К ракообразным относятся. Класс ракообразные
Рот рака расположен на нижней стороне головогруди. Он невелик, и потому рак не может глотать пищу целиком. Клешнями и ротовыми органами он размельчает пищу и кусочками отправляет в рот. Через короткий и широкий пищевод пища попадает в объемистый желудок, состоящий из двух отделов. Передний отдел, так называемый жевательный желудок на своих стенках имеет три прочных хитиновых зубца. С их помощью еда в желудке окончательно размельчается. От стенок второго отдела – цедильного желудка – отходят многочисленные хитиновые волоски. Они задерживают недостаточно измельченную пищу. Следующая часть пищеварительного канала – средняя кишка. В кишку открываются две большие пищеварительные железы средней кишки. Железами животных называются органы, специальной функцией которых является выработка и выделение различных веществ. Эти вещества играют важную роль в жизненных процессах, происходящих в теле животных. В частности, соки, выделяемые пищеварительными железами, переваривают пищу. Переваренная пища, проходя по кишке, всасывается ее стенками и поступает в кровь. Не переваренные остатки пищи попадают в заднюю кишку и через анальное отверстие, находящееся посредине нижней стороны последнего членика, удаляются из тела рака наружу.
Дыхание речного рака
Подобно большинству водных животных речные раки дышат с помощью жабр. Эти органы помещаются у него по бокам головогруди, в двух жаберных полостях. Жабры имеют вид листочков и ниточек, прикрепленных к основаниям ног. Боковые части спинного щита защищают эти нежные органы, через которые постоянно протекает струя воды, направленная сзади наперед. Если в воду около головогруди рака, сидящего в банке, добавить немного какой-нибудь окрашенной жидкости (например, туши), то она сразу же втягивается жаберными полостями и сейчас же выталкивается из переднего жаберного отверстия. Вынутый из воды рак может довольно долго жить вне воды. Жабры его так хорошо защищены боковыми частями спинного щита, что долго не подсыхают. Но как только жабры немного подсохнут, рак погибает. В жабрах кровь рака насыщается кислородом и освобождается от углекислого газа.
Органы кровообращения речного рака
Кровь рака бесцветна. Она передвигается по его телу благодаря работе сердца. Сердце расположено на спинной стороне и имеет вид мышечного полупрозрачного мешочка. Сокращаясь, оно гонит кровь в кровеносные сосуды. Сосуды, отходящие от сердца, разносят кровь по всему телу, заканчиваясь, они открываются в промежутки между внутренними органами. Такая кровеносная система, в которой кровь течет не только по сосудам, но и в промежутках между органами, носит название незамкнутой. Кровь разносит к органам тела питательные вещества и кислород. Из органов тела она выносит углекислый газ (к жабрам) и другие образующиеся там вредные вещества (в органы выделения). Из жабр кровь идет в сердце и затем снова циркулирует по телу рака.
Органы выделения речного рака
Органы выделения рака состоят из двух округлых зеленых желез. Они лежат в голове у основания длинных усиков. Своими выводными трубочками они открываются наружу на основном членике усика.
Обмен веществ речного рака
Подобно всем другим животным рак получает из внешней среды питательные вещества и кислород. В тканях его тела, как и у всех животных, образуется углекислый газ и другие вредные для организма вещества. Через органы дыхания и выделения такие вещества выделяются из тела животного во внешнюю среду. Таким образом, между организмом и окружающей средой непрерывно происходит обмен веществ: усвоение одних веществ и выделение других.
Обмен веществ – важнейшее условие существования организмов. С прекращением обмена веществ организм погибает.
Нервная система речного рака
Нервная система рака своим строением напоминает нервную систему дождевого червя . Как и у червя , она расположена на брюшной стороне тела и имеет вид нервной цепочки. Цепочка состоит из утолщений – нервных узлов, связанных между собой перемычками.
