Строение и покровы. Сегментированное тело ракообразных покрыто хитиновой кутикулой, которая состоит из нескольких слоев. Во внешних слоях откладывается известь, поэтому покровы становятся жесткими и прочными. Внутренний слой состоит из мягкого и эластичного хитина. Кутикула выполняет функцию внешнего скелета (экзоскелет), защищает ракообразных от внешних воздействий и дает опору для прикрепления пучков мышц, образованных поперечнополосатой мышечной тканью.

В сравнении с другими членистоногими тело ракообразных наиболее сегментировано. В головном отделе различают пять сегментов: первый (акрон ) и следующий (антеннальный ) сегменты несут по паре усиков - длинные антенуллы и короткие антенны. Остальные три сегмента головного отдела снабжены конечностями для захвата и перетирания пищи (мандибулы и максиллы). Задний сегмент головы высших ракообразных образует головной щит, или карапакс , который срастается с сегментами груди и образует головогрудь. Количество сегментов в составе груди и брюшка у разных форм неодинаковое. Постоянное число сегментов наблюдается только у высших раков, у которых в состав груди входит 8 сегментов, а в состав брюшка 6 сегментов. Брюшко заканчивается анальной лопастью, или тельсоном.

Грудные конечности очень разнообразны и выполняют различные функции. Чаще всего они служат органами передвижения - плавания или передвижения по твердому субстрату. Брюшные конечности имеются только у высших раков и выполняют дыхательную функцию или органов копуляции. Последняя пара брюшных конечностей может превращаться в пластинчатые плавательные ножки.

Пищеварительная систем. Органы пищеварения ракообразных сложно дифференцированы. Передний отдел включает пищевод, жевательный и пилорический отделы желудка. Стенки передней кишки выстланы кутикулой, которая может образовывать в пищеводе утолщения для перетирания пищи.

Средняя кишка образует выросты, называемые печеночными придатками, которые могут выделять пищеварительные ферменты. Задняя кишка имеет вид прямой трубки.

Дыхательная система. Ракообразные имеют специализированные органы дыхания - жабры, которые представляют собой тонкие кожные выросты на грудных конечностях. Иногда жабры располагаются на брюшных конечностях. Дыхание низших ракообразных осуществляется через всю поверхность тела.

Кровеносная система незамкнутого типа. Гемолимфа частично движется по сосудам, частично в полости тела. Венозная кровь подходит к жабрам, где окисляется и возвращается в околосердечный синус. Сердце имеет метамерное строение. Оно представляет собой трубку, которая тянется вдоль тела по спинной стороне и в каждом сегменте снабжена парой остий.

Кровеносная система зависит от дыхательной: если жабры располагаются на грудных конечностях, сердце располагается в груди, а если жабры на брюшных конечностях - сердце в брюшке. У низших ракообразных, у которых дыхание осуществляется через всю поверхность тела, кровеносная система исчезает или остается только сердце.

Гемолимфа может быть бесцветной или окрашенной в красный цвет гемоглобином, растворенным в плазме. У некоторых крабов гемолимфа синеватая из-за присутствия дыхательного пигмента гемоцианина, содержащего медь.

Выделительная система представлена двумя парами железистых органов. Органами выделения служат одна или две пары видоизмененных метанефридии. Одна пара открывается у основания антенн - антеннальные железы. Другая пара открывается у основания вторых максилл - максиллярные железы. Во взрослом состоянии присутствует только одна пара желез, хотя на личиночной стадии развиваются обе пары.

Нервная система ракообразных состоит из парного головного мозга, окологлоточных коннективов и пары брюшных нервных стволов с ганглиями в каждом сегменте. У ракообразных отмечается концентрация нервной цепочки и уменьшается количество ганглиев. Например, у крабов имеются только две нервные массы - головной мозг и грудная, образовавшаяся в результате слияния всех нервных ганглиев брюшной цепочки.

Органы чувств. Органы осязания представлены волосками и щетинками на поверхности антеннул, антенн и других конечностей. Органы равновесия находятся в антеннах и представлены статоцистами. Органы зрения у ракообразных представлены парой сложных фасеточных глаз. Фасеточные глаза состоят из множества мелких глазков - омматидиев и часто сидят на подвижных выростах головы - стебельках.

Половая система. Большинство ракообразных раздельнополы. Обычно наблюдается половой диморфизм. Половые железы непарные, но половые протоки парные. Половые железы располагаются в грудной области. Половые отверстия находятся на 6-м грудном сегменте у самок и на 8-м грудном сегменте у самцов. Конечности рядом с половыми отверстиями у самцов могут превращаться в копулятивные органы.

Развитие прямое или с метаморфозом . Рост происходит с помощью линьки, поэтому его называют ступенчатым. Процесс линьки находится под контролем гормональной системы. Большинство раков обнаруживает заботу о потомстве. Самки десятиногих раков прикрепляют яйца к брюшным ножкам и вынашивают их до появления личинки. Для пресноводных раков характерно прямое развитие, когда из яйца выходит маленький рачок.

Медицинское значение высших ракообразных. Ракообразные поддерживают циркуляцию возбудителей описторхоза, клонорхоза, параганимоза в природных очагах. Пресноводные раки (р. Camboroides ) и крабы (р. Potamon, р. Eriocher ) - вторые промежуточные хозяева легочного сосальщика (Paragonimus westermani ). Раки р. Caridina служат вторыми промежуточными хозяевами для китайского сосальщика (Clonorchis sinensis ). Человек заражается названными гельминтами, употребляя в пищу термически необработанное мясо раков и крабов, которые содержат метацеркариев этих трематод.

Подкласс максиллоподы (Maxillopoda )

Отряд веслоногие ракообразные (Copepoda ) относятся к подклассу челюстеногих (Maxillopoda ). Число видов веслоногих раков составляет от 10 до 20 тысяч. Веслоногие рачки живут как в пресных водах, так и в морях, составляя существенную часть планктона.

Тело веслоногих раков состоит из сложной головы, в состав которой вошел передний грудной сегмент (иногда этот отдел обозначается как головогрудь), груди, состоящей из пяти члеников, и брюшка из четырех члеников. На сложной голове находится рот, науплиальный глаз, все головные придатки и пара ногочелюстей. Одноветвистые антеннулы очень длинные, они активно участвуют в плавании. Антенны двуветвистые. Грудные ноги сохраняют примитивную двуветвистую форму и несут плавательные щетинки. Брюшко не имеет ног и заканчивается анальной лопастью с вилочкой (фуркой). У ракообразных хорошо развита мускулатура, которая представлена пучками мышц. Они хорошо видны через тонкий хитиновый покров рачка.

Центральная нервная система состоит из головного мозга и соединенной с ним окологлоточным нервным кольцом брюшной нервной цепочки, которая расположена в головогруди, в брюшко она не заходит.

Кровеносная система и органы дыхания отсутствуют. Дыхание осуществляется всей поверхностью тела.

Выделительная система. На личиночных стадиях органами выделения служат парные антеннальные железы, а на взрослой стадии - максиллярные железы. Они состоят из замкнутого мешочка (остатка целомической полости) и извитого выводного канала.

Половая система. Большинство видов копепод - раздельнополые животные. Самка откладывает яйца, которые склеиваются в два яйцевых мешка, прикрепленных возле основания брюшка. Из яйца выходит личинка науплиус (ортонауплиус ), которая многократно линяет и превращается во взрослую форму.

Медицинское значение. Циклопы (англ. water flea ) поддерживают циркуляцию дифиллоботриоза и дракункулеза в природных очагах. Они служат промежуточными хозяевами для развития ленточных (Diphyllobothriun latum ) и круглых (Dracunculus medinensis ) червей. В полости тела циклопа корацидий широкого лентеца превращается в следующую личиночную стадию - процеркоид. При поедании зараженного циклопа рыбой в ее мышцах из процеркоида развивается следующая личинка - плероцеркоид, которая является инвазионной стадией для основных хозяев - человека и рыбоядных животных.

Личинок ришты (Dracunculus medinensis ) заглатывают циклопы рода Cyclops или Eucyclops (промежуточные хозяева), в организме которых они линяют и становятся инвазионными через 4–14 дней. Человек заражается дракункулезом при питье сырой воды, которая содержит зараженных циклопов.

ПОДТИП ХЕЛИЦЕРОВЫЕ (CHELICERATA )

Хелицеровые включают около 40 000 видов. Тело хелицеровых состоит из головогруди и брюшка. Головогрудь возникает в результате объединения 7 сегментов (головных и грудных), часто седьмой сегмент у большинства представителей хелицеровых бывает редуцирован. Брюшко у некоторых форм подразделяется на переднебрюшие и заднебрюшие. Характерная особенность хелицеровых - отсутствие у них усиков. На головогруди находится 6 пар одноветвистых конечностей, брюшные ножки отсутствуют или видоизменяются. Первая пара головогрудных конечностей превращена в хелицеры , которые служат для размельчения пищи. Вторая пара конечностей - педипальпы - несет чувствительную и хватательную функции. За ними следует четыре пары ходильных ног.

