Общая характеристика. Ракообразные принадлежат к наиболее примитивному класу типа членистоногих. По сравнению с паукообразными и насекомыми у них гораздо сильнее выражены черты близости к своим предкам — древним кольчецам. Об этом свидетельствует водный образ жизни большинства видов ракообразных и наличие у низших форм двуветвистых конечностей, связанных с жабрами. Что касается высших раков, то, как показывают особенности развития их личинок, они стали обладателями разнообразных конечностей (антенн, мандибул, ногочелюстей, ходильных ног и т. д.) в результате эволюционного преобразования исходного типа двуветвистой конечности, свойственной кольчатым червям. На родственную связь ракообразных с кольчецами указывают также общие черты строения нервной системы (брюшная нервная цепочка) и гомология органов выделения (максиллярных и антеннальных желез) с метанефридиями.

Самым характерным признаком, по которому учащиеся могут отличить ракообразных от других членистоногих, является присутствие у них на голове двух пар усиков (антенн). Кроме того, в отличие от постоянного числа ножек, типичного для паукообразных и насекомых, количество конечностей у ракообразных бывает у разных групп различным.

Большое жизненное значение для ракообразных имеет хитиновый покров, который выполняет защитную функцию. У одних он имеет форму нежного футляра в виде двустворчатой раковины (у ветвистоусых), у других образует толстую обызвествленную раковину из двух створок (у ракушковых), у третьих представляет собой так называемый карапакс в головогрудном отделе (у листоногих — овальный мягкий щит, у десятиногих раков — твердый известковый панцирь). Жесткий покров тела препятствует росту ракообразных, поэтому у них наблюдается периодическая линька, после которой некоторые раки прячутся в укромных местах, пока у них не затвердеет молодой хитиновый покров (например, речные раки). Биологическая роль карапакса заключается не только в предо­хранении от повреждений нежного жаберного аппарата, но и в придании определенного направления струям воды, несущим кислород к жабрам и пищевые частицы к ротовым органам. В ряде случаев тело ракообразных защищено известковыми пластинками, образующими домики (у морских желудей, морских уточек), или покрыто плотным хитиновым слоем, пропитанным известью (у мокриц).

Ракообразные, будучи хорошо приспособленными к водному образу жизни, заселили все уголки Мирового океана и материковых водоемов.
и входят в состав самых различных биоценозов, занимая видное место в цепях питания и принимая участие в круговороте веществ гидросферы. Очень большое значение имеют пелагиальные формы, в частности, нейстонные и планктонные рачки (ветвистоусые, веслоногие, такие, как пантеллы, амомалоцеры, из равноногих — идотея и др.). Они составляют основную кормовую базу для многих пресноводных и морских рыб, а также для китов — финвала, синего кита, горбача, сейвала, которые поедают главным образом каланусов (из отряда веслоногих). В нейстоне встречаются креветки, крабики, личинки лангустов, где проходит их развитие. Ракообразные нектона (креветки) и бентоса (крабы, омары, лангусты) являются объектами промысла в качестве нерыбных пищевых ресурсов моря. Мелких ракообразных — артемий, дафний, моин — разводят искусственно на рыбозаводах и используют в качестве корма.

В основном ракообразные ведут подвижный образ жизни, но среди них есть и сидячие формы, прикрепляющиеся к подводным скалам, камням, к раковинам моллюсков и даже к телу китов и акул. Это — усоногие рачки (морские желуди, морские уточки), которых следует отнести к организмам обрастания, так как они массами оседают на днища судов, рыболовные снасти, сваи пристаней и другие подводные сооружения. Небольшая часть ракообразных перента к наземному существованию, приспособившись к атмосферному дыханию (пальмовый вор, сухопутные крабы, мокрицы). Они придерживаются влажных мест на поверхности земли, а живущие в грунте участвуют в почвообразовательном процессе.

По способу питания ракообразных можно разделить на четыре группы: мирных, хищных, всеядных и паразитов. Мирные ракообразные питаются микроскопическими водорослями (дафнии, от­части циклопы, диаптомусы, артемии, каланусы, жаброногие и др.) или растительными остатками (водяные ослики, мокрицы) и древесиной (из равноногих — лимнория и сферома, а из разноногих — хелюра). Хищники нападают на других животных. Так, например, некоторые веслоногие рачки (макро- и акантоциклопы) ловят коловраток, олигохет (наисов), хирономид (мотылей) и др.; некоторые ветвистоусые (лептодора, битотрефес) уничтожают планктонных рачков и коловраток; раки-богомолы нападают на рыб, креветок, моллюсков, актиний, а крабы — на осьминогов, морских звезд и рыб (крабы-плавунцы). К всеядным ракообразным можно отнести речных раков, которые питаются водными растениями, отчасти личинками водных насекомых, головастиками, моллюсками и падалью, а также пальмового вора, не только поедающего плоды пандовбго дерева и кокосовые орехи, но и нападающего на других ракообразных. Раки-отшельиики, креветки, мизиды и бокоплавы тоже всеядны.

Некоторые ракообразные паразитируют на поверхности или внутри организма других животных. Так, например, среди веслоногих есть наружные паразиты рыб, высших раков, иглокожих, кишечнополостных, червей и даже китов.
пресноводных эктопаразитов назовем эргазила (на жабрах щук и линей) и ахтереса (на жабрах окуня и судака), а из морских — лернеид (на жабрах камбаловых, тресковых и лососевых рыб) и пенеллу длиной 32 см, паразитирующую на коже китов, вторгающуюся в глубь нее на 5— 7 см. К эктопаразитам относятся также карпоеды, которые временно (до насыщения) присасываются к нежным участкам кожи различных рыб. Морские виды карпоедов паразитируют также на каракатицах, а пресноводные — на тритонах и головастиках. Из эндопаразитов заслуживает упоминания веслоногий рачок митиликола, который, поселяясь в кишечнике мидий и устриц, приводит их к гибели, чем наносит ущерб численности этих промысловых мол­люсков. Вредными могут быть и свободноживущие веслоногие рачки циклопы и диаптомусы в случае заглатывания ими личинок широкого лентеца или ришты, тогда они становятся источником зара­жения для человека. Паразитические ракообразные приобрели в строении ряд специфических приспособлений к образу жизни.

Ракообразные, в свою очередь, являются пищевыми объектами для многих групп животного мира. Враги ракообразных есть как среди беспозвоночных (кишечнополостные, головоногие, круп­ные раки), так и среди позвоночных (рыбы, птицы, млекопитающие). Осьминоги, например, нападают на крабов, а каракатицы — на крабов и креветок. Крабы-плавунцы, крабы-привидения, раки-богомолы и пальмовые воры преследуют других ракообразных. Для большинства рыб ракообразные являются как бы аккумуляторами и поставщиками органических веществ, накопленных ими в своем организме в процессе питания водорослями, бактериями, детритом.

Среди птиц, поедающих ракообразных, на первом месте стоят те виды, жизнь которых тесно связана с водой. Так, например, мелкие ракообразные частично входят в состав пищи пингвинов, поганок, глупышей (буревестников), морских чаек, каменушек, морянок и многих других птиц. Речных раков уничтожают серые цапли и крачки-чегравы, крабов — рачьи ржанки, гаги и серебристые чайки. Этот список можно было бы значительно дополнить, но и перечисленного достаточно, чтобы составить представление об отрицательной роли птиц в жизни ракообразных. Не менее велика роль и млекопитающих. Здесь также преобладающее место занимают животные, ведущие водный образ жизни (кашалоты, клюворылые киты, частично дельфины) и полуводные (моржи, тюлени-крабоеды, кольчатые нерпы, каланы, котики), а из сухопутных— еноты-ракоеды, рыбные крысы, утконосы. Все они в той или иной степени используют ракообразных в качестве пиши.

Однако между ракообразными и другими организмами существуют и другие взаимоотношения. Кроме широко известного сожительства раков-отшельников с актиниями, можно отметить сожительство дафний с коловратками, из которых одни виды прикрепляются к панцирю дафний, получая возможность при их помощи менять место в воде и более эффективно, без затраты лишней энергии, отфильтровывать пищевые частички, а другие виды держатся среди водорослей, обрастающих панцирь дафний, используя их в качестве пищи для себя, не принося никакой пользы своему сожителю (это, скорее синойкия, а не симбиоз).
еди морских бокоплавов есть виды (гиперии), которые сожительствуют с медузой цианеей, прицепляясь снизу к ее колоколу, а другие виды поселяются в каналах губок. В первом случае имеет место явление комменсализма, при котором бокоплавы пользуются остатками пищи и защитой своего сожителя — медузы, а во втором — синойкия, так как здесь бокоплавы являются квартирантами губок. Различные виды десятиногих раков также используют других животных в качестве убежищ. Так, например, одни виды креветок всю жизнь живут внутри губок, другие держатся под колоколом медуз, в чашечках морских лилий, среди щупалец актиний. Некоторые крабы живут среди игл морских ежей и в полости их задней кишки, поселяются в асцидиях, в трубках червей (полихет), в мантийной полости двустворчатых моллюсков и т. д.

