Ракообразные – описание, признаки, питание, размножение и классификация

Ракообразные (Crustacea) – подтип членистоногих, который включает в себя следующие наиболее известных животных: крабов, омаров, креветок, криль, раков, мокриц и усоногих. На сегодняшний день открыто около 70000 видов. Ракообразные развивались в море и по сей день, являются единственным подтипом членистоногих, для которого водная среда является основной. Есть несколько наземных видов ракообразных (например, наземные крабы, наземные раки-отшельники и мокрицы), а также несколько паразитических групп (например, китовые вши и рыбьи вши). Большинство ракообразных ведут подвижный образ жизни, но некоторые группы, например, усоногие – оседлый.

Класс ракообразные — общая характеристика

Различные системы предусматривают выделение ракообразных в отдельный тип или отнесение к классу Crustacea подтипа беспозвоночных животных. Раки входят в тип членистоногие, беспозвоночные.

В настоящее время изучено и описано более 73 тысяч отдельных видов. Список ископаемых содержит более 5 тысяч видов. Ракообразные отличаются многообразием внешних форм и размеров, образом жизни.

Сходная характеристика:

1. Дыхание через жабры.
2. Головной и грудной отделы объединены в головогрудь.
3. Для осязания, равновесия и обоняния используются две пары усиков. Ротовые конечности представлены 3 парами антенн, захватывающими и измельчающими пищу.
4. Каждый отдельный грудной сегмент обладает 1 парой ног.
5. У высших раков на брюшке располагаются специальные плавательные конечности.
6. Всем ракам свойственна периодическая линька.
7. Преимущественно раздельнополые.

Сколько пар ног у ракообразных? Это различно для отдельных представителей. Количество конечностей зависит от числа сегментов тела. У крабов 19 пар конечностей, у речных раков – 10.

Размеры раков колеблются от 1 мм до 1,5 – 2 м. Самый большой обитает в японских водах Тихого океана. Вес гигантского японского краба достигает 40 кг. Длина тела составляет около 80 см. Этот океанский рак обитает на глубине от 200 м.

Особенности и характерные признаки класса

В основе разделения на низших и высших представителей класса лежат различия в строении. К низшим Ракообразным относятся циклопы, дафнии и мокрицы. Им характерны:

• малые размеры тела;
• непостоянное количество сегментов в тела у каждого вида;
• отсутствие конечностей на брюшной части тела;
• вилочка на последнем сегменте;
• прозрачная хитиновая оболочка, через которую видны органы.

К высшим Ракообразным относятся крабы, речные раки, креветки. Им характерны:

• большие размеры, по сравнению с низшими видами класса;
• разделение тела на постоянное количество члеников;
• плавательные ножки на брюшной части тела;
• наружный толстый хитиновый скелет, пропитанный карбонатам кальция.

Большая часть животных ведет свободноживущие, но также есть сидячие, прикрепленные и паразитарные особи. В основном они питаются водорослями, но некоторые представители являются хищниками и трупоедами.

Внешнее строение речного рака

Речной рак – типичный представитель ракообразных. Среда обитания – пресные воды. Длина тела обычно не превышает 20 см. Тело имеет сегментарное деление.

Внешнее строение и особенности кратко представлены в таблице.

Описание

Тело ракообразных делится на следующие отделы: головной, грудной и брюшной. У некоторых видов, голова и грудная клетка слиты вместе (головогрудь). Ракообразные имеют внешний скелет (экзоскелет). Кутикула (наружный слой) зачастую усилен карбонатом кальция, что обеспечивает дополнительную структурную поддержку (особенно актуально для крупных видов).

У многих видов ракообразных есть пять пар придатков на голове (к ним относятся: две пары антенн (усиков), пара нижних челюстей (максилл) и пара верхних челюстей (мандибулы, или жвалы)). Сложные глаза расположены на конце стебельков. Грудная клетка содержит несколько пар перейопод (ходильные ноги), а сегментированное брюхо плеоподы (брюшные ноги). Задний конец тела ракообразных называют тельсон. Крупные виды ракообразных дышат при помощи жабр. Мелкие виды для осуществления газообмена использую поверхность тела.

Кровеносная система

Функции крови выполняет гемолимфа – жидкость, не имеющая цвета. Движение жидкости осуществляется с помощью сердца, расположенного в грудном отделе тела под специальным защитным щитком.

Схема кровообращения незамкнута. Посредством гемолимфы происходит насыщение организма минеральными веществами и молекулами кислорода. Углекислый газ удаляется через жабры. Пузырьки кислорода из воды попадают в гемолимфу с помощью жабр.