На каждый членик тела приходится пара таких узлов, от которых отходят нервы к органам данного членика. От подглоточного узла, находящегося сзади пищевода, перемычки огибают слева и справа пищевод. Соединяясь с надглоточным узлом, лежащим впереди пищевода, они образуют окологлоточное нервное кольцо. От него отходят нервы к органам чувств – глазам и усикам.
Зрение у рака развито довольно хорошо. Глаза у него расположены в передней части головы и сидят на подвижных стебельках. Поэтому они до известной степени подвижны, и рак может смотреть в стороны не оборачиваясь. При неповоротливости рака это имеет важное значение: он может своевременно заметить как добычу, так и врагов. Каждый глаз является набором отдельных глазков, соединенных в одно целое. Число глазков в каждом глазу взрослого рака может доходить до 3000. Такие глаза называются сложными.
Длинные усики рака служат ему органами осязания, а короткие – органами обоняния.
С помощью нервной системы осуществляется связь животного с внешней средой. Речной рак имеет значительно более сложную нервную систему. Поэтому его поведение, слагающееся, как и у каждого животного, из ряда рефлексов, значительно сложнее. Рак передвигается различными способами (ползает, плавает), отыскивая себе пищу, спасаясь от врагов, прячется под камни или в норки.
Размножение речного рака
Размножение у раков исключительно половое. Они раздельнополые. Зимой и весной можно видеть раков, несущих на плавательных ножках яйца (их часто называют икрой). После того, как из икринок вылупятся молодые рачки, они еще некоторое время остаются под защитой матери, цепляясь своими клешнями за щетинки на ее задних ногах. Такое приспособление имеет важное значение, так как защищает рачков от многочисленных врагов. Раки размножаются довольно быстро, несмотря на то, что икры у них сравнительно немного: самка откладывает от 60 до 150 – 200 редко до 300 яиц.
Лабораторная работа.
Тема: Внешнее и внутреннее строение ракообразных на примере речного рака
Цель: изучить структурно-функциональные особенности речного рака как представителя высших раков в связи со средой его обитания.
1.
Систематика
2. Теоретические сведения
Подтип Жабродышащие (Branchiata)
Дыхание жаберное, тело поделено на три отдела: голову, грудь и брюшко. На голове две пары усиков: антеннулы – гомологи пальп расположены на акроне, и антенны – видоизмененные конечности первого головного сегмента. На голове три пары челюстей. Количество сегментов груди и брюшка сильно варьируют. Конечности, кроме антенны, имеют двуветвистый характер.
Подтип объединяет один класс Ракообразные (Crustacea).
Класс Ракообразные (Crustacea)
Ракообразные играют большую роль в биологическом круговороте водных
экосистем. Мелкие планктонные рачки питаются водорослями, сами же в свою очередь служат кормом для рыб во всех водоемах. Даже крупные морские животные – беззубые киты, питаются мелкими ракообразными, выцеживая их из воды в огромном количестве.
Среди ракообразных много биофильтраторов и детритофагов, т.е. очистителей водоемов. Многие ракообразные являются объектом промысла и употребляются человеком в пищу. Во многих странах развит промысел раков, крабов, креветок. На рыбоводных заводах разводят мелких рачков в качестве корма, особенно для мальков рыб.
Внешнее строение. Форма тела и размеры ракообразных разнообразны.
Тело ракообразных состоит из трех отделов: головы, груди и брюшка. У примитивных форм один отдел незаметно переходит в другой, у более организованных отделы более дифференцированы.
На сегментах головы располагаются различные парные и непарные придатки. Парные – это антеннулы, несущие функцию осязания и обоняния. Антенны – видоизмененные ножки, эти конечности более длинные, и выполняют функцию осязания, или помогают обороняться. Например, у лангустов они длинные бичевидные. У веслоногих антенны выполняют локомоторную функцию.
Остальные три сегмента головы так же несут конечности, которые видоизменены в ротовые части, и служат для первичной обработки пищи. Конечности второго сегмента головы преобразуются в верхние челюсти жвалы или мандибулы – это сильно хитинизированные зазубренные пластинки. На третьем и четвертом сегменте головы находятся первая и вторая пара нижних челюстей – максилл.
