Мальпигиевы сосуды у ракообразных

Мальпигиевы сосуды названы в честь итальянского ученого-естествоиспытателя М.Мальпиги, который открыл их у насекомых в XVII веке.[1] Кстати, этот же ученый известен и в связи с достижениями в анатомии и физиологии человека: в 1661г. он доказал, что кровь между венами и артериями проходит через капилляры, и открыл микроциркуляцию.[5]

Строение мальпигиевых сосудов

Мальпигиевы сосуды представлены в виде трубок, с одной стороны слепо оканчивающихся в теле, а с другой впадающих в кишечный канал, как правило, между средней и задней кишкой.[4](фото)

У некоторых насекомых место их впадения несколько смещено относительно типичного. Например, у жуков Necrophorusсосуды открываются в полость средней кишки впереди от пилорического клапана (образования, которое отделяет ее от задней кишки). У личинок муравьиного льва, гусениц и личинок жуков-бронзовок они, напротив, впадают в заднюю кишку. Наконец, жук-листоед отличается от всех остальных: у него 6 сосудов, и первые два впадают в среднюю кишку, а остальные 4 сообщаются с задней.[4]

Трубочки либо открываются в кишечник каждая отдельно, либо соединяются в пучки с общими протоками. У стрекоз сосуды собраны в 4 пучка, а, например, у тараканов – в 6.[4]

Свободные части сосудов, оканчивающиеся в теле, взвешены в гемолимфе и отсасывают из нее вредные экскреты. У гусениц и ряда личинок жуков концы трубок прикреплены на задней кишке, они всасывают из нее воду, усиливая работу ректальных желез, которые обычно осуществляют эту функцию. Данное явление носит название криптонефрия.[1]

Диаметр сосудов на всем их протяжении обычно одинаков, но иногда на их разных участках могут быть расширения (резервуары). У ряда групп трубочки представлены в виде разветвлений: неправильных (древовидных) или перистых.[4]

Строение стенки мальпигиева сосуда довольно простое: один (реже, два) слоя клеток, базальная мембрана и слой мускулатуры, который может отсутствовать.[4]Сосуды оплетены трахеями, но в их составе нет нервов.[3]

Общее количество мальпигиевых трубочек у насекомых отличается в широких пределах. У Тлей, Ногохвосток их нет вообще; у Червецов их два, у Трипсов и большинства Мух – две пары, у большей части Чешуекрылых – 6. Есть обладатели и большего числа органов выделения: у Стрекоз 20 мальпигиевых сосудов, у Тараканов их число доходит до 90-120, у пчел до 150.[4]Пустынная саранча имеет наибольшее количество трубочек: 250.[2]

Точное происхождение мальпигиевых сосудов неизвестно, у специалистов на этот счет нет окончательного мнения.[4]

Функции мальпигиевых сосудов

Это органы выделения; следовательно, их основная функция заключается в удалении из организма насекомого метаболитов, которые не могут быть депонированы или включены в другие биохимические процессы. Преимущественно, сосуды выводят из организма мочевую кислоту. Данный процесс можно представить следующим образом.[4]

При контакте гемолимфы со стенками трубочек водные растворы натриевой и калиевой солей мочевой кислоты проникают внутрь их концевого отдела. Далее эти вещества начинают перемещаться в сторону кишки, в основной отдел. По пути углекислота, находящаяся в мальпигиевых сосудах, вытесняет из солей мочевую кислоту, в результате чего образуются карбонаты и свободная мочевая кислота. По мере приближения к кишечнику ее концентрация растет, и, наконец, она выпадает в виде мелких кристалликов. Последние выводятся в кишечный канал, а оттуда – во внешнюю среду вместе с экскрементами. В это время карбонаты всасываются обратно в гемолимфу, и электролитный баланс восстанавливается.[2]

Кроме мочевой кислоты, среди экскретов встречаются другие соединения, такие, как аминокислота лейцин или углекислый кальций. Личинки Австралийской цикадки (Ptyelis) даже строят из выделений мальпигиевых сосудов, содержащих много кальция, известковую спиральную раковину. Каллифора и люцилии, находясь на личиночной стадии, выделяют аммиак в свободном виде. Помимо того, в экскретах многих насекомых встречаются аммонийные соли, аллантоин (у личинок мясных мух), креатин (у Rhodnius) и салициловая кислота (у насекомых, живущих на иве или тополе, сок которых содержит это соединение).[4]

