У многих паукообразных есть железы полужидкие выделения. Паукообразные

Классификация:

Тип членистоногие: Класс паукообразные:

К классу относятся сухопутные животные, за исключением некоторых групп, вторично перешедших к обитанию в воде. Представителями класса являются пауки, сенокосцы, скорпионы, клещи и др.

У паукообразных верхний слой хитинизированной кутикулы содержит воскоподобные и жироподобкые вещества, резко уменьшающие потери влаги организмом. Тело паукообразных чаще всего расчленено на головогрудь, несущую конечности, и безногое брюшко. Усики отсутствуют. На головогруди расположено шесть пар конечностей, из них две пары -ротовые конечности, чаще всего участвующие в захвате пищи. Первая пара - хелицеры - имеют вид клешней (у скорпионов, сенокосцев), крючков (у пауков) или режущих стилетов (у клещей). У многих паукообразных на вершине хелицер открывается проток ядовитой железы. Вторая пара - членистые ногощупики. Остальные четыре пары - типичные ходильные конечности с коготками на конце. На брюшке конечности отсутствуют. У некоторых паукообразных гомологами брюшных конечностей являютсяпаутинные бородавки. У пауков они располагаются по бокам от анального отверстия в виде трех пар бугорков, пронизанных многочисленными трубчатыми протоками, которые отходят от разнотипных паутинных желез брюшка. Выделяемая ими паутина - белковая жидкость, застывающая на воздухе в виде тонких нитей.

Паукообразные - преимущественно хищные животные. Большинству из них свойственно внекишечное пищеварение. С помощью секрета ядовитой железы они убивают добычу, а затем в тело жертвы вводят еще и секреты пищеварительных желез. Затем жидкую полупереваренную пищу они всасывают мускулистой глоткой, действующей как насос.

Органы дыхания у паукообразных -легочные мешки (у скорпионов), трахеи (у клещей и сенокосцев) либо и те и другие вместе (у пауков). Легкие представляют собой листовидные складки, напоминающие страницы книги, в полость которых заходит гемолимфа, и через их тонкую хитиновую стенку происходит газообмен. Трахеи - это тонкие кутикулярные разветвленные трубочки, вдающиеся в полость тела и находящиеся в близости с различными органами. Через их стенки непосредственно происходит газообмен.

Органы выделения -мальпигиевы сосуды.

Органы чувств разнообразны: простые глаза, органы обоняния, вкуса, осязания, химического чувства и др.

Все паукообразные раздельнополые. Оплодотворение внутреннее, развитие прямое (кроме клещей, имеющих личиночную стадию).

Огромное значение в жизни пауков имеет паутина. Сплетая паутинные нити с помощью гребенчатых коготков в прочную паутину, пауки строят из нее убежище и ловчие сети, яйцевой кокон, а также укрывают в ней неокрепшую молодь. На паутинах в теплые дни «бабьего лета» расселяются молодые паучки.

Многообразие и значение паукообразных. Паук-крестовик - один из наиболее обычных видов паукообразных (рис. 11.13). Самка его крупная, размером до 2-2,5 см, самец - до 1 см. На спинной стороне брюшка имеется крестообразный рисунок.

Многие виды пауков вырабатывают сильнодействующий яд. Так, укус каракурта опасен для человека, лошади, крупного рогатого скота. Укус тарантула очень болезненный и может вызвать у человека лихорадочное состояние. Самый крупный паук - паук-птицеед. Его длина достигает 15 см, и он способен нападать на мелких птиц и грызунов.

Скорпионы - крупные хищники (до 15 см длиной), напоминающие по внешнему виду речного рака и имеющие клешневидную вторую пару ротовых конечностей. Брюшко вытянуто и подвижно. В позе угрозы скорпион заносит его над головой и вонзает ядовитую иглу, расположенную на конце последнего сегмента брюшка, в тело жертвы, удерживая ее клешнями. Питаясь насекомыми, пауки и скорпионы снижают численность вредителей. Сами они, в свою очередь, служат пищей для мелких ящериц, птиц и млекопитающих.

Рис. 11.13. Схема внутреннего строения паука: 1 - ногощупики; 2 - глаза; 3 - желудок; 4 - сердце; 5 - артерия; 6 -яичник; 7 -легкое; 8 -ходильные конечности; 9 - мозг; 10 - ротовое отверстие; II - ядовитая железа; 12 - хелицеры.

Класс паукообразных достаточно велик, он объединяет около 36 тыс. видов животных, различающихся по своему внешнему облику. Тело пауков разделено на два отдела: первый - это голова, слившаяся с грудью (головогрудь), а второй – это брюшко. Восемь ножек паука прикреплены к головогруди, а толстое, вздутое брюшко ножек не имеет.

Ученые считают, что хотя брюшко пауков и не имеет ног, однако они, несомненно, были у предков, имевших хорошо развитые конечности и на брюшке, так как при эмбриональном развитии пауков зачатки ножек закладываются и на брюшной части, но потом исчезают. В брюшке имеются также железы, вырабатывающие паутину. Секрет паутинных желез выводят наружу брюшные конечности, превратившиеся в паутинные бородавки. Эти бородавки сохранили подвижность (членистость), необходимую при прядении сети.

Дыхание пауков

Строение разных видов пауков может предполагать дыхание с помощью легких или трахеи. Одним видам свойственно дыхание только легкими, которые имеют форму довольно просто устроенных легочных мешков, другим видам свойственно осуществлять дыхание с помощью системы трахей. Есть среди пауков и те, что используют при дыхании как легкие, так и трахеи.

Трахеи - полые трубки, пронизывающие тело животного, расположены целенаправленно: во внешнюю среду они открываются c обеих сторон каждого членика отверстиями - дыхальцами. Трахеи выполняют функцию газообмена в организме членистоногого. Этот способ дыхания характерен и для насекомых.

