Сравнительная характеристика высших и низших ракообразных. Медицинское значение ракообразных

Ракообразные - древние водные животные, имеющие сложное расчленение тела, покрытого хитиновым панцирем, за исключением обитающих на суше мокриц. У них имеется до 19 пар членистых ног, выполняющих различные функции: захват и измельчение пищи, передвижение, защита, спаривание, вынашивание молоди. Питаются эти животные червями, моллюсками, низшими ракообразными, рыбами, растениями, а раки едят и мертвую добычу - трупы рыб, лягушек и других животных, выполняя роль санитаров водоемов, тем более, что предпочитают очень чистую пресную воду.

Низшие ракообразные - дафнии и циклопы, представители зоопланктона - служат пищей для рыб, их мальков, беззубых китов. Многие ракообразные (крабы, креветки, лангусты, омары) - промысловые или специально разводимые животные.

В Красную книгу СССР внесены 2 вида ракообразных.

Общая характеристика

С медицинской точки зрения представляют интерес некоторые виды планктонных ракообразных как промежуточные хозяева гельминтов (циклопы и диаптомусы).

До недавнего времени Класс Ракообразные разделяли на два подкласса - низшие и высшие раки. В подкласс низших раков объединяли листоногих, челюстеногих и ракушковых раков. В настоящее время признано, что такое объединение невозможно, так как эти группы раков различны по своему происхождению.

В данном разделе Класс Ракообразные будет рассматриваться по старой классификации.

Тело ракообразных разделяется на головогрудь и брюшко. Головогрудь состоит из сегментов головы и груди, сливающихся в общий, обычно нерасчлененный отдел тела. Брюшко чаще расчленено.

У всех ракообразных имеется 5 пар конечностей головы. Первые 2 пары представлены членистыми усиками; это так называемые антеннулы и антенны. Они несут на себе органы осязания, обоняния и равновесия. Следующие 3 пары - ротовые конечности - служат для захвата и измельчения пищи. К ним относят пару верхних челюстей, или мандибул, и 2 пары нижних челюстей - максилл. Каждый сегмент груди несет по паре ног. К ним относятся: ногочелюсти, участвующие в удерживании пищи, и локомоторные конечности (ходильные ноги). Брюшко у высших раков тоже несет конечности - плавательные ножки. У низших их нет.

Для ракообразных характерно двуветвистое строение конечностей. В них различают основание, наружную (дорсальную) и внутреннюю (вентральную) ветви. Такое строение конечностей и наличие на них жаберных выростов подтверждает происхождение ракообразных от многощетинковых кольчатых червей, имеющих двуветвистые параподии.

В связи с эволюцией в водной среде у ракообразных развились органы водного дыхания - жабры. Они нередко представляют собой выросты на конечностях. Кислород доставляется кровью из жабер к тканям. Низшие раки имеют бесцветную кровь, называемую гемолимфой. У высших раков имеется настоящая кровь, содержащая пигменты, связывающие кислород. Пигмент крови речного рака - гемоцианин - содержит атомы меди и придает крови голубой цвет.

Органами выделения служат одна или две пары видоизмененных метанефридий. Первая пара локализована в передней части головогруди; ее проток открывается у основания антенн (антеннальные железы). Проток второй пары открывается у основания максилл (максиллярные железы).

Ракообразные, за редкими исключениями, раздельнополы. Развиваются обычно с метаморфозом. Из яйца выходит личинка науплиус с несегментированным телом, 3 парами конечностей и одним непарным глазом.

Подкласс Entomostraca (низшие раки) .

Низшие раки живут как в пресных водах, так и в морях. Они имеют важное значение в биосфере, являясь существенной частью пищевого рациона многих рыб и китообразных. Наибольшее значение имеют веслоногие рачки (Copepoda), служащие промежуточными хозяевами гельминтов человека (дифиллоботрииды и ришта). Они встречаются повсеместно в прудах, озерах и других стоячих водоемах, населяя толщу воды.