Кроме выделительной, возможны дополнительные функции мальпигиевых сосудов. У некоторых они выделяют пищеварительные ферменты, например, у Жужелиц секретируют дипептидазу. Дополнительные «порции» этого фермента, осуществляющего расщепление белка, необходимы в связи с тем, что это хищное насекомое питается преимущественно белковой животной пищей.[2](фото)

Уличинок Муравьиного льва мальпигиевы сосуды продуцируют шелк, у других – известковую субстанцию (ею импрегнируется кокон при превращении личинки в куколку). У личинок долгоносика Phytonomus мальпигиевы сосуды также выделяют из своих средних отделов шелк, из которого они плетут кокон, а в основном отделе образуется соединение, которым этот кокон обрабатывается с внутренней стороны.[4]

Общие признаки

1) Сегментированное тело, членистые конечности.
2) Хитиновый покров.
3) Кровеносная система незамкнутая, сердечная трубка на спинной стороне.
4)
Окологлоточное нервное кольцо и брюшная нервная цепочка.

Отличия

1) Отделы тела: у раков и пауков – головогрудь и брюшко, у насекомых – голова, грудь и брюшко.

2) Ноги: у раков может быть разное количество (у речного рака 10), у пауков 8 (4 пары), у насекомых 6 (3 пары).

3) Крылья есть только у насекомых, 2 пары, расположены на груди.

4) Глаза: у раков сложные, фасеточные (состоящие из множества простых глазков), у пауков простые, у насекомых простые и сложные.

5) Усы: у раков 2 пары, у пауков нет, у насекомых 1 пара.

6) Дыхательная и кровеносная системы:

• Раки дышат жабрами, кислород от жабр ко всем органам тела разносится кровью, поэтому кровеносная система развита хорошо
• Насекомые дышат трахеями: тонкими трубками, по которым воздух доходит до каждой клетки тела. Кровь не переносит кислород, поэтому кровеносная система развита слабо (кровь переносит питательные вещества, продукты обмена, гормоны и т.п.)
• Пауки дышат легкими и трахеями, кровеносная система развита средне.

7) Выделительная система: метанефридии (зеленые железы) и мальпигиевы сосуды, у раков только метанефридии.

У всех насекомых развитие непрямое

(с метаморфозом, с превращением). Превращение может быть полное и неполное.

• Полное: яйцо, личинка, куколка, взрослое насекомое. Характерно для бабочек (чешуекрылых), жуков (жесткокрылых), комаров и мух (двукрылых), пчел (перепончатокрылых) и т.д.
• Неполное: яйцо, личинка, взрослое насекомое (отсутствует стадия куколки). Характерно для кузнечиков и саранчи (прямокрылых), клопов.

Еще можно почитать

ПОДРОБНЫЕ КОНСПЕКТЫ: Членистоногие, Постэмбриональное развитие

ЗАДАНИЯ ЧАСТИ 2 ЕГЭ ПО ЭТОЙ ТЕМЕ

Задания части 1

Выберите один, наиболее правильный вариант. У кузнечика развитие
1) непрямое
2) с куколкой
3) прямое
4) с полным превращением

Выберите один, наиболее правильный вариант. Какие функции выполняет кровеносная система насекомых?
1) переносит питательные вещества и вредные продукты жизнедеятельности
2) осуществляет перенос газов
3) доставляет к клеткам кислород
4) участвует в обмене веществ и превращении энергии в клетке

Выберите один, наиболее правильный вариант. Неполное превращение свойственно
1) бабочке Павлиний глаз
2) жуку-пожарнику
3) стрекозе-коромыслу
4) мухе домашней

Выберите один, наиболее правильный вариант. К ароморфным изменениям у членистоногих относят появление
1) органов зрения и осязания
2) замкнутой кровеносной системы
3) конечностей, состоящих из отделов
4) нервной системы в виде цепочки

