Половую функцию

В том случае, если имеются полимерные структуры, выполняющие определенные функции, должна произойти дифференциация и олигомеризация. Конечности разделяются по строению и выполняемым функциям (дифференциация), в результате повышается эффективность их функционирования и происходит их уменьшение(олигомеризация) . В результате у членистоногих уменьшается количество конечностей и происходит изменение и объединение сегментов в тагмы. Например, те конечности,которые выполняют функции ходильных ног логичнее поместить близко от центра тяжести, т.е. на средних сегментах. Эти сегменты объединяются и выделяется грудь . Конечности передних сегментов преобразуются в ротовой аппарат и органы чувств. А сами эти сегменты объединятся в голову. Процесс образования головы называется цефолизация. Конечности ,выполняющие другие функции сосредоточены в брюшном отделе .

Преобразование целома у членистоногих.

Основная функция целома- это гидроскелет. Но у членистоногих наружную функцию выполняет наружный скелет. Поэтому целом частично редуцируется. В результате возникает миксоцель или смешанная полость тела: стенки целома в некоторых местах разрушаются, и он объединяется с первичной полостью тела схизоцелем.

Кровеносная система

Кровеносная система у членистоногих с одной стороны боле прогрессивная ,чем у кольчатых червей(имеется сердце), с другой стороны она незамкнутая . отсутствие капилляров делает ее менее эффективной. Не смотря на то, что членистоногие более активны ,чем кольчатые черви . У кольчатых червей своеобразным сердцем был кожно-мускульный мешок, а у членистоногих его нет: кутикула и пучки поперечнополосатых мышц не образуют сплошного слоя. Нет перистальтических движений и нечем проталкивать кровь. Поэтому от капилляров пришлось отказаться, т.к. они оказывают самое большое сопротивление току крови. В результате образуется незамкнутая кровеносная система ,и появляется специальный орган, обеспечивающий движение крови-сердце.

Еще одним минусом сплошного хитинового покрова является то ,что кутикула ,закрывая тело делает его замкнутой системой: затруднен газообмен с внешней средой и также затруднен обмен информацией. Проблему газообмена решает появление органов дыхания . У водных –это жабры,у наземных - легкие и трахеи. Жабры представляют собой видоизмененные брюшные ножки. Но на суше такая жабра функционировать не сможет, поскольку высохнет. Поэтому ее необходимо убрать под покровы тела. Там жабра защищена от высыхания. Еще один орган наземного дыхания членистоногих- трахеи, не имеющие к конечностям никакого отношения. Они представляют собой разветвленные впячивания покровов тела, оплетающие внутренние органы. Они покрыты тонкой кутикулой ,не препятствующей газообмену.

Органы выделения

Органы выделения членистоногих стоятся либо на основе метанефридий ,либо целомодукта. В наземной среде появляются специальные выделительные структуры .которые называются Мальпигиевы сосуды. Они представляют собой слепо замкнутые трубочки на границе средней и задней кишки. В них из целома поступают раствор продуктов диссимиляции, которые затем поступает в заднюю кишку. Там происходит обратное всасывание воды , а обезвоженные кристаллические продукты обмена удаляются через анальное отверстие.

Рецепция.

Хитиновая кутикула препятствует не только газообмену , но и обмену информации. Чтобы ее воспринимать из окружающей среды ,членистоногие развивают большое количество разнообразных органов чувств, в основе которых лежит чувствительный волосок сенсилла. Даже хордовые животные проигрывают в степени чувствительности членистоногих . Например, Температуру они могут измерять с точностью до десятых градуса, у них есть рецепторы, которые воспринимают влажность ,силовые линии магнитного поля, всего у них имеется 9 рецепторных систем. У членистоногих хорошо развиты дистантные рецепторы. Хорошо развито зрение(могут видеть в УФ-спекторе) ,могут воспринимать плоскость поляризации световой волны, т.е. видеть солнце на облачном небе.

Основные черты организации.

1.Важнейшая прогрессивная особенность членистоногих –это подвижные членистые конечности. Они покрыты кутикулой, поэтому их подвижность обеспечивается членистостью строения. Конечности членистоногих ,помимо двигательной функции ,выполняют и многие другие функции. Некоторые изменились в органы чувств антенны , другие в челюсти и хоботок. Некоторые конечности выполняют дыхательную или половую функции. Однако, все эти конечности являются модификацией одного исходного типа , к примитивной двуветвистой ножке членистоногих ,произошедшей из параподий кольчецов.

2. Другая важнейшая особенность членистоногих – хитинизированная кутикула. Она выделяется кожным эпителием или гиподермой. Может быть очень толстой ( панцирь рака или краба) , а может быть тонкой( покровы комаров и мух) кроме хитина, сложного полисахарида, кутикула может содержать и другие в-ва , например, задубленные белки , липоиды , углекислый кальций . Обладает такими свойствами ,как прочность и эластичность , а у наземных еще и водонепроницаемость. Обеспечивает защиту от внешних воздействий. Состоит из наружного слоя- экзокутикулы и внутреннего –эндокутикулы. У сухопутных членистоногих имеется дополнительный слой- эпикутикула. Он состоит из липидных соединений и предохраняет тело от потери влаги. Толщина кутикулы не везде одинакова ,имеются твердые участки сегментов ,которые называются склериты. А между ними находится мягкие сочленовные мембраны, которые обеспечивают подвижность тела и конечностей. Кроме защитной функции кутикула играет роль наружного и внутреннего скелета. Поскольку внутрь тела она образует впячивания, к которым прикрепляются мышцы.