Питание

В процессе эволюции ракообразные приобрели широкий диапазон способов питания. Одни виды являются фильтраторами, извлекающими планктон из воды. Другие виды, особенно крупные, активные хищники, которые захватывают и разрывают свою добычу при помощи мощных придатков. Встречаются и падальщики, особенно среди мелких видов, питающиеся разлагающимися останками других организмов.

Пищеварительная система

Схема системы пищеварения речного рака типична для всех членистоногих. Она трубчатой формы и состоит из ротовой полости, глотки, пищевода, желудка, кишечника.

Пища подвергается перетиранию хитиновыми пластинками в первом отделе желудка. Процесс называется жеванием. Во втором с помощью ворсистых пластинок пища фильтруется и переправляется в кишечник.

Еда переваривается и усваивается пищеварительной железой. Продукты жизнедеятельности выходят посредством анального отверстия, находящегося в области плавника.

Питаются речные раки растительной и животной пищей.

Внутреннее устройство

Внутреннее строение ракообразных отлично проиллюстрирует устройство речного рака. Существенных отличий между представителями этого класса не наблюдается.

Пищеварительный тракт

Пищеварительная система речного рака состоит из переднего, заднего и среднего отделов. Первый составляют рот, ногочелюсти, пищевод, а также жевательный желудок (предназначен для перетирания пищи). Средний отдел составляют следующие органы:

• средняя кишка с протоками от печени;
• цедильный желудок — внутреннюю часть органа покрывают хитиновые волоски, пропускающие только мелкоизмельченную пищу.

Средний отдел кишечника плавно переходит в задний и заканчивается анальным отверстием. В организме рака печень выполняет функцию пищеварительной железы. Она выделяет особые ферменты, расщепляющие не только жиры, но также протеины и углеводы. Все питательные элементы усваиваются в среднем отделе кишечника.

Органы дыхания и выделения

Так как раки обитают в водоемах, то животные имеют характерные органы дыхания — жабры. Они расположены в области спины и закрыты хитиновым щитом. Жабры представляют собой выросты на конечностях, используемых для передвижения, а также на ногочелюстях. Растворенный в воде кислород через жабры поступает в кровоток и разносится по всем тканям тела. Двуокись углерода, в свою очередь, выводится в окружающую среду. Животное не может длительное время находится на суши. Как только жабры высохнут, особь лишается возможности дышать и погибает.

Животное существует в водной стихии и ему не нужно экономить жидкость. Именно поэтому в отличие от сухопутных членистоногих у раков нет мальпигиевых сосудов. Органы выделения у этого существа представлены зелеными железами. Она находятся у основания длинных усов. Каждый орган выделения состоит из двух элементов:

• зеленой железы;
• мочевого пузыря.

Стоит чуть подробнее выяснить, какую роль они выполняют. В основании зеленой железы расположен целомический мешочек, в котором собираются вредные продукты жизнедеятельности из всего организма. Они через железистый канал попадают в мочевой пузырь, а затем выводятся наружу через выделительную пору.

Нервная и кровеносная системы

Нервную систему особи составляют надглоточный узел, выполняющий роль головного мозга, окологлоточное кольцо, подглоточный узел и брюшная нервная цепь. Подглоточный и надглоточный узлы соединены большим количеством нервных волокон, которые и образуют подглоточное кольцо.

Аналогично всем членистоногим, речной рак имеет лакунарную или незамкнутую кровеносную систему. Сразу следует сказать, что у рака вместо крови по сосудам циркулирует особая жидкость — гемолимфа, имеющая синеватый оттенок. Из артерий она просто выливается во внутреннюю полость тела и омывает все органы и ткани. Затем гемолимфа вновь поступает в сосуды. Сердечный мускул рака имеет форму пятиугольника и окружен перикардом — околосердечной сумочкой.

Сердце пронизывают щели, называемые остиями. Во время сокращения мускула они смыкаются, и гемолимфа движется в артерии. При расслаблении сердца остии раскрываются, чтобы кровь вернулась в орган.

Особенности размножения и значение в природе

Раки являются раздельнополыми существами. Внешние отличительные признаки между мужскими и женскими особями присутствуют, но выражены довольно слабо. Самки несколько крупнее самцов. Кроме этого, они имеют более широкое брюшко. У женских особей первая пара брюшных конечностей отсутствует. Слияние яйцеклеток со сперматозоидами происходит внутри тела самки.

В брачный период самец вводит в половые органы женской особи сперматофор — мешочек с семенной жидкостью. Через две или три недели самка метает яйца. При этом она растворяет оболочку сперматофора, что в результате приводит к слиянию мужских и женских половых клеток.

Многие виды ракообразных употребляются человеком в пищу. Мелкие представители этого класса служат кормом для различных животных. Речные раки занимают важное место в экологии биосферы планеты. Они употребляют в пищу тела мертвых животных, очищая тем самым водоем. Если предстоит написать доклад по теме, то в него стоит включить рисунки с подписями.

