пара легких, а позади последних имеется пара трахейных пучков, открывающихся наружу двумя стигмами. Наконец, у одного семейства пауков (Caponiidae ) легких нет вовсе, а единственные органы дыхания - 2 пары трахей.
Легкие и трахеи паукообразных возникли независимо друг от друга. Легочные мешки, несомненно, более древние органы. Считается, что развитие легких в процессе эволюции было связано с видоизменением брюшных жаберных конечностей, которыми обладали водные предки паукообразных и которые были похожи на жаброносные брюшные ножки мечехвостов. Каждая такая конечность впятилась внутрь тела. При этом образовалась полость для легочных листочков. Боковые края ножки приросли к телу почти на всем протяжении, кроме того участка, где сохранилась дыхательная щель. Брюшная стенка легочного мешка соответствует, следовательно, самой бывшей конечности, передний участок этой стенки - основанию ноги, а легочные листочки произошли от жаберных пластинок, находящихся на задней стороне брюшных ножек предков. Такое толкование подтверждается развитием легочных мешков. Первые складчатые зачатки легочных пластинок возникают на задней стенке соответствующих зачаточных ножек прежде, чем конечность углубится и превратится в нижнюю стенку легкого.
Трахеи возникли независимо от них и позже их как органы, более приспособленные к воздушному дыханию.
У некоторых мелких паукообразных, в том числе у части клещей, органы дыхания отсутствуют, и дыхание совершается через тонкие покровы.
Кровеносная система. У форм с ясно выраженной метамерией (скорпионы) сердце представляет длинную трубку, залегающую в переднебрюшии над кишечником и снабженную по бокам 7 парами щелевидных остий. У других паукообразных строение сердца более или менее упрощается: так, у пауков оно несколько укорочено и несет всего 3-4 пары остий, а у сенокосцев число последних сводится до 2-1 пары. Наконец, у клещей сердце в лучшем случае превращается в короткий мешочек с одной парой остий. У большинства клещей в связи с их малыми размерами сердце совершенно исчезает.
От переднего и заднего концов сердца (скорпионы) или только от переднего (пауки) отходит по сосуду - передняя и задняя аорты. Кроме того, у ряда форм от каждой камеры сердца отходит по паре боковых артерий. Концевые веточки артерий изливают гемолимфу в систему лакун, т. е. в промежутки между внутренними органами, откуда она поступает в перикардиальныи участок полости тела, а затем через остии - в сердце. Гемолимфа паукообразных содержит дыхательный пигмент - гемоцианин.
Половая система. Паукообразные раздельнополы. Половые железы лежат в брюшке и в наиболее примитивных случаях парные. Очень часто, однако, происходит частичное слияние правой и левой гонад. Иногда у одного пола гонады еще парны, тогда как у другого слияние уже произошло. Так, у самцов скорпионов имеются два семенника (каждый из двух трубок, связанных перемычками), а у самок - один цельный яичник, состоящий из трех продольных трубок, соединенных поперечными спайками. У пауков в одних случаях гонады сохраняют обособленность у обоих полов, в других же у самки задние концы яичников срастаются, и получается цельная гонада. От гонад отходят всегда парные половые протоки, которые у переднего конца брюшка сливаются вместе и открываются наружу половым отверстием, последнее у всех паукообразных лежит на первом сегменте брюшка. У самцов имеются различные дополнительные железы, у самок нередко развиваются семяприемники.
Развитие. Вместо наружного оплодотворения, которые было свойственно далеким водным предкам паукообразных, у них развилось внутреннее оплодотворение, сопровождаемое в примитивных случаях сперматофорным осеменением или у более развитых форм копуляцией. Сперматофор представляет собой мешочек, выделяемый самцом, в котором находится порция семенной жидкости, защищенной таким образом от высыхания во время пребывания на воздухе. Самец у лжескорпионов и у многих клещей оставляет сперматофор на почве, а самка захватывает его наружными половыми органами. Обе особи при этом совершают "брачный танец", состоящий из характерных поз и движений. Самцы многих паукообразных переносят сперматофор в половое отверстие самки с помощью хелицер. Наконец, у некоторых форм имеются копулятивные органы, а сперматофоры отсутствуют. В ряде случаев для копуляции служат части тела, не связанные непосредственно с половой системой, например видоизмененные концевые членики педипальп у самцов пауков.
