Кровеносная система у речного рака. Строение речного рака. Основные системы органов

Среда обитания речного рака

Речной рак обитает в пресной чистой воде - реках, ручьях и озерах. Днем раки скрываются под камнями или в норах, вырытых на дне либо у берегов под корнями деревьев. Ночью они выползают из своих укрытий в поисках пищи. Речные раки всеядны. Они питаются растениями и животными, причем могут поедать и живую, и мертвую добычу. Запах пищи раки чувствуют на большом расстоянии, особенно если трупы лягушек, рыб и других животных начали разлагаться.

Особенности строения речного рака

Речной рак, как и все членистоногие, имеет твердый покров, основу которого составляет органическое вещество - хитин . Этот легкий, но твердый хитиновый покров защищает мягкие части тела животного. Кроме того, он служит наружным скелетом , так как изнутри к нему прикрепляются мышцы. Твердые покровы рака зеленовато-бурого цвета. Эта защитная окраска делает его невидимым на фоне темного дна. Красящие вещества покровов при варке рака разрушаются и изменяют свой цвет - рак становится красным.

Рисунок: внешнее строение речного рака

Тело рака подразделяется на два отдела: массивную головогрудь и более плоское членистое брюшко.

Головогрудь состоит из двух частей: передней (головной) и задней (грудной), неподвижно сросшихся между собой. В местах срастания видна изогнутая борозда - шов. Головной отдел имеет спереди острый шип. По бокам шипа в углублениях сидят на подвижных стебельках глаза, а впереди отходят две пары тонких и очень подвижных усиков : одни короткие, другие длинные. Это органы осязания и обоняния . По сторонам рта расположены видоизмененные конечности - это ротовые органы . Переднюю пару называют верхними челюстями , вторую и третью - нижними .

Грудь образована 8 сегментами, несущими 8 пар грудных конечностей. Первые 3 пары из них, называемые ногочелюстями , захватывают пищу и подают ее в рот. Далее следуют 5 пар грудных одно-ветвистых конечностей, из которых первая пара - клешни , остальные 4 пары - ходильные ноги . Жабры у речного рака расположены в головогруди в особых жаберных камерах, отграниченных от внешней среды головогрудным щитом, а от внутренних органов - покровами тела.

Брюшко, состоящее из 7 члеников, имеет 5 пар двуветвистых небольших конечностей, служащих для плавания. Шестая пара брюшных ног вместе с седьмым брюшным сегментом образует хвостовой плавник .

Жизнедеятельность речного рака

Рак - донное животное. Нормально он двигается по дну на ходильных ногах головой вперед. Но стоит его напугать, как он делает резкий взмах хвостовым плавником под себя и быстрыми толчками уплывает задом наперед (пятится).

У раков самки внешне отличаются от самцов. У самок членики брюшка заметно шире, чем головогрудь. У самцов брюшко уже головогруди. В конце зимы самка выметывает икринки, которые прикрепляются к ножкам брюшка. Здесь икринки и развиваются. В начале лета из них вылупляются рачата. Первые 10-12 суток жизни они остаются под брюшком у самки, а затем переходят к самостоятельному существованию.

Хитиновый покров очень слабо растяжим, поэтому рост молодых раков происходит неравномерно. Периодически старый покров становится тесным для растущего животного. Он отстает от тела, а под ним образуется новый покров. Происходит линька: старый покров лопается, и из него выходит рак, покрытый мягким и бесцветным хитином. Рак быстро растет, а хитин пропитывается известью и твердеет. Тогда рост прекращается до новой линьки.

Внутреннее строение речного рака

Мускулатура речного рака

Сплошной кожно-мускульный мешок, характерный для червей, у рака заменяется мускулатурой, образующей отдельные пучки мышц, которые приводят в движение строго определенные части тела.

Полость тела вмещает в себя разные системы органов.

Рисунок: Внутреннее строение речного рака. Пищеварительная, нервная и половая система речного рака.

Пищеварительная система речного рака

Пищеварительная система речного рака имеет более сложное строение, чем у дождевого червя. Пища через рот, глотку и пищевод попадает в желудок. Он состоит из двух отделов. В первом (крупном) отделе пища перетирается хитиновыми зубцами. Во втором отделе имеется цедильный аппарат, который процеживает измельченную пищу. Пища поступает в кишечник, а затем в пищеварительную железу, где происходит ее переваривание и всасывание питательных веществ. Непереваренные остатки выводятся наружу через анальное отверстие, расположенное на средней лопасти хвостового плавника.