Общая характеристика

Тело рачка расчленено на сегменты. Сложная голова несет один глаз, две пары антенн, ротовой аппарат плюс пару ножек-челюстей. Одна пара антенн намного длиннее другой. Эта пара антенн сильно развита, их главная функция – движение. Также нередко они служат для удержания самки самцом при спаривании. Грудь из 5 сегментов, грудные ноги с плавательными щетинками. Брюшко из 4 сегментов, на конце - вилочка. В основании брюшка самки 1 или 2 яйцевых мешка, в которых развиваются яйца. Из яиц выходят личинки науплии. Выклюнувшиеся науплии своим видом совершенно не похожи на взрослых рачков. Развитие сопровождается метаморфозом. Веслоногие рачки питаются органическими остатками, мельчайшими водными организмами: водорослями, инфузориями и т.д.. Обитают в водоемах круглый год.

Наиболее распространен род диаптомус (Diaptomus)

Диаптомусы обитают в открытой части водоемов. Размер рачка до 5 мм. Тело покрыто довольно твердым панцирем в связи, с чем он неохотно поедается рыбами. Цвет зависит от питательной базы водоема. Диаптомусы имеют 11 пар конечностей. Антеннулы одноветвисты, антенны и ножки грудных сегментов двуветвисты. Особенно большой длины достигают антеннулы; они длиннее тела. Широко разбрасывая их, диаптомусы парят в воде, грудные конечности обусловливают скачкообразные движения рачков. Ротовые конечности находятся в постоянном колебательном движении и подгоняют взвешенные в воде частицы к ротовому отверстию. У диаптомусов в размножении принимают участие оба пола. У самок диаптомуса в отличие от самок циклопа есть только один яйцевый мешок.

Виды рода Cyclops (циклопы)

населяют преимущественно прибрежные зоны водоемов. Антеннулы у них короче, чем у диаптомусов, и участвуют наряду с грудными ножками в движении скачками. Окраска циклопов зависит от вида и цвета пищи, которой они питаются (серая, зеленая, желтая, красная, коричневая). Размер их достигает 1-5,5 мм. В размножении принимают участие оба пола. Оплодотворенные яйца самка вынашивает в яйцевых мешках (у циклопов их два), прикрепленных у основания брюшка.

По своему биохимическому составу веслоногие рачки стоят в первой десятке высокобелковых кормов. В аквариумистике "циклоп" чаще всего используется для вскармливания подросшей молоди и мелких по размерам видов рыб.

Дафнии, или водяные блохи

передвигаются скачкообразно. Тело дафнии, длиной 1-2 мм, заключено в двустворчатую прозрачную хитиновую раковину. Голова вытянута в направленный на брюшную сторону клювоподобный вырост. На голове находится один сложный фасеточный глаз и перед ним простой глазок. Первая пара усиков маленькая, палочковидная. Усики второй пары сильно развитые, двуветвистые (с их помощью дафния плавает). На грудном отделе имеются пять пар листовидных ножек, на которых находятся многочисленные перистые щетинки. Все вместе они образуют фильтрационный аппарат, служащий для отфильтровывания из воды мелких органических остатков, одноклеточных водорослей и бактерий, которыми питаются дафнии. У основания грудных ножек расположены жаберные лопасти, в которых происходит газообмен. На спинной стороне тела находится бочонковидное сердце. Кровеносных сосудов нет. Через прозрачную раковину хорошо видны слегка изогнутый трубковидный кишечник с пищей, сердце, а под ним выводковая камера, в которой развиваются личинки дафний.

Подкласс Malacostraca (высшие раки) . Строение значительно сложнее, чем у низших раков. Наряду с мелкими планктонными формами встречаются относительно крупные виды.

Высшие раки - обитатели морских и пресных водоемов. На суше из этого класса живут только мокрицы и некоторые раки (рак пальмовый). Некоторые виды высших раков служат объектом промысла. В морях Дальнего Востока добывается исполинский тихоокеанский краб, ходильные ноги котороого используются в пищу. В Западной Европе добывается омар и лангуст. Помимо того раки имеют санитарное значение, т.к. освобождают водоемы от трупов животных. Пресноводные раки и крабы в странах Востока являются промежуточными хозяевами для легочного сосальщика.

Типичный представитель высших раков - речной рак.

