Зоология. Часть III : Тип членистоногие (Arthropoda)
Покупка
Новинка
Издательство:
Санкт-Петербургский государственный аграрный университет
Автор:
Турицин Владимир Сергеевич
Год издания: 2023
Кол-во страниц: 102
Дополнительно
В учебном пособии содержатся таксономические, морфологические и биологические характеристики основных представителей типа Членистоногие, которые рассматриваются на лабораторных и практических занятиях по зоологии, а также даны методические рекомендации по работе с указанными объектами.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 06.03.01: Биология
- 35.03.07: Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции
- 35.03.08: Водные биоресурсы и аквакультура
- 36.03.02: Зоотехния
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
В.С. ТУРИЦИН ЗООЛОГИЯ Часть III ТИП ЧЛЕНИСТОНОГИЕ (Arthropoda) У Ч Е Б Н О Е П О С О Б И Е для обучающихся по направлениям подготовки: 06.03.01 Биология, направленность (профиль) «Кинология»; 35.03.07 Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции, направленность (профиль) «Технология производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции»; 35.03.08 Водные биоресурсы и аквакультура, направленность (профиль) «Аквакультура», 36.03.02 Зоотехния, направленность (профиль) «Разведение, селекция, генетика и воспроизводство сельскохозяйственных животных» САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2023
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ В.С. ТУРИЦИН ЗООЛОГИЯ Часть III ТИП ЧЛЕНИСТОНОГИЕ (Arthropoda) У Ч Е Б Н О Е П О С О Б И Е для обучающихся по направлениям подготовки: 06.03.01 Биология, направленность (профиль) «Кинология»; 35.03.07 Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции, направленность (профиль) «Технология производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции»; 35.03.08 Водные биоресурсы и аквакультура, направленность (профиль) «Аквакультура»; 36.03.02 Зоотехния, направленность (профиль) «Разведение, селекция, генетика и воспроизводство сельскохозяйственных животных» САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2023
УДК 595.2(075.8) ББК 28.691.8я73 Т879 Рецензенты: руководитель курса медицинской паразитологии и тропических заболеваний кафедры инфекционных болезней Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова, заслуженный работник высшей школы РФ, доктор медицинских наук, профессор С.С. Козлов, кандидат биологических наук, доцент кафедры защиты и карантина растений ФГБОУ ВО СПбГАУ О.В. Сергеева. Турицин В.С. Зоология. Ч. III. Тип членистоногие (Arthropoda): учебное пособие для обучающихся по направлениям подготовки:06.03.01 Биология, направленность (профиль) «Кинология»; 35.03.07 Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции, направленность (профиль) «Технология производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции»; 35.03.08 Водные биоресурсы и аквакультура, направленность (профиль) «Аквакультура»; 36.03.02 Зоотехния, направленность (профиль) «Разведение, селекция, генетика и воспроизводство сельскохозяйственных животных». – СПб.: СПбГАУ, 2023. – 100 с. В учебном пособии содержатся таксономические, морфологические и биологические характеристики основных представителей типа Членистоногие, которые рассматриваются на лабораторных и практических занятиях по зоологии, а также даны методические рекомендации по работе с указанными объектами. Рекомендовано к изданию и публикации на электронном носителе для включения в информационные ресурсы университета согласно лицензионному договору Учебно-методическим советом СПбГАУ, протокол от 30.05.2023. © Турицин В.С., 2023 © ФГБОУ ВО СПбГАУ, 2023
ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ....................................................................................................................................... 4 Общая характеристика животных типа Членистоногие (Аrthropoda) .......................................... 5 ГЛАВА 1. ПОДТИП ТРИЛОБИТООБРАЗНЫЕ (TRILOBITOMORPHA) ...................... 8 1.1.Трилобит Азафус (Asaphus sp.) ............................................................................. ……10 ГЛАВА 2. ПОДТИП ЖАБЕРНОДЫШАЩИЕ (BRANCHIATA) ...................................... 12 2.1. Класс Ракообразные (Crustacea) ...................................................................................... 