Грудной и брюшной отдел ракообразных могут объединять разное количество сегментов (от 5-58 до 50). Конечности грудного отдела также специализируются.
У многих (низших) конечности грудного отдела мультифункциональны и выполняют плавательную, дыхательную функции и фильтрацию (добывают пищу). У других (высших раков), например, у речного рака первые пары грудных ног – двуветвистые ногочелюсти служат для удержания и отщипывания пищи. Четвертая пара грудных ног самая мощная, заканчивается клешней, которой рак захватывает добычу. Остальные четыре пары грудных ног – ходильные, хотя могут нести также небольшие клешни. У основания грудных ног рака располагаются жабры, и поэтому они несут дополнительную функцию дыхания.
Брюшной отдел ракообразных состоит из различного количества сегментов и тельсона. Многие раки на брюшном отделе не имеют конечностей, большинство высших раков несут на брюшном отделе двуветвистые ножки, которые специализируются не на движении, а служат для дыхания или размножения.
Конечности ракообразных, как бы не были они устроены, все берут начало
от примитивной типичной двуветвистой конечности ракообразных, которая состоит из базальной части протоподита, от него отходит две ветви: наружная – экзоподит, и внутренняя - эндоподит. Протоподит в свою очередь состоит из двух члеников: коксоподита и базиподита, коксоподит несет жаберный придаток – эпиподит.
Покровы тела ракообразных – хитинизированная кутикула, которая нередко пропитана солями карбоната кальция, что обеспечивает большую прочность.
Пищеварительная система ракообразных хорошо развита и состоит из трубчатого пищеварительного тракта, куда впадают протоки пищеварительных желез. Кишечник делится на переднею среднюю и заднюю кишку. Передняя кишка дифференцирована на пищевод и желудок, имеет эктодермальное происхождение, на всем протяжении она выстлана кутикулой. Кутикулярная выстилка в некоторых отделах передней кишки образует утолщения, служащие для перетирания пищи.
Средняя кишка энтодермального происхождения, у примитивных форм (веслоногих) не образует выростов, но у большинства раков она образует боковые железистые выросты, которые называют печеночными или просто печенью.
Задняя кишка имеет вид прямой трубки, тянется через все брюшко и заканчивается анальным отверстием. У речного рака ее длина более чем в десять раз превышает длину средней кишки. Как и передняя кишка, она выстлана кутикулой, которая при линьке отслаивается и в виде трубки выходит через анус.
Дыхательная система у мелких ракообразных отсутствует, и газообмен у них происходит через всю поверхность тела. У большинства ракообразных органами дыхания служат кожные жабры в форме перистых или пластинчатых выростов.
Кровеносная система ракообразных не замкнута, и у разных видов очень
сильно варьирует. Движение гемолимфы по сосудам происходит за счет сокращения сердца, расположенного на спинной стороне, в грудном или спинном отделе.
Выделительная система представлена парными почками – видоизмененными целомодуктами, расположенными в голове. Каждая почка – это остаток целома в виде небольшого мешочка, от которого отходит извитой выводной канал с железистыми стенками.
Нервная система состоит из парного надглоточного ганглия и окологлоточного кольца и брюшной нервной цепочки. Примитивные ракообразные (жаброноги) имеют нервную систему лестничного типа. У ракообразных, как и других членистоногих, наблюдается процесс олигомеризации и слияния ганглиев разных сегментов.
Органы чувств – представлены глазами, органами осязания, химического чувства и органами равновесия.
Глаза у ракообразных могут быть сложными и простыми. Одни из ракообразных имеют только простые глаза (циклопы), большинство высших имеют сложные глаза, у некоторых имаются и те, и другие (рачки-карпоеды). Многие десятиногие раки имеют органы равновесия, расположенные в основании антеннулы - статоцисты.