У ракообразных выработались в процессе эволюции многие средства защиты: покровительственная окраска, закапывание в грунт, уход в норы, неподвижность, угрожающие позы, приобретение безопасности за счет других Животных, обладающих органами защиты (например, актиний), автотомия конечностей с последующей их регенерацией (например, клешней у краба, ножек у водяного ослика), звуковые сигналы тревоги и т. д. Выживаемости ракообразных способствует также забота о потомстве, которая выражается в прикреплении яиц к брюшным ножкам самок (у речного рака, камчатского краба и др.), вынашивании яиц в выводковой сумке или камере (у боко-плавов, водяных осликов, мокриц, мизид, дафний и др.), в ношении яйцевых мешков по бокам брюшка (у циклопов) или между ногочелюстями (у раков-богомолов).

Лишь немногие группы ракообразных откладывают яйца прямо в воду (например, ракушковые — циприсы, жаброноги, карпоеды и др.). Яйца ракообразных хорошо переносят длительное высыхание водоемов и их промерзание и долго сохраняют свою жизнеспособность (например, стадии покоящихся яиц ветвистоусых и веслоногих рачков). Велика сопротивляемость к неблагоприятным условиям также цист (коконов) у циклопов и т. д. Развитие яиц происходит обычно после оплодотворения, В большинстве случаев из яиц выходят личинки — науплиусы, которые в процессе метаморфоза превращаются в другие личиночные формы в зависимости от видовой принадлежности (у низших раков — метанауплиусы, а у высших — зоеа- и мизидная стадия), которые постепенно приобретают черты строения взрослых. Некоторые виды размножаются партеногенетически (у дафний, артемий, циприсов, некоторых мокриц).

Метаморфоз присущ больше морским видам, так как для них свободноплавающие личинки служат средством распространения в другие места обитания (например, для креветок и крабов). Меньшинство ракообразных имеет прямое развитие (дафнии, водяные ослики, бокоплавы, некоторые карпоеды, речные раки (и др.), при котором из яиц выходят молодые особи, похожие на взрослых. Ракообразные относятся в основном к раздельнополым животным с более или менее выраженным половым диморфизмом, но у некоторых групп существует гермафродитизм (например, у паразитических видов равноногих, у части креветок).

В поведении ракообразных наблюдаются как простые рефлекторные акты (например, изменение окраски тела в ответ на воздействие цветового фона окружающей среды, убирание глазного стебелька в ответ на прикосновение, реакция усоногих на затенение в виде погружения в глубь домика, реакция на сотрясение в виде падения на дно и т. д.), так и более сложные, инстинктивные действия (помещение крабом актинии на раковину, в которой он живет, зарывание в грунт креветки в качестве защиты от врагов, различные приемы нападения на добычу, позы замирания с растопыренными ногами, делающие невозможным для врага проглотить жертву, и т. д.). По уровню высшей нервной деятельности, способности к выработке условных рефлексов, образованию навыков в процессе обучения ракообразные стоят выше других беспозвоночных, занимая третье место после головоногих и насекомых. Об этом свидетельствуют многие эксперименты, поставленные над десятиногими раками.

Число видов ракообразных превышает 20 тыс. Все они объединены в класс Ракообразные, который при упрощенной классификации можно разделить на два подкласса: Низшие и Высшие раки. Между ними существует ряд отличий по числу сегментов, степени расчленения тела, местоположения органов выделения, типу личинок (при метаморфозе) и другим признакам. Для учащихся средней школы достаточно ограничиться указанием на хорошо заметные внешние отличия представителей каждого подкласса. У низших раков брюшко не имеет конечностей, на последнем сегменте есть вилочка (фурка), а у высших раков на брюшке — 6 пар ножек, вилочки нет.

Изучение ракообразных необходимо проводить на живых объектах, добываемых на экскурсиях к местным водоемам. Многие мелкие пресноводные формы (дафний, циклопов, бокоплавов) нетрудно содержать в уголках живой природы. Чтобы познакомить учащихся с морскими ракообразными (камчатским крабом, омаром, лангустом), целесообразно использовать сухие препараты, которые демонстрируются в зоологических музеях при вузах страны. Кроме того, очень желательно приобрести для аквариумного содержания пресноводных крабов и креветок, обитающих на территории СССР.

Дафнии и циклопы. Непосредственное изучение дафний и циклопов имеет большое учебно-познавательное значение для учащихся, позволяя учителю на конкретных формах познакомить их с планктонными организмами, имеющими огромное значение в питании мальков и взрослых рыб. Кроме того, сравнительное изучение дафний и циклопов дает возможность показать различные направле­ния эволюционного процесса, приведшего к выработке неодинаковых, но равнозначных приспособлений у низших рачков к существованию в толще воды и образованию двух близких отрядов (пример дивергенции).

Дафнии относятся к отряду ветвистоусых, а циклопы — к отряду веслоногих. Названия этих отрядов указывают на характерные особенности строения каждой группы рачков. У дафний вторая пара усиков двуветвиста (отсюда — ветвистоусые), а у циклопов грудные ножки действуют, как весла (отсюда — веслоногие). Путем наблюдений следует установить как сходство, так и различие между дафниями и циклопами.

Дафнии встречаются в большом количестве почти в каждом пресном водоеме совместно с циклопами. Для дафний более типично присутствие их в свободной толще воды, тогда как основной зоной обитания циклопов является прибрежная полоса с зарослями растений. Наблюдая за поведением дафний, помещенных в банку с чистой водой, легко заметить, что они относятся к свету безразлично. Если в воду добавить 5—10% газированной воды, поведение дафний изменится: у них появится положительный фототаксис. По мнению Боровского, причина заключается в том, что углекислый газ снижает темп сердцебиения дафний (иногда на 30%), а это влечет за собой общее понижение жизнедеятельности рачков. Свет же учащает сердцебиение дафний и возвращает их в нормальное состояние. Поэтому они стремятся переместиться в освещенную зону сосуда с более благоприятными условиями. Следовательно, положительный фототаксис дафний в какой-то мере может служить индикатором степени загрязнения воды углекислым газом.

Как у дафний, так и у циклопов хорошо выражена способность к парению в толще воды и к совершению резких прыжков при помощи своих органов движения (отсюда название — водяные блохи), Антенны и ножки у них усажены волосками и щетинками, которые оказывают сопротивление силе тяжести и удерживают рачков на определенном уровне в толще воды. У дафний, кроме того, в теле накапливаются капельки жира, которые видны сквозь прозрачные покровы в виде ярко окрашенных комочков. Это тоже приспособление к планктонному образу жизни. Дафнии и циклопы взмахами антенн продвигаются вперед или в стороны скачкообразно, а широко раздвинутые усики в неподвижном состоянии выполняют роль парашютов, позволяя им до нового взмаха парить в воде. Циклопы, кроме взмахов антенн, пользуются энергичным движением грудных ножек. Это помогает им передвигаться под различными углами и вылавливать пищу (инфузорий, коловраток и других мелких животных).

Иначе питаются дафнии. У них между грудными ножками пролегает брюшной желобок. Ритмическое движение ножек, которое можно наблюдать сквозь полупрозрачные стенки раковины, создает в желобке ток воды. Этот ток не только приносит кислород к жабрам, но и доставляет ко рту пищевые частицы (микроскопические водоросли, бактерий, инфузорий и т. п.). Для дафний ха­рактерна беспрерывная фильтрация потоков частиц и сортировка их приротовыми органами (крупные кусочки удаляются). Если кишечник заполняется до отказа пищей, то продолжающаяся филь­трация совершается без захода частиц в рот, которые, пройдя по брюшному желобку, выбрасываются в воду.

Для более подробного знакомства со строением дафний и циклопов рекомендуется вылавливать каждого рачка пипеткой и помещать в каплю воды, заполняющую шаровидное углубление в предметном стекле, и рассматривать в сильную штативную лупу или под микроскопом при малом увеличении.

Желательно обратить внимание на брюшко дафнии с двумя коготками вместо вилочки и на его движения (то высовывается из-под панциря, то прячется внутрь), а у циклопа — на более развитую вилочку на конце брюшка (со щетинками). У обоих рачков надо отметить признаки низших ракообразных — отсутствие брюшных ножек и наличие вилочки (фурки). Полезно рассмотреть четкую сегментацию тела у циклопа и листовидное строение грудных ножек у дафнии. Надо иметь в виду, что движение грудных ножек у дафний можно увидеть только сквозь стенки раковины, а у циклопа непосредственно (однако если он лежит брюшком вверх или на боку). У самок дафний следует показать выводковую камеру, а у циклопов — яйцевые мешки с просвечивающимися яйцами. Из внутренних органов хорошо просматривается у обоих рачков кишечник, особенно при заполнении его пищей. У дафний видно округлое сердце на спинной стороне, заметна его пульсация. В отличие от дафнии у циклопа сердца нет. На голове у дафнии расположен большой черный глаз, окруженный цепочкой хрустальных зернышек. Интересно понаблюдать, как глаз дрожит, вибрируя от действия особых глазных мышц. Малый науплиусовый глазок у дафнии почти не заметен, но его можно рассмотреть у циклопа; Важно убедиться в том, что у циклопа имеется только один-единственный глаз, расположенный на лбу. Это обстоятельство послужило поводом назвать рачка циклопом, по имени одноглазого великана греческой мифологии.