ЧЛЕНИСТОНОГИЕ
1. Выберите три варианта. Какие признаки объединяют речного рака, паука-крестовика и майского жука в тип Членистоногие?
1) одинаковое строение органов выделения
2) хитиновый покров тела
3) фасеточные глаза
4) замкнутая кровеносная система
5) деление тела на отделы
6) брюшная нервная цепочка

2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. По каким признакам ракообразных, паукообразных и насекомых объединяют в тип Членистоногие?
1) хитиновый покров
2) трахейное и лёгочное дыхание
3) сегментированное тело, представленное отделами
4) рычажные конечности
5) кровеносная система замкнутого типа
6) развитие с полным превращением

3. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Сходство ракообразных, паукообразных и насекомых состоит в том, что у них
1) замкнутая кровеносная система
2) одинаковое количество усиков
3) покров состоит из хитина
4) тело состоит из отделов
5) конечности разделены на членики
6) органами дыхания являются жабры

РАКИ ТЕКСТ
Прочитайте текст. Известно, что камчатский краб – один из самых крупных видов ракообразных, обитатель дальневосточных морей. Используя эти сведения, выберите из приведенного ниже текста три утверждения, относящиеся к описанию данных признаков этого организма. Запишите цифры, под которыми они указаны. (1) Дышит краб растворённым в воде кислородом. (2) В пищу используют мышцы конечностей краба. (3) Крабы употребляются в пищу человеком. (4) Отделами тела краба являются головогрудь и брюшко. (5) Браконьерство существенно сокращает численность популяции краба. (6) Самцы достигают по ширине панциря 23 см, по размаху ног – 1,5 м, а по массе – 7 кг.

РАКИ – НАСЕКОМЫЕ
1. Установите соответствие между признаком и классом типа Членистоногие: 1) Ракообразные, 2) Насекомые. Запишите цифры 1 и 2 в правильнном порядке.
А) Головогрудь и брюшко
Б) Выделительная система – антенальные железы
В) Органы дыхания – трахеи
Г) Органы дыхания – жабры
Д) Три пары ходильных конечностей
Е) Голова, грудь и брюшко

2. Установите соответствие между классами животных и их признаками:1) ракообразные, 2) насекомые. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) органы дыхания – трахеи
Б) органы дыхания – жабры
В) три пары ходильных ног
Г) пять пар ходильных ног
Д) развитие прямое
Е) развитие с полным и неполным превращением

3. Установите соответствие между признаком животных и классами: 1) Насекомые, 2) Ракообразные. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) органы дыхания – трахеи
Б) три пары конечностей
В) пять пар ходильных ног
Г) органы дыхания – жабры
Д) твердый хитиновый панцирь
Е) выделительная система – мальпигиевы сосуды

РАКИ – ПАУКИ
Установите соответствие между характеристиками и классами членистоногих, к которому его относят: 1) ракообразные, 2) паукообразные. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) наличие двух пар усиков
Б) регулирование численности насекомых
В) наличие четырех пар конечностей
Г) перенос некоторыми видами опасных для человека заболеваний
Д) внешнее пищеварение
Е) очищение водоемов от органических остатков

Установите соответствие между характеристиками и организмами. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) дыхание жаберное
Б) имеет две пары антенн
В) глаза простые
Г) имеет пять пар ходильных ног
Д) как правило, имеет паутинные железы
Е) ходильные ноги не имеют клешней на конце

2. Установите соответствие между примерами и классами животных: 1) Паукообразные, 2) Насекомые, 3) Ракообразные. Запишите цифры 1-3 в порядке, соответствующем буквам.
А) камчатский краб
Б) постельный клоп
В) божья коровка
Г) паук-крестовик
Д) черноморская креветка
Е) обыкновенный богомол

ПАУКИ
1. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Для паукообразных характерно
1) наличие усиков
2) 4 пары ходильных ног
3) отделы тела: головогрудь и брюшко
4) наличие паутинных желез
5) 3 пары ходильных ног
6) наличие зеленой железы

2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Паук крестовик относится к классу Паукообразные, так как у него
1) нет усиков
2) сложные фасеточные глаза
3) четыре пары ног
4) наружный хитиновый скелет
5) сердце находится на брюшной стороне тела
6) тело состоит из двух отделов: головогруди и брюшка