Большинство паукообразных откладывает яйца. Однако у многих скорпионов, лжескорпионов и у некоторых клещей наблюдается живорождение. Яйца большей частью крупные, богатые желтком.
У паукообразных встречаются различные типы дробления, однако в большинстве случаев имеет место поверхностное дробление. Позднее за счет дифференциации бластодермы образуется зародышевая полоска. Поверхностный слой ее образован эктодермой, более глубокие слои представляют мезодерму, а самый глубокий слой, прилегающий к желтку,- энтодерма. Остальная часть зародыша одета лишь эктодермой. Формирование тела зародыша происходит главным образом за счет зародышевой полоски.
В дальнейшем развитии следует отметить, что у зародышей сегментация бывает выражена лучше, а тело состоит из большего числа сегментов, чем у взрослых животных. Так, у зародышей пауков брюшко состоит из 12 сегментов, сходно со взрослыми ракоскорпионами и скорпионами, причем на 4-5 передних имеются зачатки ножек. При дальнейшем развитии все брюшные сегменты сливаются, образуя цельное брюшко. У скорпионов конечности закладываются на 6 сегментах переднебрюшия. Передняя пара их дает половые крышечки, вторая - гребенчатые органы, а развитие прочих пар связано с образованием легких. Все это указывает на то, что класс Arachnida произошел от предков с богатой сегментацией и с конечностями, развитыми не только на головогруди, но и на брюшке (переднебрюшии). Почти у всех паукообразных развитие прямое, но у клещей имеется метаморфоз.
Литература: А. Догель. Зоология беспозвоночных. Издание 7, переработанное и дополненное. Москва "Высшая школа", 1981
Класс паукообразные , в отличие от ракообразных, живут преимущественно на суше, дышат при помощи трахей и легких. Класс включает три отряда, на представителях которых можно проследить процесс слияния отделов тела. Так, у отряда пауков тело разделяется на головогрудь и брюшко, у скорпионов - состоит из головогруди, переднебрюшья и заднебрюшья, у клещей все отделы слиты в один щит.
Общие признаки паукообразных: отсутствие усиков, четыре пары ходильных ног, трахейное или легочное дыхание, постоянные околоротовые придатки - верхние щупальца и ногощупальца. На головогруди расположены четыре пары простых глаз, ротовые органы и конечности (ходильные ноги). Наиболее распространены пауки и клещи.
Отряд пауков
Типичным представителем отряда пауков является паук-крестовик . Его можно встретить в лесах, парках, на усадьбах, в домах, где они плетут большие ловчие сети из паутины. У паука первая пара ротовых органов - верхние челюсти, снабженные острыми, загнутыми вниз коготками.
У конца коготков открываются выводные протоки ядовитых желез. Челюсти служат пауку для умерщвления добычи и для защиты. Вторая пара ротовых органов — ногощупальца, которыми паук ощупывает и поворачивает жертву во время еды.
Четыре пары членистых ходильных ног покрыты чувствительными волосками. Брюшко паукообразных крупнее головогруди. На заднем конце брюшка у пауков располагаются паутинные бородавки, в которые открываются паутинные железы. Выделяемое железами вещество твердеет на воздухе, образуя паутинные нити. Одни железы выделяют паутину прочную и неклейкую, идущую на образование остова ловчей сети. Другие железы выделяют мелкие клейкие нити, с помощью которых паук строит ловчую сеть. Третьи железы выделяют мягкую шелковистую паутину, используемую самкой для плетения кокона.
Попавшую в ловчую сеть жертву паук опутывает клейкой паутиной, вонзает в добычу коготки верхних челюстей и впрыскивает в нее ядовитую жидкость, растворяющую мягкие ткани и действующую как пищеварительный сок. Оставив жертву, окутанную паутиной, паук отходит в сторону, ожидая, когда ее содержимое переварится. Через некоторое время паук всасывает частично переваренную пищу. Так у пауков происходит частичное переваривание пищи вне организма.
Органы дыхания паука представлены легочными мешками, сообщающимися с окружающей средой. Кроме них, у паука в брюшке есть трахеи - два пучка дыхательных трубочек, открывающихся наружу общим дыхательным отверстием.
Кровеносная система паука, в основном, такая же, как у рака.
Роль органов выделения выполняют мальпигиевы сосуды, их у паука одна пара, но они ветвятся. Гемолимфа (кровь, смешанная с лимфой) паука омывает эти сосуды и продукты обмена выходят через просветы, затем попадают в кишечник и далее выделяются наружу.