Ядовитый аппарат

Ядовитый аппарат пауков расположен в области передней части головогруди. Ядовитые железы по одной находятся в основании каждого из члеников ротового аппарата, размещенного в области головогруди. Сама железа представляет собой мешочек, от которого отходит тонкий каналец, тянущийся внутри этого членика и открывающийся на его конце. При укусе паука острые концы члеников ротового аппарата проникают в тело жертвы и яд легко поступает в ранки.

Наружное пищеварение

Пауки обладают не только внутренним, но и «наружным пищеварением». Они ножками заматывают жертву в паутину до тех пор, пока она не начинает выглядеть как туго сплетенная куколка, затем впрыскивают в тело насекомого секрет - жидкость, содержащую особые ферменты - вещества, способные частично переварить добычу вне тела паука. Это отдаленно напоминает нанизанную на вертел и медленно поджаривающуюся на огне добычу, только у пауков вместо огня работают ферменты, разлагающие содержимое тела жертвы, доводя его до жидкого или полужидкого состояния, которое паук легко всасывает в себя.

Паутина пауков

Большой интерес представляют и паутинные железы пауков . Все, кто ходил по старому лесу с заросшим кустарником, не раз натыкались на густую, липкую паутину. Сброшенная с лица, она серыми клочьями повисала на пальцах.

Паутина выделяется многочисленными железами, расположенными в брюшке. Интересно отметить, что паутинные железы у пауков разные, поэтому различна и выделяемая ими паутина. Протоки желез открываются на верхушках паутинных бородавок - трубочек, содержащих хитин, из которого состоит и панцирь многих членистоногих, в том числе и хорошо всем известного речного рака.

Паутинные железы выделяют особое клейкое вещество, которое на воздухе быстро затвердевает. В результате склеивания тончайших нитей, выделяемых пауком, образуется довольно плотная паутинная сеть. Сетепрядение - одно из самых интересных свойств пауков. Оно всегда вызывает множество вопросов: как это происходит, как нить не перепутывается, как, наконец, образуется четко вывязанная, достаточно красивая, таинственная, как и сам паук, форма «пряжи», в которую попадают незадачливые жертвы пауков. Ученые-арахнологи, наблюдая за пауками, обнаружили, что прядение осуществляется при участии особого образования – гребенчатого ряда волос, который находится на последнем членике задней пары конечностей, т. е. паук, формируя нить, пропускает ее через гребешки из волос на задней паре конечностей. Иногда паутинных желез бывает несколько типов, а потому различаются и несколько сортов паутины. Все знают, какая липкая ловчая паутинная сеть. К ней только стоит прикоснуться - и она уже вся на руке. А вот паутина для постройки жилья - совсем другая, для создания яйцевого кокона - третья. Если в сеть попало крупное насекомое и, пытаясь освободиться, может серьезно повредить ее, то паук сам помогает жертве выбраться на свободу, обрывая паутинные нити вокруг нее. Как видим, высокую степень инстинкта дала природа этим малоприятным животным!

Однако далеко не все пауки пользуются искусно сплетенной сетью для отлавливания добычи. Некоторые представители предпочитают активно бегать по земле, подстерегая и вылавливая добычу для своего пропитания. Вот такие мигрирующие ядовитые пауки в отдельные периоды года бывают особенно опасны при встрече с ними человека.

1. В чем состоит связь дыхания и фотосинтеза у растений?

Объяснение: правильнее сказать, что у растений дыхание и фотосинтез - противоположные процессы, так как в процессе фотосинтеза расходуются вода и углекислый газ, образуются сахара и кислород, как побочный продукт. В процессе дыхания кислород и глюкоза расходуются с образованием углекислого газа и воды. Фотосинтез делится на две фазы: световая фаза происходит с участием света, а темновая без его участия, дыхание же не зависит от света.

2. В чем состоит сходство грибов и животных?

Объяснение: 1. И грибы и животные гетеротрофы (потребляют готовые органические вещества).

2. В клеточной стенке грибов и наружном скелете членистоногих содержится хитин.

3. И грибы и животные являются эукариотами, то есть имеют мембранные органеллы, в том числе оформленное ядро.

4. Не имеют хлоропластов и, вообще, пластид.

Объяснение: нервная регуляция - регуляция через нервную систему. Нервная регуляция сердца осуществляется через вегетативную нервную систему, а, вернее, через ее два отдела - симпатическая нервная система усиливает работу сердца (учащает сердцебиение), а парасимпатическая - замедляет. Гуморальная регуляция осуществляется через гормоны - активные вещества, циркулирующие в крови. Адреналин ускоряет работу сердца, норадреналин - замедляет (вернее, он гасит действие адреналина на сердце). Гуморальная и нервная регуляции работают вместе, таким образом осуществляется полный контроль над сердцем. Еще на работу сердца влияют некоторые ионы. Ионы кальция ускоряют работу сердца, а ионы калия - угнетают.

4. Как осуществляется нейрогуморальная регуляция отделения желудочного сока в организме человека? Ответ поясните.

Объяснение: нервная регуляция осуществляется двумя путями: 1. При помощи условных рефлексов: при виде лимона (или пищи вообще) или звоне кастрюль в ротовой полости начинает выделяться слюна, то есть организм готовится к приему пищи, выделяя ферменты. 2. При раздражении рецепторов ротовой полости и желудка, то есть при помощи безусловных рефлексов. Гуморальная регуляция осуществляется только при попадании питательных веществ в кровь при всасывании. Начинают выделяться гормоны и разноситься к клеткам организма.

5. Почему представителей царства бактерий относят к прокариотам? Укажите не менее трех признаков.

Объяснение:

1. Отсутствие ядерной мембраны

2. Отсутствие мембранных органелл

3. Наличие кольцевой, а не линейной молекулы ДНК

4. Наличие внехромосомных участков ДНК

5. Наличие в клеточной стенке муреина.