ПАУКИ РИС
1. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие признаки характерны для животного, изображенного на рисунке?
1) замкнутая кровеносная система
2) разделение тела на голову, грудь и брюшко
3) брюшная нервная цепочка
4) четыре пары ног
5) одна пара усиков
6) дыхание с помощью легочных мешков и трахей

2. Все приведенные ниже характеристики, кроме двух, используются для описания животного, изображенного на рисунке. Определите два термина, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) пять пар ходильных ног
2) наличие от двух до двенадцати простых глаз
3) наличие зеленой железы
4) тело состоит из головогруди и брюшка
5) наличие паутинной железы

3. Все приведённые ниже характеристики, кроме двух, используются для описания животного, изображённого на рисунке. Определите два термина, «выпадающие» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) четыре пары ходильных ног
2) наличие двух пар сложных глаз
3) трахейное дыхание
4) тело состоит из головогруди и брюшка
5) наличие ядовитой железы

ПАУКИ – НАСЕКОМЫЕ ПРИЗНАКИ
1. Установите соответствие между признаком животного и классом, для которого он характерен: 1) паукообразные, 2) насекомые
А) предварительное переваривание пищи вне организма
Б) разделение тела на головогрудь и брюшко
В) глаза простые, от двух до восьми пар
Г) наличие одной пары усиков на голове
Д) наличие трех пар конечностей на груди
Е) глаза фасеточные, сложного строения

2. Установите соответствие между признаком животного и классом, для которого он характерен: 1) паукообразные, 2) насекомые
А) наличие головогруди и брюшка
Б) одна пара усиков
В) четыре пары ходильных ног
Г) глаза простые или отсутствуют
Д) дыхание только трахейное

3. Установите соответствие между признаками и животными, для которых они характерны: 1) паук, 2) насекомое
А) органы дыхания – только трахеи
Б) развиты хелицеры
В) орган выделения – жировое тело
Г) три пары ходильных ног
Д) тело разделено на три отдела
Е) четыре пары ходильных ног

4. Установите соответствие между особенностями строения членистоногих и классом, для которого они характерны: 1) паукообразные, 2) насекомые. Запишите цифпы 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) тело состоит из головы, груди, брюшка
Б) имеются усики
В) 3 пары ходильных ног
Г) имеются только простые глаза
Д) у большинства имеются крылья
Е) имеются лёгочные мешки и трахеи

ПАУКИ – НАСЕКОМЫЕ ПРИМЕРЫ
Установите соответствие между животным и классом к которому его относят: 1) Паукообразные, 2) Насекомые
А) медоносная пчела
Б) скорпион
В) рыжий лесной муравей
Г) малярийный комар
Д) таежный клещ

5. Установите соответствие между характеристиками и классами членистоногих: 1) Паукообразные, 2) Насекомые. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) органы дыхания – исключительно трахеи
Б) прямое развитие у большинства
В) наличие трех пар конечностей
Г) кровь не переносит газы
Д) тело состоит из головогруди и брюшка
Е) наличие одной пары усиков

ПАУКИ – НАСЕКОМЫЕ ОТЛИЧИЯ
Выберите три утверждения, относящиеся к отличию паукообразных от насекомых.
1) Имеют внешний хитиновый скелет, который служит каркасом всему телу.
2) Четыре пары простых глаз.
3) Незамкнутая кровеносная система.
4) Имеются мальпигиевы сосуды.
5) Четыре пары ходильных ног.
6) Тело состоит из брюшка и головогруди.

НАСЕКОМЫЕ
1. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие признаки характерны для насекомых?
1) деление тела на головогрудь и брюшко
2) деление тела на голову, грудь и брюшко
3) трахейная система дыхания
4) легочная система дыхания
5) четыре пары ходильных конечностей
6) шесть ходильных конечностей

2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие особенности организации способствовали широкому распространению насекомых на планете?
1) развитие вторичной полости тела
2) наличие нервной системы узлового строения
3) высокая плодовитость
4) разнообразие ротовых аппаратов
5) наличие жалящих органов
6) наличие крыльев