Рисунок: Внутреннее строение речного рака. Кровеносная и выделительная система речного рака

Кровеносная система речного рака

Кровеносная система речного рака характеризуется появлением пульсирующего органа - сердца, способствующего движению крови, незамкнутая: кровь через сосуды вытекает в полость тела и омывает внутренние органы, передавая им питательные вещества и кислород, затем она вновь поступает в сосуды и сердце. Растворенный в воде кислород проникает через жабры в кровь, а накопившийся в крови углекислый газ через жабры выводится наружу. Так в организме рака происходит газообмен. Обогащенная кислородом кровь попадает в полость сердца через отверстия в нем.

Органы выделения речного рака

Органы выделения рака - пара зеленых желез . От каждой из них отходит выводной канал, открывающийся наружу у основания усиков. Через зеленые железы из организма рака удаляются растворенные в крови вредные продукты жизнедеятельности.

Нервная система и органы чувств речного рака

Как и у дождевого червя, нервная система рака состоит из окологлоточного нервного кольца и брюшной нервной цепочки. Нервные узлы у рака развиты сильнее, особенно надглоточный и подглоточный. От надглоточного узла нервы отходят к глазам и усикам, от подглоточного - к ротовым органам, от брюшной нервной цепочки - к внутренним органам и конечностям.

Длинные усики служат раку органами осязания и обоняния . Ими он ощупывает окружающие предметы. В основании коротких усиков находится орган равновесия и слуха .

Органы зрения речного рака

Органы зрения - выпуклые глаза - сидят на подвижных стебельках. Это дает раку возможность смотреть во все стороны. Глаза рака сложные. Они состоят из объединенных вместе отдельных глазков. Каждый глазок воспринимает только небольшую часть окружающего рака пространства, а все вместе воспринимают целое изображение. Такое зрение называют мозаичным . Мозаичное зрение характерно для большинства членистоногих.

Класс Ракообразные (Crustacea)

Велика роль ракообразных в биологическом круговороте в водных экосистемах. Планктонные рачки питаются в основном одноклеточными водорослями и взвешенными в воде органическими частицами, а ими в свою очередь питаются рыбы. Основу пищи для рыб во всех водоемах составляют ракообразные или животные, питающиеся ими. Даже такие крупные морские животные, как беззубые киты, питаются мелкими рачками, которых выцеживают из воды в огромном количестве.

Важна роль ракообразных в биологической очистке вод. Они представляют одну из самых многочисленных групп биофильтраторов и детритофагов. Ракообразные - важный объект промысла и используются человеком в пищу. Особенно развит промысел креветок, крабов, лангустов. На рыбоводных заводах разводят мелких рачков в качестве корма для рыб.

Тело состоит из головного, грудного и брюшного отделов. У некоторых примитивных ракообразных сегментация грудного и брюшного отделов почти гомономная. Сегменты тела несут по паре двуветвистых конечностей (рис. 254). Типичная конечность ракообразных состоит из базальной части - протоподита, от которого отходят две ветви: наружная - экзоподит и внутренняя - эндоподит. Протоподит состоит из двух члеников: коксоподита и базиподита. На коксоподите обычно имеется жаберный придаток - эпиподит, а к базиподиту причленяются экзоподит и эндоподит. Экзоподит нередко редуцируется, и ноги становятся одноветвистыми. Первично конечности ракообразных мультифункциональны и выполняют несколько функций: двигательную, дыхательную и вспомогательную при питании. Но у большинства ракообразных наблюдается морфо-функциональная дифференциация конечностей.