У дафний и циклопов довольно много врагов в природе. Так, например, их массами поедают мальки рыб и планктоноядные взрослые рыбы; на них охотятся гидры, личинки стрекоз и водяных жуков (плавунцов, прудовиков и полоскунов), нападают хищные личинки комаров мохлониса и коретры, высасывают соки различные водяные клещи и клопы-плеи; нередко дафнии и циклопы попадают в ловчие пузыри пузырчаток. Но численность этих рачков не снижается, так как их естественная убыль компенсируется большой плодовитостью, необычайной выносливостью яиц к неблагоприятным факторам среды, наличием заботы о потомстве. У дафний самки вынашивают яйца в выводковой камере под створками раковины, где из них развиваются (без метаморфоза) молодые особи. Яйца и молодь можно видеть через прозрачные стенки раковины. Самки циклопов вынашивают в яйцевых мешках оплодотворенные яйца до тех пор, пока из них не вылупятся личинки — науплиусы, которые путем метаморфоза через несколько стадий превращаются во взрослых рачков. Науплиусов иногда можно выловить и показать учащимся, так как эти личинки постоянно встречаются в планктоне.

Циклопы размножаются только посредством оплодотворенных яиц. Что же касается дафний, то у них наблюдается чередование половых поколений с бесполыми. В летние месяцы у дафний существуют партеногенетические поколения самок. Они следуют одни за другими и через каждые 3—4 дня производят на свет 50—80 особей, которые через 2 недели, в свою очередь, становятся способными к размножению. В результате водоемы бывают переполнены самками дафний. К осени под влиянием похолодания из яиц появляются карликовые самцы; происходит спаривание и оплодотворение самок, которые производят зимние яйца, выносливые к низким температурам. Эти яйца обильно снабжены желтком, покрыты двойной оболочкой и защищены хитиновой кутикулой. Часть эпителиальных клеток раковины самки образует особые седлышки (эфиппиумы) для 1—2 яиц с порцией воздуха (газа). Эти седлышки после линьки сбрасываются в воду и плавают в ней до замерзания водоема. Вмерзая в лед, яйца остаются жизнеспособными, и весной из них развиваются самки, вновь размножающиеся без самцов в течение лета. В благоприятных условиях из яиц появляются главным образом самки, но при ухудшении условий рождаются и самцы. Этой закономерностью можно воспользоваться для определения качества воды и обнаружения в ней ядовитых ве­ществ; в данном случае самцы играют роль индикаторов, так как содержание в водоеме даже ничтожного количества ядов изменяет соотношение между самками и самцами в пользу последних.

Широкое распространение дафний и циклопов по различным пресным водоемам имеет свои причины. У дафний прекрасным средством для этого служат эфиппиумы (седлышки с яйцами), которые, плавая в воде, зацепляются имеющимися у них шипиками или крючочками к перьям водоплавающих птиц, а те разносят яйца дафний на далекие расстояния. У циклопов положительную роль играют, с одной стороны, приспособления к перенесению неблагоприятных условий (как взрослых рачков, так и их цист), а с другой — необычайная стойкость их к вредным факторам среды. В случае высыхания водоема тело циклопа вместе с яйцевыми мешками покрывается защитной оболочкой в виде кокона, образуемого выделениями особых желез, и в таком состоянии разносится ветром вместе с пылью. Попадая в воду с неблагоприятным газовым режимом (отсутствие кислорода, наличие сероводорода) или плохим химическим составом (обилием гуминовых веществ, бедностью солей), циклопы не погибают, а продолжают существовать (например, их можно найти зимой подо льдом, даже в условиях замора).

Практическое значение дафний и циклопов неодинаковое. Дафнии — хорошая пища для рыб и их мальков. В настоящее время на водоемах рыборазводных заводов специально выращивают дафний в качестве живого корма. Роль циклопов в некоторых случаях надо признать отрицательной, так как они служат промежуточным хозяином широкого лентеца и вместе с ним попадают в организм рыб, а те заражают человека.

Водяной ослик и мокрица. Эти небольшие рачки относятся к отряду равноногих, подклассу высших ракообразных. Они очень обыкновенны в фауне нашей страны и заслуживают внимания как объекты, на которых учитель может показать учащимся результаты дивергентного развития в пределах одного отряда/ в результате которого в природе сформировались два родственных семейства с различным образом жизни.

Водяные ослики относятся к семейству осликовых и обитают на дне водоемов, изобилующих гниющими растительными остатками (в прудах, загрязненных озерах, болотных лужах). Они встречаются только в Европе и на Дальнем Востоке и отсутствуют в Сибири (если не считать эндемиков некоторых озер), что было вызвано похолоданием климата. Мокрицы входят в состав семейства онисцид. Будучи во многом сходны с водяными осликами, они ведут, однако, наземный образ жизни, придерживаясь влажных, сырых мест (в погребах, подвалах, оранжереях, цветниках, огородах, в лесной подстилке и т. д.), где питаются, как и водяные ослики, разлагающимися растительными веществами и нежными частями живых растений. Некоторые виды мокриц этого же семейства приспособились к жизни в других условиях. Так, например, в Средней Азии, Закавказье и Северной Африке мокрицы обитают в пустынях, а в Австралии ведут исключительно водный образ жизни в соленых озерах неморского происхождения. Принадлежность водяных осликов и мокриц к высшим ракам подтверждается тем, что у них на брюшных сегментах имеется 6 пар конечностей, отсутствует в конце тела вилочка (фурка), кровеносная система более развита, чем у низших раков (за счет образования артериальных сосудов).

Водяных осликов можно содержать в небольшой стеклянной банке с речной водой, куда желательно поместить нежные веточки мха фонтиналиса или элодеи, а на дно положить взятые из водоема гниющие листья. Это — хороший корм для рачков, хотя (как показали опыты) они могут обходиться без пищи от двух (при 15° С) до пяти месяцев (при 10°С). Мокриц помещают в баночки с тонким слоем влажного песка, на который кладут небольшой обломок черепка в качестве убежища и ломтик сырого картофеля, который по мере подсыхания заменяют свежим (примерно через каж­дые 2—3 дня). Для более подробного разглядывания каждого из этих рачков их перемещают в стеклянные цилиндрики (из-под пектусина) или в пробирки.

Организуя наблюдения над водяными осликами и мокрицами, надо прежде всего предложить учащимся найти общие черты строения у обоих рачков. Обращает на себя внимание сплющен­ность их тела в спинно-брюшном направлении и почти одинаковые очертания, удобные для передвижения между мелкими частицами ила на дне водоема (у водяных осликов) и среди комочков земли (у мокриц). Хорошо выделяются грудные сегменты с выступающими по бокам тела членистыми ножками одинакового строения (отсюда название отряда — равноногие). Брюшной отдел занимает гораздо меньше места, чем грудной, так как брюшные сегменты сближены друг с другом.

Брюшные конечности скрыты под пластинками, прикрывающими жаберный аппарат. На голове расположены глаза и вторая пара усиков (антеннул), тогда как первая пара очень коротка и потому не видна. Каждая брюшная ножка представляет собой сильно измененную двуветвистую конечность и состоит из двух пластинок, из которых внутренняя образует жабру, а наружная прикрывает этот нежный орган дыхания. Так как у водяных осликов и мокриц жабры находятся на брюшке, то их сердце трубковидной формы помещается также в брюшном отделе и лишь отчасти заходит в задние грудные сегменты. Все эти черты сходства отражают родство по происхождению водяных осликов и мокриц от общих далеких предков. Вместе с тем их эволюция шла разными путями и характеризовалась выработкой приспособлений к особым условиям жизни каждой из этих групп ракообразных. В результате у них сформировались различия как в строении, так и в поведе­нии. Иначе говоря, произошло расхождение признаков, или дивергенция. Примерно в этом плане и должна быть проведена беседа с учащимися.

Так как условия жизни водяного ослика отличаются от условий существования сухопутных рачков-мокриц, то степень защищенности тела от внешних повреждений у них разная. В тихой речной заводи, среди отмерших частей растений и мягких иловых налетов дна водяные ослики не нуждаются в жестком покрове, поэтому их тело мягкое, нежное. У мокриц жизнь на поверхности земли отличается более суровым режимом. В соответствии с этим их тело защищено плотным хитиновым покровом, пропитанным известью. Этот покров позволяет мокрице без повреждений пролезать между твердыми частицами почвы, проникать под кору пней, в щели досок пола или бревенчатых стен сараев, амбаров и жилых домов. Жабры у осликов функционируют в водной среде без помех, тогда как у мокриц им постоянно грозит опасность высыхания из-за водопроницаемости хитинового покрова.