Отрасль биологии, занимающаяся изучением животных организмов, населяющих земной шар, называется зоологией. Один из ее разделов непосредственно рассматривает группу многоклеточных животных - ракообразных. Их строение, особенности жизнедеятельности, а также значение ракообразных в природе и жизни человека будут рассмотрены в данной статье.

Систематика ракообразных

Среди беспозвоночных организмов, заселяющих нашу планету, выделяются животные, которые объединяются в Ракообразные являются одним из надклассов этого таксона, представители которого обитают в основном в пресной или морской воде. Лишь некоторые из них, например мокрицы и сухопутные крабы, живут на влажных наземных участках. В Надкласс Ракообразные входят: класс низших раков и класс высших (десятиногих) раков.

В свою очередь, каждый из этих таксонов состоит из более мелких систематических групп - отрядов. Низшие ракообразные служат основой зоопланктона, поэтому они имеют важное значение в природе и жизни человека. По существу, будучи одним из первых звеньев в пищевых цепях питания, низшие раки являются кормовой базой для рыб и водных млекопитающих. Благодаря представителям отрядов равноногих, веслоногих и ветвистоусых, морские обитатели получают полноценный белковый корм, так как в состав тела низших раков входят легкоусваиваемые полипептиды.

В класс высших ракообразных входит один отряд - десятиногих раков, который представлен такими животными, как крабы, омары, лангусты и креветки.

Особенности строения ракообразных

В основу деления животных на классы положены прежде всего различия во внешнем строении этих организмов. У низших раков, таких как циклоп (отряд веслоногих), дафния (отряд ветвистоусых), мокрица (отряд равноногих), тело содержит непостоянное количество сегментов (члеников), а на брюшке отсутствуют конечности. На последнем его сегменте есть специфическое образование - вилочка. Само тело имеет мягкую и тонкую хитиновую оболочку, через которую просвечиваются внутренние органы животных.

Высшие же ракообразные, представители которых имеют твердый хитиновый панцирь, пропитанный известью, отличаются еще и строгим разделением тела на головогрудь и брюшко с постоянным количеством члеников в них. Так, у речного рака в головогрудном отделе 5 и 8 сегментов соответственно, а брюшко имеет 6 члеников. Также высшие раки, в отличие от низших, имеют на брюшке плавательные ножки.

Обмен веществ и жизнедеятельность

Как было уже сказано ранее, жизнь ракообразных протекает преимущественно в воде. Поэтому у них явственно проявляются так называемые идиоадаптации - приспособления к специфической среде обитания: дыхание всей поверхностью тела или жабрами, обтекаемая форма тела, панцирь, состоящий из хитина и пропитанный водоотталкивающим веществом - карбонатом кальция.

Системы ракообразных, такие как кровеносная, дыхательная и выделительная, обеспечивают гомеостаз - поддержание нормального уровня обмена веществ. Нужно отметить, что у всех ракообразных а сердце имеет вид пятиугольного мешковидного органа с 3 парами клапанов. От него к головогруди и брюшку отходят артерии, по которым кровь переносит питательные вещества и кислород ко всем органам животного, выливаясь в смешанную полость тела, называемую миксоцелем. Из нее уже венозная кровь поступает в жабры, где освобождается от диоксида углерода и насыщается кислородом, превращаясь в артериальную. Через отверстия в околосердечной сумке она поступает непосредственно в сердце.

Щитни - своеобразная группа ракообразных

Эти животные, представляющие собой группу пресноводных обитателей, могут жить в пересыхающих водоемах. Когда вода испаряется, сам щитень закапывается в почву и определенное время не теряет своей жизнеспособности. Яйца, отложенные самкой на дно водоема, могут сохраняться до 15 лет. Они легко переносятся ветром вместе с частицами почвы, поэтому щитни живут практически везде за исключением Антарктиды и африканских пустынь.

