Усики членистоногих
Разнообразие усиков у насекомых У этого термина существуют и другие значения, см. Усики.
У́сики (либо антенны, сяжки) представляют собой пару придатков, соединённых к передним сегментам членистоногих. У ракообразных усиков две пары (первая пара называется антеннулы, вторая — просто антенны) и они расположены на первых двух сегментах головы. У других групп членистоногих, за исключением хелицеровых и бессяжковых (не имеющих усиков совсем), их одна пара.
Усики являются органами чувств, хотя природа того, что и как они чувствуют, неодинакова у различных групп и в некоторых случаях до конца не изучена. Функционально они могут замещать собой зрение, осязание, слух (вибрацию), реакцию на тепло и особенно обоняние (запах или вкус).
Грибовидные тела в мозге дрозофилы
У насекомых рецепторы обоняния, расположенные на усиках, контактируют с молекулами запаха, включая феромоны. Нейроны, которые обладают этими рецепторами, посылают нервный импульс по своим аксонам в дейтоцеребрум (средний отдел головного мозга у насекомых и других членистоногих), где они подсоединены к грибовидным телам, отвечающим за идентификацию запаха. Средняя чувствительность усиков к определённому запаху может быть вычислена с помощью электроантеннограммы.
Усики насекомых состоят из трёх основных частей: скапус (основание), педицель (стебель) и флагеллум, который часто состоит из множества члеников, называемых флагелломерами. Количество флагелломеров варьирует в больших пределах и часто является определяющим признаком при идентификации вида. Настоящие флагелломеры имеют мембранные сочленения между собой, но у многих насекомых, особенно из наиболее примитивных групп, флагеллум полностью либо частично состоит из ряда так называемых аннулюсов (плёнок), которые не являются настоящими флагелломерами.
Типы усиков
Типы усиков (латинские термины)
Усики бывают нитевидные, щетинковидные, четковидные, пиловидные, булавовидные, перистые, коленчатые, щетинконосные.
Нитевидные усики. Все членики цилиндрические, то есть более или менее одинаковой ширины, лишь у основания они могут быть несколько утолщены. Пример: саранчовые, некоторые бабочки (пяденицы и огнёвки).
Щетинковидные усики. Членики постепенно суживаются от основания так, что усики к вершине явно заострены. Усики могут быть длинными и короткими. Примеры — кузнечики, сверчки, медведки, тараканы.
Чётковидные усики. Состоят из коротких и широких члеников, основания последних сужены так, что членики отделены один от другого перетяжками; первые (1—2-й) членики могут быть удлиненными. Пример — жуки-чернотелки.
Пиловидные усики. Членики, составляющие усик, имеют оттянутый верхний угол и в совокупности напоминают зубья пилы. Примеры — жуки-щелкуны и жуки-златки. Видоизменением пиловидного усика можно считать гребенчатый, или гребневидный, усик, каждый членик которого имеет отросток; отростки образуют гребень.
Булавовидные усики. Несколько вершинных члеников расширены и составляют булаву. Примеры — бабочка-белянка, бабочка-крапивница.
Перистые усики. Каждый членик усика имеет двусторонние выросты, уменьшающиеся от основания к вершине; в общей сложности усики напоминают перо птицы. Пример — бабочки-шелкопряды.
Коленчатые усики. Первый членик усика значительно длиннее остальных, составляющих жгутик, и направлен под углом к ним. Примеры — муравьи, шершень, шмель, жук-олень, виды семейства усачей.
Щетинконосные усики состоят из трех коротких и широких члеников различной формы; на последнем членике сбоку или на вершине имеется щетинка, которая может быть перистой. Примеры — комнатная муха и некоторые двукрылые.
- Вестхайде В., Ригер Р. От простейших до моллюсков и артропод // Зоология беспозвоночных. = Spezielle Zoology. Teil 1: Einzeller und Wirbellose Tiere / пер. с нем. О. Н. Бёллинг, С. М. Ляпкова, А. В. Михеев, О. Г. Манылов, А. А. Оскольский, А. В. Филиппова, А. В. Чесунов; под ред. А. В. Чесунова. — М.: Товарищество научных изданий КМК, 2008. — Т. 1. — iv+512+iv с. — 1000 экз. — ISBN 978-5-87317-491-1.
См. также
- Педипальпы — аналог усиков у паукообразных
- Усы у человека
- Вибриссы у млекопитающих
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 9 сентября 2017 года.
Задание 1. Рассмотрите внешнее строение паука-крестовика.
1. Определите, сколько у паука отделов тела. Напишите, как они называются.
У пауков два отдела тела. Маленькая головогрудь и большое брюшко.
2. Выясните, сколько пар ходильных ног у паука. Обратите внимание на чувствительные волоскии коготки на конечностях. Объясните их значение.
Четыре пары ходильных ног. Пауки чувствуют запах и слышат с помощью чувствительных волосков на конечностях. А с помощью коготков пауки цепляются за разные поверхности.
3. Напишите, какие органы есть на голове паука. Есть ли у пауа усики? Сколько глаз у паука?