Нервная система образована подглоточным узлом, головным мозгом, от которых отходят нервы к различным органам.
Пауки имеют многочисленные и разнообразные органы чувств: органы осязания (волоски на теле паука и на ногощупальцах), обоняния и вкуса (на ногощупальцах и ходильных ногах), органы вкуса имеются еше и на боковых частях глотки; органы зрения (восемь простых глаз). Некоторые пауки способны различать цвет, особенно те. которые ишут добычу на цветках растений (пауки-крабы).
Пауки - раздельнополые животные. Самки крупнее самцов. Осенью самка плетет кокон из паутины и откладывает в него яйца. В нем яйца зимуют, а весной из них выводятся паучки. Большинство пауков приносят пользу: ими питаются многие мелкие млекопитающие, птицы, ящерицы, некоторые насекомые. Среди пауков есть и ядовитые - тарантул и каракурт. Они очень опасны для человека и домашних животных.
Отряд клещи
У большинства представителей отряда клещей тело не имеет четкого деления на членики или отделы. Клещей очень много. Одни из них живут в почве, другие - в растениях, животных и человеке.
В отличие от пауков, клеши имеют непрямое развитие. Из яйца выхолит шестиногая личинка, у которой после первой линьки появляется четвертая пара ног. После нескольких линек личинка превращается во взрослую особь.
Красный паутинный клещ поселяется на листьях хлопчатника и других ценных растений. Он снижает урожаи хлопчатника и вызывает гибель растений.
Мучной клещ поселяется в луке и зерне. Выедая в зерне зародыш будущего растения, он вызывает гибель семян. Он вызывает порчу пищевых продуктов на складах. например, разные крупы, хлебопродукты, семена подсолнечника. Чистота и проветривание помещений, где хранятся продукты, - одна из основных мер борьбы с мучным клещом.
Чесоточный клещ (чесоточный зудень ) вызывает такое заболевание, как чесотка у людей. Самки этого вида клещей внедряются в более нежные участки кожи человека и прогрызают в ней ходы. Здесь они откладывают яйца. Из них выходят молодые клеши, вновь прогрызающие ходы в коже. Содержание рук в чистоте предупреждает это опасное заболевание.
Отряд скорпионы
Скорпионы живут в странах с теплым и жарким климатом, причем встречаются в самых различных местах обитания: от влажных лесов и морских побережий до бесплодных каменистых местностей и песчаных пустынь. Нередко скорпионы поселяются в жилищах человека.
Скорпионы в большинстве живородящи, некоторые виды откладывают яйца, в которых зародыши уже развиты, так что вскоре вылупливается молодь. Это явление называют яйцеживорождением . Скорпион становится взрослым через год-полтора после рождения, проделывая за это время 7 линек.
Укол скорпиона - средство нападения и защиты. На мелких беспозвоночных, служащих обычно пищей скорпиону, яд действует почти мгновенно: животное тотчас же перестает двигаться. Для мелких млекопитающих яд скорпионов большей частью смертелен. Для человека укус скорпиона, как правило, не смертелен, но известен ряд случаев с очень тяжелыми последствиями и даже со смертельным исходом.
И ) могут достигать 20 см в длину. Ещё большими размерами обладают некоторые пауки-птицееды .
Традиционно в теле паукообразных выделяют два отдела - просому (головогрудь) и опистосому (брюшко). Просома состоит из 6 сегментов, несущих по паре конечностей: хелицеры, педипальпы и четыре пары ходильных ног. У представителей разных отрядов строение, развитие и функции конечностей просомы отличаются. В частности, педипальпы могут использоваться как чувствительные придатки, служить для захвата добычи (), выступать в качестве копулятивных органов (). У ряда представителей одна из пар ходных ног не используется для передвижения и берёт на себя функции органов осязания. Сегменты просомы плотно соединены друг с другом, у некоторых представителей их спинные стенки (тергиты) сливаются между собой образуя карапакс. У слившиеся тергиты сегментов образуют три щитка: пропельтидий, мезопельтидий и метапельтидий.
Опистосома исходно состоит из 13 сегментов, первые семь из которых могут нести видоизменённые конечности: лёгкие,гребневидные органы, паутинные бородавки или половые придатки. У многих паукообразных сегменты просомы сливаются друг с другом, вплоть до потери внешней сегментации у большинства пауков и клещей .
