Органы выделения пауков мальпигиевы сосуды
Мальпигиевы сосуды – органы, выполняющие функцию выделения и осморегуляции у ряда наземных членистоногих: Atelocerata (насекомые и многоножки) и паукообразных. По-видимому, в этих группах они возникли независимо: из эктодермы у насекомых и многоножек и из энтодермы у паукообразных. Иногда в качестве мальпигиевых сосудов рассматриваются выросты кишечника, имеющиеся у близких к членистоногим тихоходок (Догель, 1981). Названы в честь биолога Мальпиги, открывшего их в 1669 году.
Строение[править | править код]
Мальпигиевы сосуды представляют собой слепо замкнутые эпителиальные канальцы, открывающиеся на границе средней и задней кишки. Однако у некоторых (Nicrophorus, Gnaptor, Coccoidea) они открываются в среднюю кишку, у некоторых (личинки бабочек, бронзовок, муравьиного льва) – в заднюю.
Число мальпигиевых сосудов варьирует от 2 до 150 (у медоносной пчелы), они слабо развиты у протур и совсем отсутствуют у коллембол, у тлей они вторично редуцируются.
Мальпигиевые сосуды могут свободно заканчиваться в гемолимфе, в ряде случаев они срастаются попарно, образуя замкнутые петли. Иногда кончики канальцев прободают мышечную оболочку задней кишки. Это явление носит название криптонефрии (у жуков, сетчатокрылых, гусениц и личинок пилильщиков). Срастание мальпигиевых сосудов с кишечником отмечается для наземных представителей, вынужденных экономить воду. Криптонефриальная часть выделительной трубочки помогает насасывать воду из задней кишки. У насекомых, живущих в воде или почве, криптонефрия не наблюдается.
Стенки сосудов построены из однослойного эпителия. Клетки разрежены, особенно в концевом отделе. Подобно эпителию средней кишки, поверхность клеток, обращённая в просвет, несёт рабдориум, её слой плазматических палочек. Снаружи эпителий прикрывается базальной мембраной, сосуды имеют собственную мускулатуру и способны изгибаться.
Каждый сосуд функционально разделяется на две части. Концевой отдел пропускает внутрь себя воду и растворимые соли мочевой кислоты из гемолимфы. Далее они продвигаются к основанию сосуда, в среду, богатую СО2. Мочевая кислота вытесняется из соли угольной и выпадает в осадок, а гидрокарбонат выходит в гемолимфу. Кристаллы мочевой кислоты продвигаются к выходу в кишку, а затем удаляются с экскрементами. Такое функционирование мальпигиева сосуда описано Шванвичем для клопа Rhodnius, тогда как возможно и другое: когда выпадение кристаллов мочевой кислоты происходит внутри клеток сосуда, а канал осуществляет только вывод.
Функции[править | править код]
Выделительная[править | править код]
Мальпигиевы сосуды насекомых и многоножек избавляют организм от избытка азота главным образом в форме мочевой кислоты, а паукообразных – в форме гуанина (Догель, 1981). Оба вещества – гетероциклы из двух колец – соединения, с соотношением азот/водород большим, чем имеет мочевина (продукт выделения млекопитающих). Таким образом, оно более пригодно для экономии воды.
Помимо мочевой кислоты, мальпигиевы сосуды способны выделять ион аммония, мочевину и салициловую кислоту (актуально для насекомых, питающихся Salix).
Экскреторные функции мальпигиевых сосудов тесно связаны с функциями задней кишки. В простейшем случае мальпигиевы сосуды только насасывают плазму гемолимфы и передают её в заднюю кишку. Все остальные задачи выполняют ректальные сосочки задней кишки, которые возвращают в гемолимфу воду и другие полезные вещества, а обезвоженные экскреты и «лишние» молекулы удаляют из организма. У многих насекомых мальпигиевы сосуды также участвуют в обратном отсасывании воды, образуя с задней кишкой единый комплекс выделительных органов.
Другие функции мальпигиевых сосудов[править | править код]
Помимо выделения, мальпигиевые сосуды могут выполнять и другие функции. У ряда насекомых (прямокрылые, жужелицы, жуки-мертвоеды) в них может образовываться пищеварительный фермент дипептидаза (Шванвич, 1949).
Мальпигиевые сосуды некоторых насекомых могут выделять гранулы углекислого кальция. У мух он растворяется в крови при окуклении и затем отлагается в стенках пупария. Аналогичное растворение происходит у палочников, но кальций поступает затем в стенку хориона яйца.