6. Почему почку покрытосеменного растения считают зачаточным побегом? Приведите не менее трех доказательств.

Объяснение: рассмотрим строение вегетативной почки покрытосеменного растения

Почку считают зачаточным побегом, так как она имеет все органы побега (но в зачаточном состоянии) - листья, стебель, почки. И из такой вегетативной почки вырастает настоящий побег.

7. Как повлияло появление фотосинтезирующих организмов на дальнейшую эволюцию жизни на Земле?

Объяснение: так сложилось, что фотосинтезирующие организмы (поглощающие солнечную энергию), первыми появившиеся на Земле, вырабатывали кислород (в результате чего он накопился в атмосфере в количестве 21%) вместе с органическими веществами. Что дало пищу гетеротрофным организмам, которые использовали выработанный растениями кислород для дыхания (подавляющее большинство организмов на Земле - аэробы). Накопление кислорода дало образование озонового слоя, который защищает все живое на Земле от вредного воздействия ультрафиолетового излучения.

8. Почему лишайники выделили в отдельную систематическую группу организмов? Приведите не менее трех доказательств.

Объяснение:

1. Лишайники не являются систематической группой, а являются комплексными организмами.

2. Лишайники состоят из водоросли и гриба.

3. При этом водоросли (автотрофы) создают органические вещества из неорганических при помощи солнечной энергии, а грибы (гетеротрофы) потребляют эти органические вещества и разлагают их до минеральных.

4. Размножаются частями слоевища.

9. Охарактеризуйте роль витаминов в жизнедеятельности организма человека. Какой витамин образуется в коже и при каких условиях? Укажите его значение.

Объяснение: витамины - это группа органических соединений (не классификационная, а состоящая из молекул разных классов), поступающих в организм с пищей и выполняющих коферментативную функцию. То есть они играют большую роль в обмене веществ, осуществляя различные реакции. В коже образуется витамин D. Это происходит под действием ультрафиолетового света. Витамин D обеспечивает всасывание кальция и фосфора из пищи в тонком кишечнике.

10. Каковы причины малокровия у человека? Укажите не менее трех возможных причин.

Объяснение: малокровие - низкое содержание эритроцитов (гемоглобина) в крови. Причины могут быть различны:

1. Врожденное заболевание - малокровие (нарушение выработки эритроцитов в организме).

2. Потеря крови с большим количеством.

3. Недостаток железа в пище (недостаток витаминов).

11. Какие преимущества и недостатки имеют растения с крупными семенами?

Объяснение: растения с крупными семенами имеют некоторые ограничения в распространении своих семян, например, они не могут быть разнесены ветром, также они, как правило, образуются в небольших количествах, но имеют большой запас питательных веществ, что способствует большему выживанию и могут быть распространены крупными животными.

12. Где расположен центр безусловно-рефлекторной регуляции кровяного давления человека? Чем различаются показатели кровяного давления в аорте и половых венах? Ответ поясните.

Объяснение: центр рефлекторно-рефлекторной регуляции кровяного давления расположен в продолговатом мозге (вообще большинство безусловных рефлексов контролируется спинным мозгом). В аорте давление более высокое, так как аорта расположена в начале большого круга кровообращения, а полыми венами большой круг кровообращения заканчивается, поэтому давление здесь наиболее низкое.

Объяснение: основная функция митохондрий - энергетическая, здесь происходит окисление глюкозы кислородом в ходе чего выделяется энергия. Большое количество митохондрий характерно для активно работающих тканей, так как для сокращения нужно много АТФ (энергетических молекул), например, активно сокращающихся. Соединительной ткани не нужно так много энергии.

14. В чем проявляется усложнение кровеносной системы земноводных по сравнению с рыбами?

Объяснение: рыбы живут только в воде и дышат растворенным кислородом при помощи жабр, с этим связано появление второго круга кровообращения у амфибий, а также двухкамерное сердце рыб превращается в трехкамерное (состоит из двух предсердий и одного желудочка, где кровь смешивается).

15. Каким образом происходит газообмен в легких и тканях у млекопитающих? Чем обусловлен этот процесс?

Объяснение: организм вдыхает воздух, воздух по трахее, затем по бронхам попадает в легкие, там кислород попадает в легочные пузырьки - альвеолы (к каждой альвеоле подходит кровеносный сосуд) и в кровь. Гемоглобин, соединяясь с кислородом, превращается в обратимую форму - оксигемоглобин, и по кровотоку бежит в клетку организма и восстанавливается в гемоглобин, а кислород проникает в клетку (при помощи диффузии), где в митохондриях идет процесс клеточного дыхания, в ходе этого процесса глюкоза окисляется до углекислого газа и воды, в ходе чего выделяется 38 молекул АТФ. Углекислый газ из клетки попадает в кровоток и по нему проникает в альвеолы, а оттуда в легкие и мы его выдыхаем.

16. Что представляет собой плод? Каково его значение в жизни растений и животных?

Объяснение: плод - генеративный орган растения, значит при помощи плода растение размножается. Плоды, как правило, бывают сочными и их едят животные. Это способствует распространению семян на определенные расстояния, то есть расселению растений.

Задания для самостоятельного решения

1. Назовите особенности строения и питания лишайников и укажите их роль в природе.

2. По каким признакам строения можно отличить бактериальную клетку от растительной? Назовите не менее трех признаков.

3. В чем заключается нервно-гуморальная регуляция работы сердца в организме человека, каково ее значение в жизнедеятельности организма?

4. Где расположены центры нервной регуляции мочеиспускания в организме человека? Как осуществляется нервная регуляция этого процесса?

5. В чем отличия групп крови, имеющихся у человека? Какие группы крови совместимы при переливании? Людей с какой группой крови считают универсальными донорами и реципиентами?

