Паукообразные

Паукообразные (лат. Arachnida) — класс беспозвоночных животных из типа членистоногих (Arthropoda), подтипа хелицеровых (Chelicerata). Включает пауков, скорпионов, клещей, сенокосцев, ложноскорпионов и другие группы. Насчитывает около 114 тысяч описанных видов (по данным на 2023 год), что делает их одним из крупнейших классов членистоногих после насекомых. Паукообразные распространены по всему миру, за исключением Антарктиды, и освоили практически все наземные среды обитания, включая пустыни, тропические леса, пещеры и жилища человека.

Общая характеристика

Тело паукообразных состоит из двух отделов: головогруди (просомы) и брюшка (опистосомы). У некоторых групп (например, у клещей) эти отделы слиты в единое целое. Головогрудь несёт шесть пар конечностей: одну пару хелицер (ротовые придатки, служащие для захвата и измельчения пищи), одну пару педипальп (щупальца, выполняющие осязательную, хватательную или копулятивную функцию) и четыре пары ходильных ног. У паукообразных нет антенн (усиков), что отличает их от насекомых и ракообразных.

Дыхание осуществляется с помощью лёгочных мешков и/или трахей. Органы выделения представлены мальпигиевыми сосудами и коксальными железами. Нервная система состоит из головного мозга и брюшной нервной цепочки. Органы чувств включают простые глаза (от 2 до 12), а также сенсорные волоски и трихоботрии, воспринимающие вибрации и воздушные потоки.

Большинство паукообразных — хищники, питающиеся мелкими беспозвоночными. Для захвата и умерщвления добычи они используют ядовитые железы, открывающиеся на хелицерах. Пищеварение внешнее: паукообразные впрыскивают в жертву пищеварительные соки, а затем всасывают переваренную жидкую пищу.

История изучения

Первые научные описания паукообразных встречаются в трудах Аристотеля (IV век до н. э.), который выделил пауков и скорпионов в отдельную группу. Систематическое изучение началось в XVIII веке благодаря работам Карла Линнея, включившего пауков и скорпионов в класс «Insecta». В 1810 году французский зоолог Пьер Андре Латрейль выделил паукообразных в самостоятельный класс. В XIX веке значительный вклад в изучение анатомии и эмбриологии паукообразных внесли русские учёные: А. О. Ковалевский (изучал развитие скорпионов) и И. И. Мечников (исследовал эмбриогенез пауков). В XX веке советский арахнолог А. А. Штакельберг разработал основы систематики пауков фауны СССР. Современные исследования сфокусированы на молекулярной филогенетике, эволюционной биологии и экологии паукообразных.

Классификация

Класс паукообразных традиционно делится на отряды. Основные из них:

Филогения

Современные молекулярные исследования (например, работы 2010–2020 годов) показали, что паукообразные — монофилетическая группа, то есть происходят от общего предка. Внутри класса выделяют две основные клады: Tetrapulmonata (пауки, скорпионы, телифоны, фрины, сольпуги) и Acari (клещи). Сенокосцы и ложноскорпионы занимают базальное положение. Систематика клещей остаётся дискуссионной: некоторые учёные выделяют их в отдельный подкласс.

Анатомия и физиология

Покровы

Тело покрыто кутикулой, состоящей из хитина и белков. Кутикула выполняет защитную и опорную функции. У многих паукообразных (например, у скорпионов) кутикула содержит минеральные соли, придающие ей прочность. Периодически происходит линька, во время которой животное сбрасывает старую кутикулу и увеличивается в размерах.

Пищеварительная система

Пищеварительная система состоит из передней, средней и задней кишки. Передняя кишка включает глотку и пищевод, снабжённые мышцами для всасывания жидкой пищи. Средняя кишка имеет многочисленные выросты (дивертикулы), увеличивающие площадь всасывания. Задняя кишка заканчивается анальным отверстием. У пауков пищеварение начинается вне организма: они впрыскивают в жертву секрет слюнных желез, содержащий протеазы и липазы, а затем всасывают полупереваренную массу.

Кровеносная система

Кровеносная система незамкнутая. Сердце расположено в брюшке и имеет вид трубки с остиями (отверстиями). Гемолимфа (аналог крови) разносит питательные вещества и кислород. У мелких паукообразных (например, клещей) сердце может отсутствовать.

Дыхательная система

Органы дыхания представлены лёгочными мешками (у пауков, скорпионов, телифонов) и/или трахеями (у сенокосцев, клещей, некоторых пауков). Лёгочные мешки — это складчатые выросты стенки тела, пронизанные гемолимфой. Трахеи — тонкие трубочки, доставляющие воздух непосредственно к тканям. У пауков может быть как одна, так и две пары лёгких, а также трахеи.