12 2.1.1. Речной рак узкопалый (Potamobius (=Astacus) leptodactylus Eschscholtz, 1823) . 13 2.1.2. Дафния (Daphnia pulex Leydig, 1860) ....................................................................... 20 2.1.3. Циклоп (Cyclops sp.) .................................................................................................. 22 2.1.4. Эргазил (Ergasilus sieboldi Nordmann, 1932) ........................................................... 25 2.1.5. Карповая вошь, или карпоед (Argulus foliaceus Linnaeus, 1758) ........................... 26 ГЛАВА 3. ПОДТИП ХЕЛИЦЕРОВЫЕ (CHELICERATA) ................................................ 29 3.1. Класс Меростомовые (Merostomata) ............................................................................... 29 3.1.1. Мечехвост (Limulus polyphemus Linnaeus, 1758) .................................................... 29 3.2. Класс Паукообразные (Arachnida) ................................................................................... 32 3.2.1. Пёстрый скорпион (Mesobuthus eupeus C. L. Koch, 1839) ...................................... 33 3.2.2. Ложноскорпион книжный (Chelifer cancroides Linnaeus, 1758) ............................ 36 3.2.3. Паук-крестовик (Araneus diadematus Clerck, 1757) ................................................ 39 3.2.4. Южнорусский тарантул (Lycosa singoriensis Laxmann, 1770) ............................... 43 3.2.5. Каракурт (Latrodectus tredecimguttatus Rossi, 1790) ............................................... 44 3.2.6. Сольпуга обыкновенная (Galeodes araneoides Pallas, 1772) .................................. 46 3.2.7. Сенокосец обыкновенный (Phalangium opilio Linnaeus, 1758) .............................. 48 3.3. Подкласс Клещи (Acari) ................................................................................................... 50 3.3.1. Собачий клещ (Ixodes ricinus Linnaeus, 1758) ......................................................... 51 3.3.2. Чесоточный зудень (Sarcoptes scabiei Linnaeus, 1758) ........................................... 54 3.3.3. Морской паук (Nymphon sp.) ..................................................................................... 56 ГЛАВА 4. ПОДТИП ТРАХЕЙНОДЫШАЩИЕ (TRACHEATA) ...................................... 59 4.1. Надкласс Многоножки (Myriapoda) ................................................................................ 59 4.1.1. Обыкновенная костянка (Lithobius forficatus Linnaeus, 1758) ............................... 59 4.1.2. Кивсяк (Julus (=Ommatoiulus) sabulosus Linnaeus, 1758) ....................................... 62 4.2. Надкласс Шестиногие (Hexapoda) ................................................................................... 64 4.2. Класс Насекомые (Insecta) ............................................................................................... 64 4.2.1. Таракан мраморный, или пепельный (Nauphoeta cinerea Olivier, 1789) ............... 66 4.2.2. Ротовые органы насекомых ...................................................................................... 68 4.2.3. Строение и типы антенн насекомых ........................................................................ 74 4.2.4. Строение и типы конечностей насекомых .............................................................. 76 4.2.5. Строение и типы крыльев насекомых ...................................................................... 78 4.2.6. Анатомия таракана ..................................................................................................... 79 4.2.7. Типы личинок и куколок насекомых ....................................................................... 82 4.2.8. Вошь человеческая головная (Pediculus humanus capitis De Geer, 1767) ............. 85 4.2.9. Клоп постельный (Cimex lectularius Linnaeus, 1758) .............................................. 89 4.2.10. Блоха кошачья (Ctenocephalides felis Bouché, 1835) ............................................. 91 4.2.11. Комар обыкновенный (Culex pipiens Linnaeus, 1758) ........................................... 94 ЗАКЛЮЧЕНИЕ .......................................................................................................................... 99 ЛИТЕРАТУРА .......................................................................................................................... 100 3
