Глава 5 Закованные в панцирь (тип членистоногие)
Из тех животных, которые живут сейчас на нашей планете, к типу Членистоногие относятся пауки, скорпионы, мокрицы, клещи, раки, маленькие рачки (например, дафния, которой кормят аквариумных рыбок) и, наконец, насекомые: бабочки, жуки, пчелы, муравьи, «белые муравьи» - термиты.
У всех членистоногих телосложение имеет яркие черты двусторонней симметрии, а именно: единственная ось симметрии разделяет тело на две одинаковые половинки, левую и правую; хорошо различаются спинная и брюшная стороны - верхняя и нижняя части тела; передняя, головная часть хорошо отличается от хвостовой, причем головная часть имеет все необходимое для сбора информации во время движения, а также нападения и обороны.
Разнообразие членистоногих
Для обороны предназначен и прочный панцирь. Вместе с тем он выполняет другую задачу является опорой для тела - внешним скелетом. Наличие панциря - наружного скелета - один из важнейших признаков типа Членистоногие. Он состоит из хитина - особого обызвествленного (для прочности) органического вещества. В такой панцирь, наподобие доспехов средневекового рыцаря, заковано все тело членистоногих.
Ископаемые членистоногие
Щитень. Эти сходные с вымершими трилобитами животные появляются у нас на короткое время в весенних лужах
Панцирь бывает сегментирован, как и все тело, или же отдельные части тела и панциря слиты, образуя голову и грудь. Панцирь мешает росту организма. Рост происходит только при сбрасывании панциря - линьке. Это процесс очень не простой, к тому же во время линьки животное беззащитно (наши речные раки, например, во время линьки вынуждены прятаться в норах). По этой причине на Земле никогда не существовало очень крупных членистоногих.
Краб, который для маскировки накрылся пустой раковиной моллюска
Из-за сложности процесса роста этот тип не дал таких гигантов, как, скажем, тип Хордовые, к которым относятся слоны, носороги, бегемоты, киты и вымершие гигантские рептилии - динозавры. Далее речь пойдет о великанах среди насекомых, пауков, раков, но сразу же заметим, что размеры этих гигантов по сравнению, например, с собаками весьма скромны (если учитывать размеры туловища и не считать конечностей, которые могут быть очень длинными).
Маскировочная сетка из водорослей, губок, полипов и мшанок. Слева - краб без маскировочной сетки
А собаки, даже крупные, отнюдь не являются гигантами животного мира. Поэтому гигантские муравьи или пауки из фантастических произведений, к сожалению, а может - к счастью, в условиях нашей планеты просто невозможны. В отличие, например, от полумифического гигантского пресмыкающегося или зверя из шотландского озера Лох- Несс, существование которого современная наука считает хоть и не доказанным, однако
возможным.
Лангуст (сверх/) и омар (снизу) - крупные (десятки сантиметров) представители морских раков
Другой важной особенностью этого типа являются членистые конечности, благодаря которым он и получил свое название. Конечности эти происходят от параподий кольчатых червей, но более сложные по строению. Они имеют разнообразные функции, выполняют различные и очень важные задачи. Конечности головной, передней части тела служат органами сбора информации, органами чувств - преимущественно прикосновения. (Их название - антенны — было в свое время позаимствовано у биологов инженерами для обозначения соответствующих частей технических устройств. Меньшие конечности называются антеннуламы.). Передние конечности груди предназначены для хватания и дробления пищи, а отчасти и для обороны (яркий и всем понятный и знакомый пример - клешни раков).
Мелкие (несколько миллиметров) рачки из наших пресных водоемов. Они питаются, отфильтровывая из воды мелкие питательные частицы. Когда этих почти не видимых невооруженным глазом существ много, они способны трижды за сутки пропустить через себя всю воду в пруду или небольшом озере
Конечности других отделов тела нужны преимущественно для движения. Это очень разнообразные конструкции, вызывающие зависть у инженеров. Следует сказать, что органы движения машин, подобные конечностям пауков или насекомых, существуют преимущественно в фантастических литературных произведениях и проектах, на разработку которых эти произведения вдохновили. Они пока по большей части не реализованы в металле, в лучшем случае есть отдельные опытные образцы.
