Тип членистоногі

На сьогодні описано понад 1 млн видів членистоногих, згрупованих у класи: Ракоподібні, Павукоподібні, Комахи. Еволюційні особливості будови:
1) поява досконалих органів пересування — кінцівок;
2) виникнення поперечносмугастої мускулатури;
3) розвиток міцного зовнішнього ске­лета;
4) високий рівень розвитку дихальної системи.
У тілі членистоногих виділяють відділи: голова, на якій знаходяться органи чуттів і органи захоплення їжі, груди, на яких розташовані органи пересування (кінцівки, крила), черевце. У деяких членистоногих голова і груди утворюють єдиний відділ тіла — головогруди. Усі відділи тіла складаються з сегментів, кількість яких є важливою систематичною ознакою. Кінцівки складаються з декількох члеників і утворюють систему важелів, які приводяться в рух роботою м’язів. У різних сегментах вони виконують рухову, захисну, статеву та дихальну функції. Деякі кінцівки на голові перетворюються на ротові придатки — органи захоплення, утримання і подрібнення здобичі.
Тіло вкрите твердою оболонкою — кутикулою, основним компонентом якої є полісахарид хітин. Кутикула виділяється залозистими клітинами покривного епітелію. Вона утворює так званий зовнішній скелет. Хітиновий панцир нерозтяжний, і ріст організму можливий тільки в період линьки.
Зовнішній скелет виконує такі фун­кції:
1) захисну, перешкоджаючи механічним пошкодженням;
2) служить місцем прикріплення м’язів;
3) запобігає випаровуванню води з поверхні тіла (ця властивість дозволила членистоногим освоїти сушу).
М’язова система членистоногих досягла великого розвитку. Поперечно­сму­гасті м’язи дуже сильні й здатні скорочуватися з величезною швидкістю.
Нервова система організована за принципом черевного нервового ланцюжка. Кожний сегмент тіла несе нервовий вузол. Концентрація нервових вузлів у головному відділі призводить до утворення головного мозку, що досягає великих розмірів у вищих комах. З органів чуттів найбільшого розвитку у багатьох членистоногих набули нюх і зір. Очі можуть бути прості або складні — фасеткові.
Дихальна система у первинноводних членистоногих (ракоподібні) представлена зябрами — виростами кінцівок. Деякі дрібні водні та наземні паразитичні членистоногі поглинають кисень усією поверхнею тіла. У великих наземних видів розвиваються особливі органи дихання — легені, які являють собою мішкоподібні випини кінцівок (павуки, скорпіони). Найбільш довершені органи дихання — трахеї — мережа тонких розгалужених трубок (комахи). Трахеї відкриваються на черевці маленькими отворами — дихальцями. Найменші з трахей мають діаметр у декілька мікрометрів і підходять до кожної клітини тіла.
Система виділення водних членистоногих представлена метанефридіями.
Кровоносна система незамкнена. З по­явою трахей вона частково або повні­стю перестає виконувати функцію транс­порту дихальних газів.
Більшість членистоногих роздільностатеві, але є також види гермафродитів (деякі ракоподібні). Запліднення може бути зовніш­нім (у водних), внутріш­нім і зовнішньо-внутрішнім — самці виділяють сперматозоїди у зовнішнє середовище, а самки підбирають їх своїми статевими отворами (більшість кліщів).
Більшість видів відкладає яйця в зовнішнє середовище. Дуже рідко спостерігається живородіння (деякі скорпіони, кліщі), іноді — яйцеживородіння (тля). Якщо особина, що вийшла з яйця, різко відрізняється від дорослої, її називають личинкою. Ріст більшості членистоногих має ступінчастий характер — розміри тіла збільшуються стриб­ко­по­діб­но, від­разу після линьки.
Клас Ракоподібні. Клас включає 30—35 тис. видів. З них найвищу організацію мають представники ряду Десятиногі раки (річкові раки, краби, омари, лангусти, креветки).
 
Тіло річкового рака складається з голови, грудей, черевця, анальної (хвостової) лопаті. Голова утворюється злиттям п’яти сегментів і, отже, несе п’ять пар придатків (видозмінених кінцівок): передні та задні антени (вусики), три пари щелеп. Обидві пари антен є органами нюху, дотику та хімічного чуття. На голові розташовані фасеткові очі. Груди складаються з восьми сегментів. Перші три несуть три пари кінцівок — ногощелеп; їх основна функція — подача їжі до ротового отвору. Інші п’ять сегментів утворюють п’ять пар ходильних кінцівок, які служать для пересування. Перша пара — клішні — наймасивніша й бере участь у захопленні жертви. На грудних кінцівках розташовуються органи дихання — зябра. Черевце також сегментоване. П’ять пар черевних кінцівок служать для утримання яєць, що розвиваються. Шоста пара разом з останнім сегментом черевця утворюють анальну лопать, що бере участь у пересуванні.
Кровоносна система незамкнена. Серце має форму п’ятикутника, розташоване на спинному боці тіла й оточене перикардом.
Травна система починається ротовим отвором, оточеним трьома парами щелеп. Рот веде до короткого стравоходу, який переходить в об’ємистий шлунок. У жувальному відділі шлунка відбувається перетирання їжі за допомогою хітинових зубців, у цідильному відділі — її фільтрація. Далі їжа потрапляє в кишечник, де вона перетравлюється (у просвіт кишки відкривається вивідна протока печінки) і всмоктується. Неперетравлені залишки видаляються крізь анальний отвір в ділянці анальної лопаті.
Органи виділення — парні зелені залози, подібні до метанефридій кільчастих червів і розташовані в передній частині тіла. Вивідні протоки відкриваються біля основи антен.
Річкові раки роздільностатеві. За­пліднені яйця утримуються черевними кінцівками самки. Розвиток прямий.
Ракоподібні заселили морські та прісні води всіх кліматичних зон. Багато з них пристосувалися до життя на суші.
У прісноводних водоймищах численними є дрібні рачки дафнії — представники ряду Гіллястовусі. Вельми поширені в прісних водоймищах і циклопи — маленькі, до 2 мм рачки з ряду Веслоногі. Більшість циклопів — хижаки, але є також і рослиноїдні види. Багато ракоподібних пристосувалося до паразитичного способу життя.
Клас Павукоподібні. Клас об’єд­нує 60 тис. видів, згрупованих у декілька рядів, найчисленнішими з яких є Павуки (27 тис.) і Кліщі (25 тис.). Скорпіони (близько 700 видів) — найдавніший ряд серед наземних членистоногих, що зберіг безліч примітивних рис, властивих водним предкам. Сучасні павукоподібні пред­ставлені наземними формами, що по­ходять від водних членистоногих, які спо­чатку заселяли моря.
 
Тіло павукоподібних складається з головогрудей і черевця. Головогруди утворені щільною кутикулою і включають шість сегментів. Кінцівки першого сегмента — хеліцери — є органами захоплення і подрібнення їжі. У павуків на кінчиках хеліцер відкриваються протоки отруйних залоз. Кінцівки другого сегмента — педіпальпи — виконують функцію утримання здобичі, беруть участь у перенесенні сперми в статеві шляхи самки, служать органами дотику. Кінцівки наступних чотирьох сегментів — ноги — беруть участь у пересуванні, плетенні павутини (павуки), викопуванні нірок, утриманні яєчного кокона, здобичі. Вони забезпечені нюховими та дотиковими рецепторами. На відміну від ракоподібних обидві антени в павуків ре­ду­куються, фасеткові очі відсутні.
Черевце з’єднується з головогрудьми за допомогою сьомого сегмента, який не несе кінцівок. У багатьох кліщів головогруди й черевце зливаються в єдине ціле і втрачають сегментацію. Кінцівки черевця, що несуть зябра, перетворюються на легені. Кінцівки десятого й одинадцятого сегментів утворюють павутинні бородавки.
Нервова система характеризується подальшою концентрацією нервових вузлів. У павуків у передньому відділі головогрудей виникає єдине скупчення нейронів — головогрудна нервова маса. З органів чуттів розвинений дотик (чутливі волоски на тілі та кінцівках) і нюх. Зір дуже слабкий — є декілька пар простих очок.
Більшість павукоподібних — хижаки, пристосовані до живлення напіврідкою їжею. Спіймана здобич вбивається отрутою, покриви жертви розриваються і всередину вводяться травні соки. Потім розріджений вміст жертви всмоктується. Для цього служить забезпечена м’язами глотка, яка переходить у тонкий стравохід і далі — у сисний шлунок. Вирости кишечнику утворюють печінку, клітини якої виділяють травні ферменти.
Дихальна система представлена легенями або трахеями. У вищих павуків виникають трахеї. Деякі павуки мають і легені, і трахеї. Кліщі завдяки дрібним розмірам пристосувалися до поглинання кисню всією поверхнею тіла.
Кровоносна система добре розвинена у видів, які дихають легенями. На спинному боці головогрудей розташоване серце, від якого відходять великі кровоносні судини.
Система виділення представлена мальпігієвими судинами — сліпими виростами кишечнику.
Павукоподібні роздільностатеві. Запліднення в більшості випадків внутрішнє. Поширені повсюдно. Вирішальне значення в еволюції павуків відіграла павутина (тенета). Вона є притулком, пасткою, місцем спаровування, механізмом розповсюдження. Нитка павутини утворюється на повітрі з секрету павутинових залоз, розташованих у порожнині черевця. Павутинні залози відкриваються назовні павутинними бородавками.
У павуків виражений статевий диморфізм. Зазвичай самець менший за самку (іноді в тисячу разів) і часто після запліднення поїдається нею. Запліднення внутрішнє. Яйця відкладаються в кокон, зроблений з павутини. Багато видів піклуються про потомство — охороняють кокон, доглядають за ним.
Клас Комахи. Клас Комахи включає понад 1 млн видів.
Тіло комах розділене на три відділи: голову, груди та черевце.
Голова утворюється з шести сегментів, що повністю зливаються у дорослої комахи. Перший і третій сегменти не мають придатків, другий несе пару вусиків (антен); на четвертому, п’ятому і шостому сегментах розвиваються парні частини ротового апарату — верхні щелепи (мандибули), нижні щелепи (максили) і нижня губа. Вусики за будовою і розміром дуже варіюють і служать важливою систематичною ознакою. Вони можуть мати ниткоподібну, пластинчасту, булавоподібну та інші форми. Розвиток і форма щелеп і нижньої губи залежать від характеру живлення. Виділяють такі основні типи ротового апарату:
1) гризучий (таргани, жуки, мурашки, личинки метеликів);
2) гризучо-лижучий (бджоли, джмелі);
3) колючо-сисний — нижня губа утворює довгий хоботок, а щелепи перетворюються на колючі щетини (комарі, тля);
4) сисний — хоботок розвивається з нижніх щелеп, а верхні повністю редукуються (метелики);
5) лижучий — утворений нижньою губою (мухи).
У багатьох дорослих комах, які не живляться, ротові органи взагалі не розвинені (одноденки).
Комахи здатні рухати головою. Рухи ці в більшості випадків обмежені однією площиною (вертикальною або горизонтальною), і лише богомоли можуть повертати голову в декількох площинах.
 
Груди складаються з трьох сегментів, які несуть три пари членистих кінцівок. Залежно від способу пересування комахи кінцівки за будовою можуть бути:
1) ходильні, або бігальні (паличники, багато жуків);
2) стрибальні (саранові, коники, блохи);
3) риючі (капустянки, жуки-карапузи);
4) хапальні (богомоли);
5) плавальні (жуки-плавунці).