Жизненный цикл ракообразных

У представителей этого надкласса встречаются как простые его формы, например прямое развитие речного рака, так и более сложные, включающие личиночные стадии. В этом случае развитие называется непрямым. Оно характерно для отрядов веслоногих и ветвистоусых, а также встречается и у высших раков, например, омаров или лангустов. Ракообразные, представители которых имеют пелагические или планктонные формы личинок, так называемые науплиусы и зоеа, широко распространены в природе: это обитатели прибрежных вод Австралии, Северной Америки, Европы. Все фазы жизненного цикла ракообразных контролируются их эндокринной системой, представленной андрогенными, посткомиссуральными и синусовыми железами. Они выделяют гормоны, регулирующие процессы полового созревания, линьки и превращения личинок во взрослые особи.

Значение ракообразных в природе и жизни человека

Животные, входящие в отряд например омары (лобстеры), лангусты, крабы, являются ценными промысловыми видами, обеспечивающими человека деликатесным и высокобелковым мясом. Большое значение имеют представители низших раков: циклопы, дафнии, являющиеся например, таких ценных, как лососевые и осетровые.

Мы убедились, что эти животные, входящие в Тип Членистоногие, являются важным звеном в природных экосистемах нашей планеты и значение ракообразных в природе и жизни человека не следует недооценивать. Некоторые виды этих животных (к примеру, широкопалый речной занесены в Красную книгу, и их уничтожение преследуется по закону.

Профилактика и меры борьбы. Для борьбы с тараканами используют инсектициды, различные при-

манки и другие средства. Необходимо сделать недоступными для них пищевые продукты и воду, тогда они сами будут искать другое место обитания.

Семейство Cimicidae (постельные клопы). Морфология и биология развития. На людей нападают Cimex lectularius и C. hemipterus. Постельные клопы (рис. 4.25) имеют уплощенное тело с утраченными крыльями. Ротовой аппарат колюще-сосущего типа. Глаза выпуклые, но видят клопы

плохо. Наиболее сильно у них развито обоняние. Клоп на большом

расстоянии различает запах добычи (до нескольких метров) и ползет к ней. Ноги бегательные, с трехчленистыми лапками.

Размер и цвет клопа зависят от степени его насыщения: насосавшийся крови клоп раздувается до 0,5-0,8 см, окраска его становится краснее. В слюне содержатся ядовитые секреты, поэтому укусы болезненны. Представителям данного семейства свойственны пахучие железы. Яйца имеют крышечку на верхнем конце.

Самки постельных клопов ежедневно откладывают от 1 до 12 яиц,

Рис. 4.25. Постельный клоп Cimex lectu-

laris.

которые приклеивают желатинообразным секретом к стенам, мебели и другим местам. При комнатной температуре развитие яйца до выхода одной личинки продолжается 6-8 нед. Для перехода в последующие стадии развития личинка каждый раз обязательно должна насосаться крови, при этом объем выпиваемой крови увеличивается с 1-3 до 7 мг. Личинки старших возрастов и половозрелые клопы могут голодать по 18 мес. Изголодавшийся клоп становится почти прозрачным, плоским и бесцветным. Постельный клоп ведет ночной образ жизни, но у голодного клопа поведение меняется: он выползает «на охоту» даже при ярком свете. Взрослый клоп за 1 мин преодолевает расстояние свыше 1 м. На человека могут нападать и другие виды клопов, естественными хозяевами которых являются голуби, городские ласточки или летучие мыши. В отсутствие людей они кусают мышей, крыс, кур и других животных. Кровососание длится около 10- 15 мин у взрослых особей и меньше у нимф и повторяется каждые 3 дня. Днем насекомые прячутся в темных сухих местах в постелях, матрацах, трещинах стен, щелях полов и в мебели. Их также можно обнаружить за картинами и обоями. В местах укрытия они и плодятся. В странах с теплым климатом клопы в изобилии присутствуют в спальнях. В условиях более холодного климата они живут в обогреваемых спальнях, поскольку могут развиваться только при температуре не ниже 13 °С. Взрослые особи могут без пищи выживать в течение нескольких лет. Постельные клопы распространены повсеместно.

Регенерация, архитомия, паратомия малощетинковых червей.

Бесполое размножение у олигохет довольно обычно и притом встречается в различных формах.

