По характеру превращений выделяют

- метаморфоз с неполным превращением

- метаморфоз с полным превращением.

 

1 .С неполным превращением метаморфоз характерен для низкоорганизованных крылатых насекомых (тараканов, клопов, стрекоз и др.) При неполном превращении из яйца вылупляется личинка по общему облику во многом похожая на взрослый организм, отличаясь от него главным образом зачаточным состояние крыльев, недоразвитием гонад, иногда наличием личиночных органов (например – жабры, маска у личинок стрекоз). Различие между личинкой и взрослой особью сглаживаются постепенно благодаря ряду линек. С каждой последующей линькой личинка все более становится похожа на взрослую форму. Число линек может быть от 4 до 30.

Стадии развития: зигота – личинка – взрослая особь.

 2. Развитие с полным превращением. Личинка резко отличается от взрослого животного: не имеет крыльев, может иметь другое число конечностей или вообще их не иметь, другое число сегментов тела, другое строение ротового аппарата.

 Например: гусеница имеет большое число одинаковых сегментов тела, кроме 3-пар ног имеет ложные ноги, ротовой аппарат грызущего типа, питается листьями, а бабочка имеет крылья, тело дифференцировано на голову, грудь и брюшко, имеет 3 пары конечностей на груди, ротовой аппарат сосущего типа - хоботок, более сложное строение органов чувств. Личиночные признаки сохраняются в течение всего личиночного периода (личинка растет путем линек). Превращение во взрослую форму совершается не постепенно, а быстро в стадии куколки.

Стадии развития: зигота – личинка – куколка – взрослая особь.

После последней личиночной линьки животное переходит в состояние покоя – куколку, т.к. в этот период совершаются коренные преобразования организма личинки и поэтому питание, движение и пр. функции невозможны. В стадии куколки личиночные органы разрушаются, превращаясь в мягкую кашицеобразную массу (катастрофический метаморфоз). Органы взрослого животного формируются за счет особых клеток, сгруппированных в диски (имагинальные диски) и лежащих в разных участках тела. Эти клетки имагинальных дисков дают начало разным органам. Не разрушается в куколке нервная система, отчасти трахеи.

После окончания перестройки организма покровы куколки лопаются и их них выходит взрослое животное.

 

3 .Прямое развитие (без метаморфоза). Характерно для рептилий, птиц, млекопитающих, головоногих моллюсков, малощетинковых кольчатых червей.

Причина прямого развития:

-Большое количество желтка в яйцеклетке либо внутриутробное развитие (в организме матери). Питание хорошее зародыша и развитие идет до формирования органов как у взрослого организма.

 

 

 

            

АДАПТАЦИИ К НАЗЕМНОМУ ОБРАЗУ ЖИЗНИ.

Жизнь возникла в воде и все адаптации исходно были связаны с водным образом жизни. В палеозойской эре членистоногие вышли на сушу, изменилась среда обитания, возникла необходимость в появлении новых приспособлений.

 

А. На суше, в отличии от водной среды, животные испытывают недостаток в воде, поэтому возникла необходимость в ее экономии. Это потребовало перестройку систем органов, в которых происходила потеря воды.

1.Через покров животные теряли воду из-за испарения, поэтому прежде всего изменилась кутикула. Появился третий слой в хитиновой кутикуле – эпикутикула, которая образована жироподобными веществами, которые не пропускают воду.

2. Выделительная система.  В воде нет необходимости экономить воду при выделении продуктов обмена, поэтому выводятся достаточно токсичные вещества (амиак) в большом количестве воды. На суше необходимо экономить воду, поэтому моча более концентрированная, выделяются менее токсичные вещества (гуанин, мочевая кислота)

Органы выделения – мальпигиевы сосуды – это слепые выросты стенки кишки, в которых происходит обратное всасывание воды.

3.Пищеварительная система. В задней кишке происходит обратное всасывание воды, что позволило уменьшить потери воды с выводимыми не переваренными остатками пищи.

4.Дыхательная система. Трахеи, легкие заглублены в полость тела, в отличии от наружных жабр ракообразных, с внешней средой связаны через маленькое отверстие-стигму, поэтому потери воды при выдохе минимальные.

5.Наличие метаболической воды. У многих наземных членистоногих есть жировое тело – это с одной стороны запас питательных веществ, а с другой стороны расщепление жиров дает много метаболической воды, необходимой для обменных процессов, протекающих в организме. (Жировое тело еще выполняет функцию почек-накопления).