Рассматривая ослика с брюшной стороны, можно заметить колебательные движения жаберных пластинок, создающие токи воды, омывающие жабры. Жаберный аппарат мокриц менее динамичен и скрыт под наружными покровами. Увидеть жабры мокрицы можно, только отогнув пинцетом прикрывающие их пластинки. В строении тела мокрицы заложены условия создания вокруг жабр влажной атмосферы. У них спинные хитиновые щитки свисают по бокам на брюшную сторону и, прижимаясь к субстрату, препятствуют испарению влаги. Мокрицы, которые живут в пустынях, спасаются от высыхания, залезая в норки с увлажненной атмосферой. Кроме того, многие виды активны только по ночам, когда в воздухе содержится больше влаги, а процесс испарения понижается.

В ходе эволюции у мокриц развилась способность тонко реагировать на изменения влажности и избирать подходящую для себя среду. Это можно показать учащимся, если в тарелку поместить две неглубокие чашки (одну с серной кислотой — поглотитель влаги, а другую с водой), затем покрыть обе чашки мелкоячеистой сеткой, на которую выпустить несколько мокриц; скоро все они соберутся на влажной стороне тарелки. На брюшной поверхности грудных сегментов мокриц у основания ножек, расположено около 100 бугорков, покрытых нежной ножицей, под которой на­ходятся группы нервных окончаний, чувствительных к воздействию влаги. Эти своеобразные гигрорецепторы позволяют мокрицам целесообразно вести себя в соответствии с показаниями своих специфических органов влажности. Так, например, в случае повышения сухости воздуха мокрицы собираются в клубок, что биологически им полезно. Собираясь вместе, они аккумулируют вокруг себя влагу лучше, нежели одиночные особи, которые обычно в этих случаях погибают (эффекты группы).

У водяных осликов и мокриц много врагов, от которых им приходится спасаться. На осликов нападают различные рыбы, личинки жуков, стрекоз, водяные клопы и другие хищники, а на мокриц — некоторые птицы, пауки, скорпионы, жужелицы, жуки-чернотелки и т. д. Невзрачная окраска водяных осликов (грязно-серого цвета) делает их малозаметными на фоне дна загрязненных водоемов, а медлительность движений, подчас даже полная неподвижность, скрывает их присутствие. Если какой-либо хищник все же схватит ослика за ножку, он легко ее отбрасывает, а утерянная конечность впоследствии отрастает (автотомия с последующей регенерацией). У мокриц другие средства защиты. Так, в ответ на прикосновение они слегка свертываются (пассивно-оборонительная реакция), пре­дохраняя твердым спинным панцирем нежную брюшную сторону от повреждений. Среди мокриц есть виды, способные к полному свертыванию, при котором передний конец тела прочно смыкается с задним, образуя шар. Защитная реакция в виде свертывания в клубок наблюдается не только у мокриц. Она конвергентно развилась у некоторых других животных, как позвоночных (еж, броненосец, панголин), так и беспозвоночных (клепсина, мокрицеобразная многоножка, кивсяк, трилобиты). На эти факты полезно обращать внимание учащихся, подчеркивая, что конвергенция в животном мире (как процесс образования сходных приспособлений) затрагивает не только морфологические и физиологические особенности, но и этологические (поведенческие акты).

Следует обратить внимание учащихся на сходство в размножении водяных осликов и мокриц, у которых наблюдается забота о потомстве. Она выражается в том, что самки этих рачков вынашивают яйца и молодь в особых выводковых сумках, возникающих после спаривания за счет разрастания придатков грудных ножек. Выводковые сумки имеют вид молочно-белых или зеленоватых мешков, которые легко обнаружить, осматривая рачков с брюшной стороны. Сквозь их полупрозрачные стенки можно разглядеть кладку яиц. Позже, на эмбриональной стадии, при малом увеличении микроскопа удается обнаружить пульсацию сердца зародышей. Спустя 2—3 недели вместо зародышей уже видны молодые рачки, похожие на взрослых. Некоторое время они остаются в сумке, начинают самостоятельно двигаться, а затем, после разрыва стенок сумки, выходят через щель наружу. Самки, освободившись от потомства, линяют и сбрасывают свой покров вместе с выводковой сумкой, которая вновь образуется при следующем размножении.

Продолжительность жизни водяных осликов не превышает двух лет, тогда как мокрицы живут в среднем 3—4 года. Положительная роль этих рачков в природе состоит в том, что водяные ослики служат пищей для многих рыб, а мокрицы активно участвуют в процессах почвообразования вместе с другими обитателями эдафона. Насчитывают свыше 4 тыс. видов равноногих ракообразных. Они принадлежат к числу обитателей не только пресных водоемов и почвы, но и морей и океанов, а также подземных вод. Они распространены во всех климатических зонах и успешно освоили самые различные местообитания.

Среди равноногих есть вредители деревянных подводных сооружений, протачивающие ходы в сваях (например, лимнории в Черном море), и различные хищные паразиты (например, цироланиды нападают на больных рыб и перелинявших раков, а даиды поселяются в жаберной полости креветок и крабов, высасывая кровь своих хозяев).

Особенно высокой специализации достигли мокрицы в своем приспособлении к жизни на суше. Сложность их поведения в различных зонах обитания (от приполярья до тропиков, от влажных лесов до сухих пустынь) указывает на значительное развитие высшей нервной деятельности. Это доказано проведенными экспериментами по обучению мокриц избирать направление в Т-образном лабиринте в сторону влажной камеры. Опыт ставился над 8 особями погребных мокриц, которых до начала эксперимента в течение 4 ч лишали воды. В случае выбора правильного поворота в лабиринте мокрицы получали подкрепление в виде помещения их на 15 с во влажную среду. Обучение проводилось ежедневно по 10 раз с интервалом в 20 мин в условиях постоянной температуры (32,2° С) и влажности (30%). Через 27 опытов вся группа мокриц в 9 случаях из 10 научилась делать правильный поворот. Затем производилась переделка навыка в противоположную сторону лабиринта, на что потребовалось уже меньше времени (от 8 до 23 опытов). Такая подвижность нервных процессов (выработки условных рефлексов) у высших ракообразных примечательна тем, что она не уступает таковой у позвоночных.

Бокоплавы. В наших озерах, прудах и реках с относительно чистой водой у берегов (среди растений или под камнями) обитают многочисленные рачки-бокоплавы. Они относятся к подклассу Высшие ракообразные и входят в отряд Разноногие. Эти рачки заслуживают внимания учителя как вполне доступные объекты, на которых можно показать разнообразие конечностей, тесно связанное с разделением функций между ними, а с другой стороны, наглядно познакомить учащихся с ясно выраженной «членистогрудностью», которая отличает бокоплавов от десятиногих раков, покрытых головогрудным панцирем. Кроме того, сравнение бокоплавов с водяными осликами позволяет выявить сходство и различие между представителями равно- и разноногих в свете учения Дарвина о расхождении признаков. Эти близкие отряды несут на себе печать дивергентного развития, приведшего в процессе эволюции к многообразию форм среди раков.

В СССР бокоплавы составляют существенную часть кормовых ресурсов для ихтиофауны рек, озер, морей. Бокоплавов искусственно расселяют во многие вновь создаваемые водохранилища для улучшения питания рыб.

• ← Тип членистоногие
• Отряд десятиногие раки →

Источник: collectedpapers.com.ua

Внешнее строение

Тело рака имеет твердый хитиновый покров, под которым расположен слой эпителиальных клеток. У ракообразных голова и грудь обычно слиты в головогрудь. Характерной чертой ракообразных является превращение передних туловищных сегментов в головные.

На каждом сегменте, кроме последнего, как правило, находится пара конечностей. В связи с различными функциями форма конечностей ракообразных весьма разноообразна. Конечности головных сегментов обычно утрачивают двигательную функцию, превращаясь либо в часть ротового аппарата, либо в органы чувств.

На передней части головогруди имеется 5 пар конечностей, одни из которых превратились в длинные и короткие усики, выполняющие роль органов осязания, слуха, обоняния, равновесия или химического чувства, а другие используются для измельчения пищи и ее пережевывания. На каждом сегменте груди находится по паре ног. 3 передние пары превращены в ногочелюсти, принимающие участие в захватывании, удержании пищевых частиц и передаче их к ротовому отверстию. Другие 5 пар грудных ног служат для ползания (локомоторные, они же ходильные ноги).

Передние ноги используются также для захвата пищи, защиты и нападения, поэтому на них имеются клешни. У раков-отшельников, крабов и других близких видов клешни образовались только на передней паре ходильных ног, у многих видов креветок — на двух передних парах конечностей, а у омаров, речных раков и других — на трех передних парах, но на первой паре клешни значительно крупнее, чем на остальных. При помощи ходильных ног рак двигается по дну головой вперед, а плавает вперед хвостовым концом.