Проанализируйте таблицу «Отряды насекомых». Для каждой буквы выберите соответствующий термин из предложенного списка.
1) пчелы, осы, муравьи
2) неполное
3) лижущий
4) жужелица садовая, майский жук
5) сосущий
6) полное
7) саранча, кузнечики, медведки

Проанализируйте таблицу «Тип Членистоногие». Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин из предложенного списка:
1) две пары
2) пять пар
3) три пары
4) ноль пар
5) пучки трахей
6) легкие
7) легкие или жабры

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАЗВИТИЯ

Установите последовательность стадий развития капустной белянки

1) яйцо
2) куколка
3) гусеница
4) взрослое насекомое

ПОЛНОЕ ОТРЯДЫ
Все приведенные ниже примеры, кроме двух, относятся к отрядам насекомых с полным превращением. Определите два примера, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) Жесткокрылые
2) Полужесткокрылые
3) Двукрылые
4) Прямокрылые
5) Чешуекрылые

ПОЛНОЕ – НЕПОЛНОЕ ОТРЯДЫ
Установите соответствие между отрядами насекомых и типами их развития: 1) с неполным превращением, 2) с полным превращением. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) Чешуекрылые
Б) Двукрылые
В) Жесткокрылые
Г) Прямокрылые
Д) Перепончатокрылые
Е) Стрекозы

ПОЛНОЕ – НЕПОЛНОЕ ВИДЫ
1. Установите соответствие между насекомым и типом его постэмбрионального развития: 1) с неполным превращением, 2) с полным превращением
А) азиатская саранча
Б) майский жук
В) капустная белянка
Г) комнатная муха
Д) зеленый кузнечик
Е) медоносная пчела

2. Установите соответствие между видом животного и типом его постэмбрионального развития: 1) с полным превращением, 2) с неполным превращением. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) пустынная саранча
Б) хлебная жужелица
В) обыкновенный богомол
Г) пчела медоносная
Д) березовая пяденица

3. Установите соответствие между представителем класса насекомых и типом его развития: 1) с неполным превращением, 2) с полным превращением. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) саранча
Б) жук-олень
В) таракан
Г) кузнечик
Д) постельный клоп
Е) бабочка-капустница

4. Установите соответствие между видами насекомых и типами их развития: 1) с полным превращением, 2) с неполным превращением. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) жужелица
Б) лесной клоп
В) зеленый кузнечик
Г) майский жук
Д) бабочка-крапивница

5. Установите соответствие между видами насекомых и типами их развития: 1) с полным превращением, 2) с неполным превращением. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) жук-плавунец
Б)
перелетная саранча

В) медведка
Г) божья коровка
Д) стрекоза коромысло
Е) рыжий муравей

СОБИРАЕМ 6

А) жук-могильщик

Б) колорадский жук
В) клоп вредная черепашка
Г) бабочка репейница

ПОЛНОЕ – НЕПОЛНОЕ ПРИЗНАКИ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Укажите признаки, характерные для насекомых с неполным превращением:
1) три стадии развития
2) внешнее оплодотворение
3) личинка похожа на кольчатого червя
4) личинка cходна по внешнему строению со взрослым насекомым
5) за стадией личинки следует стадия куколки
6) личинка превращается во взрослое насекомое

НЕПОЛНОЕ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Укажите признаки, характерные для насекомых с неполным превращением:
1) три стадии развития
2) внешнее оплодотворение
3) личинка похожа на кольчатого червя
4) личинка cходна по внешнему строению со взрослым насекомым
5) за стадией личинки следует стадия куколки
6) личинка превращается во взрослое насекомое

==========
Установите соответствие между характеристиками и классами животных, к которым их относят: 1) Насекомые, 2) Пресмыкающиеся. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) скелет наружный
Б) расположение сердца на брюшной стороне тела
В) наличие костного скелета
Г) нервная система узлового типа
Д) наличие туловищных или тазовых почек
Е) наличие разнообразных паразитических форм

Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Если у животного сердце имеет строение, изображенное на рисунке, то для этого животного характерны
1) наличие гемоглобина в эритроцитах
2) тазовые почки
3) нервная система трубчатого типа
4) незамкнутая кровеносная система
5) разветвленные трахейные трубочки
6) непрямое развитие

© Д.В.Поздняков, 2009-2020