Половая система . Ракообразные в основном раздельнополые животные. Гермафродиты встречаются только среди сидячих форм. У раздельнополых часто выражен половой диморфизм: самки крупнее, различное число ног у самок и самцов. Половые железы эмбрионально закладываются как парные образования, но в ходе развития оба зачатка сливаются и образуют непарную гонаду. И только некоторые примитивные раки сохраняют парные железы.
Развитие ракообразных. Эмбриональное развитие сходно с кольчатыми червями: спиральное неравномерное детермированное дробление, телобластический способ закладки мезодермы. Постэмбриональное развитие с метаморфозом. У ракообразных из яйца выходит личинка – науплиус, которая ведет планктонный образ жизни. Науплиус – характерная личинка для ракообразных. Науплиус затем превращается в следующую личинку - метанауплиус. Метанауплиус несколько раз линяет, и постепенно дифференцируются все сегменты, конечности, внутренние органы, свойственные взрослым животным.
У высших раков науплиус развивается в личинку - зоеа.
Классификация. Класс ракообразных делится на пять подклассов: подкласс
Жаброногие (Branchiopoda), подкласс Цефалокариды (Cephalocarida), подкласс Максиллоподы (Maxillopoda), подкласс Ракушковые (Ostracoda), подкласс Высшие раки (Malacostraca).
Подкласс Жаброногие (Branchiopoda)
Самые примитивные ракообразные с гомономной сегментацией тела. Тело заканчивается фуркой, конечности грудного отдела листовидные, выполняют функции: движения, дыхания, захвата пищи. Голова свободная, на ней имеются фасеточные глаза и непарный науплисов глаз. Органы выделения – максилярные почки.
Развитие идет с метаморфозом: личинки – науплиус и метанауплиус. У некоторых развитие может быть прямое. Подкласс жаброногих включает два отряда – Жаброногие (Anostraca) и Листоногие (Phyllopoda).
Подкласс Цефалокариды (Cephalocarida)
Ракообразные этого подкласса стали известны с 1957 г. И были описаны американским ученым Сандерсом. Мелкие рачки обитают в морском иле. В их строении есть черты промежуточные между другими подклассами. Голова свободная, несет антенны, антеннулы, жвалы и две пары ножек, сходных с грудными. Сегменты груди одинаковы, как и ножки этого отдела, что сближает их с жаброногими. Передние грудные ноги не преобразованы в ногочелюсти. Брюшко состоит из девяти сегментов и тельсона, т.е. грудь и брюшко пропорциональны. Цефалокаридам присущи многие признаки предковых форм ракообразных.
Подкласс Максиллоподы (Maxillopoda)
Подкласс Ракушковые ракообразные (Ostracoda)
Название подкласса связано с тем, что их тело имеет двустворчатую раковину (видоизмененный карапакс) из хитина, пропитанную карбонатом кальция. Как и двустворчатые моллюски, они имеют мантию, эластичную связку, мускул-замыкатель и замок. Это конвергентное сходство связано с роющим образом жизни. Большинство ракушковых ведет бентосный образ жизни, ползая или зарываясь в ил в морях и пресных водоемах. Наличие раковины в значительной степени повлияло и на внешний облик. Тело их практически не сегментировано, о сегментации говорит только число ног. Голова может иметь, иногда, сложные глаза или только непарный науплисов глаз. Участок раковины перед глазом прозрачный, поэтому рак видит сквозь раковину.
Размножение в основном половое, хотя у некоторых может быть партеногенез. Личинки науплиусы имеют тонкую двустворчатую раковину, которую меняют в процессе роста. Взрослые ракушковые, в отличие от остальных ракообразных, не линяют.
Подкласс Высшие раки (Malacostraca)
От всех остальных раков они отличаются определенным количеством сегментов тела. Голова их как у всех состоит из акрона и четырех сегментов, грудь из восьми, а брюшко – из 6-7 сегментов и тельсона. Голова может быть устроена по-разному: гнатоцефалон может сливаться с грудными сегментами, образуя челюстегрудь, или все головные сегменты слиты между собой и еще с 1- или 2-ым сегментами груди, т.е. образуя головогрудь. У некоторых срастаются брюшные сегменты и тельсон. Все высшие раки имеют на брюшке конечности, но нет фурки! (исключение Nebalia).