6. Какие функции в организме человека выполняет печень? Укажите не менее четырех функций.

7. Насекомые - са мый распространенный и многочисленный класс животных. Какие особенности их строения и жизнедеятельности способствовали процветанию этих животных в природе? Укажите не менее трех особенностей.

8. Какова роль перьевого покрова в жизни птиц? Приведите не менее трех значений.

9. У многих паукообразных есть железы, полужидкие выделения которых превращаются на воздухе в паутинные нити. Какое значение в их жизни имеет использование паутины? Приведите не менее трех значений.

10. Чем отличается по строению семя сосны от споры папоротника? Укажите не менее трех отличий.

11. Охарактеризуйте роль витаминов в жизнедеятельности организма человека. Какой витамин образуется в коже и при каких условиях? Укажите его значение.

12. Какие преимущества и недостатки имеют растения с крупными семенами?

13. Какова роль митохондрий в обмене веществ? Какая ткань - мышечная или соединительная - содержит больше митохондрий? Объясните почему.

14. В чем состоит связь дыхания и фотосинтеза у растений? Ответ поясните.

15. Объясните, почему безусловные рефлексы относят к видовым признакам поведения животных, какова их роль в жизни животных. Как они сформировались?

16. Где расположен центр безусловно-рефлекторной регуляции кровяного давления человека? Чем различаются показатели кровяного давления в аорте и полых венах? Ответ поясните.

17. В чем проявляется транспортная функция крови? Приведите не менее трех примеров.

18. Как осуществляется нейрогуморальная регуляция отделения желудочного сока в организме человека? Ответ поясните.

19. Объясните, по каким тканям и как осуществляется транспорт веществ у покрытосеменных растений.

20. Назовите не менее трех признаков приспособленности пресмыкающихся к размножению в наземной среде.

21. Какие структуры покровов тела обеспечивают защиту организма человека от воздействия температурных факторов среды? Объясните их роль.

22. Почему зеленую эвглену одни ученые относят к растениям, а другие - к животным? Укажите не менее трех причин.

23. Чем отличается кровеносная система членистоногих от кровеносной системы кольчатых червей? Укажите не менее трех признаков, которые доказывают эти отличия.

24. Какие признаки характерны для кишечнополостных?

25. Каковы особенности строения и жизнедеятельности мхов?

26. Как осуществляются дыхательные движения у человека при спокойных вдохе и выдохе? Ответ поясните.

27. По каким признакам различают представителей царства грибов и царства животных? Укажите не менее четырех признаков.

28. Объясните, чем общественные насекомые отличаются от одиночных. Укажите не менее трех признаков. Приведите примеры таких насекомых.

29. Благодаря каким особенностям бактерии широко применяются в биотехнологии?. Назовите не менее трех признаков.

30. Какие особенности строения сустава делают его прочным, подвижным и уменьшают трение между костями? Укажите не менее четырех особенностей.

31. Как осуществляется нейрогуморальная регуляция отделения желудочного сока в организме человека? Ответ поясните.

32. Каковы особенности строения и жизнедеятельности шляпочных грибов? Назовите не менее четырех особенностей.

33. Чем отличается по строению семя сосны от споры папоротника? Укажите не менее трех отличий.

34. По каким признакам организмы царства Грибы отличаются от организмов царства Растения? Назовите не менее трех признаков.

35. В чем проявляется усложнение организации пресмыкающихся по сравнению с земноводными? Укажите не менее четырех признаков и объясните их значение.

36. Чем характеризуется дальнозоркость у человека? Объясните особенности врожденной и приобретенной дальнозоркости?

37. Какие изменения происходят в составе крови в капиллярах большого круга кровообращения у человека? Какая кровь при этом образуется? Какому процессу способствует медленный ток крови в капиллярах?

38. В поддержании постоянной температуры тела млекопитающих большую роль играет кожа. Назовите структуры кожи, участвующие в терморегуляции. Укажите их значение.

39. Как осуществляется перенос кислорода и углекислого газа кровью в организме человека?

40. В чем сходство в строении и жизнедеятельности растений и грибов? Укажите не менее четырех признаков.

41. Грызуны - самый крупный по числу видов и широте распространения отряд млекопитающих. Что способствует процветанию грызунов в природе? Приведите не менее трех причин.