У личинки муравьиного льва и хризопы перед окуклением мальпигиевы сосуды секретируют шёлк, из которого личинка прядет свой кокон. В момент шёлковыделения клетки становятся многоядерными.
Сама экскреторная мочевая кислота может также иметь дополнительные функции. У белянок, сетчатокрылых, ос, сирфид она идёт на построение пигментов пуриновой природы – белых, жёлтых и оранжевых. У личинок пенниц мочевая кислота вместе со омыляющим ферментом, выводясь с экскрементами, соединяются с выделяемым специальной железой воском, образуя защитную пену.
Использованная литература[править | править код]
- Тыщенко В. П. Физиология насекомых. М.: Высшая школа, 1986. 303 с.
- Шванвич Б. Н. Курс общей энтомологии. М.-Л.: Советская наука, 1949. 895 с.
- Догель В. А. Зоология беспозвоночных. 7-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1981. 606 с.
- Клюге Н. Ю. Современная систематика насекомых. Принципы систематики живых организмов и общая система насекомых с классификацией первичнобескрылых и древнекрылых. СПб.: Лань, 2000. 336 с.
Источник
Класс паукообразные включает в себя около 114 тыс. видов пауков, встречаются повсеместно. Приспособились к жизни в наземно-воздушной и водной средах обитания. Именно паукообразные первыми (в эволюционном плане) заселили сушу. Согласно систематике паукообразные относятся к подтипу Хелицеровые.
Их строение является отражением приспособления к суровым наземным условиям, где высока вероятность пересыхания, и самый ценный ресурс – вода. В число паукообразных входят отряды: скорпионы, пауки и клещи.
Изучает пауков наука – арахнология (от греч. arachne – паук и logos – слово).
Большинство паукообразных – хищники, питающиеся насекомыми. Они строят ловчую сеть, паутину (тенету), охотятся из засады. Часть паукообразных перешла к паразитическому образу жизни: они присасываются к коже как наземных, так и морских животных, питаются кровью хозяина. Клещи могут служить переносчиками инфекционных заболеваний человека и животных.
Мы рассмотрим данный класс на примере типичного представителя – паука-крестовика. Также остановимся на других наиболее значимых представителях этого класса.
Паук-крестовик
Такое название паук получил неслучайно: на спинной стороне брюшка имеются белые пятна, образующие крест, благодаря чему он легко узнаваем.
- Покровы, опорно-двигательная система
Тело подразделяется на головогрудь и брюшко, покрыто хитиновой кутикулой, которая служит защитой животному от пересыхания. Полость тела – миксоцель. Конечности брюшного отдела отсутствуют (редуцированы), всего имеется шесть пар членистых конечностей. Две из них, наиболее близко расположенные к головному концу тела, преобразуются в хелицеры.
Хелицеры (от греч. chele – клешня коготь и keras – рог) – первая пара головных, обычно клешневидных конечностей у членистоногих животных подтипа хелицеровых. Их основная функция – схватывание и разрывание добычи, измельчение и раздавливание пищи. Состоят хелицеры из 2-3 члеников и часто заканчиваются клешней.
За хелицерами располагаются ногощупальца – педипальпы (от лат. pes (pedis) – нога и palpus – щупальце). Педипальпы – вторая пара членистых конечностей на головогруди у паукообразных. Служат для захвата и пережевывания пищи, а также – осязания. Щетинки на педипальпах препятствуют попаданию в рот твердой пищи – запомните, что пауки питаются жидкой пищей и пищеварение у них особенное. Скоро вы все узнаете 😉
На брюшке паука снизу находятся особые органы – паутинные бородавки (видоизмененные брюшные ноги). Это парные членистые выросты (от одной до четырех пар), основная функция которых – формирование паутинного волокна. С помощью паутинных волокон пауки строят ловчую сеть, которую мы называем паутиной (тенетой).
Паутина каждого паука имеет свой уникальный рисунок, она состоит из сухих и липких нитей. Паук сам строит паутину и прекрасно знает, какие нити липкие, избегает их. Другие животные не знают этот секрет, и поэтому легко запутываются.
Ходильных ног у паука восемь (четыре пары). Для всех представителей подтипа хелицеровых, в том числе и паука-крестовика, характерно отсутствие усиков: у них нет ни антеннул, ни антенн.
- Пищеварительная система
Запомните, что пищеварение у паука – внекишечное. Поймав добычу, паук вонзает в ее тело хелицеры и впрыскивает яд (образовавшийся в ядовитых железах). Жертва заключается в кокон из паутины, после чего паук впрыскивает в жертву секрет слюнных желез, который начинает в прямом смысле переваривать жертву вне кишечника паука – отсюда и название! После некоторого времени пауку остается просто всосать уже переваренные органы и ткани жертвы. Твердую пищу паук не ест.