Дыхательная система

Дыхательная система состоит из парных жабр. По форме они схожи с листочками и ниточками. Жабры находятся на головогруди в специальных полостях, защищенных спинным щитом.

Крепятся жаберные выросты к основаниям ходильных ног и ногочелюстей. Кислород поступает вместе со струей воды, направленной сзади. Спинной щит долгое время может предохранять жабры от высыхания вне водной среды.

Покровы

Строение речного рака определяется и его покровом. Он представлен хитином. По химическому составу это вещество представляет собой азотсодержащий полисахарид. Оно очень твердое и жесткое, не растворяется в воде.

Хитин формирует наружный скелет ракообразных. Поскольку он не способен к растяжению, рост раков неизменно сопровождается процессом линьки. Старый твердый хитиновый покров лопается, а новый имеет совсем другие физические свойства. Он мягкий и бесцветный. По мере роста хитин начинает пропитываться известью и тоже становится твердым. В течение первого года жизни это может происходить до восьми раз. До следующей линьки рак не растет.

Такой покров образует наружный или экзоскелет. Он надежно защищает внутренние органы от механических повреждений, а самого животного — от врагов. Особенно жесткий хитин на клешнях. При помощи этих конечностей рак может разрезать даже раковину двустворчатых моллюсков.

Органы чувств

Осязательными и обонятельными органами являются длинные усики. Органы, отвечающие за равновесие и слух, располагаются в нижней части коротких антенн.

Органы зрения представлены выпуклыми глазами сложного строения. Стебельки обеспечивают подвижность глаз и повышенную обзорность. Целое изображение складывается из разрозненных картинок, воспринимаемых несколькими глазками. Подобная схема называется мозаичной.

Полость тела

Внутреннее строение речного рака определяется еще эмбриональным развитием. В этот период у животных закладывается вторичная полость тела. Но по мере развития она разрушается, смешиваясь с остатками первичной. Так формируется смешанная полость тела, характерная для всех ракообразных. Ее характерной особенностью является наличие жирового тела. Это рыхлая соединительная ткань, которая заполняет промежутки между органами.

Размножение и развитие

Внешне женские и мужские особи раков имеют некоторые различия. У самцов головогрудь шире брюшка. Половая система самки состоит из яичников и пары яйцеводов. Оплодотворение самки происходит посредством ввода в половые органы семенной жидкости самца.

Ранней весной у самки выметываются икринки. Они крепятся к брюшным ножкам, где происходит их развитие. Молодые особи появляются в первые летние дни и на протяжении нескольких суток живут на брюшке самки. Через 12 дней юные раки начинают самостоятельное существование.

Особенности образа жизни

Речной рак встречается исключительно в пресных водоёмах, на глубине 3 и более метров. Для них комфортная температура воды колеблется от 16 до 23 градусов по Цельсию. Раки ведут ночную жизнь, предпочитая отдыхать днём под корягами на дне водоёма.

Передвигаются раки в основном при помощи ходильных ног, но в случае возникновения опасности или при сильном испуге они могут с помощью резких взмахов хвоста плыть в толще воды спиной вперёд. https://youtube.com/watch?v=zkAhKCTb8PY

Питание Astacus astacus L

Раки являются почти всеядными. Они употребляют довольно много пищи растительного происхождения, например:

• водоросли;
• опавшая листва;
• прибрежная трава;
• тростник;
• корневище камыша;
• кувшинки;
• и так далее.

Особенно раки любят питаться крапивой. Кроме растительной пищи, они могут употреблять червей, других мелких ракообразных, личинок насекомых, головастиков, улиток, небольших рыбок. Причём животная пища составляет всего лишь 10% от общего объёма употребляемого рациона.

Клешни речного рака помогают при захвате и измельчении пищи.

Самки питаются реже самцов. Им достаточно восполнять силы один раз в три или четыре дня. Самцам нужно питаться чаще, один или два раза в сутки.

Жизненный цикл

Размножение у речного рака происходит осенью. Осеменённые икринки самка прикрепляет к брюшку, тем самым проявляя заботу о потомстве. Она за один раз может произвести около 600 икринок и вынашивать всю осень и зиму.

Из икры рачки появляются летом. Внешнее и внутреннее строение речного рака у взрослой особи и личинки особых различий не имеет. Это так называемый прямой тип развития. Первые две недели жизни рачки остаются на брюшке самки, после чего начинают самостоятельное питание и передвижение.