Половые отверстия открываются на сегментах груди - мужские на восьмом, женские на шестом. У всех развиты органы дыхания и кровеносная система. Органами выделения взрослых являются антеннальные железы (почки), у личинок максилярные. Только небалии во взрослом состоянии имеют две пары почек. Развитие с метаморфозом и прямое. Характерна личинка зоеа. Хотя высшие раки более организованные, чем все остальные, но у них сохранился ряд архаичных признаков, например, наличие придатков (конечностей) на всех сегментах тела, двух пар почек у некоторых. Это говорит о том, что эволюционировали они независимо от других подклассов.
3.Задания
Задание 1 . На наливном препарате рассмотрите внешнее строение речного рака (Astacus astacus). Обратите внимание на передний отдел карапакса – рострум, фасеточные глаза, антеннулы, антенны, ротовое отверстие. Найдите затылочную борозду и границу между протоцефалоном и челюстегрудью.
Рис. 1. Речной рак (вид со спинной стороны):
1 – рострум; 2 – антеннула; 3 - антенна; 4 – фасеточный глаз; 5 – клешня первой пары ходильных ног; 6 – ходильные ноги; 7 – карапакс; 8 – затылочная борозда; 9 – жаберно-сердечные борозды; 10 – брюшко; 11 - плавательные пластинки; 12 – тельсон
Задание 2
.
На фиксированном препарате определите границы соединения цефалоторакса и абдомена. Найдите жаберно-сердечные борозды. Изучите строение и выполняемые функции метамерно расположенных грудных конечностей, соответствующих посегментному расположению параподий у полихет. Изучите строение абдомена и абдоменальных членистых ножек. Обратите внимание на последнюю пару конечностей – уроподы и завершающий участок брюшка – тельсон. Изучите их строение и выполняемые функции (рис. 2).
Рис. 2. Речной рак (вид с брюшной стороны):
А – самец; Б – самка: 1 – бугорок с выделительным отверстием; 2 – половое отверстие; 3 – конечности первого и второго брюшных сегментов самца; 4 – конечности третьего – пятого брюшных сегментов самца; 5 – рудиментарная конечность первого брюшного сегмента самки; 6 – конечности второго – пятого брюшных сегментов самки с яйцами; 7 – анальное отверстие; 8 – граница между протоцефалоном и челюстегрудью; 9 – ротовое отверстие (прикрыто верхними челюстями); 10 – третья пара ногочелюстей; 11 – тельсон
Рис. 3. Конечности самца речного рака:
1
– антеннула; 2
– антенна; 3
- мандибула; 4
- максилла I; 5
– максилла II; 6- 8 –
ногочелюсти; 9- 13 –
ходильные ноги; 14, 15 –
копулятивный аппарат; 16- 18 –
двуветвистые брюшные ножки; 19 –
уропода
Задание 3 . Отпрепарируйте конечности речного рака, последовательно закрепите их с помощью клея или ниток на бумаге. Подпишите их названия и укажите, какому сегменту тела они принадлежат. Зарисуйте антеннулы и конечности речного рака (Зеликман, рис. 100).
Для ознакомления со строением конечностей речного рака необходимо их отпрепарировать. С этой целью переверните рака брюшной стороной вверх. Начиная с последнего сегмента брюшка, пинцетом следует отрывать конечности, захватывая их у самого основания. Отпрепарированные конечности расположите на чистом листе бумаги в строгой последовательности (рис. 3). Особое внимание уделите препарированию конечностей в области ротового отверстия. Отпрепарированные конечности аккуратно закрепите на бумаге с помощью ниток, клея или других материалов. Подпишите название каждой конечности.
Задание 4. Рассмотрите общее расположение внутренних органов речного рака (Actacus astacus), вскрытого со спинной стороны. Изучите расположение сердца и отходящих от него кровеносных сосудов. Пищеварительную систему. Репродуктивную систему – гонады, их протоки.