Голова ракообразных состоит из головной лопасти - акрона и четырех сегментов. На голове имеются придатки акрона - антенны первые (антеннулы) и конечности четырех сегментов: антенны вторые, мандибулы (верхние челюсти) и две пары максилл (нижних челюстей). Голова может быть слитной или состоять из двух сочлененных отделов: протоцефалона и гнатоцефалона (рис. 255). Протоцефалон образуется путем слияния акрона и одного головного сегмента и несет две пары антенн, а гнатоцефалон - слиянием трех челюстных сегментов. У многих высших ракообразных, как, например, у речного рака, гнатоцефалон срастается с грудным отделом, что приводит к образованию челюстегруди (гнатоторакса), покрытой спинным панцирем - карапаксом. В этом случае тело

Рис. 254. Схема строения конечности ракообразных (по Снодграссу): 1 - протоподит 2 - эндоподит 3 - экзоподит 4 - эпиподиты

Рис. 255. Строение головы ракообразных (по Снодграссу): А - жаброног Eubranchipus vemalis (протоцефалон обособлен) Б - креветка Spirontocans polans (протоцефалон отделен), В - боколлав Orchestoidea califomica (голова сложная); 1 - антеннула 2 - антенна 3 - верхняя губа 4 - сложный глаз, 5 - мандибула, 6 - фудные ноги, 7 - протоцефалон 8 - 2-й сегмент головы, 9 - слитные 3-й и 4-й сегменты головы 10- 11 - 1-й и 2-й сементы груди, 12, 13 - максиллы, 14 - ногочелюсть, 15 - челюстегрудь

Рис. 256. Вскрытый речной рак (самка) Potamobius astacus (из Натали): I - голова II - челюстегрудь III - брюшко; 1 - антеннулы, 2 - антенна, 3 - глаз, 4 - желудок 5, 6 - артерии, 7 - яичник, 8 - сердце 9 - брюшная артерия 10 - брюшная нервная цепочка 11 - задняя кишка, 12 - мышцы 13 - жабры 14 - печень

подразделяется на следующие отделы: голова - протоцефалон (акрон и один сегмент), челюстегрудь - гнатоторакс (три головных и восемь грудных сегментов) и брюшко (шесть сегментов и тельсон) (рис. 256). У других раков весь головной отдел сливается с одним или несколькими сегментами груди, образуя головогрудь, а затем следует грудь и брюшко.

Грудной и брюшной отделы ракообразных могут состоять из разного числа сегментов (от 5-8 до 50). Грудной отдел в основном локомоторный. У одних раков грудные конечности мультифункциональные, как у жабронога, и выполняют плавательную, дыхательную функции и отфильтровывания пищи, у других наблюдается разделение функций. Например, у речного рака из восьми пар грудных ног первые три пары - это двуветвистые ногочелюсти (удерживают и отцеживают пищу), три последующие пары ног одноветвистые ходильные и одновременно хватательные с клешней на конце Вместе с тем все грудные конечности рака несут у основания жабры и выполняют дополнительно функцию дыхания (рис 257)

Брюшной отдел состоит из нескольких сегментов и тельсона и чаще лишен конечностей. Однако у большинства высших раков на брюшке имеются двуветвистые конечности. У креветок они выполняют плавательную функцию, у ротоногих раков - дыхательную У самцов речного рака первые две пары брюшных ног видоизменены в копулятивные органы, а остальные - плавательные У самок рака первая пара ног редуцирована, а остальные брюшные ножки служат для плавания и вынашивания молоди Последняя пара брюшных ног у большинства десятиногих раков имеет форму сдвоенных широких пластинок (уроподы) Вместе с уплощенным тельсоном уроподы образуют как бы пятилопастной "плавник" Подгибая и распрямляя мускулистое брюшко с "плавником", речной рак плывет задом наперед, а ползает по дну на пяти ходильных ногах в любом направлении. У ракообразных без

Рис 257 Конечности самца речного рака (из Натали): 1 - антеннула, 2 - антенна, 3 - мандибула, 4 - первая максилла, 5 - вторая максилла, 6-8 - ногочелюсти, 9-13 - ходильные ноги, 14-19 - брюшные ножки

брюшных конечностей на конце тела обычно имеются членистые придатки тельсона - вилочка (furca). Только у рака Nebalia присутствуют одновременно брюшные конечности и вилочка. У крабов брюшной отдел редуцирован.