Строение тела соответствует общему плану организации членистоногих. Но разделение на три хорошо обособленных отдела -- голову, грудь и брюшко -- характерно только для наиболее примитивных форм (например, для сольпуг, ракоскорпионов и некоторых др.). У большинства паукообразных голова и грудь морфологически не отделимы и образуют единый отдел -- головогрудь. Брюшко, как правило, хорошо развито, несколько укорочено и имеет округлую или вытянутую форму. Сегменты тела несут, так же как и у других членистоногих, членистые конечности, но на брюшке они в той или иной степени редуцированы. У паукообразных полностью отсутствуют антенны. У ротового отверстия располагаются клешневидные хелицеры, состоящие из основного и когтевидного члеников. В последних располагаются каналы ядовитых желез, находящихся у основания этих конечностей. Основная функция хелицер -- умерщвление жертв и защита от нападения хищников. За хелицерами располагаются педипальпы или ногощупальца, состоящие из основного членика и членистого щупальца. Их основная функция -- удержание добычи. Кроме того, щетинки на этих конечностях препятствуют попаданию твердых частиц пищи в рот. Как уже говорилось, пауки питаются жидкой пищей, высасывая её. Ходильных конечностей (ног), имеющих также членистое строение -- четыре пары. Они состоят из семи члеников: тазика, образующего основание ноги, вертлуга, а также двучленистых бедра и голени, лапки, заканчивающейся коготками. На брюшке обычно имеется пара дыхательных конечностей, так называемых легких (у крестовика), и три пары паутинных бородавок. Это тоже видоизмененные конечности. Нервная система паукообразных представлена головогрудной нервной массой, образованной в результате слияния ганглиев нервной цепочки и их преимущественной концентрацией в головогруди; а также подглоточными нервными узлами, соединенными с головогрудной массой короткими коннективами. К органам чувств относятся простые глаза и чувствительные щетинки, разбросанные по всему телу. Последние сконцентрированы в основном около рта, на хелицерах, педипальпах и ходильных конечностях, а также около паутинных бородавок. Пауки отличаются большой чувствительностью, они воспринимают малейшие колебания воздуха и могут реагировать казалось бы на самые незначительные подергивания паутины и звуковые сигналы. Поймав свою жертву, паук впрыскивает в ее тело секрет, выделяемый слюнными железами. Это приводит к перевариванию внутренностей добычи и превращению их в однородную жидкую массу, которая и высасывается хищником. Пищеварительная система паукообразных представлена: 1) ротовым отверстием; 2) системой специализированных конечностей -- хелицер и педипальп (у основания хелицер имеются ядовитые железы, открывающиеся на когтевидном членике хелицер); 3) глоткой, куда открываются слюнные железы, выделяющие секрет, обладающий протеолитической активностью; 4) мускулистым сосательным желудком, в результате сокращения стенок которого жидкое содержимое тела жертвы насасывается пауком; 5) средней кишкой, куда открываются протоки печени (полное переваривание пищи происходит в средней кишке под действием ферментов, выделяемых печенью и некоторыми другими железами, кроме того, в средней кишке происходит всасывание пищи); 6) задней кишкой, открывающейся анальным отверстием. Основными органами выделения являются пальцевидные выросты -- мальпигиевы сосуды, в которых накапливаются продукты жизнедеятельности. Они располагаются в месте перехода средней кишки в заднюю и с одной стороны открываются в просвет кишечника, а с другой слепо замкнуты. Кроме того, имеются видоизмененные метанефридии -- так называемые коксальные железы. Кровеносная система незамкнута и состоит из: трубковидного сердца, отходящих от него аорты и нескольких артерий, а также системы лакун, окружающих органы, куда изливается кровь. Дыхательная система представлена листовидными выростами (видоизмененными конечностями на брюшке) -- так называемыми легкими (как, например, у скорпионов), или системой трубок, пронизывающих тело животных и подходящих ко всем жизненно важным органам, -- трахеями, которые открываются на поверхности тела (например, у сольпуг, сенокосцев и др.). У собственно пауков имеются как легкие, так и трахеи. В связи с появлением трахей организация кровеносной системы значительно упрощена. Половая система представлена парными половыми железами: у самцов -- семенниками, у самок -- яичниками. Функцию копулятивных органов могут выполнять конечности: хелицеры или педипальпы. Оплодотворение у паукообразных наружно-внутреннее. Самцы либо откладывают сперматофор, который самки захватывают краями полового отверстия, либо вводят сперму посредством копулятивных органов в половые пути самок. Самки отличаются агрессивностью и более крупными размерами тела. Они часто поедают самцов во время или после копуляции. Одни виды паукообразных откладывают яйца, из которых выходят вполне сформированные молодые особи, другие -- обладают живорождением. В жизненном цикле паукообразных (за исключением клещей) отсутствует личиночная стадия.

Латинское название Arachoidea

Общая характеристика паукообразных

Внешнее строение

Как у типичных хелицеровых, тело подавляющего большинства паукообразных состоит из слитной головогруди, несущей шесть пар конечностей, и брюшка. Брюшко, в отличие от мечехвостов, не несет настоящих конечностей. Встречаются лишь их рудименты или конечности, превращенные в особые органы.

Усики, или антеннулы, отсутствуют. Глаза простые. Первая пара конечностей головогруди расположена перед ртом. Это короткие хелицеры, состоящие из 2-3 члеников, оканчивающиеся клешней, крючком или стилетом. Хелицеры гомологичны вторым антеннам ракообразных. Позади рта расположена вторая пара конечностей - педипальпы. Их основания имеют жевательные отростки, а остальные членики могут служить щупальцами. Педипальпы могут превращаться в ходильные ноги или в органы захвата пищи - мощные клешни (скорпионы, ложноскорпионы). Для всех паукообразных характерно питание жидкой пищей, поэтому передний отдел пищеварительной системы представляет собой сосательный аппарат.

В связи с выходом на сушу у паукообразных преобразовались некоторые системы органов первичноводных хелицеровых и возникли новые. У некоторых групп одновременно существуют и старые и вновь приобретенные органы. Так, органами дыхания у паукообразных служат легкие, расположенные попарно на брюшных сегментах. Их закладка и развитие доказывают, что они являются видоизмененными жаберными ножками водных хелицеровых. Новые органы дыхания паукообразных представляют собой трахеи - слепые впячивания наружных покровов.

Органы выделения также носят двойственный характер. Они представлены более древними по происхождению коксальными железами (целомодукты) и вновь возникшими мальпигиевыми сосудами.