Зарисуйте схему кровеносной системы речного рака (Зеликман, рис. 111, 114).
Задание 5. Изучите строение и расположение органов пищеварительной системы речного рака – двухлопастную печень, пищевод, сложные желудок, заднюю кишку.
Задание 6. Зарисуйте строение зеленой железы речного рака (Зеликман, рис. 118).
4. Терминология
Карапакс – _________________________________________________________
Рострум – __________________________________________________________
__________________________________________________________________
Фасеточные глаза – _________________________________________________
__________________________________________________________________
Абдомен – _________________________________________________________
__________________________________________________________________
Торакс – __________________________________________________________
__________________________________________________________________
Цефалон – _________________________________________________________
__________________________________________________________________
Плеоподы – ________________________________________________________
__________________________________________________________________
Уроподы – _________________________________________________________
__________________________________________________________________
Максиллоподы – ____________________________________________________
__________________________________________________________________
Мандибулы – ______________________________________________________
__________________________________________________________________
Жвалы – ___________________________________________________________
__________________________________________________________________
Тельсон – __________________________________________________________
__________________________________________________________________
Аутотомия – _______________________________________________________
__________________________________________________________________
Гнатоторакс – ______________________________________________________
__________________________________________________________________
Протоцефалон – ____________________________________________________
__________________________________________________________________
5. Вопросы для обсуждения
1. Каковы общие признаки членистоногих?
2. Каковы общие признаки ракообразных?
3. Из каких веществ состоит панцирь рака? Каково его значение?
4. Из каких отделов состоит тело речного рака?
5. Как происходит линька у рака?
6. Как определить количество сегментов, которые образуют голову речного рака? Какую функцию выполняют придатки головы?
7. Сколько сегментов входит в состав груди речного рака? Каковы особенности строения и выполняемые функции грудных конечностей?
8. Сколько сегментов образуют брюшко речного рака? Каковы особенности строения и выполняемые функции брюшных конечностей?
9. Каковы особенности строения типичной двуветвистой конечности ракообразных?
10. Каково происхождение антенн и антеннул? Какие функции они выполняют и где расположены?
11. Каковы особенности строения и расположения органов зрения речного рака?
12. Каковы особенности движения речного рака в различных условиях среды?
13. Как видоизменены конечности речного рака в связи с выполняемыми ими функциями?
14. Чем обусловлена подвижность сегментов тела и члеников конечностей речного рака?
15. Почему сегментацию тела речного рака называют гетерономной?
16. Как проявляется половой диморфизм у речного рака?
18. Чем объясняется небольшое количество яиц в кладке самки речного рака?
19. Каковы особенности внешнего строения личинок речного рака?
20. Почему речные раки не встречаются в водоемах с разлагающимися органическими веществами или со взвешенными частичками ила?
21. Каково биогеоценотическое и промысловое значение ракообразных?
Рис. 122. Речной рак:
А - со спинной стороны; Б -
/ -.антеннула; // - антенна;
1 - рострум; 2 -головогрудиои щит; 3 - край щита, прикрывающий жабры; 4 -
головогрудь; 5 - брюшко; в - хвостовой плавник; 7 - половое отверстие самца;
8 - половое отверстие самки
Строение и жизненные отправления. Размеры и форма тела ракообразных разнообразны. Среди них имеются едва различимые глазом рачки-циклопы и огромные крабы и омары массой до 8 кг. Голова ракообразных образуется в процессе развития путем объединения нескольких передних члеников. У большинства она несет две пары антенн и три пары челюстей. Те и другие представляют собой видоизмененные конечности животного. Членики груди у некоторых свободные, но чаще слиты друг с другом или с головой, образуя головогрудь (рис. 122). У высших раков (речные, раки, омары, крабы) хитиновый щит, одевающий сверху голову и грудь, спускается по бокам складками, прикрывая нежные жабры. Каждый сегмент груди несет по паре членистых конечностей различной формы и строения в зависимости от выполняемых функций. Сегменты брюшка обычно не сливаются друг с другом. У высших раков каждый из них несет пару хорошо развитых ножек, у низших они редуцированы па брюшке. Конечности ракообразных отличаются разнообразием формы и строения и выполняют различные функции (рис. 123). Некоторые из них служат опорой при хождении, другие помогают животному при плавании, третьи участвуют в добывании пищи и ее размельчении. Обычно ножки животных имеют основную непарную часть - протоподит - и две ветви: наружную - экзоподит и внутреннюю - эндоподит. Двух-ветвистая форма конечностей ракообразных близка к двухлопастной форме параподий многощетинковых кольчатых червей. Но если параподий этих червей не расчленены, то ножки ракообразных состоят из ряда члеников. Деление конечностей на членики обеспечивает их подвижность.