На голове у паука есть глаза — 8 шт., также имеется рот, чувствительные волоски, педипальпы и ходильные ноги. Пауки не имеют усики.
4. Выясните, можно ли разглядеть у паука сегментацию брюшка. Есть ли конечности на брюшке? Запишите ответ.
Сегментация не видна. У примитивных пауков следы сегментации на брюшке все же есть. Нет, все конечности располагаются на головогруди.
5. Сделайте вывод об особенностях внешнего строения паука-крестовика.
Для паука-крестовика, как и для всех паукообразных, характерен половой диморфизм, анутреннее оплодотворение, откладка яиц в кокон, сплетеный из паутины.
Пауки — восьминогие членистоногие, имеющие 2 отдела тела: слитое брюшко и головогрудь, 8 простых глаз, не имеют усиков.
Задание 2. Раскрасьте внутренние органы паука-крестовика (желтым цветом — органы нервной системы, зеленым — органы пищеварения, черным — половые органы, голубым — органы дыхания, красным — органы кровеносной системы, коричневым — ядовитую железу) и обознчьте их.
Задание 3. Выпишите номера правильных утверждений.
Утверждения.
1. Тело пауков состоит из головогруди и нерасчлененного брюшка.
2. Пауки дышат кислородом, растворенным в воде.
3. У скорпионов несколько пар простых глаз.
4. Ловчие сети пауки плетут ногочелюстями.
5. Паутина может служить пауку средством защиты, передвижения, выведения и охраны потомства.
6. Все пауки дышат атмосферным воздухом.
7. Переваривание пищи происходит в сосательном желудке паука.
8. Таежный клещ является возбудителем энцефалита и паразитирует в спинном мозге человека.
9. Яд каракурта смертельно опасен для человека.
Правильные утверждения: 1, 3, 5, 6, 9.
Задание 4. Наблюдения за поведением паука показывает, что он выскакивает из своего укрытия, если в паутине находится муха средней величины; если попадется маленькая мушка, паук не обращает на нее внимания. Объясните, как паук узнает о величине своей жертвы.
Когда жертва попадает в его паутину, она затрагивает некоторые нитки, которые непременно ведут к самомму пауку, Амплитуда раскачивания нити показывает пауку, какой величины жертва попала в паутину: чем меньше жертва, тем меньше амплитуда раскачивания.
Задание 5. Заполните таблицу.
| Клещи — обитатели человеческого жилья и постоянные паразиты человека | |||
|---|---|---|---|
| Название клеща | Местообитание | Приносимый вред | Меры борьбы и профилактика |
| Мучной клещ | обильные запасы пищи | повреждает культурные растения | переработка зерен и семян |
| Паутинный клещ | повсюду | всасывает соки растений | перед посадкой растений внимаельно осматривать семена и луковицы |
| Амбарный клещ | в запасах зерновых, муки и сухофруктов | инфекция | генеральная уборка |
| Чесоточный зудень | кожные покровы людей и животных | чесотка и аллергия | соблюдение личной гигиены |
У насекомых два глаза со сложным устройством, у пауков глаза намного примитивнее, зато их восемь. Встречаются пауки с шестью глазами и редко — с двумя.
Насекомые бывают хищниками и вегетарианцами. Первые поедают свою пищу с помощью мощных челюстей, в прямом смысле пережевывают еду; вторые в основном питаются нектаром при помощи «хоботков». Питание пауков кардинально отличается — они впрыскивают в свою добычу желудочный сок, ждут, пока мягкие ткани размягчатся и затем всасывают питательный «супчик» узкой ротовой щелью, лишенной зубов, губ и вообще любых привычных нам признаков ротового аппарата. Практически все пауки являются хищниками, найден лишь один вид, питающийся растениями — паук багира Киплинга.
Голова всех видов насекомых украшена парой усиков, у пауков эти усики отсутствуют.
Еще одно разительно отличие — паутина. Пауки обладают тремя парами паутинных бородавок, выпускающих тонкую струю клейкой жидкости, которая через несколько секунд застывает, не теряя при этом своей липкости. Паучья сеть — ловушка для насекомых, не умеющих создавать подобные смертоносные кружева.
Кстати, куда более близкими родственниками, чем насекомые, пауку приходятся скорпионы и клещи, которые также относятся к классу паукообразных.
Когда и где появились первые пауки?
Пауков часто объединяют с насекомыми. Однако это неверно. И те, и другие относятся к одному типу животных — членистоногим, но совершенно к разным классам и отрядам, различающихся строением и образом жизни. Скажем, у пауков восемь ног, а у насекомых — только шесть.
Но мы сейчас не об отличиях пауков от насекомых, а о самих пауках поговорим.
Сложности с установлением точного времени возникновения пауков (арахнид) связаны с особенностями их строения. Внешнего панциря у пауков нет, хитиновый покров тела — разрушается достаточно быстро. А уж о мягких тканях кутикул и говорить нечего — они практически никогда не сохраняются.
Так что, чтобы из паука получилась окаменелость нужно поистине редкое сочетание случайностей (например, чтобы паук быстро погиб под слоем вулканического пепла во время извержения, причем этот слой был довольно большим и быстро застыл). Неудивительно, что находят их нечасто.