 

Б. На суше не действует выталкивающая сила как в воде, поэтому возникает проблема облегчения веса тела животного.

1.Изменилось строение хитиновой кутикулы. Экзокутикула стала более легкой, т.к. теперь она инкрустирована для прочности денатурированными белками, а не пропитана солями кальция как у водных членистоногих.

2.Наблюдается тенденция к уменьшению размеров тела, особенно у летающих насекомых.

 

В. Проблема движения на суше решалась просто, т.к. уже у водных имелись членистые конечности. У наземных ходильные конечности одноветвистые. Наблюдается тенденция к уменьшению числа конечностей по сравнению с ракообразными.

 

Г. На суше возникли проблемы, связанные с оплодотворением и развитием зародыша.

1.Оплодотворение у наземных внутреннее (редко с помощью сперматофор). Гаметы не попадают во внешнюю среду и поэтому не высыхают.

2.Развитие зародыша происходит в яйце, богатым питательными веществами (желтком), появляются специальные оболочки, которые защищают развивающийся зародыш от высыхания. Также развитие может происходить с личиночной стадией, личинка может развиваться в другой среде (например, в воде).

 

                                 

                   ЧЛЕНИСТОНОГИЕ.

Систематика:

Им. Эукариоты

Ц. Животные

П/ц Многоклеточные

Раздел Двусторонне симметричные

П/р Целомические

Тип Членистоногие

П/т Жабродышашие

Класс ракообразные

Низшие ракообразные (дафнии, циклопы)

Высшие ракообразные (раки, крабы, креветки)

П/т Трахейнодышашие

Класс Многоножки (сколопендры)

Класс Насекомые

Отряды Прямокрылые (саранча, свечки, кузнечики, медведки) 20000 видов

          Термиты 2500 видов

          Тараканы (прусаки, черные тараканы) 3600 видов

          Стрекозы (коромысло, красотка и др.) 4500 видов

          Поденки 1600 видов

          Равнокрылые (цикадовые, тли, листоблошки, червецы) 30000 видов

          Полужесткокрылые (клопы) 4000 видов

          Вши (головная вошь, платяная вошь и др.) 300 видов

          Ручейники 3000 видов

          Чешуекрылые (бабочки) 100000 видов

           Жесткокрылые (жуки – колорадский жук, майский жук, короеды, долгоносики, 

          дровосеки и др.) 250000 видов

          Блохи 1000 видов

          Перепончатокрылые (осы, шмели, пчелы, муравьи и др.) 150000 видов

          Двукрылые (комары, мошки, москиты, мотыли, слепни, мухи, оводы и др.) 80000

          видов.

П/т Хелицеровые

Класс Мечехвосты (5 видов) (водные, малочисленные, вымирающие)

Класс Ракоскорпионы (вымерший класс 200 видов)

Класс Паукообразные

Отряд Пауки (20000 видов) (водяной паук, тарантул, каракурт)

       Скорпионы (600 видов)

       Клещи (10000 видов) (водяной клещ, трупный клещ, чесоточный зудень, железница

       угревая, иксодовый клещ и др.)

 

Происхождение:

От многощетинковых кольчатых червей в протерозойской эре. Выход на сушу в палеозойской эре.

 

Ароморфозы:

1. Хитиновая кутикула
2. Членистые конечности
3. Гетерономная метамерия
4. Специализированные органы дыхания (жабры, трахеи, легкие)
5. Ротовой аппарат (челюсти)
6. Печень
7. Головной мозг
8. Эндокринная система
9. Сердце
10. Дифференцированная мускулатура
11. Поперечнополосатая скелетная мышечная ткань

 

 

Среда обитания:

  Исходно водная морская, затем пресная и далее наземная (почвенная, воздушная)

 

Образ жизни:

Свободный, паразитический.

 

Ключевая черта в организации членистоногих:

Появление плотной хитиновой кутикулы (экзоскелета).

 

Особенности организации:

1. Внешнее строение.

Это 3-хслойные, целомические, многоклеточные животные билатерально симметричные.

Тело животных сегментировано. Сегментация гетерономная. Тело покрыто хитиновой кутикулой.

Кутикула – это продукт выделения эпителия. Она имеет сложное строение. Состоит из 2-3-х слоев. У водных – эндокутикула (эластичная) и экзокутикула (тяжелая, твердая, содержит соли Са), у наземных – эндокутикула (эластичная), экзокутикула (легкая, но прочная, инкрустирована денатурированными белками), эпикутикула (липидный слой, препятствующий испарению воды с поверхности тела, проникновению микроорганизмов в тело).