3. Сегментация тела большинства членистоногих гетерономная. Группы сегментов различаются по строению и функциям и обособлены в отделы тела или тагмы. Обычно в теле членистоногих выделяют 3 отдела: голова ,на которой расположены органы чувств и рот с ротовым аппаратом; грудь, выполняющая функцию передвижения и брюшко, заключающее в себе большую часть внутренних органов. Число сегментов ,входящее в грудь и брюшко, может быть различным. Брюшко заканчивается анальной лопастью-тельсоном = пегидию кольчатых червей.

4. Мускулатура членистоногих дифференцирована на систему мышц, выполняющих разные функции. На голове наиболее развиты жевательные мышцы, а в грудном локомоторные , т.е. отвечающие за передвижение. Отдельные пучки продольных и дорсовинтральных мышц обеспечивают подвижность сегментов тела. Это свойство сильно отличает членистоногих от кольчатых червей, у которых есть кожно-мускульный мешок, а передвижение осуществляется сокращением всей мускулатуры тела. Также имеются различия и в строении структуры мышечной ткани. У членистоногих мышечная ткань поперечно- полосатая, а у кольчатых червей гладкая . Относительная сила мышц членистоногих в несколько раз превышает мышечную силу млекопитающих . например, насекомые могут передвигать груз ,превышающий их собственный вес в 25 раз. Для мускулатуры членистоногих характерна относительно высокая частота сокращений. Особенно для крыловых мышц насекомых .

5. Полость тела . Учленистоногих ею является миксоцель ,т.е. полость тела смешанного происхождения. Она образуется за счет слияния целома с первичной полостью. Миксоцель подразделяется двумя диафрагмами на синусы ( 3 синуса : перикардиальный, висцеральный, переневральный) . В перикардиальном синусе располагается сердце, в периневральном- брюшная цнервная цепочка, а висцераьном остальные. Остатки целома сохранятся в половых железах и почках.

6. Пищеварительная система. В переднем отделе обособленный пищевод, жевательный желудок . В среднем отделе происходит пищеварение и всасывание пищи. Роль пищеварительных желез может выполнять печень или особые пиварические.

7. Органы выделения большинства членистоногих представлены видоизмененными целомодуктами. А у наземных появляются новые органы выделения Мальпигиевы сосуды.

8. Органами дыхание у первичноногих служат жабры. У обитателей наземной среды –легкие или трахеи. Для некоторых мелких видов характерно кожное дыхание.

9. Кровеносная система незамкнутая. При этом кровь смешивается с полостной жидкостью , в результате чего образуется гемолимфа, которая циркулирует в миксоцели. Из спинного сосуда предковых форм (кольчатых червей), у членистоногих развивается пульсирующими орган сердце. Оно обычно трубчатое и снабжено парными боковыми отверстиями –остями, через которые в него поступает кровь. От сердца отходят немногочисленные кровеносные сосуды или, если они отсутствуют, кровь из сердца поступает в полость тела.

10. Нервная система. Как и кольчатых червей ,представлена парными надглоточными ганглиями, образующими головной мозг: окологлоточными коннективами и брюшной нервной цепочкой. У более примитивных членистоногих, представлен нервной лестницей –ортогоном. Но даже в этом случае , ортогон более прогрессивный,чем у кольчатых червей. У членистоногих сильно развит мозг и развиты нейросекреторные клетки , обеспечивающие нейрогуморальную регуляцию функций организма. В пределах типа наблюдается тенденция слияния у ганглиев брюшной нервной цепочки (принцип олигомеризации) с последующей функциональной дифференциацией нервных клеток. Членистоногие характеризуются сложным поведением о оринруются в пространстве при помощи развитой системы органов чувств. У их имеются сложные фасеточные глаза или простые глазки, органы осязания, слуха ,равновесия, химического чувства.

11. Большинство членистоногих раздельнополые. Реже встречаются гермафродиты. Размножаются только половым путем. С оплодотворением или партеногенетически.

12. Развитие чаще происходит с метаморфозом, реже оно прямое.

Значение членистоногих:

1.Играют существенную роль в биологическом круговороте и биоэнергетических процессах в природе. Т.к. являются постоянными компонентами водных и наземных экосистем.

2.Многие водные членистоногие важны как биофильтраты , в очистке вод от органического загрязнения.

3.Почвообразование. Значительная часть членистоногих обитает в почве и участвует в процессе почвообразования.

4.Среди членистоногих много объектов промысла и промышленного производства.

Отрицательное значение имеют членистоногие- вредители сельского и лесного хозяйства, а также паразиты и переносчики опасных заболеваний человека и животных.

Систематика:

Тип членистоногих разделяется на 4 подтипа, один из которых на данное время не сохранился.