В более простых случаях происходит архитомия, при которой тело олигохеты распадается на несколько участков или даже отдельные сегменты, из которых каждый может развиваться в нового червя. В случаях паратомии на том месте, где должно произойти отделение заднего участка тела, развивается регенеративная зона. В этой зоне образуются сегменты, часть которых развивает задний участок материнской (передней) особи, тогда как другие образуют передний (головной) участок дочерней (задней) особи.

Прежде чем образовавшаяся таким образом дочерняя особь отделится от материнского тела, в регенеративной зоне начинается снова описанный процесс. Так возникают целые цепочки этих особей (например, у Chaeto-gaster).

Регенерация . Сказанное выше само по себе говорит о высокой регенеративной способности олигохет. Дождевой червь принадлежит к числу классических объектов по изучению регенерации. Несколько члеников, вырезанных, например, из тела Lumbricus rubellus, регенерируют в целого червя. Наблюдения над другой формой, а именно Allolobophora longa показали, что уже из отрезка, содержащего 9-13 члеников, вырастает целый червь. У представителей рода Lumbriculus каждый членик способен восстановить всего червя, несмотря на то, что тело последнего состоит из 100-150 члеников

Голубой кубинский рак

Ракообразные обитают в водных или влажных условиях и являются близкими родственниками насекомых, пауков и других представителей членистоногих (тип Arthropoda). Особенность их эволюционного ряда заключается в уменьшении количества метамерных (одинаковых) сегментов посредством их слияния друг с другом и образования более сложных фрагментов тела. По данному признаку и еще остальным характеристикам выделяют две группы: низшие и высшие ракообразные. Итак, давайте знакомится с этими животными ближе.

Низшие и высшие ракообразные: характерные отличия

Низшие ракообразные отличаются мелкими, вплоть до микроскопических размерами. Кроме того, они не имеют брюшных конечностей, а только грудные. В отличие от примитивных форм высшие ракообразные характеризуются постоянным (6 штук) количеством одинаковых сегментов тела. Для просто устроенных рачков число таких образований колеблется от 10 до 46. При этом их конечности, как правило, двуветвисты. В то время как, у некоторых высокоразвитых животных данный признак исчезает. Так, у речного рака грудные конечности имеют одну ветвь.

Вишневые креветки

Креветка Lysmata amboinensis и гигантская мурена

Для низших ракообразных характерен более мягкий хитиновый покров. Некоторые из них (дафния, в частности) обладают прозрачными оболочками, через которые видно внутреннее строение. Дыхательная система у высших ракообразных представлена жабрами. Более примитивные формы дышат всей поверхностью своего тела, при этом кровеносное русло у некоторых может быть полностью утрачено. Нервная система высокоразвитых видов, обладающих многообразием поведенческих реакций, имеет усложненное строение.

Дафния (лат. Daphnia) - род планктонных ракообразных

Для этих животных характерны хорошо развитые наружные образования, выполняющие функцию равновесия (статоцисты); щетинки, покрывающие все тело, повышающие чувствительность; органы, улавливающие химические составляющие среды. Некоторые низшие ракообразные не имеют окологлоточного кольца, их мозг более примитивен, в то время как у более развитых организмов происходит слияние ганглиев, усложнение их структуры.

Лобстер, он же омар (лат. Nephropidae)

Разнообразие биологических форм низших и высших ракообразных

Креветка «Красный кристалл»

Особую промысловую роль для человека играют высшие виды ракообразных, в частности речной рак, краб, омар, лангуст, креветка. Полезным продуктом, состоящим из планктонных рачков Bentheuphausia amblyops , является мясо криля. Таким же образом жизни обладает Macrohectopus branickii , живущий в озере Байкал. Сухопутные мокрицы, обитающие во влажной почве, также относятся к высокоразвитым представителям.

Cambarellus patzcuarensis представляет собой эндемичный тип раков

Бокоплав Парвекса, эндемичное ракообразное, обитающее в о. Байкал

Рак — богомол (лат. Odontodactylus scyllarus), также известный, как креветка — богомол

А более подробно с различными видами, относящимися к этому классу, с низшими и высшими ракообразными, вас познакомят новые статьи онлайн журнала «Подводный мир и все его тайны»: