Членистоногие: строение и классификация¶

Членистоногие (лат. Arthropoda) — крупнейший тип первичноротых животных, объединяющий более 1,5 миллиона описанных видов, включая насекомых, паукообразных, ракообразных и многоножек. Представители типа освоили все среды обитания Земли: от глубоководных впадин до высокогорных экосистем, составляя более двух третей всего биоразнообразия планеты. Основными диагностическими признаками являются сегментированное тело, хитиновый экзоскелет и членистые конечности, обеспечивающие высокую подвижность.

¶Строение

¶Наружный скелет

Тело членистоногих покрыто плотной кутикулой, основу которой составляет хитин — азотсодержащий полисахарид, часто пропитанный карбонатом кальция (у ракообразных) или склеротином (у насекомых). Экзоскелет выполняет функции опоры, защиты и препятствует испарению влаги, что позволило животным полностью выйти на сушу. Рост сопровождается линьками — периодическим сбрасыванием старой кутикулы, в период которых животное уязвимо.

¶Сегментация и отделы тела

Тело метамерно, однако гомономная сегментация (равнозначные членики) характерна лишь для примитивных форм. У большинства представителей сегменты объединяются в тагмы — функциональные отделы. Классическая схема включает голову (акрон), грудь и брюшко, либо головогрудь и брюшко (у хелицеровых). Конечности, изначально двуветвистые, в ходе эволюции видоизменялись в органы чувств, ротовые аппараты, ходильные ноги и половые придатки.

¶Внутренние системы

• Полость тела — миксоцель, образованная слиянием первичной и вторичной полостей.
• Кровеносная система незамкнутая, сердце в виде спинного сосуда; гемолимфа выполняет транспортную функцию.
• Органы дыхания: жабры (ракообразные), лёгочные мешки и трахеи (паукообразные), трахеи (насекомые).
• Выделительная система: видоизменённые метанефридии (зелёные железы, коксальные железы) или мальпигиевы сосуды.
• Нервная система — брюшная нервная цепочка с тенденцией к цефализации (слиянию ганглиев в головной мозг).
• Органы чувств: фасеточные глаза, простые глазки, сенсиллы, органы обоняния и осязания.

¶Классификация

Традиционно тип делят на четыре подтипа, однако молекулярно-генетические данные конца XX века уточнили филогению, выделив ряд таксонов.

¶Подтип Жабродышащие (Branchiata)

Единственный современный класс — Ракообразные (Crustacea). Насчитывает около 70 тысяч видов (крабы, креветки, дафнии, усоногие). Характерны две пары антенн, жабры и двуветвистые конечности. Обитают преимущественно в водной среде, играя ключевую роль в планктонных сообществах.

¶Подтип Хелицеровые (Chelicerata)

Включает классы Паукообразные (Arachnida), Меростомовые (Xiphosura) и вымерших трилобитов. Отличительные черты: отсутствие антенн, первая пара конечностей — хелицеры, вторая — педипальпы. Тело разделено на головогрудь и брюшко. Насчитывается около 100 тысяч видов, включая пауков, скорпионов и клещей.

¶Подтип Трахейные (Tracheata)

Объединяет две крупные группы:

• Многоножки (Myriapoda) — около 13 тысяч видов (кивсяки, сколопендры), тело которых состоит из головы и длинного сегментированного туловища с неспециализированными конечностями.
• Насекомые (Insecta) — самый многочисленный класс животных (более 1 миллиона видов). Тело разделено на голову, грудь (три сегмента с тремя парами ног) и брюшко. Наличие крыльев обеспечило им господство в наземных экосистемах.

¶Подтип Трилобитообразные (Trilobitomorpha)

Полностью вымершая группа морских членистоногих, процветавшая в палеозое (около 20 тысяч видов). Отличались трёхлопастным панцирем и гомономной сегментацией.

¶Эволюционное значение

Членистоногие произошли от древних кольчатых червей в кембрийском периоде (около 540 млн лет назад). Ключевыми ароморфозами стали формирование хитинового покрова, членистых конечностей и поперечнополосатой мускулатуры. Выход на сушу произошёл независимо в нескольких линиях (хелицеровые, многоножки, насекомые) в силуре—девоне. Именно насекомые первыми освоили полёт (в карбоне), что привело к колоссальной радиации видов.

¶Роль в экосистемах и хозяйстве

Членистоногие являются важнейшим звеном пищевых цепей: они выступают как консументы, редуценты (жуки-мертвоеды, клещи) и опылители (пчёлы, бабочки). Почвообразующие организмы (дождевые черви, ногохвостки) улучшают аэрацию грунта. В хозяйственной деятельности человека выделяют:

• Полезные виды: медоносная пчела (Apis mellifera), тутовый шелкопряд (Bombyx mori), хищные насекомые для биологической защиты растений.
• Вредители сельского хозяйства: колорадский жук, саранча, тли, наносящие значительный экономический ущерб.
• Переносчики заболеваний: комары рода Anopheles (малярия), иксодовые клещи (энцефалит, боррелиоз).

¶Интересные факты

• Крупнейшим современным членистоногим является японский краб-паук (Macrocheira kaempferi) с размахом конечностей до 3,8 метра.
• Количество видов насекомых, по оценкам энтомологов, может достигать 5–10 миллионов, большинство из которых ещё не описаны.
• Глаза стрекоз содержат до 30 тысяч омматидиев, обеспечивая почти круговой обзор.
• Пауки производят шёлк, который по прочности на разрыв превосходит сталь.

¶Источники

• Догель В. А. Зоология беспозвоночных. — М.: Высшая школа, 1981.
• Рупперт Э. Э., Фокс Р. С., Барнс Р. Д. Зоология беспозвоночных: функциональные и эволюционные аспекты. — М.: Академия, 2008.
• Шарова И. Х. Зоология беспозвоночных. — М.: Владос, 2002.
• Барнс Р., Кейлоу П., Олив П., Голдинг Д. Беспозвоночные: новый обобщённый подход. — М.: Мир, 1992.