Отличия между представителями отрядов паукообразных заключаются в степени сегментированности тела, прежде всего брюшка, и в специализации головогрудных конечностей, приспособленных к выполнению различных функций. Наиболее сильно сегментировано тело у скорпионов. Оно состоит из небольшой слитной головогруди и брюшка, представленного 12 сегментами, из которых 6 более широких составляют переднебрюшие, или мезосому, а остальные 6 более узких - заднебрюшие, или метасому. Следует обратить внимание на сходство в расчленении тела у скорпионов и у вымерших исполинских ракоскорпионов. У тех и у других метасома представлена шестью сегментами. У прочих групп паукообразных происходит сокращение заднего отдела брюшка - метасомы, причем брюшко укорачивается. По степени расчлененности брюшка к скорпионам близки жгутоногие и ложноскорпионы, у которых, однако, брюшко внешне не разделяется на передне- и заднебрюшие. Сольпуги в некотором отношении являются еще более расчлененными животными, чем скорпионы. Помимо членистого брюшка, имеющего 10 сегментов, у сольпуг свободны два грудных сегмента, не входящих в состав слитной головы. Членистое брюшко сенокосцев состоит также из 10 сегментов, которые не отделяются глубокой перетяжкой от головогруди, как у настоящих пауков. У членистобрюхих пауков (четырехлегочных) брюшко состоит из 11 сегментов, а у высших пауков - из 6, при этом сегменты брюшка полностью сливаются. У клещей число сегментов брюшка сокращается до 7, а у некоторых - до 4-2. При этом у большинства клещей не только слились все сегменты брюшка, но нельзя отличить и основные отделы - головогрудь и брюшко, образующие у них одно целое. Таким образом, очевидно, что эволюция различных отрядов паукообразных шла в направлении уменьшения количества брюшных сегментов и их слияния, уменьшения степени общей расчлененности тела.

У представителей различных отрядов наибольшим изменениям подверглись хелицеры и педипальпы и наименее измененными остаются четыре пары ходильных ног, превратившихся в членистую ножку, оканчивающуюся лапкой с коготками.

У скорпионов, ложноскорпионов и сенокосцев хелицеры заканчиваются небольшими клешнями. Они играют роль верхних челюстей, и, кроме того, животные удерживают ими добычу. У сольпуг хелицеры превратились в мощные клешни, приспособленные к схватыванию и умерщвлению добычи. У настоящих пауков хелицеры когтевидны и состоят из двух члеников. Основной членик очень сильно вздут, а второй имеет когтевидную форму. Вблизи его заостренного конца открывается проток ядовитой железы, помещающейся у основания хелицеры. В спокойном состоянии этот членик прикладывается к основному членику и частично входит в особый желобок. Двумя хелицерами пауки схватывают и умерщвляют добычу, впуская в ранку секрет ядовитой железы. Наконец, у клещей хелицеры и педипальпы образуют колющесосущий (собачий клещ и др.) или грызущесосущий (чесоточный клещ, амбарный клещ и др.) ротовой аппарат.

Вторая пара конечностей - педипальпы - у сольпуг мало отличаются от ходильных ног, а у скорпионов и ложноскорпионов превратились в органы хватания - клешни. У самок пауков педипальпы играют роль челюстей, так как у основания имеют жевательную пластинку, в то же время являются ротовыми щупальцами. У самцов пауков на последнем членике педипальп имеется вздутие, представляющее собой приспособление для оплодотворения самок. В период размножения на этом членике развивается особый грушевидный придаток с вытянутым концом, на котором имеется отверстие, ведущее в узкий канал, заканчивающийся внутри этого органа расширенной ампулой. При помощи этого приспособления пауки-самцы набирают внутрь ампулы сперму и при спаривании вводят ее в половое отверстие самки.

Брюшные конечности, как таковые, у всех паукообразных отсутствуют. Однако некоторые из них сохранились в сильно измененном виде. Рудименты брюшных конечностей расположены только на мезосоме (передних шести сегментах). Наиболее полный комплект их сохраняется у скорпионов. У них на первом членике брюшка, на котором у всех паукообразных помещается половое отверстие, имеются маленькие половые крышечки, а на втором членике-особые гребневидные придатки неизвестного назначения. На последующих четырех сегментах расположены по паре легочных мешков. У четырехлегочных пауков и у жгутоногих имеются по две пары легких на первых двух сегментах брюшка; у двулегочных пауков - одна пара легких (на первом сегменте), а на втором вместо легких развиваются трахеи (с конечностями не связаны). У всех пауков на третьем и четвертом сегментах развиваются паутинные бородавки - преобразованные брюшные конечности этих сегментов. У некоторых групп мелких паукообразных (часть клещей) сохраняются рудименты брюшных конечностей на первых трех сегментах, так называемые коксальные органы.

Покровы и кожные железы

Тело паукообразных покрыто хитиновой кутикулой, которая выделяется слоем плоских клеток гиподермы. У большинства форм хитин слабо развит и покровы настолько тонкие, что сморщиваются при высыхании. Только у некоторых паукообразных (скорпионы) хитиновый покров более плотный, так как содержит углекислый кальций.

К кожным (гиподермальным) образованиям относятся различные железы: ядовитые, паутинные, пахучие железы сенокосцев, лобные и анальные железы жгутоногих и др. Ядовиты далеко не все паукообразные. Ядовитые железы имеются только у скорпионов, пауков, части ложноскорпионов и у некоторых клещей. У скорпионов заднебрюшие оканчивается загнутой хвостовой иглой. У основания этой иглы находится пара мешковидных желез, выделяющих ядовитый секрет. На самом конце иглы помещаются отверстия протоков этих желез. Скорпионы своеобразно пользуются таким приспособлением. Схватив добычу клешнями педипальп, скорпион загибает заднебрюшие на спину и поражает жертву иглой, из которой выпускает в ранку яд. У пауков ядовитые железы помещаются у основания холицер, а их протоки открываются на коготке хелицер.

Паутинные железы имеются преимущественно у представителей отряда пауков. Так, у самки паука-крестовика (Araneus diadematus) в брюшке помещается до 1000 паутинных желез различного строения. Протоки их открываются мельчайшими отверстиями на концах особых хитиновых конусов, которые расположены на паутинных бородавках и отчасти на брюшке возле них. У большинства пауков имеются 3 пары паутинных бородавок, но только две из них образовались из брюшных ножек. У некоторых тропических пауков они многочленистые.

Паутинные железы имеются также у ложноскорпионов и паутинных клещей, но они расположены в хелицерах у первых и в педипальпах у вторых.