Хитиновые покровы многих ракообразных пропитаны карбонатом кальция, что придает им большую прочность. Между слитными отделами тела или сегментами, а также между члениками ног и придатков имеются мягкие мембраны, обеспечивающие их подвижность. Склеротизированные (уплотненные) участки сегментов образуют на спинной поверхности тергиты, на брюшной - стерниты. Тергиты нередко широкие, нависающие по бокам, как например, у морских тараканов, мокриц. При слиянии сегментов в отделы образуется общий хитиновый панцирь на спинной стороне. Хитиновые покровы головы в ряде случаев образуют спинную складку - карапакс, который прикрывает не только голову, но и грудь (у речного рака, щитня), или даже все тело (дафнии, ракушковые рачки). Боковые части карапакса у высших раков прикрывают жабры.

В состав хитиновой кутикулы входят разнообразные пигменты, придающие ракообразным покровительственную окраску. Особо большой стойкостью обладают красные пигменты, которые сохраняются даже при фиксации ракообразных в формалине и проваривании в кипятке. Поэтому покровы вареных и жареных раков, крабов красные. Пигменты содержатся и в коже ракообразных - гиподерме. Имеются клетки-хроматофоры с разными пигментами. Некоторые ракообразные могут изменять окраску, что зависит от распределения пигментных зерен в хроматофорах. Если пигмент равномерно распределяется в клетке, то эта окраска и будет проявляться в покровах. И наоборот, если пигмент концентрируется в центре клетки, то эта окраска исчезает. Процесс изменения распределения пигмента в разных хроматофорах регулируется нервно-гуморальной системой.

Пищеварительная система ракообразных состоит из переднего, среднего и заднего отделов (рис. 258). Эктодермальная передняя кишка представлена пищеводом и жевательным желудком; выстлана хитиновой кутикулой. Желудок иногда подразделяется на жевательный и пилорический. В жевательном желудке у речного рака имеются хитиновые зубцы, пропитанные карбонатом кальция, и особые "жерновки" - конкреции извести. При сокращении мышечных стенок желудок подобен "жевательной" мельнице, где перетирается пища. В пилорическом отделе желудка пища фильтруется. Средняя кишка энтодермальная; в нее впадают протоки парной печени. Печень выполняет не только роль пищеварительной железы, но и функцию всасывания переваренной пищи. Ферменты печени действуют на жиры, белки и углеводы. В печени происходит полостное и даже частично внутриклеточное пищеварение. Имеется обратная

корреляция между развитием средней кишки и печени. Например, у дафний маленькая печень, но длинная средняя кишка, а у речного рака сильно развита печень, а средняя кишка имеет вид короткого слепого отростка и пища в основном переваривается и всасывается в трубочках печени. Задняя кишка прямая, выстлана кутикулой. Во время линьки у раков сбрасывается не только наружный хитиновый покров, но и хитиновая выстилка переднего и заднего отделов кишки. В этот период ракообразные не питаются до отвердевания нового хитинового покрова.

Органы дыхания . У большинства ракообразных органами дыхания служат кожные жабры в форме перистых или пластинчатых выростов. Обычно жабры находятся на грудных конечностях, и только у ротоногих (рак-богомол) и равноногих (водяные ослики) брюшные ножки полностью превращены в жабры. У высших ракообразных (раков, крабов) жабры образуются не только на ногах, но и на стенке тела в жаберных полостях под карапаксом (рис. 259). Многие мелкие ракообразные с тонкой кутикулой лишены жабер и дышат всей поверхностью тела. У сухопутных ракообразных имеются специальные органы дыхания. Так, у мокриц на брюшных ножках имеются глубокие ветвящиеся впячивания - псевдотрахеи, в которых происходит газообмен. У сухопутных крабов под боковыми частями панциря долго сохраняется влага, и они дышат кислородом, растворенным в пленке воды, покрывающей тонкие мембраны жаберной полости. Для дыхания сухопутных ракообразных необходима повышенная влажность воздуха. Даже пустынные мокрицы, роющие в песке норы до 1 м глубиной, живут в микроусловиях с 90-процентной влажностью воздуха.