Нервная система и органы чувств

Нервная система состоит из головного мозга (надглоточного ганглия) и брюшной нервной цепочки. У пауков и скорпионов ганглии сливаются в единую нервную массу. Органы зрения — простые глаза (от 2 до 12), расположенные на головогруди. У пауков-скакунов (Salticidae) глаза обеспечивают острое цветное зрение, позволяющее точно оценивать расстояние до добычи. У пещерных и почвенных форм глаза редуцированы. Осязание и вибрационную чувствительность обеспечивают сенсорные волоски и трихоботрии, расположенные на ногах и педипальпах.

Выделительная система

Органы выделения — мальпигиевы сосуды (слепые выросты средней кишки, впадающие в заднюю кишку) и коксальные железы (видоизменённые нефридии, открывающиеся у основания ходильных ног). У пауков основную роль играют мальпигиевы сосуды, у скорпионов — коксальные железы.

Размножение и развитие

Паукообразные раздельнополы. Половой диморфизм часто выражен: самцы обычно мельче самок и имеют более длинные ноги. У многих видов самцы выполняют сложные брачные ритуалы, чтобы не быть съеденными самкой. Оплодотворение внутреннее. У пауков самец переносит сперму с помощью педипальп, у скорпионов — с помощью сперматофора.

Самки откладывают яйца, которые у пауков заключены в кокон из паутины. У скорпионов яйца развиваются в яйцеводах, и на свет появляются живые детёныши, которые первое время держатся на спине матери. Развитие прямое (без личиночной стадии), за исключением клещей, у которых из яйца выходит личинка с тремя парами ног. После нескольких линек личинка превращается во взрослую особь. Продолжительность жизни варьирует от нескольких месяцев (у мелких пауков) до 15–20 лет (у некоторых скорпионов).

Экология и поведение

Питание

Большинство паукообразных — хищники, питающиеся насекомыми, другими паукообразными, многоножками и мелкими позвоночными. Пауки используют паутину для ловли добычи: строят ловчие сети (круглые, воронковидные, тенётные) или активно охотятся. Скорпионы хватают жертву клешнями и парализуют ядом. Сольпуги — быстрые бегуны, преследующие добычу. Клещи-паразиты питаются кровью позвоночных (включая человека), а растительноядные клещи (например, паутинные) высасывают соки растений.

Защита и оборона

Основные средства защиты — яд (у пауков, скорпионов, телифонов), покровительственная окраска (у многих пауков), автотомия (отбрасывание конечностей, характерное для сенокосцев) и зарывание в субстрат. Некоторые пауки (например, голиаф-птицеед) используют стрекательные волоски на брюшке, вызывающие зуд у хищников.

Социальное поведение

Большинство паукообразных ведут одиночный образ жизни. Исключение составляют некоторые пауки (например, пауки-тенётники из рода Anelosimus), образующие колонии с общей паутиной и совместной охотой. У пауков-волков (Lycosidae) самки носят кокон с яйцами на паутинных бородавках, а после вылупления молодь некоторое время держится на спине матери.

Значение для человека

Медицинское значение

Укусы некоторых паукообразных представляют опасность для человека. В России наибольшую опасность представляет каракурт (Latrodectus tredecimguttatus), чей яд вызывает сильную боль, судороги и может привести к смерти без лечения. Также ядовиты пауки-отшельники (Loxosceles) и скорпионы (в южных регионах). Клещи (особенно иксодовые) являются переносчиками возбудителей клещевого энцефалита, боррелиоза (болезни Лайма), туляремии и других инфекций. В России ежегодно регистрируются тысячи случаев укусов клещей.

Сельскохозяйственное значение

Многие клещи — вредители сельскохозяйственных культур. Паутинные клещи (Tetranychidae) повреждают хлопчатник, плодовые деревья, овощные культуры, вызывая пожелтение и опадение листьев. Амбарные клещи (Acarus siro) портят зерно и муку. В то же время хищные клещи (например, фитосейулюс) используются в биологической борьбе с вредителями.

Научное и культурное значение

Паукообразные — модельные объекты в нейробиологии (изучение паучьего шёлка), эволюционной биологии и экологии. Паучий шёлк обладает уникальной прочностью и эластичностью, что делает его перспективным материалом для биомедицины (нити для швов, искусственные сухожилия). В культуре пауки и скорпионы часто выступают символами опасности, трудолюбия (паутина) или зла (в мифологии).

Интересные факты

• Паутина пауков-кругопрядов (Araneidae) состоит из белков спидроинов, которые по прочности на разрыв превосходят сталь при одинаковой толщине.
• Самый крупный паук — птицеед-голиаф (Theraphosa blondi), обитающий в Южной Америке. Размах ног достигает 28 см, масса — до 170 г.
• Самый ядовитый паук в мире — бразильский странствующий паук (Phoneutria fera), чей яд содержит нейротоксин, вызывающий паралич дыхания.
• Скорпионы светятся в ультрафиолетовом свете благодаря флуоресцентным веществам в кутикуле.
• Клещи могут переносить возбудителей болезней, сохраняя их в своём организме до нескольких лет.
• Некоторые пауки (например, водяной паук-серебрянка) живут под водой, строя воздушные колокола из паутины.