ВВЕДЕНИЕ Целью освоения дисциплины «Зоология» является изучение основных групп животных от простейших до млекопитающих, их макросистематики, морфологии, анатомии, филогении, жизненных циклов наиболее важных видов. Особое внимание уделяется видам животных, имеющим практическое значение. Одновременно необходимо получить навыки работы с оптическими приборами, изучить методы сбора, идентификации и препарирования животных, изучить основы латинского языка, используемого в биологии. В результате освоения зоологии студент должен: Знать о многообразии животного мира, о принципах его систематики, об основах строения, жизненных циклах и филогении наиболее важных видов животных, об их положении в системе органического мира, теоретическом и прикладном значении, о единстве животного мира, знание о котором формируется при сравнительно-анатомическом изучении животных, а также основы биологической латыни и таксономии животных, зоологическую и общебиологическую терминологию, основных представителей местной и мировой фауны. Уметь пользоваться оптикой и зоологическим инструментарием, собирать, фиксировать и обрабатывать материал в полевых и лабораторных условиях, систематизировать и излагать усвоенный материал. Владеть навыками микрокопирования, анатомирования животных, их идентификации с помощью определителей и других литературных источников. В результате освоения дисциплины формируются следующие компетенции: у обучающихся по направлениям «Водные биоресурсы и аквакультура» и «Технология производства и переработки с\х продукции»: - способность решать типовые задачи профессиональной деятельности на основе знаний основных законов математических, естественно-научных и общепрофессиональных дисциплин с применением информационнокоммуникационных технологий (ОПК-1); у обучающихся по направлению «Зоотехния» – способен обосновывать и реализовывать в профессиональной деятельности современные технологии с использованием приборноинструментальной базы и использовать основные естественные, биологические и профессиональные понятия, а также методы при решении общепрофессиональных задач (ОПК-4); у обучающихся по направлению «Биология»: - владение базовыми представлениями о разнообразии биологических объектов, способность понимать значение биоразнообразия для устойчивости биосферы, способность использовать методы наблюдения, описания, идентификации, классификации, культивирования биологических объектов (ОПК-3). В III части пособия содержатся таксономические, морфологические и биологические характеристики представителей самого богатого видами типа животных – Членистоногие, которые рассматриваются на лабораторных и 4
практических занятиях по зоологии, а также даны методические рекомендации работы с указанными объектами. В конце каждой темы приводится список контрольных вопросов. Текст сопровождается рисунками, которые облегчают понимание строения и жизненных циклов животных. Для проведения занятий используются в основном сухие и фиксированные в спирте объекты, а также постоянные микроскопические и макроскопические (влажные) препараты. Из оборудования необходимы оптические приборы (микроскопы и бинокуляры), лотки для микропрепаратов. Для изучения анатомии нужны ножницы, пинцеты, препаровальные иглы, портновские булавки, чашки Петри, стаканчики с водой или физиологическим раствором и ванночки с восковым дном. Общая характеристика животных типа Членистоногие (Аrthropoda) Тип Членистоногие - группа первичноротых организмов. Это самый большой тип животных, который объединяет по разным данным от 1,5 до 10 миллионов видов, обитающих практически во всех экосистемах Земли. Размеры тела варьируют от долей миллиметра до нескольких десятков сантиметров. Тело членистоногих обладает истинной метамерией. Оно гетерономно сегментировано, и каждому сегменту в общем случае соответствует пара конечностей. Группы сегментов образуют несколько отделов (тагмы). Головной отдел обычно хорошо обособлен и несет ротовые придатки (видоизмененные конечности) и органы чувств (глаза, усики). Так же выражен и грудной отдел, несущий ходильные конечности и крылья (у насекомых). У ряда групп голова и грудь сливаются, образуя головогрудь. Брюшной отдел тела обычно членистый и чаще всего лишен развитых конечностей. Число