Хелицеровые раздельнополы. Большинство представителей паукообразных откладывает яйца. Однако у многих скорпионов, лжескорпионов и у некоторых клещей наблюдается живорождение. Яйца большей частью крупные, богатые желтком.

К подтипу хелицеровых принадлежат три класса. Медицинское значение имеют представители класса паукообразные (Arachnida ).

Класс паукообразные (Arachnida )

Класс паукообразных насчитывает около 36 000 в основном наземных видов.

Отряды: скорпионы, пауки, клещи.

У паукообразных имеется шесть пар конечностей, первые две пары из которых превращены в хелицеры и педипальпы, захватывающие и измельчающие пищу. Остальные четыре пары - ходильные ноги. На брюшке паукообразных находятся гомологи конечностей: паутинные бородавки, легочные мешки, трахеи.

Покровы образованы прочной, трехслойной хитиновой кутикулой, под которой, как и у ракообразных, находится слой гиподермального эпителия. Кутикула предохраняет животное от иссушения. Особенности кутикулы обеспечили распространение паукообразных в самых засушливых регионах.

Пищеварительная система отличается наличием мускулистой сосательной глотки и слюнных желез, секреты которых расщепляют белки. Большинство паукообразных - хищники. Пауки ловят добычу в ловчую сеть - паутину, образованную клейким секретом паутинных желез и сплетенную ножками паука. Питаются пауки жидкой пищей. Пищеварение у них внекишечное: добыча сначала убивается, разжижается секретом слюнных желез, а затем засасывается глоткой.

Выделительная система представлена мальпигиевыми сосудами.

Кровеносная система не замкнута.

Дыхательная система представлена легочными мешками или трахеями, либо теми и другими одновременно. Газообмен происходит в складках легочных мешков, которые омываются гемолимфой. Трахеи начинаются отверстиями - дыхальцами, которые расположены на боковых поверхностях брюшных сегментов (по одной паре на каждом сегменте).

Нервная система состоит из головного мозга и брюшной нервной цепочки; органы чувств - простые глаза и органы осязания, расположенные на спинной стороне груди.

Половая система. Развитие прямое (за исключением клещей). Паукообразные - раздельнополые животные с внутренним оплодотворением. Они откладывают яйца или живородящи.

Отряд скорпионы (Scorpiones )

Скорпионы распространены в Южной и Северной Америке, Африке, Индии, на Ближнем Востоке, Средней Азии, южных районах СНГ.

Морфологические особенности. У скорпионов педипальпы превратились в клешни. Они имеют длинное сегментированное брюшко с гибким, тонким заднебрюшием, которое заканчивается тельсоном. На его вершине открываются протоки ядовитых желез. Большинство скорпионов живородящи, причем некоторое время самка носит детенышей на себе.

Днем скорпионы прячутся под корнями и в других укромных местах, ночью выходят на охоту. Они питаются наземными членистоногими и мелкими ящерицами. Свою добычу скорпионы захватывают клешнями и обездвиживают ее с помощью ядовитой иглы на конце брюшка.

Медицинское значение. Скорпионы жалят человека только в целях самозащиты. Укусы большинства скорпионов болезненные, но не опасны для человека. Возможны аллергические реакции на яд скорпионов. Однако среди 1000 видов скорпионов существует порядка 30 видов, укусы которых смертельно опасны. Ежегодно в мире от них умирает более 5000 человек.

В южных районах СНГ обитает 15 видов скорпионов, большинство в Средней Азии, где встречается пестрый скорпион - Buthus eupeus (до 6,5 см в длину). Скорпион Centraroides exilicauda обитает на юго-западе США и на севере Мексики. Он имеет желтую окраску и достигает в длину 7 см. Яд этого скорпиона содержит нейротоксин, переводящий быстрые натриевые каналы в постоянно открытое состояние и вызывающий тем самым постоянную импульсацию в нейронах. Укус Centraroides exilicauda может оказаться смертельным.

Укусы других видов скорпионов (например, Leirus quinquestriatus , Androctonus spp ., Titus serrulatus ), обитающих на Ближнем Востоке, в Северной Африке, Средиземноморье, Индии и Бразилии, приводят к массовому высвобождению катехоламинов. При этом наблюдаются нарушения ритма сердца, отек легких, повреждения миокарда. В Южной Африке укусы скорпионов рода Parabuthus и рода Buthotus вызывают поражения центральной нервной системы. На Ближнем востоке обитает Hemiscorpius lepturus , яд которого вызывает некроз тканей и гемолиз.

Профилактические мероприятия. В местностях, где распространены скорпионы, перед использованием одежды, обуви, постельного белья, полотенец их нужно встряхивать и осматривать. Удаление камней, коряг и мусора с приусадебных участков и мест проведения пикников лишает скорпионов укрытий; обработка жилищ инсектицидами лишает их пищи.

Отряд пауки (Aranei )

Отряд включает более 20 000 видов пауков, которые широко распространены повсеместно. На территории СНГ обитает около 1500 видов пауков.

Морфологические особенности. Пауки отличаются цельным брюшком, которое соединяется с головогрудью узким стебельком, образованным седьмым сегментом. Хелицеры заканчиваются когтевидным члеником. Педипальпы самцов играют роль совокупительных органов. Имеется одна или две пары легких, а у большинства пауков также два пучка трахей. Конечности двух сегментов брюшка превращены в паутинные бородавки.

Медицинское значение. К ядовитым паукам относятся широко распространенные в Средней Азии и южных и центральных районах европейской части тарантул (Lycosa singoriensis ) и каракурт (Latrodectus tredecimguttatus ). Тарантул Lycosa singoriensis обитает в пустынях, полупустынях и лесостепной зоне на юге России и стан СНГ. Все тарантулы ядовиты в той или иной степени. Укусы тарантула болезненны, но не опасны для человека. Они вызывают отеки и гиперемию кожи.

В отличие от тарантула, укус каракурта очень опасен для человека и домашних животных (верблюдов, лошадей и других). Яд пауков рода Latrodectus содержит нейротоксин. Кусаются только самки. Каракурт Latrodectus tredecimguttatus распространен в Северной Африке, западной Азии, на юге Европы. Окраска паука черная, на брюшке самца и неполовозрелых самок имеются красные пятна с белой каймой. Укусы паука вызывают сильную боль, судороги, затрудненное дыхание. Особенно ядовиты самки.

Их укусы вызывают гангренозный распад тканей, тяжелое отравление, иногда со смертельным исходом.

В центральной и северной Америке распространен паук «черная вдова» Latrodectus mactans . Длина тела составляет около 1 см, размах ног - 5 см. Паук этот блестящий, черный, с двумя красными отметинами в виде песочных часов на вентральной поверхности брюшка. Через час после укуса нейротоксин под названием альфа-латротоксин распространяется по ли мфатической системе.

Мышцы живота сокращаются и затвердевают. Возможна рвота, обильное потоотделение, боль в суставах. Пострадавший возбужден, испытывает страх.

В случаях тяжелого поражения развивается потеря сознания. Летальность исходов наблюдается в 5 % случаев.

Яд, который пауки используют для обездвиживания и переваривания добычи, у человека вызывает некроз кожи и интоксикацию.

Яд пауков рода Loxosceles , обитающих в центральной Америке, Африке и на Ближнем Востоке, вызывает обширный некроз кожи и подкожной клетчатки. Длина тела всех этих пауков составляет 7–15 мм, размах ног - 2–4 см. Представители рода Loxosceles имеют коричневую окраску с темным рисунком в виде скрипки на дорсальной поверхности головогруди.

Пауки-птицееды (семейство Theraphosidae ) - волосатые долгоживущие пауки. На территории США, главным образом на юго-западе, обитает 30 представителей этого семейства. Пауки-птицееды, которых стали все чаще содержать в домашних условиях, как правило, привезены из других стран; они имеют яркую окраску, а размах ног достигает 25 см. Птицееды кусаются только в целях самозащиты. Укусы их не опасны, однако возможны сильная боль и отек в месте укуса. Кроме того, у некоторых видов птицеедов тело покрыто особыми стрекающими волосками, которые попадая на кожу, вызывают образование зудящих папул. Сыпь держится по нескольку недель.

Профилактические мероприятия включают уничтожение пауков в местах их обитания и соблюдение осторожности в районах распространения ядовитых пауков. При укусе необходимо определить видовую принадлежность паука. При укусах ядовитых пауков требуется введение антитоксической сыворотки и специфическое лечение.