Пищеварительная система

Пищеварительная система состоит из трех основных отделов - передней, средней и задней кишки.

Передняя кишка с ее железами представляет собой орган, приспособленный к разжижению и насасыванию пищи. У пауков рот ведет в глотку, за которой следует тонкий пищевод, впадающий в сосательный желудок, приводимый в действие мышцами, идущими от него к спинным покровам головогруди. Эти три отдела (глотка, пищевод, сосательный желудок) представляют собой части передней эктодермической кишки и выстланы изнутри хитином. В глотку открываются протоки слюнных желез, выделяющих секрет, растворяющий белки. Проколов покровы добычи, паук впускает в ранку слюну, которая растворяет ткани жертвы, а затем высасывает полужидкую пищу. От сосательного желудка начинается энтодермическая средняя кишка, в которой происходит переваривание и всасывание пищи.

Средняя кишка, расположенная в головогруди, образует пять пар слепых железистых выростов, идущих вперед к головному концу и основаниям ходильных ног. Слепые выросты средней кишки весьма характерны для многих паукообразных: клещей, сенокосцев и др. Они увеличивают вместимость кишечника и его всасывающую способность. В брюшке, в среднюю кишку, впадают протоки сильно развитой парной печени. Печень является производным образованием средней кишки. Она состоит из множества тонких трубочек, не только выделяющих пищеварительные ферменты, но и способных также переваривать и всасывать питательные вещества. В клетках печени может происходить внутриклеточное пищеварение. Далее средняя кишка образует расширенный отдел, так называемый ректальный мешок или клоаку, в который открываются выделительные органы - мальпигиевы сосуды. От ректального мешка идет эктодермическая задняя (прямая) кишка, заканчивающаяся заднепроходным отверстием.

Пищеварительная система других паукообразных варьирует в деталях, но в общем построена сходно.

Дыхательная система

В связи с сухопутным образом жизни паукообразные Дыхательная дышат атмосферным воздухом. Органами дыхания у паукообразных могут быть легкие и трахеи. При этом любопытно, что у одних паукообразных (скорпионы, жгутоногие и четырехлегочные пауки) имеются только легкие, у других (ложноскорпионы, сольпуги, сенокосцы, отчасти клещи) - только трахеи, наконец, у третьих (большинство пауков) имеются и легкие и трахеи.

Четыре пары легких у скорпионов помещаются на 3-6-м члениках переднебрюшия. С брюшной стороны хорошо заметны 4 пары щелевидных отверстий - стигм, ведущих в легкие. Легкое паукообразных представляет собой мешковидный орган, лежащий на нижней стороне брюшных сегментов. Стигма ведет в полость легкого, которая в передней части легочного мешка перегорожена лежащими одна над другой пластинками, представляющими собой выросты стенки легкого. Между ними остаются узкие полости, в которые заходит воздух. Внутри легочных пластинок циркулирует кровь, и таким образом происходит обмен газов между кровью и воздухом, наполняющим легкие. У большинства пауков имеется одна пара легких (двулегочные пауки), у некоторых две пары (четырехлегочные пауки).

Сравнение строения легкого со строением брюшных конечностей и жабр мечехвостов указывает на их большое сходство. Положение легких на нижней стороне брюшка, в тех местах, где должны были быть брюшные конечности, увеличивает это сходство. Данные сравнительной анатомии и эмбриологии полностью подтверждают предположение о том, что легкие паукообразных образовались из жаберных ножек ископаемых меростомовых. Превращение брюшной конечности с жабрами в легкое можно себе представить следующим образом. В брюшной стенке тела, к которой прилегали жабры, образовалось углубление, а пластинчатая конечность приросла к покровам с боков. Образовавшаяся таким образом полость сообщалась с внешней средой в задней части узким, щелевидным отверстием. Из жаберных лепестков, прикрепленных только широким основанием к конечности, образовались легочные пластинки с их довольно сложной структурой.

У большинства паукообразных органами дыхания служат трахеи (сольпуги, сенокосцы и др.), а у двулегочных пауков трахеи существуют наряду с легкими. Трахеи начинаются дыхальцами (стигмами), обычно на нижней стороне брюшка. Дыхалец может быть от одного непарного (у некоторых пауков) до трех пар (у сольпуг). Дыхальце паука расположено на брюшке непосредственно перед паутинными бородавками. Оно ведет в две пары трахейных трубочек, выстланных изнутри тонким слоем хитина, который у отдельных паукообразных (сольпуги, сенокосцы и некоторые пауки) образует спиральные нитевидные утолщения, не позволяющие трубочкам спадаться.

У сольпуг, сенокосцев и других паукообразных, у которых трахеи являются единственными органами дыхания, они образуют очень сложную систему разветвляющихся трубочек, проникающих во все части тела и в конечности. Некоторые мелкие паукообразные лишены специальных органов дыхания, они дышат всей поверхностью тела (ряд видов клещей и др.).

Кровеносная система

Кровеносная система паукообразных обнаруживает метамерное строение. У скорпионов и большинства жгутоногих сердце длинное, трубчатое, несущее семь пар остий. У пауков число пар остий сокращается до пяти или даже двух. У других паукообразных сердце более укороченное, а у клещей представляет собой небольшой пузырек.

От сердца отходят вперед, назад и в стороны артериальные сосуды, причем степень развития и разветвленности артериальных сосудов весьма различна и находится в прямой зависимости от строения органов дыхания. У скорпионов, имеющих локализованные в определенном месте легкие, и у пауков, трахеи которых мало разветвлены, имеется наиболее сильно развитая система артериальных сосудов. У сольпуг, сенокосцев и других форм, дышащих трахеями, система кровеносных сосудов развита слабо, а иногда и отсутствует. Объясняется это тем, что при достаточно сильной разветвленности трахей обмен газов происходит непосредственно между трахеями и тканями животного и кровь почти не принимает участия в транспортировке газов. Это очень интересный пример корреляции в развитии различных систем органов, еще резче выраженной у насекомых.