Покровы. Тело раков одето хитиновой кутикулой, образующей наружный скелет. У высших раков скелет нередко утолщается и укрепляется отложением углекислой извести, превращающей кутикулу в твердый панцирь. У низших скелет тонкий. У многих видов от хитинового покрова внутрь тела отходят отростки, к которым прикрепляются мышцы.
Нервная система раков состоит из парного надглоточного узла, окологлоточного нервного кольца, парного подглоточно-го ганглия и брюшной нервной цепочки с отходящими от всех нервных узлов периферическими нервами (рис. 124). Если у раков произошло слияние отдельных сегментов, то происходит и соединение их нервных узлов.
Органы чувств развиты хорошо и представлены простыми и сложными глазами, органами осязания (главным образом на усиках) и обоняния.
Пищеварительная система. Кишечный канал состоит из передней, средней и задней кишок. Передняя кишка образована коротким пищеводом, расширяющимся в желудок, выстланный хитином. У ряда высших раков (например, у речных) желудок разделен на два отдела: жевательный и пилорический. В жевательном находятся три больших выступа - «зуба», участвующих в размельчении пищи. Стенки пилорического отдела образуют систему складок с щетинками по краям, которые создают фильтр, пропускающий в кишечник только раздробленную пищу. Переваривание и всасывание веществ пищи происходят в короткой средней кишке, в которую открываются протоки пищеварительной железы - печени. Задняя кишка заканчивается анальным отверстием (рис. 125).
Рис. 123. Конечности речного рака:
/ - антеннула; 2 - антенна; 3 - верхние челюсти; 4,5 - первая и вторая пары нижних челюстей; 6 -8 - ногочелюсти; 9-13 - ходильные ноги; 14-19 - брюшные ножки; 20 - нити; 21 - жабры
Рис. 124. Нервная система речного рака:
1 - надглоточный ганглий; 2 - окологлоточное нервное кольцо; 3 - нервы первой пары ходильных ног; 4 - подглоточный ганглий; 5, 6 - ганглии брюшной нервной цепочки; 7 - отходящие от них нервы
Рис. 125. Анатомия речного рака:
/ некрытый рак; // - некрытый жевательный желудок рака;
/ рое грум; 2
жевательный желудок; Л печень; /-кишка; 5 --
сердце; 6",
7 -
артерии;
8
- яичник; 9 -
брюшная нервная цепочка; 10 --
жабры
Органы дыхание у подавляющего большинства ракообразных служат жабры, имеющие вид тонких нежных выростов у основания ножек. Многие мелкие низшие рачки дышат всей поверхностью тела. Живущие на суше мокрицы дышат при помощи тонких воздухоносных трубочек - трахей, находящихся в брюшных ножках.
Кровеносная система имеет различное строение. У высших раков на спине лежит мешковидное или вытянутое вдоль тела сердце с отверстиями, через которые кровь засасывается из полости тела. От сердца отходят артерии, из которых кровь выливается в лакуны.. К сердцу кровь возвращается по лакунам и засасывается через его отверстия. У некоторых низших раков кровеносная система представлена трубчатым или мешковидным сердцем и сосудами или только сердцем или кровь перемещается благодаря движению мышц.