Хитиновый покров Astacus astacus L. не может расти, поэтому взрослая особь раз в год меняет его. Молодые раки сбрасывают панцирь чаще. Во время линьки, когда тело членистоногого мягкое и уязвимое, они забиваются в безопасное место и ждут, пока новый хитиновый панцирь станет твёрдым. Это происходит благодаря пропитыванию покровов известью.

https://youtube.com/watch?v=fITr3Ngbh7Y

Жизненный цикл ракообразных

Ракообразные отличаются высокой продолжительностью жизни. Многообразие циклов развития раков представлено простыми и непрямыми формами. Сложный жизненный цикл включает личиночные стадии.

Непрямые формы развития встречаются у следующих представителей ракообразных:

• веслоногие – циклопы, диаптомусы и др.;
• ветвистоусые – дафнии;
• высшие раки – омары, лангусты.

Эндокринная система оказывает непосредственное влияние на жизненный цикл ракообразных. С помощью специальных гормонов регулируется половое созревание, линька, формирование взрослых особей из личинок.

Классификация

Филогенетические связи отдельных групп ракообразных до конца не выявлены, но последние исследования относят к ним и насекомых, так что возможно вскоре, если систематика будет принята, мы не будем рассматривать признак — 2 пары усиков, как отличительный для этой группы членистоногих. Пока рассмотрим классификацию, которую тоже считают правильной далеко не все. Согласно ей ракообразных делят на 6 классов:

1. Жаброногие (Branchiopoda).
2. Цефалокариды (Cephalocarida)
3. Ремипедии (Remipedia).
4. Максиллоподы (Maxillopoda).
5. Высшие раки (Malacostraca).
6. Ракушковые (Ostracoda).

О представителях этих классов поговорим в отдельных статьях-уроках.

Образ жизни

Из всего многообразия ракообразных лишь мокрицы предпочли жизни в воде существование на суше. Для различных видов ракообразных характерен индивидуальный образ жизни.

Креветки, примитивные рачки и жаброноги отдали свое существование на волю течению, которое носит их в различных направлениях. Такие, как морские желуди, ведут оседлый образ жизни, совсем не покидая воду.

Карповые вши и другие паразитические ракообразные живут и питаются за счет организма хозяина. Некоторые раки ведут практически неподвижный образ жизни, прикрепляясь к камням, раковинам, китам и акулам.

Места обитания

Большая часть ракообразных обитает в морях, там они являются преобладающей группой членистоногих. Некоторые таксоны (речные раки, крабы, ряд креветок, веслоногие и ветвистоусые рачки, жаброногие раки, бокоплавы и др.) независимо друг от друга заселили пресные водоёмы. Отдельные представители освоили сушу (мокрицы, ряд крабов, например, пальмовый вор, рачки-бокоплавы в почве влажных тропических лесов), однако они не так хорошо как пауки и насекомые приспособились к жизни на ней. Полностью независимы от открытой воды только сухопутные мокрицы.

Большая часть ракообразных ведёт свободный образ жизни, лишь незначительное число их видов перешло к паразитизму (морские вши, карповые вши, китовые вши), их хозяевами являются рыбы и водные беспозвоночные. Большая часть — активно передвигающиеся животные, но морские уточки, балянусы и морские жёлуди ведут прикреплённый образ жизни.

1. Аррия Белли, CC BY 2.0 2. FR, CC BY-SA 3.0 3. Karelj, общественное достояние 4. Дрю Эйвери, CC BY 2.0 5. BesigedB~обычные свики, общественное достояние

Практическое значение ракообразных

Различные виды раков служат пищей для морских и пресноводных животных и рыб. Кормом личинок и рыб являются дафнии и циклопы, диаптомусы и другие представители низших ракообразных.

Отдельные виды раков в процессе пищеварения способствуют фильтрации и осветлению окружающей воды.

Крупные представители ракообразных относятся к промысловым животным. Например, лобстеры и лангустины активно употребляются в пищу человеком. Они обладают многочисленными полезными свойствами – улучшают кровообращение, способствуют снижению артериального давления, укрепляют стенки сосудов, помогают в восстановлении функций нервной системы.

При этом никакой разницы между омаром и лобстером не существует. Это одно и тоже ракообразное, называемое во Франции омаром, а по-английски – лобстером.

Некоторые паразитические ракообразные приносят вред окружающим животным. Карповая вошь относится к кожным паразитам карпов, личинки циклопов и циклопы относятся к промежуточным хозяевам ленточных червей.

Роль ракообразных в экосистеме планеты высока. Многие виды раков являются редкими и находящимися под угрозой вымирания. Фото с названиями этих животных содержатся в Красной Книге.

Пищевая цепь

Ракообразные занимают ключевое место в морской пищевой цепочке и являются одними из самых распространенных животных на Земле. Они питаются организмами, такими как фитопланктон, в свою очередь, ракообразные становятся пищей для более крупных животных, таких как рыбы, а некоторые представители ракообразных, например, крабы, омары и креветки являются очень популярным продуктом питания для людей.