Хитиновая кутикула – это экзоскелет (защищает внутренние органы, является местом прикрепления скелетной мускулатуры).

Строение кутикулы – она состоит из склеритов и мягких сочленованных мембран, которые позволяют сегментам двигаться относительно друг друга.

Тело животного подразделяется на тагмы (отделы) – голова, грудь (или головогрудь) и брюшко. Голова у всех членистоногих образована головной лопастью (акроном) и 4-мя головными сегментами. Грудь и брюшко более изменчивы по числу сегментов. На конце брюшка имеется анальная лопасть (тельсон).

Конечности имеют членистое строение, между члениками суставы – подвижные сочленения. Конечности у большинства членистоногих дифференцированы. В процессе эволюции они произошли от параподий кольчатых червей и сначала были одинаковые и на всех сегментах тела (в настоящее время подобное строение характерно для многоножек). В дальнейшем конечности дифференцировались, приобретали разное строение и функции. На головных сегментах они превратились в ротовой аппарат, на груди в ходильные ножки, которые могут выполнять и другие функции(дыхание), на брюшке у водных – это плавательные ножки, а у наземных в основном редуцировались.

2. Стенка тела – КММ редуцировался. Эпителий однослойный, немерцательный, эпителиальные клетки слились, образовав симпласт – гиподерму. Часто она пигментирована.

3. Мышечная система – скелетная мускулатура поперечнополосатая. Эта ткань сокращается и расслабляется намного быстрее, чем гладкая. Мышцы пучковые, дифференцированные. Они крепятся с внутренней стороны к хитиновой кутикуле, причем сразу к двум сегментам тела или к двум членикам конечности. Мышцы парные – антагонисты.

4. Полость тела – смешанная (миксоцель) – это результат слияния первичной и вторичной полостей тела, в полости тела между органами жидкость – гемолимфа. При линьке полость тела увеличивает количество гемолимфы, увеличивается давление и разрывается старая кутикула.

5. Линька – характерна для всех членистоногих. Сбрасывается старая кутикула и в этот момент возможен рост животного. Рост прерывистый.

6. Эндокринная система – из передних ганглиев образуются железы внутренней секреции. Они регулируют процесс линьки, выделяют гормон линьки – экдизон, который обеспечивает согласованную работу всех систем органов при подготовке и в процессе линьки.

7. Пищеварительная система – сквозная дифферецированная. Передняя и задняя кишка имеют кутикулу (эктодермального происхождения), при линьке эта кутикула тоже вылинивает в виде трубочек. Для пищеварительной системы характерно наличие печени у водных, наличие слюнных желез, пилорических выростов у наземных.

8. Дыхательная система – появились специализированные органы дыхания – жабры у водных, трахеи и легкие у наземных.

9. Кровеносная система – незамкнутая. На спинной стороне появляется сердце – мышечный мешочек, лежащий в околосердечной сумке – остатке целома.

10. Выделительная система – у водный – видоизмененные целомодукты (зеленые железы), у наземных – мальпигиевы сосуды (слепые выросты стенки кишки). Органы выделения неметамерны. Есть почка накопления – жировое тело.

11. Нервная система – ганглионарного типа. Имеется головной мозг. Исходно состоит из 3-х отделов (протоцеребрум, дейтоцеребрум, тритоцеребрум). Брюшная нервная цепочка. Количество ганглиев напрямую связано с количеством сегментов тела, при слиянии сегментов сливаются и ганглии. От ганглиев отходят нервы, которые иннервируют органы данного сегмента.

12. Органы чувств – у большинства хорошо развиты,т.к животные пожвижные.

   Органы осязания – всевозможные щетинки на поверхности антенн, антеннул, конечностях. На щетинках кутикула очень тонкая, а в основании их находятся биполярные нейроны. Щетинки могут выполнять функции и химической чувствительности.

  Органы равновесия хорошо выражены у ракообразных.                                                          Органы зрения – простые глазки и фасеточные глаза. Видят образы и даже возможно цветовое зрение (у насекомых).                                                                                                                   Органы слуха – характерны для тех животных, которые сами издают какие-то звуки.

13. Половая система – размножение только половое. В основном животные раздельнополые. Для многих выражен половой диморфизм. Оплодотворение внешнее или с помощью сперматофоров у водных и внутреннее у наземных. Развитие с метаморфозом (непрямое) или без метаморфоза (прямое).