Степень развития кровеносной системы находится также в зависимости от размеров животного. У клещей она наименее развита: у некоторых клещей имеется только пузыревидное сердце, а у других и оно отсутствует.

Выделительная система

Основными органами выделения у паукообразных служат совершенно новые органы, связанные с кишечником,- мальпигиевы сосуды. Они представляют собой одну или две пары тонких трубочек, более или менее разветвленных и расположенных на брюшке. Эти трубочки являются выпячиванием средней кишки, т. е. они энтодермического происхождения. Мальпигиевы сосуды, слепо замкнутые на свободном конце, открываются в ректальный пузырь, или клоаку, - последний отдел средней кишки. В их просветах накапливается гуанин - основной продукт выделения паукообразных.

Наряду с мальпигиевыми сосудами у паукообразных имеются и другие органы выделения - коксальные железы. Их может быть одна или две пары. Они открываются наружу чаще всего у основания первой и третьей пары ходильных ног. В типичном случае коксальные железы состоят из целомического мешочка, нефридиального канала, иногда расширяющегося и образующего мочевой пузырь, и выводного отверстия. Эти органы, по-видимому, гомологичны целомодуктам кольчатых червей и соответствуют коксальным железам мечехвостов. У взрослых паукообразных коксальные железы обычно редуцированы и не функционируют, их заменяют мальпигиевы сосуды.

Нервная система и органы чувств

Нервная система паукообразных представлена типичной для всех членистоногих брюшной нервной цепочкой. Для паукообразных характерны значительная концентрация и слияние групп нервных ганглиев. Наименьшая степень сближения и слияния ганглиев наблюдается у скорпионов. У них имеется парный надглоточный ганглий (головной мозг), соединенный коннективами с головогрудной ганглиозной массой, иннервирующей конечности (2-6 пар). Далее следуют семь ганглиев брюшной нервной цепочки. У сольпуг, жгутоногих и ложноскорпионов только один из брюшных ганглиев остается свободным, а остальные присоединяются к общей ганглиозной массе. У пауков все ганглии брюшной нервной цепочки образуют единый подглоточный узел. У клещей наблюдается слияние подглоточного узла также с головным мозгом.

Из органов чувств имеются органы осязания и зрения. Органами осязания являются волоски, покрывающие конечности, в особенности педипальпы. Глаза у паукообразных простые (не фасеточные), обычно несколько пар. У пауков 8 глаз, расположенных на голове в два ряда.

Половые органы и размножение

Паукообразные раздельнополы, причем половой диморфизм бывает довольно резко выражен (у пауков и клещей). У пауков самцы часто значительно меньше самок, а их педипальпы превращены в совокупительный аппарат.

Половые органы у всех паукообразных состоят из парных желез или из непарной, но несущей следы слияния парных желез. У самок непарная железа в виде «рамы с перекладинами» и парные яйцеводы. У самцов парные семенники с характерными перекладинами и совокупительным аппаратом.

У самок пауков имеются парные семяприемники, открывающиеся самостоятельными отверстиями перед непарным половым отверстием на первом брюшном сегменте. Кроме того, каждый из них сообщается при помощи особого канала с маткой, образованной слиянием конечных отделов яйцеводов.

При помощи отростка совокупительного аппарата педипальп пауки вводят сперму в семяприемники самок через их наружные отверстия. Оттуда сперма поступает в матку, где происходит оплодотварение.

При помощи клещей характерен партнерогенез. Некоторые виды скорпионов живородящи, причем развития оплодотваренных яиц происходит в яичниках. Новорожденные скорпионы не покидают матери, и она носит их некоторое время на спине.

Развитие

Развитие оплодотворенных яиц у большинства паукообразных прямое. Только у клещей в связи с малыми размерами яиц развитие проходит с метаморфозом. Яйца в большинстве случаев богаты желтком, и дробление носит или поверхностный характер (пауки, сенокосцы, сольпуги, клещи), или дискоидальный (яйцекладущие скорниопы).

У живородящих скорпионов зародыши, развивающиеся в яичнике матери, потребляют белковые вещества, выделяемые органами самки. Поэтому, несмотря на небольшой запас желтка в яйцах живородящих скорпионов, им свойственно полное дробление.

Во время эмбрионального развития у паукообразных закладывается большее число сегментов, чем имеется у взрослых форм. На брюшных сегментах появляются зачатки брюшных конечностей, которые в дальнейшем редуцируются или преобразуются в иные органы.

Классификация

Филогения паукообразных

Выше был приведен ряд фактов, на основании которых можно представить себе происхождение паукообразных и филогенетические отношения между отрядами этого класса.

Несомненно родство наземных хелицеровых - паукообразных с водными хелицеровыми- ракоскорпионами, а через них с очень древней и еще более примитивной группой - трилобитами. Таким образом, эволюция этой ветви членистоногих шла от наиболее гомономных по сегментации форм, о которых свидетельствуют трилобиты, ко все более гетерономным животным.

Из наукообразных наиболее примитивной и древней группой являются скорпионы, изучение которых дает очень много для понимания эволюции паукообразных. В пределах класса эволюция тех или иных групп приводила к большему или меньшему слиянию сегментов брюшка, к большему развитию трахейной системы, замещающей более древние органы дыхания - легкие, и наконец, к развитию специальных приспособлений, характерных для представителей отдельных отрядов.

Среди настоящих пауков, несомненно, более примитивной группой являются четырехлегочные пауки. Две пары легких, отсутствие трахей, наличие двух пар коксальных желез, а у некоторых из них членистость брюшка - все эти признаки указывают на их большую примитивность по сравнению с группой двулегочных пауков.

Галлерея