Органы выделения представлены парными железами, лежащими в головном отделе животного. Это видоизмененные метанефридии, выводные протоки которых открываются наружу в базалыюм членике антенн (антеипальные железы) или в основании нижних челюстей (максиллярные железы).
Половая система . Большинство раков раздельнополы. Иногда имеется половой диморфизм. Половые органы у самок представлены парными яичниками и яйцеводами, а у самцов - парными семенниками и семяпроводами.
Развитие "у ракообразных сопровождается метаморфозом различной сложности, реже - без стадии личинок.
Класс Ракообразные включает около 25 тыс. видов животных, обитающих преимущественно в морских и пресных водах. Типичным представителем этого класса является речной рак.
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
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.
Пищеварительная система . Кишечник начинается ротовым отверстием, расположенным на брюшной стороне головы, обычно на некотором расстоянии от переднего ее конца.
Передний отдел кишечника состоит из прямого пищевода, расширяющегося в желудок, подразделенный у высших ракообразных на кардиальную и пилорическую камеры. Далее следует относительно очень короткая средняя кишка, в которую открываются протоки пищеварительной железы. Эта железа особенно сильно развита у высших ракообразных, а у остальных она представлена небольшим выростом или даже совсем отсутствует. Она выделяет пищеварительные ферменты, но, кроме того, в ней происходит частично всасывание пищи. Наконец, она у некоторых ракообразных участвует в процессе выделения и осморегуляции. Средняя кишка переходит в заднюю, которая в виде прямой трубки доходит до тельсона и на его брюшной поверхности открывается наружу анальным отверстием.
Кровеносная система . У разных ракообразных кровеносная система построена по-разному. У большинства есть сердце, иногда имеющее вид длинного спинного сосуда, снабженного многочисленными парными остиями (у жаброногов и ротоногих), а иногда оно короткое, мешковидное, с небольшим количеством остий. У многих мелких ракушковых и веслоногих сердце отсутствует. У высших ракообразных от сердца отходит 7 или 8 артерий, из которых кровь выливается в лакуны, у остальных кровеносных сосу дов нет. Сердце лежит внутри околосердечной сумки. В крови растворен гемоцианин, играющий такую же роль в связывании кислорода, как гемоглобин. Железо заменено в нем медью. У некоторых ракообразных, например у дафнии, в крови растворен гемоглобин. Кровь иногда синяя, иногда красноватая, иногда бесцветная и богата различного рода лейкоцитами. Окисленная в жабрах или у поверхности тела, кровь поступает в околосердечную сумку, потом в сердце и оттуда в артерии или в полость тела.
Дыхательная система . Ракообразные в большинстве случаев живут в воде и дышат кислородом, растворенным в воде. У некоторых ракообразных специальных органов дыхания нет — они дышат всей поверхностью тела, покрытого тонким нежным покровом. Этот тип дыхания наблюдается преимущественно у особенно мелких ракообразных (например, у веслоногих — Copepoda). У большинства ракообразных дыхательный процесс локализован: его может обслуживать внутренняя поверхность головогрудного щита (некоторые низшие раки) или брюшные ножки (равноногие). Однако обычно роль органов дыхания выполняют специальные нежные выросты — жабры, сидящие то на основании грудных ножек (эпиподиты), то на брюшных ножках (ротоногие). В случае развития жабр на груди головогрудной щит может служить защитным покровом, а для поддержания тока воды в образуемой полости служит вырост конечностей, способный к самостоятельному движению (скафогнат). В тех случаях, когда ракообразные живут на суше (равноногие), у них могут быть слабо развитые органы атмосферного дыхания — трахеи — в брюшных ножках.
Выделительная система . Выделение осуществляется при помощи фагоцитов крови, эпителия пищеварительной железы и видоизмененных метанефридиев—антеннальных и максиллярных желез. Антеннальные железы свойственны большинству отрядов высших ракообразных, за исключением равноногих, ротоногих и некоторых других, у остальных имеются максиллярные железы. У некоторых примитивных мизид функционируют одновременно как антеннальные, так и максиллярные железы.
Еще интересные статьи