Надотряд клещи (Acari )

Морфологические особенности. Тело клещей обычно несегментированное. В состав ротового аппарата входят хелицеры, педипальпы и верхняя губа. Сегменты хелицер и педипальп объединяются в подвижный хоботок. Четыре пары ходильных ног клещей состоят из шести сегментов: вертлуг, бедро, колено, голень, предлапка и лапка. Дыхание трахейное, у мелких клещей и личинок дыхание кожное. Клещи раздельнополы, половой диморфизм проявляется в меньших размерах самцов, в разной форме и размерах полового отверстия у самок, в разной степени хитинизации тела у самок и самцов.

Развитие клещей. Большинство самок откладывают яйца. Развитие клещей происходит с метаморфозом: из яйца выходит шестиногая личинка, которая отличается от имаго отсутствием последней пары ног, стигм, трахей и полового отверстия.

После первой линьки личинка превращается в нимфу, которая имеет уже четыре пары ног и отличается от взрослой формы меньшими размерами, отсутствием полового отверстия и недоразвитием половых желез. После последней линьки нимфа превращается в имаго - половозрелую форму. Количество стадий нимф колеблется от 1 до 6.

Акариформные клещи (Acariformes ) питаются мертвыми или живыми производными эпидермиса птиц, млекопитающих и человека. К ним относятся мучной клещ, амбарный клещ, постельный клещ.

Клещи амбарные поражают продукты питания: зерно, муку, сыр, сухофрукты. При употреблении продуктов, зараженных этими клещами, могут развиваться воспалительные явления в желудочно-кишечном тракте. Клещи обнаруживаются в моче, испражнениях, желудочном и дуоденальном содержимом, в слюне и мокроте. Продукты жизнедеятельности, фрагменты мертвых клещей и личиночных шкурок, попадая с пылью в дыхательные пути и пищеварительный тракт, вызывают аллергические заболевания (бронхиальная астма, бронхиты). Поэтому эту группу называют аллергогенными клещами из жилых помещений.

Из акариформных клещей особое медицинское значение представляет чесоточный клещ.

Морфологические особенности. Тело чесоточного клеща широкое, овальное, складчатое, покрыто треугольными чешуйками. Размеры самки составляют 0,4 мм, самца - 0,3 мм. Ротовые органы клешневидные, грызущего типа. Ноги короткие, состоят из 6 члеников. На передних лапках расположены присоски.

Глаза отсутствуют, дыхание осуществляется всей поверхностью тела.

Для проникновения в кожу зудни выбирают наиболее нежные участки кожи (между пальцами, на животе, в промежности). Питаются клещи клетками эпидермиса. Длина хода, который пробуравливает самка за день, достигает 2–3 мм (самцы ходов не делают). Живут они до 2 месяцев, откладывая за это время 30–40 яиц. Из яиц через 3–5 дней после кладки выходят шестиногие личинки размером 0,15 мм. Через 10–15 дней, пройдя ряд стадий развития, они достигают половой зрелости и начинают откладывать яйца. Взрослые клещи живут 40–45 дней.

Пути заражения человека. Человек заражается при прямом контакте с больными людьми, через рукопожатие, общую постель, одежду, полотенце, перчатки, игрушки.

При чесотке обычно поражаются кисти рук, локти, подмышечные впадины, а также кожа живота, бедер, ягодиц. Больного беспокоят сильный зуд и воспаления на коже. Ходы чесоточного зудня можно рассмотреть с помощью лупы. Длина ходов 5 мм, вдоль хода видны темные точки - отверстия. У слепого конца такого хода иногда виден пузырек, где и находится клещ.

Лабораторнаядиагностика заключается в микроскопическом исследовании соскобов с кожи и обнаружении клещей.

Профилактические мероприятия

Пути заражения человека. Заражение происходит при контакте с больным человеком.

Действие на организм человека. Вызывают воспаление кожных покровов (угревую сыпь) в результате закупорки сальных желез.

Диагностика демодекоза заключается в микроскопическом исследовании соскобов кожи и гнойного отделяемого угрей с целью обнаружения клещей.

Профилактические мероприятия включают выявление и лечение больных людей, соблюдение правил личной гигиены, улучшение санитарно-бытовых условий, дезинфекцию одежды и белья в общественных учреждениях.

Клещи - переносчики возбудителей трансмиссивных болезней (отряд Parasitiformes )

Добычу иксодовые клещи подстерегают в природе. Они могут также длительное время голодать, но, присосавшись к хозяину, несколько дней питаются кровью.

Присасываются они незаметно, выделяя со слюной анестезирующие вещества.

Морфологические особенности. Иксодовые клещи имеют довольно крупные размеры и покрыты сверху плотным спинным щитком. У самцов щиток покрывает всю верхнюю поверхность тела, а у самок, нимф и личинок - только переднюю часть. Самка откладывает от 2000 до 17 000 яиц. Личинки имеют три пары ног, дышат всей поверхностью тела и питаются кровью мелких животных.

Через 10–30 дней личинка превращается в нимфу, которая несколько дней питается кровью животных, линяет и превращается во взрослого клеща - имаго.

Весь период развития от яйца до половозрелой особи у разных видов клещей может длиться от полугода до нескольких лет. С эпидемиологической точки зрения наиболее значимы клещи родов Ixodes , Dermacentor , Hyalloma .

Таежный клещ (Ixodes persulcatus ) - переносчик таежного энцефалита.

Встречается в лесах Сибири и Дальнего Востока. Самка имеет овальное тело, суженное к переднему концу, размером около 3 мм. На переднем конце тела имеется длинный хоботок, основание которого имеет прямоугольную форму. К основанию хоботка прикреплены четырехчленистые пальпы, прикрывающие хоботок сверху. Пальпы - это органы чувств, используемые клещом для выбора места для присасывания. С помощью хоботка клещ прикрепляется к коже. На брюшной стороне самки клеща на уровне третьей пары ног расположено половое отверстие в виде поперечной щели. Анальное отверстие расположено ближе к заднему концу тела. На боковой поверхности тела располагаются дыхательные пластинки овальной формы, окружающие дыхательные отверстия (стигмы).

Личинки и нимфы питаются на мелких животных и птицах. На развитие каждой стадии требуется около года. Таежный клещ поддерживает в природных очагах циркуляцию вируса таежного клещевого энцефалита. Основной резервуар вируса энцефалита - бурундуки, а также ежи, мыши-полевки и птицы.

Собачий клещ (Ixodes ricinus ). Встречается в лесной и лесостепной зонах, а также в горных районах. Период развития клеща составляет от 3 до 7 лет. Личинки и нимфы при невысокой температуре воздуха (10–15 °С) могут голодать до 2 лет. Тело клеща овальное, на спинной стороне находится щиток. У самцов он покрывает всю спинную сторону, у самок, личинок и нимф - только пе-

реднюю часть спинной стороны, на остальных частях тела покровы мягкие, что обеспечивает возможность растяжения и увеличения объема тела.

Собачий клещ поддерживает в природе очаги туляремии среди грызунов. Передает человеку и животным возбудителя туляремии, а также весенне-летнего энцефалита.

Пастбищные клещи рода (Dermacentor ) переносят возбудителей клещевого сыпного тифа, клещевого энцефалита, туляремии, бруцеллеза. Отличаются от других клещей щитком, который покрыт белым рисунком. По краям передней трети щитка расположены плоские глаза.

Различные виды этого рода встречаются в лесных зонах, степях и пустынях. Особенно часто они встречаются в речных долинах с кустарниковой растительностью и местах выпаса скота. Медицинское значение имеют клещи видов D. pictus , D.marginatus , D. nuttalli .

Взрослые клещи наиболее активны с марта по июнь, питаются на копытных животных. Личинки и нимфы питаются на мелких млекопитающих (зайцах, ежах, мышах). Самки откладывают яйца на следующий год.

Семейство аргасовые клещи (Argasidae) .

Аргасовые клещи распространены в странах с теплым и тропическим климатом. Они обитают в пещерах, норах животных, постройках для скота, в полупустынях и пустынях и питаются кровью позвоночных животных на всех стадиях развития.

Морфологические особенности. Тело клещей продолговатое, мягкое, не имеет щитков, размером 2–30 мм. Ротовой аппарат помещается на брюшной стороне.

Медицинское значение. Клещи рода Ornithodorus , из которых наиболее важен Ornithodorus papillipes , распространяют клещевой возвратный тиф (страны Средней Азии, Ближнего Востока, Индия). Возбудителей различных заболеваний (вирусы, бактерии, спирохеты, простейшие) клещи получают, питаясь на диких животных, а возможность перехода клещей с одного хозяина на другого обеспечивает циркуляцию этих болезнетворных организмов в природе. Таким образом, в природе достаточно долго может существовать очаг заболевания, представляющий опасность для человека.

ПОДТИП ТРАХЕЙНЫЕ (TRACHEATA )

Подтип трахейных включает наземных членистоногих, только немногие виды вторично приспособились к жизни в воде. Они дышат при помощи трахей. Отверстия трахей - стигмы - расположены попарно по бокам каждого сегмента тела. Стенки трахей имеют спиральные хитиновые утолщения, благодаря чему воздух поступает ко всем органам тела.

Туловище разделено на голову, грудь и брюшко. Большинство трахейных обладает хорошо обособленной головой, которая состоит из акрона и четырех сегментов. Голова несет одну пару антенн (усиков) и три пары ротовых конечностей: одну пару верхних челюстей (мандибулы) и две пары нижних челюстей (максиллы). Число сегментов туловища сильно варьирует в пределах группы.

Наземные трахейные приобрели морфофизиологические адаптации к существованию в условиях дефицита влаги.

Классификация. Подтип трахейных традиционно включает два класса:

♣ класс многоножки (Myriapoda );

♣ класс насекомые (Insecta ).

Однако в настоящее время известно, что многоножки объединяются в надкласс - Myriapoda , который включает в себя 4 класса: симфилы (Symphyla ), пауроподы (Pauropoda ), кивсяки, или двупарноногие (Diplopoda ), и губоногие (Chilopoda ). Традиционное объединение их в один класс Myriapoda (многоножки) в настоящее время не принято, но сохраняется в руководствах и учебниках.

Надкласс многоножки (Myriapoda )

Класс губоногие (Chilopoda ) - сколопендры (Scolopendromorpha ), включает наиболее крупных представителей этого класса. Это ночные хищники, охотящиеся за крупными насекомыми и нападающие даже на мелких позвоночных животных. На Ямайке и в Южной Америке обитает самая ядовитая сколопендра - Scolopendra gigantea . В длину она достигает 26 см. Нападает на ящериц, жаб, птиц.

Укус сколопендры вызывает у ее жертвы паралич и нарушение сердечной деятельности. Химическая природа яда этих многоножек изучена плохо. В нем идентифицированы ацетилхолин и биологически активные амины - гистамин и серотонин. Имеется указание на присутствие ряда ферментов, в том числе протеолитических. Укус сколопендры смертелен для ее жертв, но для здоровья человека серьезной опасности не представляет.

Класс насекомые (Insecta )

Насекомые появились в позднем палеозое, в девонском периоде. Произошли от червеобразных многоножек.

Тело насекомых разделено на голову, грудь и брюшко. Голова состоит из пяти слившихся сегментов. На нижней стороне головы находится рот. По бокам его расположены два сложных глаза. Между ними могут быть простые глазки. На голове находится одна пара усиков, или сяжек, выполняющих функции осязания и обоняния. Грудь состоит из трех слившихся сегментов, каждый из которых несет одну пару конечностей. Всего у насекомых три пары конечностей; на спине могут находиться одна-две пары крыльев.

По наличию и характеру крыльев насекомых делят на крылатых и бескрылых. У крылатых насекомых одна-две пары одинаковых или разных крыльев. У жесткокрылых или полужесткокрылых одна пара крыльев превратилась в жесткие надкрылья. У беск рылых насекомых (вши, блохи) крылья редуцированы или отсутствуют.

Брюшко состоит из восьми и более сегментов, что зависит от уровня развития насекомого: чем оно примитивнее, тем больше сегментов; есть гомологи конечностей: яйцеклад, совокупительный орган, жало.

Дыхательная система насекомых образована трахеями, обеспечивающими газообмен в организме насекомого. Трахеи открываются наружу дыхальцами (стигмами), которые расположены на боковой поверхности брюшка.

Нервная система узлового типа. Надглоточный ганглий образует головной мозг, состоящий из трех отделов: переднего, среднего, заднего. Развитие нервной системы обусловило появление у насекомых сложных инстинктов, заботы о потомстве, разделения функций у общественных насекомых.

Пищеварительная система насекомых представлена дифференцированным пищеварительным трактом и слюнными железами. Передняя кишка делится на рот, глотку, пищевод, часто расширяющийся в зоб и желудок. Печени у насекомых нет. Есть слюнные железы, железистые клетки средней кишки и ректальные железы, обеспечивающие всасывание воды. Средняя кишка образует складки. Задняя кишка выводит продукты пищеварения и обмена веществ.

Ротовые аппараты насекомых различны по строению и типу. Различают грызущий (жуки, тараканы), колюще-сосущий (комары), лижущий (мухи) ротовые аппараты.

Выделительная система представлена мальпигиевыми сосудами и жировым телом, в котором накапливаются продукты обмена.

Кровеносная система незамкнутая и образована трубковидным сердцем и одним сосудом, направленным к голове (головной аортой). Из отверстия аорты гемолимфа выливается в полость тела. Гемолимфа желтоватого цвета и не участвует в дыхании.

Половая система представлена парными половыми железами, резко выражен половой диморфизм, оплодотворение внутреннее, развитие прямое или непрямое (с метаморфозом).

Ракообразные - первичноводные животные, поэтому в качестве органов дыхания у них имеются особые выросты конечностей - жабры. Представители этого класса отличаются от всех остальных членистоногих наличием на голове двух пар усиков. Конечности ракообразных часто сохраняют примитивный двуветвистый тип строения.

Речной рак. Рассмотрим основные морфофизиологические особенности этого класса на при мере хорошо известного представителя - речного рака.

Внешнее строение и образ жизни. Речной рак обитает в пресных водах: реках, ручьях, озерах. Присутствие раков в водоеме указывает на чистоту воды. Раки ведут активный ночной образ жизни, а днем прячутся под камнями, корягами или в норках. Раки всеядны, они питаются как растениями, так и животными, в том числе и их разлагающимися остатками. Размер взрослого рака достигает 20 см и более.

Снаружи рак покрыт твердым хитиновым панцирем, служащим надежной защитой от врагов. Темная зеленовато-бурая окраска панциря делает рака незаметным на дне. Как и у всех ракообразных, тело речного рака состоит из головного, грудного и брюшного отделов. Однако в его строении есть некоторые особенности. Внешнее строение и размеры ракообразных могут быть весьма разнообразными. Так, у некоторых примитивных форм сегментация отделов почти гомономная, и одна часть тела незаметно переходит в другую. У более высокоорганизованных видов части тела четко дифференцированы. Голова рака состоит из головной лопасти (акрона) , на которой располагается первая пара усиков (антенны 1, или антеннулы, и 4 сегментов (рис. 42).

Рис. 42. Конечности самки рака: 1 - антеннула, 2 - антенна 11, 3 - конечности головы, 4 - конечности груди, 5 - конечности брюшка

Конечности первого сегмента представляют собой вторую пару усиков (антенны), гораздо более длинных, чем антеннулы. Усики подвижны, служат для осязания и обоняния. Остальные 3 сегмента головы также несут видоизмененные 4 конечности: на втором сегменте - верхние челюсти (мандибулы) , на третьем и четвертом - две пары нижних челюстей (максuлл). Челюсти окружают ротовое отверстие и образуют ротовой аппарат, измельчающий пищу и подающий ее ко рту.

Грудь состоит из 8 сегментов. Первые 3 сегмента снабжены парными ногочелюстями, участвующими в измельчении, сортировке и передаче частиц пищи к ротовому аппарату. Следующие 5 сегментов несут по паре хо- дильных ног. Мощные клешни на первой паре ходильных ног служат для захвата пищи, нападения и защиты. Остальные ходильные ноги рак использует для передвижения.

Брюшко состоит из шести подвижно сочлененных уплощенных сегментов. Первые два сегмента брюшка самцов снабжены половыми ножками, имеющими вид трубочек. С их помошью сперма переносится к половым путям самки. У самок эти ножки рудиментарны. На следующих сегментах располагаются мелкие двуветвистые плавательные ножки. На последнем, шестом сегменте брюшка плавательные ножки сильно увеличены и вместе с широкой анальной лопастью образуют хвостовой плавник.