Кровеносная система ракообразных, как и у всех членистоногих, незамкнутая: кровь (гемолимфа) течет по сосудам и лакунам миксоцеля (рис. 260). Имеется трубчатое сердце, расположенное над кишечником. У примитивных форм, например у жаброногов, сердце длинное, многокамерное, с парными отверстиями - остиями в каждой камере. У большинства ракообразных сердце в форме короткой спинной трубки всего с несколькими камерами и остиями. Например, у речного рака сердце компактное

Средце ракообразных находится в особом перикардиальном синусе миксоцеля. У речного рака перикардиальный синус замкнутый, в него впадают лишь венозные жаберные сосуды. Схема кровообращения у ракообразных изображена на рисунке 260. Гемолимфа из перикардия через остии поступает в сердце. При сокращении камер сердца клапаны остий закрываются, а клапаны сердечных камер открываются. Гемолимфа из сердца поступает в артерии. У речного рака от сердца отходят три артерии к голове и две назад к внутренним органам и к концу брюшка. Из артерий гемолимфа выливается в промежутки между органами, отдает кислород тканям и насыщается углекислым газом. Частично кровь омывает органы выделения - почки, где освобождается от продуктов обмена. В крови ракообразных содержатся дыхательные пигменты; гемоцианин или гемоглобин, связывающие кислород. От внутренних органов кровь собирается в систему венозных сосудов. По жаберным приносящим сосудам кровь поступает в систему капилляров в жабрах, где обогащается кислородом и освобождается от углекислого газа. Затем гемолимфа по выносящим жаберным сосудам поступает в перикардиальный синус, окружающий сердце. У мелких ракообразных кровеносная система часто редуцируется.

Органы выделения - две пары почек, представляющие собой видоизмененные целомодукты. Почки расположены в головном отделе. Первая пара почек - антеннальные железы, вторая пара - максиллярные. Каждая почка состоит из концевого мешочка целомического происхождения и извитого выделительного канальца, который может расширяться, образуя мочевой пузырь (рис. 262). Выделительные поры первой пары почек открываются у основания вторых антенн, а второй пары почек - у основания второй пары максилл. Внутренние отверстия выделительных канальцев, открывающиеся в целом, соответствуют воронкам целомодуктов кольчатых червей. Обе пары почек одновременно присутствуют только у одного рачка - Nebalia из высших раков, а также у морских ракушковых рачков, а у остальных имеется лишь одна из двух пар почек: антеннальные или максиллярные.

В процессе индивидуального развития ракообразных происходит смена выделительных желез. Так, у многих высших раков в личиночном состоянии

Рис. 261. Положение сердца у ракообразных: А - бокоплав, Б – краб

Рис. 262. Антенальная почка речного рака (из Вальса): 1 - мочевой пузырь, 2 - выделительная пора, 3 - белый канал, 4 - прозрачный канал, 5 - зеленый канал, 6 - целомический мешок

функционируют максиллярные железы, а во взрослом - антеннальные, а у всех остальных видов наоборот: у личинок развиты антеннальные железы, а у взрослых - максиллярные. У речного рака, развивающегося без метаморфоза, имеются только антеннальные почки. По-видимому, предковые формы ракообразных имели на всех фазах развития две пары почек, как у Nebalia, а в последующей эволюции у большинства из них сохранилась лишь одна пара функционирующих почек.

Нервная система ракообразных, как и у всех членистоногих, представлена парными надглоточными ганглиями, окологлоточным кольцом и брюшной нервной цепочкой. У примитивных - жаброногих раков нервная система лестничного типа; парные ганглии в сегментах широко расставлены и соединены комиссурами, образующими перекладины нервной лестницы (рис. 263, А). У большинства же видов имеется брюшная нервная цепочка (рис. 263, Б, В). В отличие от кольчатых червей с таким же типом нервной системы, у членистоногих наблюдается эволюционная тенденция к олигомеризации - слиянию ганглиев из разных сегментов (рис. 263 Г, Д, Е). У речного рака, тело которого состоит из акрона, 18 сегментов и тельсона, имеется лишь 12 нервных узлов в цепочке: один подглоточный, пять грудных и шесть брюшных. А у циклопов и крабов все ганглии брюшной цепочки сливаются в один нервный узел.