Пищеварительная система паукообразных состоит из передней, средней и задней кишки. В составе передней кишки выделяют глотку, зоб и сосательный желудок, снабженный мощной мускулатурой и действующий подобно резиновой груше. Благодаря сосательному желудку паук вытягивает переваренные органы и ткани жертвы.
Средняя кишка, основная функция которой – всасывание, имеет многочисленные слепо заканчивающиеся выросты, которые увеличивают общую площадь всасывания. Задняя кишка завершается анальным отверстием, через которое непереваренные остатки пищи выводятся наружу.
- Дыхательная система
Помимо пары легочных мешков, у паука имеется система трахей. Легочные мешки паука являются видоизмененными кожными выростами, имеют форму параллельных перегородок.
Трахеи – дыхательные трубки паукообразных и насекомых, открывающиеся на поверхности тела особыми отверстиями – стигмами (дыхальцами), чаще всего лежащими попарно. Внутренняя стенка трахей представлена хитиновой оболочкой, которая предохраняет трахеи от спадания.
Благодаря системе трахей кислород доставляется к тканям и органам паука, а углекислый газ удаляется из организма.
- Кровеносная система
Кровеносная система паука, как и всех членистоногих, незамкнутого (лакунарного типа). Состоит из трубковидного сердца, функционирование которого происходит также, как и у ракообразных. Сердце лежит в околосердечной сумке – перикарде. От сердца отходит аорта, несколько артерий и система лакун, в которых циркулирует гемолимфа, омывающая внутренние органы и ткани.
Нельзя не отметить, что развитая система трахей значительно упрощает строение кровеносной системы, которая практически не участвует в переносе кислорода. Именно по этой причине в кровеносной системе отсутствуют капилляры и мелкие сосуды.
Таким образом, основной функцией кровеносной системы становится транспорт питательных веществ к клеткам и тканям организма.
- Выделительная система
Органы выделения – мальпигиевы сосуды. Мальпигиевы сосуды – тонкие (как нить) слепо заканчивающиеся выросты кишечника на границе средней и задней кишки. Сухопутный образ жизни настолько поднял ценность воды для пауков, что в мальпигиевых сосудах из мочи всасывается вся вода, и на входе в кишечник мочевая кислота кристаллизуется и выпадает в осадок, в твердом виде выводится с экскрементами.
Также у пауков присутствуют особые – коксальные железы (лат. coxa – бедро), являющиеся видоизмененными метанефридиями. Выводной проток этих желез открывается чаще всего возле основания первых члеников – третьей пары ходильных ног.
- Нервная система
Состоит из головного мозга (надглоточного ганглия), подглоточного ганглия, коннектив, соединяющих эти два ганглия, – все эти структуры вместе образуют окологлоточное нервное кольцо. От окологлоточного нервного кольца отходит брюшная нервная цепочка, строение которой нетипично – все нервные узлы сливаются в единственный звездообразный узел.
Органы чувств представлены органами равновесия – статоцистами, слуха – слуховыми пузырьками. У пауков 4 пары простых глаз, по всему телу распределены чувствительные волоски – щетинки, наибольшая их концентрация наблюдается на хелицерах, педипальпах, вокруг рта и на конечностях. Пауки очень чувствительны к малейшим вибрациям паутины, что позволяет им не прозевать добычу, попавшуюся в нее.
- Половая система
Раздельнополые животные, оплодотворение внутреннее. Половые железы самцов – семенники, самок – яичники. Самцы откладывают сперматофор (мешок со сперматозоидами), который самка захватывает краями полового отверстия. Некоторые пауки вводят сперму непосредственно в половые пути самки с помощью копулятивных органов.
Развитие паукообразных прямое – без метаморфоза (за исключением клещей). Часть пауков откладывают яйца, из которых в дальнейшем развиваются молодые особи, часть обладают живорождением. Живорождение – появление на свет полностью развившегося детеныша, свободного от яйцевых оболочек.
Паук-серебрянка (водяной паук)
Этот паук восхищает тем, как обустраивает свое жилище. Оно представляет собой подводный колокол, наполненный воздухом, который паук приносит на брюшке, постепенно создавая воздушный пузырь под водой, в котором он и живет. Ловчую сеть этот паук строит под водой, питается мелкими животными, которые случайно касаются нитей ловчей сети. Паук подстерегает их, сидя в колоколе.