Нервная система и органы чувств

Органы чувств хорошо развиты. Глаза — двух типов: один простой глаз у личинки, отсутствующий у взрослых особей высших раков, и пара сложных фасеточных глаз у взрослых высших раков. Сложный глаз отличается от простого тем, что состоит из отдельных глазков, одинаковых по строению и состоящих из роговицы, хрусталика, пигментных клеток, сетчатки и т, д. Полагают, что каждый глазок видит лишь часть предмета (мозаичное зрение).

Органы осязания у рака — длинные усики. На головогруди много щетинковидных придатков, выполняющих, по-видимому, функцию органов химического чувства и осязания. У оснований коротких усиков расположены органы равновесия и слуха. Орган равновесия имеет вид ямки или мешочка с чувствительными щетинками, на которые давят песчинки.

Как у кольчатых червей, нервная система ракообразных представлена окологлоточным нервным кольцом и брюшной нервной цепочкой с парным ганглием в каждом сегменте. От надглоточного ганглия нервы отходят к глазам и усикам, от подглоточного — к ротовым органам и от брюшной нервной цепочки — ко всем конечностям и внутренним органам.

Пищеварительная и выделительная системы

Раки питаются как живой, так и мертвой добычей. Пищеварительная система у них начинается ротовым отверстием, окруженным видоизмененными конечностями (верхние челюсти образовались из первой пары ног, нижние — из второй и третьей, ногочелюсти — из четвертой-шестой). Клешнями рак захватывает, разрывает добычу и куски ее подносит ко рту. Далее через глотку и пищевод пища попадает в желудок, который состоит из двух отделов: жевательного и цедильного.

На внутренних стенках более крупного жевательного отдела располагаются хитиновые зубы, благодаря которым пища легко перетирается. В цедильном отделе желудка имеются пластинки с волосками. Через них измельченная пища процеживается и поступает в кишку. Здесь происходит переваривание пищи под действием секрета пищеварительной железы (печени). Допереваривание и всасывание пищи может происходить в выростах печени. Кроме того, печень имеет фагоцитарные клетки, захватывающие мелкие частички пищи, переваривающиеся внутриклеточно. Заканчивается кишка анальным отверстием, расположенным на средней лопасти хвостового плавника.

В весеннее и летнее время в желудке речного рака часто обнаруживаются белые камешки (жерновики), состоящие из извести. Запасы ее используются для пропитывания мягких кожных покровов рака после линьки.

Выделительная система у рака представлена парой зеленых желез, расположенных в головном отделе. Выводные каналы открываются отверстиями у основания длинных усиков.

Кровеносная и дыхательная системы

Класс Ракообразные имеет незамкнутую кровеносную систему. На спинной стороне тела расположено пятиугольное сердце. Из сердца кровь идет в полости тела, снабжая органы кислородом и питательными веществами, затем по сосудам поступает в жабры и обогащенная кислородом снова возвращается в сердце.

Дышат ракообразные при помощи жабр. Они имеются даже у наземных рачков — мокриц, живущих в погребах, под камнями и в других влажных и затененных местах.

 

Размножение ракообразных

Большинство ракообразных раздельнополы. Половые железы у обоих полов парные, расположены в грудной полости. Самка речного рака заметно отличается от самца; у нее брюшко шире головогруди, а у самца уже.

Самка выметывает икру на ножки брюшка в конце зимы. Рачки вылупляются в начале лета. От 10 до 12 дней они находятся под брюшком матери, а затем начинают вести самостоятельный образ жизни. Так как самка откладывает небольшое число яиц, то такая забота о потомстве способствует сохранению вида. Класс ракообразных делится на 5 подклассов: цефалокариды, максиллоподы, жаброногие, ракушковые и высшие раки.

Значение в природе

Среди мелких ракообразных наибольшая известность принадлежит дафниям и циклопам, обычно обитающим в толще воды и входящим в состав планктона. Они имеют важное значение в круговороте веществ в природе, являясь существенной составной частью рациона многих рыб и китообразных. Циклопы наряду с другими ракообразными являются промежуточными хозяевами ряда паразитических червей (лентеца широкого и др.).

Высшие ракообразные — обитатели морских и пресных вод. На суше из этого класса обитают только отдельные виды (мокрица и др.).

Речной рак, крабы, креветки, омары и другие используются человеком в пищу. Помимо того, многие раки имеют санитарное значение, так как освобождают водоемы от трупов животных.

Источник: animals-world.ru

Среда обитания, образ жизни ракообразных

Класс насчитывает более 20 тыс. видов, обитающих преимущественно в морях и пресных водоёмах, реже на суше. Они входят в состав планктона, бентоса, могут вести прикреплённый и паразитический образ жизни. Они отличаются большим разнообразием строения, сегментации тела, биологии. Количество сегментов варьирует от 5 до 50. На голове имеется две пары усиков — антеннулы и антенны и три пары челюстей

— пара верхних и две пары нижних. Органы дыхания — жабры, развивающиеся из вырастов ножек. Грудные конечности разнообразны по строению и функции. В брюшном отделе конечности сохраняются только у высших ракообразных.

Внешнее строение речного рака

Типичный представитель класса. Обитает в пресных водоёмах. Днём скрывается в норах, под корягами деревьев, в сумеречное и ночное время активно перемещается по дну в поисках пищи. Питается растениями, живыми и мертвыми животными. Хорошо развитое обоняние позволяет обнаруживать пищу по запаху на значительных расстояниях.

Тело рака достигает в длину 15 см и подразделяется на головогрудь и брюшко, состоящие из 19 сегментов. Голова включает головную лопасть и четыре сегмента. Головная лопасть несёт пару двуветвистых усиков — антеннул, а её сегменты — четыре пары видоизменённых конечностей: пару длинных антенн, пару верхних и две пары нижних челюстей. Грудной отдел образуют восемь сегментов. Им соответствуют три пары ногочелюстей и пять пар ходильных ног. Первая пара их несёт на последнем членике развитую клешню.

Брюшко — членистое, имеет шесть сегментов, каждому из которых соответствует пара коротких двуветвистых конечностей. У самцов первые две пары их выполняют функции совокупительного органа. У самок конечности служат для прикрепления икры и молоди. Последняя пара конечностей образует лопастевидный хвостовой плавник, на среднем сегменте которого находится анальное отверстие.

Покровы рака образованы прочной хитиновой кутикулой, верхний слой её пропитан солями извести, а нижний состоит из эластичного хитина. В отличие от паукообразных и насекомых у раков отсутствует поверхностный слой кутикулы, препятствующий испарению влаги с поверхности тела. Это связано с тем, что ракообразные являются первичноводными животными. Кутикула выполняет функции наружного скелета, защитную. Наиболее развит головогрудный щит, образующий на переднем конце острый шиловидный выраст. По бокам его в углублениях, на подвижных  стебельках, расположена  пара  глаз.  У основания усиков находятся отверстия органов равновесия и выделения. С брюшной стороны на переднем конце тела расположен рот. Боковые части головогрудного щита прикрывают жабры.

Внутреннее строение

Мышечная система ракообразных состоит из пучков поперечно-полосатых мышц, выполняющих разнообразные функции. Полость тела смешанная.

Пищеварительная система состоит из передней, средней и задней кишки. Через расположенный на нижней стороне головы рот измельчённая пища попадает в эктодермальный желудок, разделённый на два отдела. Передний несёт три хитиновые жевательные пластинки, перетирающие пищу. Задний отдел служит для процеживания пищи через две хитиновые пластинки, снабжённые волосками. Жидкая пищевая кашица попадает в среднюю кишку, куда открываются протоки пищеварительной железы — печени. В просвете средней кишки и каналах печени происходит её всасывание. Непереваренные остатки поступают в заднюю кишку, откуда через порошицу удаляются наружу.

Весной и летом в жевательном желудке образуются жерновки — сферические тела, состоящие из солей извести. Они представляют собой запас извести, используемый для затвердения новой кутикулы после линьки.

Органы дыхания — перистые жабры. Они расположены в жаберной полости и представляют собой тонкостенные вырасты покровов грудных ног и покровов тела. Сверху жабры прикрыты головогрудным щитом, изнутри омываются гемолимфой. Благодаря движению отростков второй пары нижних челюстей, через жаберную полость осуществляется постоянный ток воды, направление которого может изменяться. Кутикула жабер нежна и тонка, через неё легко происходит газообмен.

Кровеносная система незамкнутая, сердце однокамерное, окружено околосердечной сумкой. Оно располагается на спинной стороне заднего отдела головогруди и имеет форму пятиугольника. От него к переднему и заднему концам тела отходят артерии, свободно открывающиеся в полость тела. Гемолимфа, изливаясь из сосудов, омывает органы, отдавая им кислород, и собирается в жабры, где обогащается кислородом. Из жабер кровь собирается в околосердечную сумку, откуда через пару отверстий, снабжённых клапанами, поступает в полость сердца.