Покровы
Паукообразные несут относительно тонкую хитиновую кутикулу, под которой находится гиподерма и базальная мембрана. Кутикула предохраняет организм от потери влаги при испарении, поэтому паукообразные заселили самые засушливые районы земного шара. Прочность кутикуле придают белки, инкрустирующие хитин.
Органы дыхания
Органами дыхания служат трахеи (у , и некоторых ) или так называемые легочные мешки (у и ), иногда те и другие вместе (у ); у низших же паукообразных обособленных органов дыхания не имеется; эти органы открываются наружу на нижней стороне брюшка, реже - и головогруди, одной или несколькими парами дыхательных отверстий (stigma).
Легочные мешки являются более примитивными структурами. Считается, что они произошли в результате видоизменения брюшных конечностей в процессе освоения наземного образа жизни предками паукообразных, при этом конечность впятилась в брюшко. Легочный мешок у современных паукообразных представляет собой углубление в теле, его стенки образуют многочисленные листовидные пластинки с обширными лакунами, заполненными гемолимфой. Через тонкие стенки пластинок происходит газообмен между гемолимфой и воздухом, поступающим в легочный мешок через отверстия дыхалец, расположенных на брюшке. Легочное дыхание имеется у скорпионов (четыре пары легочных мешков), жгутоногих (одна или две пары) и низкоорганизованных пауков (одна пара).
У лжескорпионов, сенокосцев, сольпуг и некоторых клещей органами дыхания служат трахеи, а у большинства пауков (кроме самых примитивных) одновременно имеются и легкие (сохраняется одна - передняя пара) и трахеи. Трахеи представляют собой тонкие ветвящиеся (у сенокосцев) или неветвящиеся (у лжескорпионов и клещей) трубочки. Они пронизывают внутри тело животного и открываются наружу отверстиями стигм на первых сегментах брюшка (у большинства форм) или на I сегменте груди (у сольпуг). Трахеи лучше приспособлены к воздушному газообмену, чем легкие.
У некоторых мелких клещей специализированные органы дыхания отсутствуют, у них газообмен осуществляется, как и у примитивных беспозвоночных, через всю поверхность тела.
Нервная система и органы чувств
Нервная система паукообразных отличается разнообразием строения. Общий план её организации соответствует брюшной нервной цепочке, однако имеется ряд особенностей. В головном мозге отсутствует дейтоцеребрум, что связано с редукцией придатков акрона - антеннул, которые иннервируются этим отделом мозга у ракообразных, многоножек и насекомых. Сохраняются передний и задний отделы головного мозга - протоцеребрум (иннервирует глаза) и тритоцеребрум (иннервирует хелицеры).
Ганглии брюшной нервной цепочки часто концентрируются, образуя более или менее выраженную ганглиозную массу. У сенокосцев и клещей все ганглии сливаются, образуя кольцо вокруг пищевода, однако у скорпионов сохраняется выраженная брюшная цепочка ганглиев.
Органы чувств у паукообразных развиты по-разному. Наибольшее значение для пауков имеет осязание. Многочисленные осязательные волоски - трихоботрии - в большом количестве рассеяны по поверхности тела, особенно их много на педипальпах и ходильных ногах. Каждый волосок подвижно прикреплен ко дну специальной ямки в покровах и соединен с группой чувствительных клеток, которые находятся у его основания. Волосок воспринимает малейшие колебания воздуха или паутины, чутко реагируя на происходящее, при этом паук способен по интенсивности колебаний различать природу раздражающего фактора.
Органами химического чувства служат лировидные органы, которые представляют собой щели в покровах длиной 50-160 мкм, ведущие в углубление на поверхности тела, где находятся чувствительные клетки. Лировидные органы рассеяны по всему телу.
Органами зрения паукообразных являются простые глаза, количество которых у разных видов варьирует от 2 до 12. У пауков они расположены на головогрудном щите в виде двух дуг, а у скорпионов одна пара глаз располагается спереди и ещё несколько пар - по бокам. Несмотря на значительное количество глаз, зрение у паукообразных слабое. В лучшем случае они способны более или менее отчетливо различать предметы на расстоянии не более 30 см, а большинство видов - и того меньше (например, скорпионы видят только на расстоянии несколько см). Для некоторых бродячих видов (например, пауков-скакунов) зрение более важно, поскольку с его помощью паук высматривает добычу и различает особей противоположного пола.