Головной мозг ракообразных состоит из парных долей протоцеребрума с грибовидными телами и дейтоцеребрума. Протоцеребрум иннервирует акрон и глаза, дейтоцеребрум - антеннулы. У некоторых раков обособлен еще и третий отдел мозга - тритоцеребрум, иннервирующий антенны, а у всех остальных видов нервы к антеннам отходят от окологлоточного кольца. В состав ганглиев у ракообразных входят еще нейросекреторные клетки, которые выделяют гормоны, поступающие в гемолимфу и влияющие на обменные процессы в организме, линьку и развитие. У некоторых раков гормоны из нейросекреторных клеток, расположенных на зрительных нервах, поступают в особую синусовую железу, а оттуда в гемолимфу. Их действие вызывает сгущение или дисперсию пигмента в хроматофорах кожи, что приводит к изменению окраски.

Рис. 264. Глаза ракообразных: А - простой науплиальный глаз (из Бючли), Б - сложный глаз жабронога (из Клауса), В - участок сложного глаза с омматидиями; 1 - ретинальные клетки, 2 - зрительный нерв, 3 - хрусталик, 4 - пигментные клетки, 5 - хрустальные конусы, 6 - слой ретинальных и пигментных клеток, 7 - нервные волокна, 8 - мускул глазного стебелька, 9 - мозг, 10, 11 - ганглиозные скопления клеток, 12 - хитиновая кутикула, 13 - дистальные части ретинальных клеток, 14 - ретинальные клетки, 15 - базальная мембрана, 16 - нервные волокна, 17 - прослойки пигмента между омматидиями

линзочку - хрусталик. Свет проходит через хрусталик, зрительные клетки и попадает на их светочувствительные внутренние концы. Такие глаза являются обращенными, или/инвертированными. Фасеточные глаза состоят из простых глазков - омматидиев. Каждый омматидий (рис. 264, В) представляет собой конусовидный бокал, ограниченный пигментными клетками. Сверху имеется роговица в форме шестигранника, которая выделяется корнеагенными клетками. Светопреломляющую часть омматидия составляют клетки хрустального конуса. Светочувствительная часть представлена ретинальными клетками. В месте соприкосновения ретинальных клеток образуется светочувствительная палочка - рабдом, на которую фокусируется луч света. От ретинальных клеток отходят нервные волокна, из которых образуется зрительный нерв. В связи с тем, что омматидии изолированы друг от друга пигментом, каждый из них воспринимает небольшую часть изображения. Зрительное восприятие складывается из отдельных частей, воспринимаемых отдельными омматидиями. Такое зрение называется мозаичным.

У некоторых ракообразных имеются органы равновесия - статоцисты. Например, у речного рака они находятся у основания антеннул (рис. 265). Статоцист представляет собой глубокое открытое впячивание покровов, выстланное изнутри тонкой кутикулой с чувствующими волосками. Статолитами служат песчинки, попадающие в статоцист через его наружное отверстие. При изменении положения тела рака в пространстве статолиты (песчинки) раздражают разные чувствующие волоски статоциста, и соответствующие нервные импульсы поступают в мозг. Во время линьки меняется выстилка статоциста, и в этот период рак теряет координацию движения. Органами осязания и обоняния у ракообразных служат многочисленные осязательные волоски и сенсиллы, расположенные главным образом на антеннах, ногах, вилочке.

сперматофоры. При спаривании самцы приклеивают сперматофоры к телу самки или вводят их в женские половые отверстия.

У речного рака женские половые отверстия находятся на шестом грудном сегменте у основания третьей пары ходильных ног, а мужские - на восьмом грудном сегменте у основания пятой пары ходильных ног. У самцов рака 1-2 пары брюшных ног превращены в копулятивные трубочки. В период размножения они заполняются спермой, вытекающей из половых отверстий самца. При спаривании при помощи копулятивных трубочек самец вводит сперму в половые отверстия самок.

Форма и размеры сперматозоидов ракообразных сильно варьируют. У некоторых мелких ракушковых рачков сперматозоиды в 10 раз длиннее самого животного и достигают 6 мм. У рачка-галатеи и высших раков сперматозоид похож на песочные часы - с перетяжкой посередине и с тремя длинными отростками в форме треножника (рис. 267). При оплодотворении такой спермий прикрепляется к яйцу отростками; его

хвостовая часть, впитывая влагу, разбухает и взрывается, и тогда его головной конец с ядром вонзается в яйцо.