Органы выделения представлены парой зелёных желез, расположенных в головном отделе тела. Это видоизмененные метанефридии, выводные протоки которых открываются наружу у основания второй пары усиков. Удаление продуктов диссимиляции осуществляется из полостной жидкости.

Нервная система состоит из парных надглоточных нервных узлов, образующих головной мозг рака. Он связан нервными стволами с подглоточным узлом, от которого берёт начало брюшная нервная цепочка. У ракообразных происходит не только увеличение размеров надглоточных ганглиев, но и концентрация узлов брюшной нервной цепочки, вследствие их слияния в продольном и поперечном направлении. Нервные клетки обладают нейросекреторной функцией, выделяя гормоны, регулирующие обмен, процессы линьки. От надглоточного узла иннервируются глаза, антенны, от подглоточного — ротовые органы. Нервы, идущие от брюшной нервной цепочки, иннервируют конечности, внутренние органы.

Органы чувств у раков развиты хорошо. В основании первого членика антенн расположены органы равновесия. Это впячивание покровов тела, выстланное чувствительными волосками, на которых лежат мелкие песчинки, играющие роль статолитов. Функции органов осязания выполняют антенны, чувствительные щетинки на конечностях, различных участках поверхности тела.

Органы обоняния — двуветвистые антеннулы. Глаза сложные, состоят, примерно, из 3 тыс. фасеток. Они сидят на особых подвижных вырастах головы — стебельках. Зрение играет роль не только в восприятии  окружающего  мира,  но  и в стимуляции выделения гормонов, оказывающих влияние на окраску тела. Благодаря этому раки изменяют цвет его в зависимости от фона окружающей среды.

Речные раки раздельнополы, половой диморфизм выражен и проявляется в том, что брюшко самцов уже головогруди, размеры их меньше. Семенники состоят из парной передней и непарной задней лопасти. Семяпроводы парные, открываются наружу у последней пары грудных ножек. Первая и вторая пары брюшных ножек играют функцию органов совокупления. У самок парные яичники и яйцеводы, открывающиеся наружу у третей пары грудных ног. Самка откладывает оплодотворённые яйца в конце зимы. Они прикрепляются к брюшным ножкам. Развитие прямое. В начале лета из икринок выходят рачки, которые в течение 10-12 дней находятся под брюшком матери, а затем ведут самостоятельное существование. Забота о потомстве играет большую роль в сохранении вида. У молодых раков рост сопровождается несколькими линьками в году, у взрослых происходит однократно.

Значение ракообразных

Ракообразные разнообразны по образу жизни и строению. Некоторые виды из них имеют промысловое значение и используются для приготовления деликатесных продуктов и блюд: крабы, омары, лангусты, креветки, речные раки. В России промысловое значение имеют дальневосточный краб, травяная дальневосточная креветка, креветки Чёрного и Азовского морей. Некоторые ракообразные, например, камчатский краб, нуждаются в охране, так как промысловых размеров достигают на 8-10 году жизни.

Ракообразные играют большую роль в экологии морских и пресноводных водоёмов. Питаясь гниющими органическими остатками, фильтрационным способом,  многие ракообразные способствуют биологической очистке воды.  Мелкие ракообразные являются важным звеном в  целях питания рыб и их личинок (дафнии,  циклопы),  усатых китов, других водных животных.

Некоторые виды  ракообразных приспособились к паразитическому образу жизни.  Карпоеды,  или карповая вошь,  паразитируют на кожекарповых рыб и могут вызывать их гибель в прудовых хозяйствах. Отдельные виды веслоногих раков паразитируют на жабрах пресноводных рыб. На коже акул и китов поселяются некоторые усоногие раки. Наконец, ракообразные играют роль как промежуточные хозяева гельминтов человека. Например, диаптомусы, циклопы являются промежуточными хозяевами лентеца широкого, циклопы — ришты.



Онлайн учебник по биологии
7 класс

   

§ 24. Класс Ракообразные

Ракообразные — водные членистоногие, дышащие жабрами. Тело расчленено на сегменты и состоит из нескольких отделов: из головы, груди и брюшка или из головогруди и брюшка. Имеются две пары усиков. Покровы тела содержат особое твердое вещество — хитин, а у некоторых к тому же они укреплены (пропитаны) углекислым кальцием.

Известно около 40 тыс. видов ракообразных (рис. 85). Размеры их разнообразны — от долей миллиметра до 80 см. Ракообразные широко распространены в морях и пресных водоемах, немногие, например мокрица, пальмовый вор, перешли к наземному образу жизни.

Рис. 85. Различные ракообразные: 1 — краб; 2 — рак-отшельник; 3 — креветка; 4 — мокрица; 5 — бокоплав; 6 — морская уточка; 7 — щитень

Особенности строения и жизнедеятельности ракообразных можно рассмотреть на примере речного рака.

Образ жизни и внешнее строение. Речной рак обитает в различных пресных водоемах с чистой водой: речных заводях, озерах, больших прудах. Днем раки прячутся под камнями, корягами, корнями прибрежных деревьев, в вырытых ими самими в мягком дне норках. В поисках корма они покидают свои убежища в основном ночью.

Речной рак — довольно крупный представитель членистоногих, иногда попадаются экземпляры длиной свыше 15 см. Окраска у речного рака зеленовато-черная. Все тело покрыто прочным и плотным хитиновым панцирем, пропитанным углекислым кальцием.

Покровы речного рака служат наружным скелетом. К нему изнутри прикрепляются пучки поперечнополосатых мышц. Твердый панцирь рака мешает животному расти. Поэтому рак периодически (2-3 раза в год) линяет — сбрасывает старые покровы и обретает новые. Во время линьки, пока новый панцирь не окрепнет (на это уходит около полутора недель), рак беззащитен и не может питаться. В это время он прячется в убежищах. Тело речного рака состоит из двух отделов — головогруди и брюшка (рис. 86). На переднем конце головогруди расположена пара длинных и пара коротких усиков — это органы осязания и обоняния. Шаровидные глаза сидят на длинных стебельках.

КЛАСС РАКООБРАЗНЫЕ. СРЕДА ОБИТАНИЯ. ОБРАЗ ЖИЗНИ.

Поэтому рак может одновременно смотреть в разные стороны. В случае опасности он прячет глаза в углублениях панциря.

Рис. 86. Внешнее строение речного рака: 1 — длинный усик; 2 — короткий усик; 3 — клешня; 4 — ходильные ноги; 5 — глаз; 6′ — головогрудь; 7 — брюшко; 8 — хвостовой плавник

Глаза у рака сложные. Каждый глаз состоит из множества направленных в разные стороны очень мелких глазков — фасеток (рис. 87, Б). Изображение предмета в сложном (фасеточном) глазу составляется из его отдельных частей, напоминая мозаичные картинки.

Рис. 87. Внутреннее строение речного рака (самки): А — общий план строения тела: 1 — желудок; 2 — печень; 3 — сердце; 4 — кровеносные сосуды; 5 — яичник; 6 — кишка; Б — схема строения фасеточного глаза

На головогруди у речного рака расположены конечности. Если его перевернуть на спину, то на переднем конце тела можно обнаружить три пары челюстей: пару верхних челюстей и две пары нижних челюстей. Ими рак разрывает добычу на маленькие кусочки. За челюстями следуют три пары коротких ногочелюстей. Они служат для подачи пищи ко рту. И челюсти, и ногочелюсти являются преобразованными ногами. За ногочелюстями располагаются пять пар ходильных ног. При помощи четырех пар этих ног рак передвигается по дну водоемов. А первая пара ходильных ног у рака превращена в большие клешни. Ими рак схватывает добычу, отрывает от нее крупные части. Этими же клешнями он обороняется.

И на брюшке у рака есть коротенькие конечности (ноги), у самки их четыре, у самца — пять пар. На самом конце брюшка расположен плоский членик, по бокам которого развиты видоизмененные, сильно уплощенные ноги. Вместе они образуют хвостовой плавник. Резко подгибая брюшко, рак отталкивается от воды хвостовым плавником, как веслом, и может в случае опасности быстро плыть задом наперед.

Пищеварительная система (рис. 87, А) начинается ротовым отверстием. Изо рта пища поступает в желудок, состоящий из двух отделов. В первом отделе имеются хитиновые, пропитанные углекислым кальцием образования — ж;ерновки, при помощи которых пища измельчается. Потом она оказывается во втором отделе желудка, где процеживается. Крупные частички пищи задерживаются и возвращаются в первый отдел, а мелкие поступают в кишечник. В средний отдел кишечника впадают протоки печени. В кишечнике и печени происходит переваривание пищи и всасывание питательных веществ. Заканчивается пищеварительная система анальным отверстием, расположенным на хвостовом сегменте брюшка. Раки питаются моллюсками, живущими в воде личинками насекомых, разлагающимися трупами животных, растениями.

Органами дыхания у рака являются жабры. В них расположены кровеносные капилляры и осуществляется газообмен. Жабры имеют вид тонких перистых выростов и располагаются на отростках ногочелюстей и ходильных ног. В головогруди жабры лежат в особой полости. Движение воды в этой полости осуществляется за счет очень быстрых колебаний особых отростков второй пары челюстей.