сегментов, входящих в указанные отделы, у разных групп отличается. У некоторых представителей (клещей) все сегменты тела сливаются в одно целое. Конечности состоят из нескольких члеников, которые подвижно соединены между собой и с телом с помощью суставов. Конечности, прикрепленные к разным тагмам (отделам тела), морфологически и функционально могут сильно отличаться. Покровы представлены гиподермой (однослойным эпителием), которая выделяет на поверхность кутикулу, состоящую из хитина. В ряде случаев кутикула пропитывается карбонатом кальция, что увеличивает ее прочность. Таким образом, покровы формируют наружный скелет (рис. 1). Он представлен отдельными прочными склеритами, соединенными несклеротизированными тонкими перепонками. Такое строение обеспечивает подвижность сегментов, составляющих тело. В связи с наличием экзоскелета рост членистоногих может происходить только путем линьки –периодического сбрасывания кутикулярной 5
оболочки. После линьки тело растет, а гиподерма выделяет новую кутикулу, которая через некоторое время затвердевает. Рис. 1. Схема строения кожного покрова насекомого (по Weber, 1933): 1 – гиподерма; 2 – базальная мембрана; 3 – эндокутикула; 4 – поровый каналец; 5 – экзокутикула; 6 - эпикутикула; 7 – волосок; 8 –валик у основания волоска; 9 – клетка, образующая волосок; 10 – шипики Мускулатура представлена отдельными пучками поперечно-полосатых волокон, которые не образуют сплошного мышечного мешка и крепятся непосредственно к внутренней стенке сегментов тела и конечностей. В процессе эмбрионального развития целомические мешки закладываются в каждом сегменте, однако при дальнейшем органогенезе их полость (целóм) объединяется с первичной полостью тела, в результате чего образуется миксоцель (смешанная полость тела). Сквозной кишечник состоит из переднего, среднего и заднего отделов. При этом передняя и задняя кишка имеют тонкую кутикулярную выстилку. В зависимости от типа питания пищеварительная система имеет очень разнообразное строение. Кровеносная система незамкнутая. На спинной стороне тела расположено мешковидное или трубчатое многокамерное сердце, от которого отходят сосуды. Кровь (гемолимфа) проталкивается сердцем в сосуды (аорта, артерии) и затем изливается в полость тела, омывая при этом внутренние органы. В дальнейшем через специальные отверстия (остии) гемолимфа засасывается обратно в полость сердца. Дыхательная система разнообразного строения. У первичноводных членистоногих (ракообразных) газообмен происходит через жабры, которые находятся на конечностях (рис. 2, А, Б). У наземных животных органами дыхания служат обычно трахеи, например у многоножек и насекомых (рис.2, В) или листовидные легкие пауков и скорпионов (рис. 2, Е). У вторичноводных членистоногих (личинок стрекоз, поденок, веснянок и др.) имеются своебразные трахеальные жабры, представляющие собой листовидные или нитевидные выросты тела, пронизанные трахеями (рис. 2, Г, Д). У мелких клещей специальные органы дыхания отсутствуют, и газообмен осуществляется через тонкую кутикулу. 6
Рис. 2. Органы дыхания членистоногих (из разных источников). А – ходильная конечность рака; Б – расположение жабр у рака; В – трахеи; Г – положение трахеальных жабр; Д – строение трахеальной жабры: 1 – конечность; 2 – жабры; 3 – трахеальный ствол со спиральной хитиновой нитью; 4 – трахеоли; 5 – лепестки трахеальных жабр; 5 – тонкие трахеи, пронизывающие жаберный лепесток Выделительная система представлена у первичноводных членистоногих видоизмененными метанефридиями, расположенными в передней части тела (коксальные железы), а у наземных форм наряду с коксальными железами формируются длинные трубки, одни конец которых слепо замкнут, а другой впадает в кишечник на границе средней и задней кишки. Такие образования называются мальпигиевыми сосудами. Нервная система членистоногих в общем плане схожа с таковой кольчатых червей и состоит из пары развитых надглоточных ганглиев (головной мозг), окологлоточного кольца и брюшной нервной цепочки. В головном мозге чаще всего выделяют три отдела: протоцеребрум, дейтоцеребрум и тритоцеребрум. В общем случае в каждом сегменте тела имеются ганглии. Однако в процессе олигомеризации наблюдается концентрация нервной системы и образование крупных нервных узлов. В ряде случаев все ганглии сливаются в одну большую нервную массу. Членистоногие раздельнополые животные. При этом размножение происходит с оплодотворением, реже – путем партеногенеза. Чаще всего они откладывают яйца, но встречается и живорождение. Развитие различных групп может идти как с метаморфозом (имеется фаза личинки), так и без него. У некоторых паразитических ракообразных известно даже бесполое размножение – почкование. Тип делится на подтипы: Трилобитообразные (Trilobitomorpha), Жабернодышащие (Branchiura), Хелицеровые (Chelicerata) и Трахейнодышащие (Tracheata). 7
ГЛАВА 1. ПОДТИП ТРИЛОБИТООБРАЗНЫЕ (TRILOBITOMORPHA) Подтип объединяет вымерших представителей трех классов - Трилобиты (Trilobita), Марелломорфы (Marrellomorpha) и Меростомоидеи (Merostomoidea). Здесь будут рассмотрен только первый класс. Трилобиты – вымершая группа водных членистоногих. Длина их варьировала от нескольких миллиметров до 70 см. Тело трилобитов состояло из головного отдела (цефалон), туловища и заднего отдела (пигидий). Сверху тело покрывалось твердым панцирем, а снизу – нежной кутикулой, и при опасности животные сворачивались, как это делают современные мокрицы. У некоторых видов спинной панцирь имел различные шипы и выросты. Головной отдел покрыт щитом, который обычно имеет полукруглую форму. Центральная, несколько выпуклая часть щита, называется глабель, а боковые части – щеки. Задние концы щек часто заострены и образуют шипы. На поверхности щита имелась пара хорошо развитых сложных глаз, которые иногда располагались на длинных стебельках. Каждый такой глаз состоял из множества глазков-фасеток, которых насчитывалось от 15 до 15000, каждый из которых имел собственную роговицу и хрусталик. У некоторых видов отмечают наличие небольших (простых) глазков на глабели и переднем крае головного щита. На нижней части головы располагалось ротовое отверстие и длинные усики, называемые антеннами (рис. 3, А). Кроме того, на нижней поверхности головного отдела прямо под глабелью находилась хитиновая пластинка – гипостома, которую иногда называют верхней губой. Также гипостома защищала внутренние органы трилобита, расположенные в головной части. Туловищный отдел состоял из различного числа гомономных (одинаковых) сегментов. Спинная сторона туловища явно разграничена на три части – центральную, выпуклую часть (рахис) и две боковые – плевры. Задний отдел – пигидий – образован сросшимися задними сегментами туловища и покрыт щитом. У некоторых видов этот отдел также сегментирован и поэтому не явно выражен. К нижней части каждого отдела тела крепились конечности (рис. 3, Б). На головном отделе их имелось 4 пары, а на каждом сегменте туловища и пигидия - 1 пара. Все конечности были схожи по строению. Они состояли из нескольких члеников и заканчивались обычно коготком (эндоподит). Основной (первый) членик каждой конечности имел наружный членистый вырост с жаберными лепестками (экзоподит), направленный наружу. С внутренней стороны основной членик имел жевательный вырост (гнатобаза). Жевательные выросты каждой пары ног были обращены навстречу друг другу (рис. 3, В). Ротовые конечности имели такое же строение и не представляли собой специализированный ротовой аппарат. Трилобиты обитали в морях – как на мелководье, так и на значительных глубинах. Они вели придонный образ жизни, питаясь различными живыми и мертвыми беспозвоночными и, вероятно водорослями. Некоторые виды закапывались в ил и там разыскивали пищу. 8
Трилобиты были раздельнополыми животными. У самок ряда видов на передней части цефалона имелась выводковая сумка. Они после спаривания откладывали яйца, из которых выходили личинки. Тело этих личинок состояло из головной лопасти и пигидия. После каждой линьки увеличивалось число туловищных сегментов. Таким образом, их развитие шло с метаморфозом. Рис. 3. Схема строения трилобита (по Raymond, 1920): А – спинная сторона; Б – брюшная сторона; В – поперечный разрез тела. 1 – головной отдел (цефалон); 2 – туловище; 3 – хвостовой отдел (пигидий); 4 – антенны; 5 – глабель; 6 – щеки; 7 – фасеточные глаза; 8 – рахис; 9 – плевры; 10 – гипостома; 11 – конечности; 12 – анус; 13 – основной членик; 14 – жевательный вырост (гнатобаза); 15 – экзоподит; 16 – эндоподит Расцвет этой группы пришелся на кембрийский период палеозойской эры, но уже к концу этой эры трилобиты практически вымерли. Причиной вымирания 9