У багатьох комах до другого і третього сегментів грудей прикріплюються органи польоту — крила. Вони утворюються як вирости покривного епітелію і закріп­лю­ються жилками. У більш примітивних ви­дів передні та задні крила однакові за будовою і функцією, яку вони виконують (бабки). У мух і комарів розвивається лише передня пара крил, у віялохвостих — задня. Нерідко передні крила виконують захисну функцію, перетворюючись на надкрилля (клопи, жуки). Багато видів комах повторно втратили крила (блохи, воші), що пов’язано з особливостями їх життєдіяльності. Крила приводяться в рух м’язами, що займають значний обсяг грудного відділу.
Черевце комах утворене різним числом сегментів (не більше дванадцяти). Воно майже завжди позбавлене кінцівок.
Хітинова кутикула у всіх наземних видів укрита тоненьким шаром воскоподібної речовини, яка перешкоджає випаровуванню води. На тілі комах є численні волоски, що виконують функцію органів дотику або слуху.
Нервова система побудована за принципом черевного нервового ланцюжка. Головний мозок досягає великого розвитку, особливо у суспільних комах.
Фасеткові очі комах розташовані на першому сегменті голови. Нерідко є ще декілька простих очок (наприклад, у медоносної бджоли). Багатьом видам притаманний гарний зір. Так, бджоли можуть розрізняти форму предметів і деякі кольори (червоний, жовтий, зелений, синьо-фіолетовий, ультрафіолетовий). На відміну від людських, очі бджіл чутливі до поляризованого світла. Усі комахи здатні сприймати коливання температури. Терморецептори локалізовані в них в особ­ливих волосках на члениках ніг. У ба­га­тьох комах розвинені органи слуху, утворені волосками на ногах і черевці. Дуже добре розвинені органи хімічного чуття і нюху. Смакові рецептори зна­ходяться на ротових частинах і на лапках. Комахи чутливі до рівня вологості повітря і магнітних полів.
У ротову порожнину впадають протоки слинних залоз. Ротова порожнина веде до стравоходу і далі до шлунка. Залозисті клітини кишечнику виробляють травні ферменти, склад яких визначається характером їжі комахи.
Дихальна система представлена добре розвиненою мережею трубок — трахей. Трахеї відкриваються на поверхню тіла невеликими отворами — дихальцями.
Кровоносна система незамкнена. Безбарвна гемолімфа, циркулююча в порожнині тіла комах, служить для транспортування поживних речовин, продуктів обміну, гормонів. Рух гемолімфи забезпечується скороченнями спинної судини — серця.
Видільна система утворена мальпігієвими судинами — тонкими трубкоподібними виростами кишечнику. Їх вільні кінці лежать у порожнині тіла. Розчинні продукти обміну поглинаються клітинами стінок мальпігієвих судин і просвітами проходять у кишку. Присто­суванням для акумуляції води є жирове тіло. Унаслідок окиснення жирової тканини виділяється велика кількість води.
Майже всі комахи роздільностатеві. Чоловічі статеві органи представлені парними сім’яниками, сім’явивідними протоками і копулятивним органом, а жіночі — двома яєчниками і жіночими статевими шляхами. У біль­шості метеликів і жу­ків запліднення зовнішньо-внутрішнє. Часто зустрічається внутрішнє запліднення. Іноді яйця розвиваються шляхом партеногенезу (тля, паличники).
Практично в усіх комах у життєвому циклі присутня стадія личинки — їм властивий розвиток з перетворенням. У разі розвитку знеповним перетворенням личинка веде такий самий спосіб життя, як і доросла особина — імаго. У разі розвитку зповним перетворенням личинка виходить з яйця на ранніх етапах розвитку. На стадії лялечки відбувається руйнування личинкових органів і формування органів імаго.
Ріст комах супроводжується линьками. Доросла комаха не линяє.
Комахи освоїли земну поверхню, ґрунт, повітря. Деякі види повторно заселили прісні водойми (клопи-водоміри, деякі їздці), менше проникли в моря (деякі двокрилі). Розміри комах варіюють у дуже широких межах.