Но все-таки находят.
Чаще всего останки мелких древних пауков сохраняет янтарь. В его включениях находят как самих паучков, так и их яйца и ловчие сети (иногда вместе с добычей), а временами — целые застывшие сценки: ловлю, плетение паутины, спаривание.
Датируются самые древние такие находки каменноугольным периодом (от 298 до 358 млн. лет назад), так что считается, что первые пауки появились примерно 300-320 млн. лет тому назад.
Очень и очень редко (как правило, в Китае) попадаются и окаменелости. Причём удивительно чёткие: позволяют разглядеть и ножки, и хелицеры и даже прядильные органы. Тут нужно сказать спасибо геологическому прошлому этого региона — частым и «обильным» на пепловые выбросы вулканическим извержениям и относительно стабильной платформе.
Именно в Китае найден древнейший из известных нам на сегодня видов пауков — Attercopus fimbriunguis. Эта крошка размером всего 5 мм, причем — что уже удивительно — пятую часть занимает хвост (не самая распространенная часть тела у этого племени).
Хвост этого древнего паука являлся источником паутины. Правда, атеркопус еще не умел производить настоящие ловчие сети, как современные арахниды; его «хвост» продуцировал отдельные липкие нити, которые если во что-то и соединялись, то разве что в мелкие бесформенные лоскутки, да и то — без всякого участия самого паука, чисто случайно и хаотично. Но и такая неполноценная паутина могла на что-то пригодиться: например, выстилать стенки норки, отмечать охотничьи тропинки, пеленать коконы или привлекать самок (ниточки и лоскутки паутины могли пропитывать феромоны) и тому подобное.
Возраст горных пород, где найдены останки атеркопуса — 386 миллионов лет! Имеются и более древние — 397 миллионов лет, но там сохранность окаменелости гораздо ниже. А это уже период девона — времени расцвета рыб, возникновения папоротников и голосеменных, заселения суши.
Судя по строению органов дыхания, древние пауки специализировались для сухой и жаркой атмосферы, но при этом их дыхательная система выглядит довольно примитивно. Это прекрасно согласуется с предположением о происхождении пауков в поздний девонский период, для которого был характерен жаркий климат, частые засухи с образованием пустынных и полупустынных районов и повышение содержания кислорода в атмосфере.
Прядильный аппарат пауков происходит от жаберных брюшных ножек их предков — каких-то древних членистоногих, подобных мечехвостам. Так как жаберные ножки сухопутному созданию явно не нужны, то примитивные паутинные бородавки начали формироваться, по всей видимости, еще в воде или в самом начале освоения суши, когда паучьи предки вели полуводный образ жизни. Зачем они могли понадобиться? Ну, например, для производства коконов для яиц — так используют паутину самые примитивные виды пауков.
Итак, примитивные первопауки — такие как атеркопус — возникли примерно 400 миллионов лет назад, в девоне. Это были едва ли не первые животные, освоившие сушу. Отличались они несколько более «членистым» строением: так их брюшко и грудь еще не полностью слились и на них были вполне различимы отдельные сегменты. Кроме того, эти древние первопауки не умели плести сети, хотя паутину производить уже могли.
Происходило это где-то на мелководном побережье, скорее всего, суперконтинента Гондваны, объединявшего в себе Африку, Южную Америку, Антарктиду, Австралию, Новую Зеландию, а также Аравию, Мадагаскар и Индию, — он лежал южнее и отличался более дождливым климатом и более бурной растительностью (т. е. пищевые ресурсы на нем были больше и разнообразней). Впрочем, именно в этот период Гондвана объединялась с северным суперконтинентом — Протолавразией — в единый материк Пангею.
Образование Пангеи позволило древним паукам распространится на все части света, так что когда Пангея снова раскололось на отдельные континенты пауки жили уже везде. Только поздние ледниковые периоды несколько сократили и порезали их ареалы.
Пауки развивались быстро (впрочем, неудивительно, ведь в позднем девоне и карбоне других животных на суше было немного — царствовали членистоногие). Уже в начале карбона — 300-320 млн. лет назад — они значительно размножились, увеличились в размерах и практически утратили членистое деление брюшка и головогруди.
Вероятно, в этом периоде они должны были быть весьма крупными. Во всяком случае насекомые в каменноугольном периоде имели размах крыльев до метра (например, стрекоза меганевра) — следовательно, и хищные членистоногие, охотившиеся на них, могли достигать сопоставимых размеров. Но таких больших пауков пока не найдено.
Самый крупный из известных сейчас ископаемых пауков называется Nephila Jurassica (нефила юрская). Был размером с блюдце (примерно 15 см) и обитал в юрском периоде — в самом что ни есть динозавровом. Современные представители этого рода (кругопряды) живут во влажных тропических лесах Африки, Азии и Мадагаскара и охотятся на птиц, ну а юрский кругопряд вполне мог расставлять сети на мелких птерозавров!
Самое удивительное, что этот паук практически ничем не отличается от современных родственников. Так что уже 165-180 миллионов лет назад древние пауки приобрели современный облик и с тех пор изменились мало.