Воздух из наземной среды водяной паук переносит под брюшком, которое кажется под водой серебряным – отсюда паук и получил свое название – серебрянка.
Сенокосец
Сенокосцы объединяются в самостоятельный отряд класса паукообразных. Простонародное название сенокосцев – косиножки. Сенокосцы не ядовиты, у них отсутствуют паутинные железы. Имеется пара головогрудных желез, выделяющих секрет с резким пахучим запахом, которые защищают сенокосцев от поедания хищными животными.
У большинства сенокосцев ходильные конечности легко отрываются, после чего, даже буду отделенными от тела, продолжают сокращаться: это отвлекает внимание хищников пока сенокосец спасается бегством. За счет этих сокращений паук и получил свое название – сенокосец.
Каракурт – черная вдова
К отряду пауки также относятся очень ядовитые каракруты – вид пауков из рода черных вдов. Характерный внешний морфологический признак – наличие 13 пятен на верхней стороне брюшка.
Укус каракурта ощущается моментально – в месте укуса появляется жгучая резкая боль, вскоре присоединяется одышка, тахикардия (учащенное сердцебиение), головокружение, головная боль и тремор. Для лечения применяют противокаракуртную сыворотку. В отсутствии лечения возможен летальный исход, в годы массового размножения каракурта часто погибают сельскохозяйственные животные, известны случаи смерти у людей.
Клещи
Клещи – подкласс членистоногих из класса паукообразных. Это мелкие паукообразные, длина которых не превышает 1-4 мм. Их тело не дифференцировано на отделы: головогрудь и брюшко срастаются. Клещи – паразиты, ведущие наземный образ жизни. Известны собачий и таежный клещи, кровососущие животные, паразитирующие на животных и человеке.
Спешу вас оповестить о том, что клещи не “прыгают”. Это распространенное заблуждение. Анатомическое строение их конечностей исключает возможность прыжка как такового. Чаще всего клещи забираются на травы высотой 0,5-1 м и ждут приближения теплокровного животного, которое их касается: в этот момент клещ и перебирается на тело животного или человека.
При укусе клеща его извлекают из кожи с помощью специальной методики. Известен прием, заключающийся в помещении клеща в масляный раствор. Теперь вам анатомически понятно, что масло через дыхальца заполняет систему трахей и препятствует поступлению кислорода к клеткам и тканям клеща. В течение нескольких минут клещ погибает от гипоксии внутренних органов и тканей, что дает возможность проще извлечь его.
Главная опасность клеща отнюдь не в объеме высосанной им крови, а в том, что клещи часто являются переносчиками возбудителей тяжелых инфекционных заболеваний. Через некоторое время после укуса человек может заболеть туляремией, таежным энцефалитом, клещевым сыпным тифом.
Клещевой энцефалит – или весенне-летний, получил такое название вследствие сезонной активности клещей. Частота энцефалитов резко возрастает в весенне-летний период, когда у клещей начинается период активного размножения.
Клещевой энцефалит (от греч. enkephalos – головной мозг) – тяжелое заболевание, иногда приводящее к летальному исходу. Протекает с лихорадкой, возможны эпилепсия, судороги, параличи мышц.
Чесоточный зудень
Внутрикожный паразит, вызывающий чесотку у человека и других млекопитающих. Все тело клеща покрыто многочисленными волосками. Попав на кожу, он начинает рыть ходы в ней, что приводит к возникновению сильного зуда, усиливающегося по ночам. Питается кровью, размножается прямо в коже.
Излюбленное место для рытья ходов: межпальцевые промежутки, подмышечные ямки, область промежности.
Скорпионы
Отряд членистоногих из класса паукообразных, представленный наземными формами, встречающимися в жарких регионах – степях и пустынях Средней Азии, Австралии, Америки, Африки.
Для скорпионов характерно наличие ядовитого аппарата на конце тела – “хвосте”, который заканчивается ядовитой иглой. Внутри хвоста расположена пара ядовитых желез, окруженных мышцами, при сокращении которых ядовитый секрет поступает в протоки, оканчивающиеся на вершине иглы.
Значение паукообразных
Как и все живые организмы, пауки – звено в цепи питания (консументы). Они уничтожают многих насекомых-вредителей, яд, выделяемый их ядовитыми железами, наносит вред здоровью человека, вплоть до летального исхода.
Как говорится, все есть яд и все есть лекарство – вопрос в дозировке. Из яда паукообразных (в том числе скорпионов) люди научились изготавливать лекарства, так что у них имеется еще и медицинское значение. В странах Азии паукообразные приобретают пищевое значение – их употребляют в пищу как деликатесы.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Источник