Голубиная почта известна с глубокой древности. В шестидесятые годы XX века возникла мысль о создании пчелиной почты. Для этою разрабатывалась технология записи информации на крылышках пчел.
Конечности членистоногих имеют специальные отдельные группы мышц; мышечная ткань присутствует также в составе других органов тела. Кожно-мускульнош мешка у представителей этого типа нет.
Конечности типичного членистоногого - речного рака
Кровеносная система у членистоногих хорошо развита. Движение крови обеспечивается пульсацией сердца. У разных групп сердце устроено по-разному. Довольно часто оно имеет несколько камер с клапанами. Кровеносная система у членистоногих незамкнутая: кровь или жидкость, ее заменяющая, - гемолимфа - частично протекает по кровеносным сосудам. Остальную часть своего пути она движется по полостям, называемым лакунами и синусами, а также непосредственно по полости тела, омывая при этом органы. Кровь и гемолимфа в основном не имеют цвета, у некоторых морских ракообразных она голубая. Голубой цвет крови этих членистоногих объясняется наличием в ней соединений меди.
В одном из городков под Москвой есть ферма для выращивания красивых крупных бабочек, завезенных из разных стран мира. «Фейерверк» из этих бабочек сейчас достаточно популярное украшение свадеб и других семейных праздников.
Поскольку членистоногие покрыты панцирем, они не могут дышать поверхностью тела. Поэтому они имеют разнообразные органы дыхания - жабры, легкие, у пауков, многоножек и насекомых - трахеи: системы трубочек, пронизывающих все тело, подавая во все органы воздух с кислородом.
Различные креветки
Для работы машин кроме кислорода требуется топливо, сгорающее благодаря кислороду. Нужна и система вывода продуктов сгорания, общеизвестный пример - выхлопная труба автомобиля. «Топливо» организма животного - это его пища. Для выведения продуктов жизнедеятельности нужна выделительная система - у простых организмов она сравнительно проста, как, например, выделительная вакуоль у амебы, у сложных - более сложная.
Глубоководная креветка защищается от рыбы световой завесой
Пищеварительная система членистоногих очень разнообразна по строению. Ведь они питаются разной пищей - кровью (комары), падалью (речные раки), древесиной (термиты) и т. д. Есть также немало вариантов строения выделительной системы. В частности, у насекомых важную роль в обезвреживании отходов жизнедеятельности играет жировое тело — беловатая масса, имеющая довольно неприятный вид у раздавленных насекомых.
Во время Второй мировой войны креветки, способные излучать свет, использовались в японской армии как карманные фонарики. Их света хватало, чтобы прочитать карту, приказ или донесение.
Наконец следует сказать о нервной системе, которая собирает и перерабатывает информацию, необходимую для сложных движений. Строение нервной системы у членистоногих очень разнообразно. Наибольшей сложности она достигает у насекомых, интеллект которых близок по уровню к интеллекту таких позвоночных, как рыбы и земноводные. Особенно это касается так называемых социальных насекомых - пчел, муравьев, термитов, которые живут «общинами» - ульями, муравейниками, термитниками. В связи с этим возникает такой интересный вопрос.
Маленький, еле заметный невооруженным глазом, но для кого-то очень странный «дракон» из толщи прудовой воды - хищный рачок лептодора
Развитие позвоночных привело к появлению на Земле разумного существа - человека. Возможен ли был вариант развития членистоногих, который привел бы к возникновению, скажем, разумных насекомых? Вопрос этот не из простых. Довольно сложно здесь что- либо утверждать или отрицать. Одной из причин того, что этого не произошло, мог стать внешний скелет - панцирь. Панцирь создает препятствия для роста, поэтому, как мы уже отмечали, даже крупнейшие из членистоногих животные относительно невелики. А чтобы иметь мощный мозг, надо, чтобы и все тело было весьма велико.
Жуки закованы в панцирь, как средневековые рыцари
Некоторые мадагаскарские пауки дают так много крепкой паутины, что из нее вырабатывается особая ткань - «мадагаскарский шелк». В XVII в. для французского короля Людовика XIV было изготовлено два костюма из обычной паутины.