Кровеносная система незамкнутая.

У ракообразных полость тела смешанная, в сосудах и межклеточных полостях ракообразных (как и у других членистоногих) циркулирует не кровь, а бесцветная или зеленоватая жидкость — гемолимфа. Она выполняет те же функции, что кровь и лимфа у животных с замкнутой кровеносной системой.

Сердце расположено на спинной стороне головогруди. Гемолимфа течет по сосудам, а затем попадает в полости, расположенные у различных органов. Здесь гемолимфа отдает питательные вещества и кислород, а принимает продукты жизнедеятельности и углекислый газ. Затем гемолимфа по сосудам поступает в жабры, а оттуда — в сердце.

Выделительная система представлена парой зеленых желез, расположенных в передней части головогруди. Они открываются наружу у основания длинных усиков. Через эти отверстия удаляются вредные продукты, которые образуются в процессе жизнедеятельности.

Нервная система. У рака имеются центральная нервная система — окологлоточное нервное кольцо и брюшная нервная цепочка и периферическая нервная система — нервы, отходящие от центральной нервной системы.

Органы чувств. Кроме органов осязания, обоняния и зрения у раков еще есть и органы равновесия. Они представляют собой углубление в основном членике коротких усиков, где помещается песчинка. Песчинка давит на окружающие ее тонкие чувствительные волоски, что помогает раку оценивать положение своего тела в пространстве.

Размножение. Речному раку свойственно половое размножение. Оплодотворение внутреннее. Оплодотворенные яйца, отложенные самкой (от 60 до 200 штук), прикрепляются к ее брюшным ногам. Откладка яиц происходит зимой, а молодые рачки появляются весной. Вылупившись из яиц, они продолжают держаться за брюшные ноги матери (рис. 88), а затем покидают ее и начинают самостоятельную жизнь. Молодые рачки питаются только растительной пищей.

Рис. 88. Молодые рачки на брюшных ножках самки

Многообразие ракообразных. Ракообразные ведут ползающий, плавающий или прикрепленный образ жизни. Некоторые из них являются паразитами. Мельчайшие морские ракообразные, составляющие основную массу зоопланктона, служат пищей для многих водных животных — от кишечнополостных до рыб и китов. В некоторых местах ракообразные — основная группа среди донных животных. Люди используют ракообразных в пищу: объектами промысла служат крабы, раки, омары, лангусты, креветки и др. В классе Ракообразные 20 отрядов.

К Десятиногим относится речной рак, крупные морские раки — омары (длиной до 60 см, а массой до 15 кг) и лангусты (у них отсутствуют клешни), мелкие рачки — креветки. Некоторые из них передвигаются по дну, другие активно плавают в толще воды при помощи брюшных ножек. К этой же группе принадлежат раки-отшельники. У них мягкое несегментированное брюшко. Раки-отшельники прячутся от врагов в пустых раковинах морских улиток, все время таская раковину с собой, а при опасности полностью скрываясь в ней, прикрывая вход сильно развитой клешней. К десятиногим ракам относятся крабы. У них широкий, но короткий головогрудной панцирь, очень короткие усики, короткое брюшко подогнуто под головогрудь. Передвигаются крабы чаще всего боком.

К Листоногим принадлежат хорошо известные аквариумистам мелкие рачки — дафнии длиной 3-5 мм (рис. 89, 1). Они живут в небольших пресных водоемах. Все тело (за исключением головы) у дафний заключено в прозрачный хитиновый панцирь-раковинку. Сквозь хитиновые покровы виден большой сложный глазок и постоянно работающие грудные ножки, которые обеспечивают ток воды под панцирем. У дафнии имеются большие ветвистые усики. Взмахивая ими, она прыгает в воде, поэтому дафний иногда называют «водяными блохами». Питаются дафнии находящимися в толще воды простейшими, бактериями, одноклеточными водорослями.

Рис. 89. Ракообразные: 1 — дафния: 2 — циклоп

К Веслоногим относятся циклопы (рис. 89, 2) — очень мелкие рачки, встречающиеся в тех же водоемах, где и дафнии. Тело циклопа состоит из головогруди и узкого брюшка. Заметны две пары усиков. Длинными усиками циклоп периодически делает резкий взмах и «парит» в толще воды. Напуганный рачок производит серию взмахов и быстро уплывает прочь. У циклопа только один глаз (из-за этого и назвали его по имени мифического одноглазого великана). Питается он тем же, что и дафнии, — одноклеточными планктонными организмами. Циклоп служит промежуточным хозяином для некоторых паразитических червей. К Равноногим относится небольшое сухопутное животное — мокрица. Она обитает в сырых местах: под камнями, в погребах и подвалах. Живущая в наземно-воздушной среде мокрица дышит атмосферным воздухом при помощи видоизмененных жабр — карманов, которые расположены на брюшных ножках. Поэтому она может жить только во влажной среде, а в сухом воздухе мокрица гибнет.

В пресных водоемах обитает небольшой рачок, отдаленно напоминающий мокрицу, — водяной ослик. Разноногие — это небольшие (вплоть до нескольких сантиметров) рачки, плавающие на боку, за что их называют бокоплавами. Используя разные ножки, рачки могут плавать, ходить по дну водоемов, по влажному грунту берегов, а также прыгать. Усоногие — небольшие ракообразные, во взрослом состоянии ведущие прикрепленный образ жизни, например морские желуди. Они живут в море. Все тело их покрыто известковой раковинкой-домиком. Чаще всего раковинка прикрепляется к камням, панцирям крабов, днищам кораблей, коже китов. Свою добычу (планктонных организмов) усоногие раки ловят при помощи длинных подвижных грудных ножек.

Ракообразные — первичноводные членистоногие с жестким и прочным хитиновым панцирем, пропитанным углекислым кальцием, членистыми конечностями, расположенными на грудном и брюшном отделах. Ракообразные дышат при помощи жабр.

Упражнения по пройденному материалу

1. Выясните, используя рисунок 86, какие особенности во внешнем строении имеют членистоногие. Назовите черты сходства их с кольчатыми червями.
2. В чем заключается отличие внутреннего строения ракообразных от представителей других классов членистоногих? Поясните на примере речного рака.
3. Каковы особенности строения органов чувств у речного рака?
4. На нескольких примерах и с помощью рисунков покажите многообразие класса. Охарактеризуйте среды обитания ракообразных.
5. Какова роль ракообразных в природе?

КЛАСС РАКООБРАЗНЫЕ. СРЕДА ОБИТАНИЯ. ОБРАЗ ЖИЗНИ.

Класс насчитывает более 20 тыс. видов, обитающих преимущественно в морях и пресных водоёмах, реже на суше. Они входят в состав планктона, бентоса, могут вести прикреплённый и паразитический образ жизни. Они отличаются большим разнообразием строения, сегментации тела, биологии. Количество сегментов варьирует от 5 до 50. На голове имеется две пары усиков — антеннулы и антенны и три пары челюстей

— пара верхних и две пары нижних. Органы дыхания — жабры, развивающиеся из вырастов ножек. Грудные конечности разнообразны по строению и функции. В брюшном отделе конечности сохраняются только у высших ракообразных.

ВНЕШНЕЕ СТРОЕНИЕ РЕЧНОГО РАКА.Типичный представитель класса. Обитает в пресных водоёмах. Днём скрывается в норах, под корягами деревьев, в сумеречное и ночное время активно перемещается по дну в поисках пищи. Питается растениями, живыми и мертвыми животными. Хорошо развитое обоняние позволяет обнаруживать пищу по запаху на значительных расстояниях.

Тело рака достигает в длину 15 см и подразделяется на головогрудь и брюшко, состоящие из 19 сегментов. Голова включает головную лопасть и четыре сегмента. Головная лопасть несёт пару двуветвистых усиков — антеннул, а её сегменты — четыре пары видоизменённых конечностей: пару длинных антенн, пару верхних и две пары нижних челюстей. Грудной отдел образуют восемь сегментов. Им соответствуют три пары ногочелюстей и пять пар ходильных ног. Первая пара их несёт на последнем членике развитую клешню.

Брюшко — членистое, имеет шесть сегментов, каждому из которых соответствует пара коротких двуветвистых конечностей. У самцов первые две пары их выполняют функции совокупительного органа. У самок конечности служат для прикрепления икры и молоди. Последняя пара конечностей образует лопастевидный хвостовой плавник, на среднем сегменте которого находится анальное отверстие.

Покровы рака образованы прочной хитиновой кутикулой, верхний слой её пропитан солями извести, а нижний состоит из эластичного хитина. В отличие от паукообразных и насекомых у раков отсутствует поверхностный слой кутикулы, препятствующий испарению влаги с поверхности тела. Это связано с тем, что ракообразные являются первичноводными животными. Кутикула выполняет функции наружного скелета, защитную. Наиболее развит головогрудный щит, образующий на переднем конце острый шиловидный выраст. По бокам его в углублениях, на подвижных стебельках, расположена пара глаз. У основания усиков находятся отверстия органов равновесия и выделения. С брюшной стороны на переднем конце тела расположен рот. Боковые части головогрудного щита прикрывают жабры.

ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ.Мышечная система ракообразных состоит из пучков поперечно-полосатых мышц, выполняющих разнообразные функции. Полость тела смешанная.

Пищеварительная система состоит из передней, средней и задней кишки. Через расположенный на нижней стороне головы рот измельчённая пища попадает в эктодермальный желудок, разделённый на два отдела. Передний несёт три хитиновые жевательные пластинки, перетирающие пищу. Задний отдел служит для процеживания пищи через две хитиновые пластинки, снабжённые волосками. Жидкая пищевая кашица попадает в среднюю кишку, куда открываются протоки пищеварительной железы — печени. В просвете средней кишки и каналах печени происходит её всасывание. Непереваренные остатки поступают в заднюю кишку, откуда через порошицу удаляются наружу.

Весной и летом в жевательном желудке образуются жерновки — сферические тела, состоящие из солей извести. Они представляют собой запас извести, используемый для затвердения новой кутикулы после линьки.

Органы дыхания — перистые жабры. Они расположены в жаберной полости и представляют собой тонкостенные вырасты покровов грудных ног и покровов тела. Сверху жабры прикрыты головогрудным щитом, изнутри омываются гемолимфой. Благодаря движению отростков второй пары нижних челюстей, через жаберную полость осуществляется постоянный ток воды, направление которого может изменяться. Кутикула жабер нежна и тонка, через неё легко происходит газообмен.

Кровеносная система незамкнутая, сердце однокамерное, окружено околосердечной сумкой. Оно располагается на спинной стороне заднего отдела головогруди и имеет форму пятиугольника. От него к переднему и заднему концам тела отходят артерии, свободно открывающиеся в полость тела. Гемолимфа, изливаясь из сосудов, омывает органы, отдавая им кислород, и собирается в жабры, где обогащается кислородом. Из жабер кровь собирается в околосердечную сумку, откуда через пару отверстий, снабжённых клапанами, поступает в полость сердца.

Органы выделения представлены парой зелёных желез, расположенных в головном отделе тела. Это видоизмененные метанефридии, выводные протоки которых открываются наружу у основания второй пары усиков. Удаление продуктов диссимиляции осуществляется из полостной жидкости.

Нервная система состоит из парных надглоточных нервных узлов, образующих головной мозг рака. Он связан нервными стволами с подглоточным узлом, от которого берёт начало брюшная нервная цепочка. У ракообразных происходит не только увеличение размеров надглоточных ганглиев, но и концентрация узлов брюшной нервной цепочки, вследствие их слияния в продольном и поперечном направлении. Нервные клетки обладают нейросекреторной функцией, выделяя гормоны, регулирующие обмен, процессы линьки. От надглоточного узла иннервируются глаза, антенны, от подглоточного — ротовые органы. Нервы, идущие от брюшной нервной цепочки, иннервируют конечности, внутренние органы.

Органы чувств у раков развиты хорошо. В основании первого членика антенн расположены органы равновесия. Это впячивание покровов тела, выстланное чувствительными волосками, на которых лежат мелкие песчинки, играющие роль статолитов. Функции органов осязания выполняют антенны, чувствительные щетинки на конечностях, различных участках поверхности тела.

Органы обоняния — двуветвистые антеннулы. Глаза сложные, состоят, примерно, из 3 тыс. фасеток. Они сидят на особых подвижных вырастах головы — стебельках. Зрение играет роль не только в восприятии окружающего мира, но и в стимуляции выделения гормонов, оказывающих влияние на окраску тела. Благодаря этому раки изменяют цвет его в зависимости от фона окружающей среды.

Речные раки раздельнополы, половой диморфизм выражен и проявляется в том, что брюшко самцов уже головогруди, размеры их меньше. Семенники состоят из парной передней и непарной задней лопасти. Семяпроводы парные, открываются наружу у последней пары грудных ножек. Первая и вторая пары брюшных ножек играют функцию органов совокупления. У самок парные яичники и яйцеводы, открывающиеся наружу у третей пары грудных ног. Самка откладывает оплодотворённые яйца в конце зимы. Они прикрепляются к брюшным ножкам. Развитие прямое. В начале лета из икринок выходят рачки, которые в течение 10-12 дней находятся под брюшком матери, а затем ведут самостоятельное существование. Забота о потомстве играет большую роль в сохранении вида. У молодых раков рост сопровождается несколькими линьками в году, у взрослых происходит однократно.

ЗНАЧЕНИЕ РАКООБРАЗНЫХ.Ракообразные разнообразны по образу жизни и строению. Некоторые виды из них имеют промысловое значение и используются для приготовления деликатесных продуктов и блюд : крабы, омары, лангусты, креветки, речные раки. В России промысловое значение имеют дальневосточный краб, травяная дальневосточная креветка, креветки Чёрного и Азовского морей. Некоторые ракообразные, например, камчатский краб, нуждаются в охране, так как промысловых размеров достигают на 8-10 году жизни.

Ракообразные играют большую роль в экологии морских и пресноводных водоёмов. Питаясь гниющими органическими остатками, фильтрационным способом, многие ракообразные способствуют биологической очистке воды. Мелкие ракообразные являются важным звеном в целях питания рыб и их личинок (дафнии, циклопы), усатых китов, других водных животных.

Некоторые виды ракообразных приспособились к паразитическому образу жизни. Карпоеды, или карповая вошь, паразитируют на кожекарповых рыб и могут вызывать их гибель в прудовых хозяйствах. Отдельные виды веслоногих раков паразитируют на жабрах пресноводных рыб. На коже акул и китов поселяются некоторые усоногие раки. Наконец, ракообразные играют роль как промежуточные хозяева гельминтов человека. Например, диаптомусы, циклопы являются промежуточными хозяевами лентеца широкого, циклопы — ришты.

КЛАСС ПАУКООБРАЗНЫЕ.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА.Класс насчитывает более 36000 видов. В большинстве это наземные животные, но встречаются и вторичноводные организмы. Тело обычно разделено на головогрудь и брюшко, но характер сегментации подвержен значительной изменчивости. У некоторых видов клещей, например, сегментация вообще отсутствует (собачий и таёжный клещи, чесоточный зудень).

Головогрудь несёт шесть пар конечностей. Первые две пары — хелицеры или ногочелюсти, вторые- педипальпы или ногощупальца. Хелицеры располагаются впереди рта и имеют вид клешней (сольпуги, сенокосцы) или зазубренных пластин (клещи). Челюстные отростки педипальп ограничивают с боков ротовую щель и служат для измельчения пищи. У скорпионов на последнем членике педипальп расположены клешни, а у пауков здесь находится совокупительный аппарат.Остальные четыре пары конечностей выполняют функции ходильных ножек.

Брюшко лишено конечностей. Но на отдельных сегментах его сохранились их гомологи — лёгочные мешки, паутинные бородавки, а у скорпионов гребенчатые органы и половые пластинки.

Покровы тела состоят из кутикулы, эпителия и основной пластинки. Кутикула трёхслойна. Наружный слой её, в отличие о ракообразных, содержит липопротеины, которые предохраняют организм от лишней потери влаги и испарения. За счёт кожного эпителия образуются ядовитые и паутинные железы. Пищеварительная система представлена передней и задней кишкой эктодермального происхождения и средней — эндодермальной. Хорошо развита пищеварительная железа — печень. Большинство паукообразных — хищники, но есть среди них большая группа паразитов и растительноядных форм.

Выделительная система — мальпигиевы сосуды. Органы дыхания — лёгочные мешки и трахеи (пауки), трахеи (клещи), лёгочные мешки (скорпионы). Кровеносная система незамкнутая. Сердце в виде трубки, расположено на спинной стороне брюшка. У многих видов клещей в связи с малыми размерами тела оно вообще отсутствует.

Нервная система имеет типичное для членистоногих строение и сохраняют тенденцию к концентрации. Головной мозг состоит из переднего и заднего мозга. Отсутствие промежуточного отдела связано с исчезновением антеннул, которые иннервируются от него. От уровня сегментации зависит и число узлов брюшной нервной цепочки.

Органы чувств развиты хорошо. У пауков имеются простые глаза, чувствительные органы осязания, обоняния, вкуса. У некоторых видов клещей органы зрения отсутствуют.

Паукообразные — раздельнополые членистоногие с выраженным половым диморфизмом.

Среда обитания, образ жизни ракообразных

Оплодотворение внутреннее. Развитие прямое или с неполным превращением. У отдельных видов скорпионов, клещей наблюдается живорождение.

Класс Паукообразные включает ряд отрядов, из которых наибольшее значение имеют пауки, клещи, скорпионы.

Предыдущая123456789101112Следующая

Источник: magictemple.ru