Следует отметить, что голова речного рака состоит из двух сочлененных отделов: протоцефалона и гнатоцефалона. Протоцефалон образуется путем слияния головной лопасти и первого головного сегмента, а гнатоцефалон - слиянием трех последующих головных сегментов, несущих челюсти. Причем гнатоцефалон срастается с грудным отделом, образуя так называемую челюстегрудь (гнатоторакс), прикрытый сверху и с боков прочным цельным панцирем - каропаксом. Таким образом, тело речного рака подразделяется на следующие отделы: голова - прогоцефалон (акрон и один сегмент), челюстегрудь - гнатоторакс (три головных и восемь грудных сегментов) и брюшко (шесть сегментов и анальная лопасть). Довольно часто в учебниках говорят о подразделении тела рака на головогрудь и брюшко. Как вы видите, это не совсем правильно, потому что головная лопасть и первый сегмент головного отдела не срастаются с нижележащими сегментами.

В спокойном состоянии рак передвигается по дну на ходильных ногах головой вперед. В момент опасности рак, расправив хвостовой плавник, резко и часто подгибает брюшко и стремительно толчками уплывает задом наперед.

ПОКРОВЫ. У примитивных ракообразных покровы относительно тонкие и образованы пластинками кутикулы, покрывающими тело со всех сторон. Однако у речного рака и других высоорганизованных форм внешние покровы утолщаются и образуют жесткий панцирь. Наружный слой кутикулы пропитывается солями, что значительно повышает прочность покровов.

Панцирь надежно защищает тело животного, однако не позволяет ему расти. Поэтому рост и развитие раков происходят во время периодических линек. Молодые раки быстро растут и поэтому линяют несколько раз в год, взрослые раки линяют значительно реже - раз в год. После сбрасывания старой кутикулы новая кутикула некоторое время остается мягкой и легко растяжимой. В этот момент раки становятся уязвимыми для врагов и прячутся в убежищах. Затем кутикула твердеет, пропитывается известью, и рост животного прекращается до следующей линьки.

Пищеварительная система. Пищеварительная система начинается ротовым отверстием, прикрытым выростами кутикулы - верхней и нижней губой. Передняя кишка включает в себя короткий пищевод и желудок (рис. 43). Желудок рака состоит из двух отделов: жевательного и цедильного (nuлорического). Внутренние стенки жевательного отдела несут мощные хитиновые пластинки, с помощью которых пища мелко перетирается. Там же имеются белые округлые известковые утолщения - жерновки. Они накапливают карбонат кальция, необходимый раку для пропитки кутикулы после линьки. В цедильном отделе желудка тонкие выросты кутикулы образуют сито, через которое процеживается только сильно измельченная пища. Из желудка пища направляется в короткую среднюю кишку. У большинства ракообразных средняя кишка имеет боковые железистые выросты, не совсем правильно называемые печенью. У речного рака печень образована двумя самостоятельными лопастями (правой и левой), протоки которых впадают в среднюю кишку. Печень вырабатывает пищеварительные ферменты, поступающие в жевательный желудок. В ней также происходит полостное и внутриклеточное пищеварение и усвоение питательных веществ, поступающих из средней кишки.

Рис. 43. Внутреннее строение речного рака (самка):

1 - антенны II, 2 - антенны 1 (антеннулы), 3 - глаз, 4 - желудок, 5 - пищеварительная железа, 6 - артерии, 7 - яичник, 8 - сердце, 9 - брюшная нервная цепочка, 10 - задняя кишка, 11 - жабры

Так как печень ракообразных совмещает в себе функции печени и поджелудочной железы, специалисты-зоологи предпочитают называть этот орган просто пищеварительной железой. Поскольку печень частично выполняет функции средней кишки, в классе ракообразных существует обратная зависимость между развитием средней кишки и печени. Например, у дафний маленькая печень и длинная средняя кишка, а у речного рака средняя кишка - это короткая трубочка, длина которой в 10 раз меньше задней кишки.

Непереваренные остатки пищи поступают в длинную прямую заднюю кишку, проходящую через брюшко и открывающуюся отверстием в анальной лопасти.

Передняя и задняя кишки, имеющие эктодермальное происхождение, выстланы кутикулой, которая отслаивается при линьке и выходит наружу в виде трубочек. Поэтому во время линьки раки не питаются.

Дыхание. Дышит речной рак жабрами (см. рис. 43). Они расположены под карапаксом в жаберных камерах и надежно защищены от повреждений. Свежая вода постоянно поступает в камеры за счет создаваемого конечностями тока воды. Жабры представляют собой нежные, покрытые тонкой кутикупой многочисленные нитевидные выросты конечностей груди, в которые заходит полость тела. Через тонкие покровы жабр происходит газообмен. Гемолимфа, проходя по жаберным нитям, насыщается кислородом и отдает углекислый газ.

Многие мелкие ракообразные, имеющие тонкую кутикулу, лишены жабр и дышат всей поверхностью тела. У сухопутных ракообразных имеются специальные органы дыхания. Так, у мокриц на брюшных ножках имеются глубокие ветвящиеся впячивания покровов, напоминающие трахеи, в которых и происходит газообмен.

Кровеносная система. Кровеносная система незамкнутая. Сердце рака расположено на спинной стороне груди и представляет собой пульсирующий пятиугольный мышечный мешочек с тремя парами отверстий (остий) (см. рис. 43). При сокращении сердца гемолимфа выталкивается в ветвящиеся артерии и разносится по телу. Из кровеносных сосудов она изливается в полость тела, омывает внутренние органы, постепенно отдает кислород и направляется к жабрам. После насыщения кислородом в жабрах гемолимфа поступает в перикардий и из него - через остии внутрь сердца.

Выделительная система. Органы выделения речного рака - зеленые железы, получившие такое название за свой цвет. Они расположены в передней части челюстегруди. Внутренняя часть железы, имеющая вид небольшоro мешочка, представляет собой остаток целома и открывается в полость тела. За ней следует тонкий извитой каналец, состоящий из нескольких отделов, последний из которых расширяется в мочевой пузырь. От мочевого пузыря отходит короткий канал, который открывается наружу выделительным отверстием у основания второй пары усиков.

Нервная система. Нервная система рака состоит из хорошо развитого головного мозга, соединенного окологлоточным нервным кольцом с брюшной нервной цепочкой (см. рис. 43). От головного мозга нервы подходят к глазам и чувствительным усикам. От окологлоточного кольца - к ротовому аппарату, а от узлов брюшной нервной цепочки к остальным конечностям и внутренним органам тела.

Органы чувств . Органы чувств хорошо развиты. На головных усиках располагаются органы осязания и химического чувства. В основании первой пары усиков находятся органы равновесия - статоцисты.

Органы равновесия речного рака находятся у основания антеннул и представляют собой открытые мешковидные впячивания покровов, сообщающиеся с окружающей средой. Дно статоцистов выстлано тонкой кутикулой с чувствительными волосками. Песчинки, попадающие в статоцист через его наружное отверстие, выполняют роль статолитов. При изменении положения тела рака в пространстве статолиты раздражают волоски, и в мозг поступают соответствующие нервные импульсы. Во время линьки кутикулярная выстилка статоциста тоже отторгается, поэтому в этот период рак теряет координацию движений.

Сложные фасеточные глаза состоят из многочисленных простых глазков, каждый из которых функционирует индивидуально и воспринимает изображение только части окружающего пространства. В результате общее зрительное восприятие складывается из отдельных фрагментов. Такое зрение называют мозаичным. Глаза рака подвижные, они сидят на специальных выростах - глазных стебельках.

Размножение и развитие. Речные раки раздельнополы, с выраженным половым диморфизмом. У самок, в отличие от самцов, брюшко шире грудных сегментов. Первая пара брюшных конечностей самца превращена в совокупительный орган, у самок ножки рудиментарны. В челюстегруди располагаются непарные половые железы с парными половыми протоками, открывающимися половыми отверстиями у оснований третьей (у самок) и пятой (у самцов) пар грудных ходильных ножек. Поздней осенью или зимой происходит спаривание, во время которого самцы с помощью первой пары брюшных ножек приклеивают пакеты со спермой рядом с половыми отверстиями самок. После этого самки откладывают икру, которая приклеивается к брюшным ножкам. При этом брюшко прижимается к головогруди, образуя выводковую камеру. Внутри камеры происходит оплодотворение и развитие икринок. Весной из икринок вылупляются маленькие рачата, которые некоторое время остаются на брюшке у матери. Затем рачата покидают самку и переходят к самостоятельной жизни.

У ракообразных очень разнообразны форма и размер мужских гамет. У многих видов гаметы имеют очень крупные размеры и совершенно неподвижны. Например, некоторые мелкие ракушковые рачки, чья длина менее 1 мм, обладают самыми длинными спермиями среди всех животных - они на порядок длиннее самого рачка и достигают 6 мм! Вспомните, что мужские гаметы, не имеющие органоидов движения, называют сперм иями. Так же и в ботанике: подвижные гаметы споровых растений называют сперматозоидами, а неподвижные гаметы семенных растений - спермиями.

Рис. 44. Промысловые ракообразные: А - камчатский краб; Б - омар; В - лангуст

Значение и многообразие ракообразных. Ракообразные встречаются практически в любых водоемах. Их численность и биомасса очень высоки, поэтому ракообразные играют важную роль в водных экосистемах.

В планктоне пресных и морских водоемов обитает множество мелких ракообразных, которые питаются одноклеточными водорослями. В свою очередь, они служат кормом более крупным животным - от мальков рыб до китов. Тем самым мелкие ракообразные (ветвистоусые и веслоногие рачки, креветки и др.) представляют собой важное звено пищевой цепи любого водного сообщества.

Среди ракообразных много ценных промысловых объектов, которых человек употребляет в пищу: креветки, лангусты, омары, камчатский и другие крабы (рис. 44). Промысел ракообразных широко развит и достигает в мире 700 тыс. т в год. Пресноводных речных раков не только ловят в природе, но и успешно разводят на специально созданных фермах. На рыбоводных заводах выращивают мелких рачков (например, дафний) в качестве корма для рыб.

Тип Членистоногие. Класс Ракообразные

Общая характеристика типа Членистоногие

Среди всех групп беспозвоночных животных тип членистоногих выделяется наибольшим разнообразием приспособлений к самым различным условиям существования, изумительным богатством форм и огромным числом видов.

Общая характеристика класса Ракообразные

Тело ракообразных составляет в длину от 0,5 мм до 80 см. Оно покрыто хитиновым панцирем и состоит из головы, груди и брюшка. На голове имеются две пары осязательных придатков (антенн и антеннул) и три пары челюстей. Грудь и брюшко сегментированы. Количество ног у разных групп ракообразных может варьировать

Пищеварительная система ракообразных включает в себя жевательный желудок, кишечник и «печень». Органы дыхания – жабры, расположенные на конечностях или по бокам тела, а у некоторых сухопутных форм – псевдотрахеи. Органы выделения – целомодукты (протоки, соединяющие целом с внешней средой). Органы чувств – статоцисты и усики.

Большинство раков раздельнополы; усоногие рачки, ведущие сидячий образ жизни, – гермафродиты. Оплодотворение наружное (самцы прикрепляют сперматофоры возле половых отверстий самок). Как правило, эти животные развиваются с несколькими метаморфозами; их личинка называется науплиусом .

Ракообразные произошли либо от вымерших, либо непосредственно от кольчатых червей. В ископаемом состоянии они известны с кембрия. Современных ракообразных около 30 000 видов, объединяемых в 5 подклассов (согласно другим иследованиям – классов): ремипедии, цефалокариды, жаброногие, максиллоподы (ракушковые, усоногие и веслоногие раки, тантулокариды, жаброхвостые) и высшие раки.

Изучить классификацию типа Членистоногие. Выучить ароморфозы типа Членистоногие. Всё следует записать в тетради.

Изучить организацию Членистоногих класса Ракообразные на примере Рака речного. Выполнить конспект в тетради.

Рассмотреть влажные препараты разных видов ракообразных – Краба, Креветки, Мокрицы, Щитня, Речного рака, Бокоплава, Дафнии. Под микроскопом рассмотреть внешний облик Циклопа.

Изучить внешнее и внутреннее строение Рака речного (вскрытие рака). Особенно обратить внимание на разнообразие конечностей – их у Речного рака 19 пар.

В альбоме выполнить 2 рисунка, обозначенных V (красной галочкой) в печатной методичке. В электронной методичке необходимые рисунки представлены в конце файла.

Знать ответы на контрольные вопросы темы:

Общая характеристика типа Членистоногие. Классификация типа Членистоногие. Ароморфозы типа Членистоногие.

Особенности организации членистоногих класса Ракообразные.

Систематическое положение, образ жизни, строение тела, размножение, значение в природе и для человека Рака речного.

Тип Членистоногие - Arthropoda

Членистоногие это тип беспозвоночных животных. По числу видов они занимают первое место на Земле - их более 1,5 млн. Это больше, чем во всех остальных типах животных вместе взятых. Разнообразны места обитания членистоногих: почва, пресная и морская вода, воздух, поверхность земли, растительные и животные организмы, в том числе и организм человека. Встречаются членистоногие по всему земному шару, но особенно разнообразны они в жарком тропическом регионе. Членистоногие это двустороннесимметричные сегментированные животные с членистыми конечностями. Членистые ноги – самый яркий и важный признак типа.

Подразделяется тип на 4 подтипа :

Подтип 1. Трилобитообразные (Trilobitamorhpa). Представлен одним классом Трилобиты . Это около 10 тыс. в. ныне вымерших морских членистоногих разнообразных в кембрии и ордовике палеозоя.

Подтип 2. Жабродышащие (Branchiata). В подтипе один класс Ракообразные (30 – 35 тыс. в.). Это водные членистоногие, дышащие жабрами.

Подтип 3. Хелицеровые (Chelicerata). В подтипе 2 класса: класс Меростомовые (т.н. ракоскорпионы – ныне вымершие водные хелицеровые) и класс Паукообразные (около 60 тыс. в.).

Подтип 4. Трахейные (Tracheata). Два класса: класс Многоножки (свыше 53 тыс. в.) и класс Насекомые (более 1 млн. в.)

Животные типа Членистоногие имеют следующие ароморфозы : 1. плотные водо- и воздухонепроницаемые покровы. 2. Членистые конечности разного назначения и разного строения. В ходе эволюции членистая конечность Членистоного произошла от параподии Многощетинковых Кольчатых червей. 3. Гетерономная сегментация. 4. Подразделении тела на отделы: голова + грудь + брюшко, или головогрудь + брюшко.

Класс Ракообразные – Crustacea Рак речной

Ракообразных насчитываются 30 - 35 тыс. видов жабродышащих членистоногих, ведущих водный образ жизни. Только некоторые виды, например, Мокрицы и сухопутные крабы, приспособились жить на суше, но и они придерживаются увлажненных мест обитания, так как дышат жабрами. Размеры тела ракообразных колеблются от долей миллиметра до 3 м. Это самая древняя группа среди ныне живущих членистоногих.

Итак, отличительными особенностями класса является дыхание при помощи жабр . У мелких ракообразных жабры отсутствуют, газообмен происходит через поверхность тела. Второй отличительной особенностью является наличие на головном отделе двух пар усиков , выполняющих осязательную и обонятельную функции. Третья особенность ракообразных - двуветвистые конечности .

Подробнее особенности строения животных класса Ракообразные следует рассмотреть на примере Рака речного - Astacus astacus (тип Членистоногие, подтип Жабродышащие, класс Ракообразные, подкласс Высшие раки, отряд Десятиногие раки).

Класс Ракообразные Рак речной

Образ жизни. Речные раки это обычные представители нашей пресноводной фауны. Речные раки это раки средних размером: длина их тела может достигать 15-20 см. Водятся Речные раки в реках, озерах с илистым дном и крутыми берегами. Раки не выносят какого-либо загрязнения воды, они живут только в чистой воде. Днем раки прячутся в норах, вырытых ими в берегах под водой (норы глубокие до 35 см длиной). С наступлением темноты раки выходят добывать себе пищу. Речные раки – полифаги, т.е. питаются самой разнообразной пищей: донными осадками, водорослями, падалью, являясь, тем самым, санитарами водоемов. Зимой своего местожительства они не меняют, а просто опускаются значительно глубже, туда, где вода не замерзает. С поздней осени до ранней весны раки ведут малоактивный образ жизни, отсиживаясь в укрытиях по 20 часов в сутки. Жизнь у самок в этот период более насыщенная, чем у самцов. Ведь через две недели после спаривания, которое происходит в октябре, самка откладывает себе на брюшные ножки около 100 икринок и вынашивает их долгие 8 месяцев, то есть до начала лета, когда из них вылупятся молодые рачки. Для полноценного развития икринок заботливым самкам приходится время от времени покидать нору, чтобы выгулять икринки и почистить их. Активными раки становятся весной, когда вода достаточно прогреется. (Так что никакой загадки, касающейся места, где раки зимуют, вовсе и не существует.)

Внешнее строение. Тело Ракообразных сегментированное, при чем сегменты тела не одинаковы по форме и выполняемой функции – это так называемая гетерономная сегментация . Тело состоит из двух отделов: головогруди и брюшка . Головная часть головогруди несет пять пар конечностей . На головной его лопасти находятся короткие усики - антеннулы (органы обоняния). На первом сегменте имеются длинные усики - антенны (органы осязания). На трех остальных - пара верхних челюстей и две пары нижних челюстей . Верхние челюсти у раков называются мандибулами , а пара нижних челюстей – максиллами . Челюсти окружают рот. Челюстями рак разрывает добычу на маленькие кусочки и пропихивает их в рот.

Еще на переднем конце головогруди у рака находятся шаровидные глаза , которые сидят на длинных стебельках. Поэтому рак может одновременно смотреть в разные стороны.

В состав грудной части головогруди входит восемь сегментов: первые три несут ногочелюсти , принимающие участие в поддерживании и размельчении пищи. За ногочелюстями следуют пять пар ходных или, иначе говоря, ходильных ног (конечностей). Первые три пары из ходных конечностей заканчиваются клешнями , которые служат для защиты и для захвата добычи. Из этих конечностей с клешнями первая пара несет клешни особенно мощные и крупные. Клешнями рак схватывает и удерживает добычу, обороняется при нападении. Двуветвистые ногочелюсти и ходные ноги состоят из нижней ветви в виде обычной членистой ножки и верхней ветви, имеющей вид нежного листочка или ниточек. Верхняя ветвь двуветвистой конечности выполняет функцию жабр.

Членистое подвижное брюшко состоит из шести сегментов, на каждом из которых находится по паре конечностей. У самцов первая и вторая пара брюшных конечностей видоизменены в копулятивный орган , участвующих в процессе спаривания. У самки первая пара конечностей сильно укорочена, к остальным

Класс Ракообразные Рак речной

четырем парам прикрепляются яйца и молодь. Заканчивается брюшко хвостовым плавником , образованным шестой парой широких двуветвистых пластинчатых конечностей и анальной уплощенной лопастью - тельсоном. Резко подгибая брюшко, Речной рак отталкивается о воду хвостовым плавником, как веслом, и может в случае опасности быстро плыть задом наперед.

Таким образом, тело речного рака начинается головной лопастью, за которой следуют 18 сегментов, и заканчивается анальной лопастью. Четыре головных и восемь туловищных сегментов срослись и образовали головогрудь, затем идет шесть брюшных сегментов. Таким образом у Речного рака 19 пар конечностей разного строения и назначения.

Покровы тела. Тело Ракообразных покрыто хитинизированной кутикулой Кутикула защищает тело от внешних воздействий. В периферических слоях кутикулы откладывается известь, в результате чего покровы рака становятся жесткими и прочными, поэтому кутикулу еще называют панцирем . Внутренний слой состоит из мягкого и эластичного хитина.

У живого Речного рака панцирь имеет довольно изменчивую окраску – от светло-зеленой до почти черной. Такая окраска имеет защитный характер: как правило, она подходит к цвету илистого дна, на котором рак живет. Окраска Речного рака зависит от содержащихся в покровах нескольких красящих веществ - пигментов: красного, голубого, зеленого, коричневого и т. д. Если бросить рака в кипяток, все пигменты, кроме красного, при кипячении разрушаются. Вот почему вареный рак всегда бывает красным.

Кутикула одновременно выполняет функцию наружного скелет : служит местом для прикрепления мышц. Но такой прочный наружный скелет препятствует росту животного и поэтому периодически всем Ракообразным (да и другим членистоногим) приходится линять. Линька это периодический сброс старой кутикулы и замена ее на новую. После линьки кутикула некоторое время остается мягкой, в этот момент Раки интенсивно растут. Пока новая кутикула еще не сформировалась (а у Рака речного на этот процесс уходит недели полторы) Рак очень уязвим, поэтому на период линьки Раки прячутся, не охотятся и не кушают. Перед линькой в желудке рака появляется пара так называемых чечевицеобразных «жерновков» из карбоната кальция, этот запас позволяет быстрее твердеть покровам рака, «жерновки» исчезают после линьки.

Иногда линька происходит очень трудно для рака: он, не будучи в силах освободить из старой кутикулы свою клешню или ходильную ногу, обрывает ее. Но поврежденная конечность способна к регенерации , поэтому-то и попадаются раки, у которых одна клешня меньше другой. Иногда рак, когда ему грозит опасность, при помощи своего мышечного усилия специально отламывает свою клешню: жертвует конечностью ради спасения всего тела.

Мускулатура ракообразных состоит из поперечно-полосатых волокон, формирующих мощные мышечные пучки , т.е. у ракообразных (и у всех членистоногих) мускулатура представлена отдельными пучками, а не мешком как у червей.

Полость тела. Ракообразные, как и все членистоногие это вторичнополостные (целомические) животные.

Класс Ракообразные Рак речной

Пищеварительная система состоит из трех отделов: передней , средней и задней кишки. Передняя кишка начинается ротовым отверстием и имеет хитиновую выстилку. Короткий пищевод впадает в желудок , разделенный на две части: жевательный и цедильный . В жевательном отделе происходит механическое измельчение пищи с помощью трех больших утолщений кутикулы - «зубов», а в цедильном пищевая кашица процеживается, уплотняется и поступает далее в среднюю кишку. В среднюю кишку открывается проток пищеварительной железы , которая выполняет функции и печени, и поджелудочной железы. Здесь в средней кишке жидкая пищевая кашица переваривается. Длинная задняя кишка заканчивается анальным отверстием на анальной лопасти.

Органы дыхания у Рака речного представлены жабрами - ветвистыми тонкостенными выростами грудных конечностей ногочелюстей и ходных ног. Жабры это верхняя ветвь двуветвистых конечностей. Жабры нежные, имеют вид разветвленных кустиков. Расположены жабры по бокам груди в жаберных полостях , прикрываемых головогрудным панцирем. У мелких ракообразных жабры отсутствуют и дыхание осуществляется всей поверхностью тела..

Кровеносная система незамкнутая , состоит из сердца, расположенного на спинной стороне головогруди, и отходящих от него нескольких крупных кровеносных сосудов - передних и задних аорт. Сердце имеет вид пятиугольного мешочка. Из сосудов гемолимфа (это жидкость, наполняющая кровеносную систему) изливается в полость тела, просачивается между органами и поступает к жабрам. В жабрах происходит газообмен. Окисленная гемолимфа поступает в околосердечную сумку и через специальные отверстия (их три пары) вновь возвращается в сердце. Гемолимфа ракообразных может быть бесцветной, красноватой от содержащейся в ней пигмента гемоглобина и голубоватой от пигмента гемоцианина.

Выделительная система представлена парой зеленых желез (своеобразные почки). Каждая зеленая железа состоит из трех частей: концевого мешочка (участок целома), отходящего от него извитого канала с железистыми стенками и мочевого пузыря . В концевом мешочке происходит активное поглощение продуктов обмена из гемолимфы. Продукты обмена по извитому канальцу поступают в мочевой пузырь. Мочевые пузыри открываются наружу у основания антенн выделительными порами (т.е. открываются где-то между глазами!).

Нервная система. Нервная система у Ракообразных лестничного типа (как у Кольчатых червей). Нервная система состоит из пары надглоточных нервных узлов , которые часто называют «головным мозгом», окологлоточного нервного кольца и пары брюшных нервных стволов с ганглиями (узлами) в каждом сегменте.

Органы чувств развиты хорошо. Короткие антеннулы специализируются на обонянии , а длинные антенны – на осязании . А вообще все усики и все конечности усеяны осязательными волосками . У большинства десятиногих раков в основании антеннул имеются органы равновесия статоцисты . Статоцисты представляют собой углубления в основании коротких усиков, где помещаются обыкновенные песчинки. При нормальном положении тела эти песчинки нажимают на находящиеся под ними нижние чувствительные волоски; если же у плавающего рака тело перевернется вверх ногами, песчинки перемещаются и нажимают уже на

Класс Ракообразные Рак речной

другие чувствительные волоски и тогда рак ощущает, что тело его вышло из нормального положения и переворачивается. При линьке рака сбрасываются и песчинки. Тогда рак сам специально клешнями засовывает новые песчинки в свой орган равновесия.

Глаза у Рака речного сложные, фасеточные . Каждый глаз состоит из множества мелких глазков, у Речного рака их более трех тысяч. Каждый глазок воспринимает только часть предмета, а из их суммы складывается общая картина. Это так называемое мозаичное зрение .

Размножение и развитие. Раки вообще раздельнополы . У Речного рака ярко выражен половой диморфизм - у самца брюшко более узкое, а у самки - пошире. У самца первая пара брюшных конечностей преобразовалась в копулятивные органы . У Речного рака половые железы не парные, располагаются в головогруди. От яичника отходит пара яйцеводов, которые открываются половыми отверстиями у основания третьей пары ходных ног (т.е. на головогруди). У самцов от семенника отходит пара длинных извитых семяпровода, которые открываются половыми отверстиями у основания пятой пары ходных ног. Перед спариванием самец набирает сперму в свои копулятивные органы, а затем эти копулятивные органы, которые имеют вид полых трубочек, вводятся в половое отверстие самки. Оплодотворение у Ракообразных внутреннее . Половой зрелости самцы достигают к трем годам, а самки – к четырем. Спаривание происходит осенью. Где-то в конце осени самки откладывают оплодотворенные яйца на брюшные конечности (икринок не много: 60 – 150, редко до 300). И только в начале лета из яиц выходят рачата, которые еще долго находятся под защитой самки, прячась на ее брюшке с нижней стороны. Молодые раки интенсивно растут и несколько раз в году линяют, взрослые линяют лишь раз в год. Живут Раки речные лет 25.

Значение. Ракообразные имеют огромное значение в природе и хозяйственной деятельности человека. Бесчисленное множество микроскопических ракообразных, населяющих морские и пресные воды и являющихся главной частью зоопланктона, служат пищей для многих видов рыб, китообразных и других животных. Дафнии , Циклопы , Диаптомусы , Бокоплавы - прекрасный корм для пресноводных рыб и их личинок.

Многие мелкие ракообразные питаются фильтрационным способом, т.е. процеживают взвешенный в воде детрит. Благодаря их пищевой деятельности осветляется природная вода и улучшается ее качество. Многие ракообразные являются крупными промысловыми видами (отчего сильно пострадали), например: Омары , Крабы , Лангусты , Креветки , Раки речные . Морские ракообразные средних размеров используются человеком для приготовления питательной белковой пасты.

Класс Ракообразные Рак речной

Рис. Внешнее строение Рака речного (самка).

Вопросы для самоконтроля

Назовите классификацию типа Членистоногие.

Каково систематическое положение Рака речного?

Где обитают Раки речные?

Какую форму тела имеют Раки речные?

Чем покрыто тело Рака речного?

Какая полость тела характерна для Рака речного?

Какое строение имеет пищеварительная Рака речного?

Какое строение имеет кровеносная система Рака речного?

Как дышит Речной рак?

Какое строение имеет выделительная система Рака речного?

Какое строение имеет нервная система Рака речного?

Какое строение имеет половая система Рака речного?

Как размножается Рак речной?

Какое значение имеет Рак речной?

Какое значение имеют ракообразные вообще?

Класс Ракообразные Рак речной

Рис. Вскрытый Рак речной (самка).

1 - глаз; 2 - желудок; 3 - печень; 4 - верхняя артерия брюшка; 5 - сердце; 6 - передние артерии; 7 - жабры; 8 - яичник; 9 - брюшная нервная цепочка; 10 - мышцы брюшка; 11 - антенулы; 12 - антенны; 13 - задняя кишка; 14 - мышцы мандибул.

Класс Ракообразные Рак речной

Рис. Внутреннее строение Рака речного. Пищеварительная, нервная и половая системы (самец).

Рис. Внутреннее строение Рака речного. Кровеносная, дыхательная и выделительная системы.

Класс Ракообразные Рак речной

Рис. Мужская половая система Рака речного: 1 - парная часть семенника, 2 - непарная часть семенника, 3 - семяпровод, 4 - семявыносящий канал, 5 - половое отверстие, 6 - основание пятой пары ходных ног.

Рис. Антеннальная железа (зеленая железа) Рака речного (в расправленном виде).

1 - целомический мешочек; 2 - «зелёный канал»; 3 - промежуточный канал; 4 - «белый канал»; 5 - мочевой пузырь; 6 - выводной проток; 7 - наружное отверстие железы.

РИСУНКИ, КОТОРЫЕ ТРЕБУЕТСЯ ВЫПОЛНИТЬ В АЛЬБОМЕ

дыхание с помощью жабр;

слияние головного и грудного отделов с образованием голо­ вогруди;

наличие двух пар усиков, выполняющих осязатель­ную и обонятельную функции, пары сложных, или фасеточ ных, глаз, и трех пар ротовых конечностей (пара верхних и две пары нижних челюстей, которые захватывают и измельчают пищу);

разнообразное строение грудных конечностей, кото­рые выполняют функции удержания и перемещения пищи ко рту, движения организма, дыхания;

брюшные конечности слу­жат для плавания, а у самок и для прикрепления оплодотворен­ных яиц;

ракообразные всех возрастных групп линяют, но мо­лодь чаще, чем взрослые.

Особенности строения и процессов жизнедеятельности

Реч­ ной рак – характерный представитель класса Ракообразные. Жи­вет в пресных слабопроточных водоемах. Активен в сумеречное и ночное время. Раки всеядны: поедают растительную пищу, жи­вую и мертвую добычу. Достигая значительных размеров (15 см и более) и обладая хорошими вкусовыми качествами, рак являет­ся ценным промысловым объектом.

Тело речного рака состоит из 18 сегментов, объединенных в головогрудь и брюшко (рис. 23). Оно покрыто толстым слоем хитиновой кутикулы, укрепленной отложениями извести. Самый верхний воскоподобный слой кутикулы, препятствующий у наземных членистоногих испарению воды из тела, у ракообразных отсутствует, что объясняет их обитание исключительно в водной или околоводной среде.

Голова состоит из головной лопасти, несущей пару усиков - антеннул (усики первые), и четырех сегментов, на каждом из которых имеются парные преобразованные конечности: антенны (усики вторые), верхние челюсти, первые и вторые нижние челюсти (рис. 24).

Рис. 23. Строение речного рака: 1 – глаз; 2 – желудок; 3 – кровеносный сосуд, несущий кровь к голове; 4 – яичник; 5 – сердце; 6 – кровеносный сосуд брюшка; 7 – часть брюшной нервной цепочки; 8 – мышцы брюшка; 9 – жабры; 10 – пищеварительная железа.

Грудной отдел образован восемью сегмента­ми, несущими три пары ногочелюстей и пять пар ходильных конечностей. Членистое подвижное брюшко имеет шесть сегмен­тов, на каждом из которых находится по паре плавательных конеч­ностей. У самцов первая и вторая пара брюшных конечностей длин­ная, желобовидная и используется как совокупительный орган. У самки первая пара конечностей сильно укорочена. Заканчивает­ся брюшко хвостовым плавником, образованным шестой парой широких пластинчатых конечностей и хвостовой лопастью.

Жабры у речного рака представляют собой тонкостенные перистые выросты кожных покровов грудных конечностей и боковых стенок грудной части туловища. Расположены они по бокам груди в жаберной полости, прикрываемой головогрудным пан­цирем. Циркуляция воды в жаберной полости обеспечивается движением особого отростка второй пары нижних челюстей (200 раз в минуту).

Рис 24. Конечности речного рака: 1 – короткий усик; 2 – длинный усик; 3 – верхние челюсти; 4 – нижние челюсти; 5 – ногочелюсти; 6 – ходильные ноги; 7 – брюшные конечности; 8 – хвостовой плавник.

Пищеварительная система начинается ротовым отверстием, расположенным на нижней стороне головы. Через него измельченная ротовыми конечностями пища, через короткую глотку и пищевод проходит в желудок, состоящий из двух отделов – жева­тельного и цедильного. На внутренних стенках жевательного отде­ла желудка находятся хитиновые зубцы, при помощи которых пища перетирается. Через щетинки цедильного отдела пищевая кашица процеживается, и ее жидкая часть поступает в среднюю кишку и пищеварительную железу («печень»), где переваривается и всасы­вается. Задняя кишка в виде прямой трубки расположена в брюш­ке речного рака и открывается анальным отверстием на его конце.

Кровеносная система типична для всех членистоногих – незамкнутая с компактным сердцем в виде пятиугольного мешочка на спинной стороне головогруди.

Продукты обмена веществ удаляются через органы выделе­ния - парные зелёные железы, лежащие у основания головы и открывающиеся наружу у основания усиков. По своему строению железы напоминают видоизмененные метанефридии, выно­сящие продукты обмена из полости тела.

Глаза у рака сложные. Они состоят из большого числа отдельных глазков, или фасеток, отделенных друг от друга тонкими про­слойками пигмента. Зрение мозаичное, так как каждая фасетка видит лишь часть предмета. Глаза расположены на подвижных стебельках. Подвижность глаза возмещает неподвижность голо­вы. Органами осязания являются длинные усы – антенны, а орга­нами обоняния – короткие усы – антеннулы. У основания ко­ротких усов расположен орган равновесия.

В конце зимы самки откладывают оплодотворенные яйца на брюшные конечности. В начале лета из яиц выводятся рачата, ко­торые еще долго находятся под защитой самки, прячась на ее брюшке с нижней стороны. Молодые раки интенсивно растут и несколько раз в году линяют, у взрослых линька бывает лишь раз в году. Затем у рака образуется мягкий хитин. Спустя некоторое время он пропитывается известью, затвердевает и рост рака прекращается до следующей линьки.