Некоторые ученые считают, что муравейники и термитники - это что-то вроде коллективного мозга. Но муравейник или термитник - система неподвижная. А мы уже видели на примере червей, как способствует развитию нервной системы направленность всей «конструкции» тела животного на активное движение. Поэтому, возможно, членистоногие в своем развитии не достигли уровня высших позвоночных, таких как птицы и звери - млекопитающие (к классу Млекопитающие относится, в частности, отряд Приматы, а к этому отряду, вместе с обезьянами, и мы - люди).
Челюсти хищного рачка, обитающего на поверхности моря
Этот сухопутный краб-призрак бегает настолько быстро, что иногда даже ловит мелких птиц
Краб с супероружием - в каждой клешне у него жалящая актиния
Хищный рак-бошмол, который живет в норах на морском дне
Но членистоногие - одна из самых перспективных разработок Природы, одна из вершин развития царства Животные. Они овладели водой и сушей (первыми животными,
появившимися на суше, многие ученые считают скорпионов, которые происходят от обитателей моря - ракоскорпионов). Они освоили даже воздушное пространство: насекомые - это первые летающие животные. Некоторые из членистоногих являются паразитами.
Блоха может совершать прыжки, которые в 200 раз превышают длину ее тела. Хорошо тренированный человек может прыгнуть в высоту, не превышающую или хотя бы не намного превышающую его собственный рост.
За такое широкое распространение членистоногие не в последнюю очередь должны быть благодарны развитым механизмам размножения - в основном полового (подавляющее большинство членистоногих раздельнополые). Однако при определенных условиях у них встречается партеногенез — способ полового размножения, не требующий самцов (новые особи развиваются из неоплодотворенных яйцеклеток). Важной особенностью является наличие, в частности у насекомых, развития с превращением - когда, прежде чем стать взрослым, животное проходит определенные стадии, ступени развития: гусеницы, куколки.
Жилища термитов построены из глины, скрепленной слюной этих насекомых. Этот материал такой крепкий, что используется в Африке в качестве покрытия для дорог, теннисных кортов и т. и. Еще до сих пор термитники иногда используют в Африке как печи для выплавки железа.
Термитник - впечатляющее строение крошечных существ, величественнее египетских пирамид, если сравнивать рост строителей: людей и «белых муравьев» - термитов
Сходство гусениц с червями наводит ученых на мысль о происхождении насекомых от кольчатых червей. Смысл разделения процесса развития на стадии заключается в наилучшем использовании определенных видов пищи и других ресурсов, необходимых для жизни.
Рачки-бокоплавы
Закованные в панцирь членистоногие освоили почти все уголки нашей планеты. Самыми высокогорными жителями Земли также являются представители этого типа. Так, в Гималаях на высоте 7500 м над уровнем моря альпинистам приходилось встречать пауков. Больше на такой высоте не живет ни одно живое существо (по крайней мере многоклеточное и видимое невооруженным глазом). Что касается пауков, то они питаются органическими остатками, которые заносит в горы ветер.
Достойны пристального внимания схемы самовоспроизводства у социальных насекомых. Эти схемы предусматривают, что большинство особей не участвуют в размножении. Эта функция принадлежит специальной категории особей - таких как матки и трутни у пчел, «царицы» - у термитов.
Наверное, каждый из нас видел, как в последние погожие осенние дни, которые мы называем бабьим летом, в воздухе летит паутина, сверкая в лучах солнца. А знаете ли вы, что на каждой такой паутинке есть пассажир, совсем крошечный паучок, который таким образом отважно отправился в свое первое далекое путешествие?
Головной мозг насекомых
Рак-отшельник меняет раковину
Как и большинство животных, пауки производят на свет большое количество потомства одновременно. Когда малыши подрастают, им становится слишком тесно и неудобно рядом с многочисленными соседями. Описанный нами выше способ путешествий они используют для того, чтобы расселиться подальше от места своего рождения. Молодой паук залезает как можно выше на ветку дерева и выпускает из себя тонкую длинную нить.
Мелкие рачки, которыми питается молодь всех рыб. Для этою их иногда разводят на корм не только аквариумным, но и прудовым рыбам. Для некоторых промысловых рыб эти рачки - основная пища
Ветер подхватывает ее и несет, как парус, а вместе с ней и ее создателя. Обнаружить пассажира на паутине довольно трудно, во-первых, потому, что он слишком мал, а во- вторых, при малейшей опасности, например при вашей попытке схватить паутинку рукой, он сразу покидает транспорт и прыгает на землю.