Развитие . Эмбриональное развитие сходно с кольчатыми червями: спиральное неравномерное детерминированное дробление, телобластическая закладка мезодермы. Постэмбриональное развитие обычно происходит с метаморфозом. У многих ракообразных из яйца выходит планктонная личинка - науплиус. Это наиболее характерная личинка для ракообразных. Тело науплиуса состоит из акрона, двух сегментов и анальной лопасти и несет одноветвистые антеннулы и две пары двуветвистых плавательных ног, которые гомологичны антеннам и мандибулам взрослых рачков. На головной лопасти расположен непарный науплиусов глаз. У науплиуса есть кишечник, антеннальные почки, головные ганглии. В зоне роста, перед анальной лопастью, закладываются новые сегменты. Следующая стадия развития - метанауплиус, у которого уже имеются все головные сегменты с конечностями и передние грудные - с ногочелюстями. Личинки несколько раз линяют, и у них постоянно дифференцируются все сегменты, конечности, и внутренние органы, свойственные взрослому животному.

У высших раков, например у креветок, из яйца выходит также науплиус, который затем развивается в метанауплиус, но потом появляется особая личиночная стадия - зоеа, характерная для высших раков (рис. 268). У зоеа имеются, кроме развитых головных и переднегрудных конечностей, зачатки остальных грудных ног, сформированное брюшко с последней парой ног. Зоеа отличается от предыдущих личиночных стадий еще наличием фасеточных глаз. За стадией зоеа у креветок следует мизидная стадия с развитыми грудными ножками и зачатками всех брюшных конечностей. После линьки мизидной личинки формируется взрослое животное. У других высших раков, например у многих крабов, из яйца сразу

выходит личинка - зоеа, а у речного рака развитие прямое и из яйца вылупляется молодой рачок с полным составом сегментов и конечностей. Дальнейшее развитие связано с ростом, сопровождающимся линьками.

Классификация. Класс ракообразных делят на пять подклассов: подкласс Жаброногие (Branchiopoda), подкласс Цефалокариды (Cephalocarida), подкласс Максиллоподы (Maxillopoda), подкласс Ракушковые (Ostracoda) и подкласс Высшие раки (Malacostraca).

Речные раки - типичные представители высших ракообразных. Они обитают в чистых пресных водоемах, активны в ночное время, днем прячутся под водой в норах, под корягами и др. Большую часть их рациона составляет растительная пища, но также едят моллюсков, червяков, другую мелкую живность, а также падаль более крупных животных. Таким образом речные раки всеядны.

Длина тела может достигать 15-20 см.

Тело речного рака состоит из головогруди и брюшка . Голова и грудь срастаются, со спинной стороны виден характерный шов сращения.

У речного рака есть пять пар ходильных ног . Из них первая пара преобразована в клешни, которыми животное обороняется и нападает, и в хождении не участвует. Остальными четырьмя парами рак ходит по дну. Однако кроме ходильных конечностей есть и другие, преобразованные в различные «устройства», выполняющие разные функции. Это две пары усиков (антенны и антеннулы), три пары челюстей (одна верхняя и две нижние), три пары ногочелюстей (подают пищу ко рту). На сегментах брюшка есть пары двуветвистых маленьких ножек. У самок на них удерживаются икринки с развивающимися рачками. На последнем сегменте брюшка конечности видоизменяются в хвостовой плавник. Испуганный рак быстро уплывает задом вперед, резкими движениями загребая плавником под себя.

Тело речного рака покрыто хитиновым панцирем , пропитанным для большей прочности углекислым кальцием. Он выполняет функции скелета - защищает внутренние органы, является опорой и местом прикрепления поперечно-полосатых мышц .

Прочный хитиновый покров мешает росту, поэтому животное периодически линяет (примерно два раза в год, молодые рачки линяют чаще). При этом старый панцирь отслаивается от тела и сбрасывается, а образующийся новый не затвердевает некоторое время. В этот период речной рак растет.

Желудок речного рака состоит из двух отделов. Первый - жевательный, где пища перетирается хитиновыми зубцами, второй - цедильный отдел, где более мелкие пищевые частички процеживаются в среднюю кишку, а крупные возвращаются обратно в первый отдел. В среднюю кишку открываются протоки печени , которая выделяет секрет, переваривающий пищу. Полученные питательные вещества всасываются кишкой и печенью. Непереваренные остатки проходят в заднюю кишку и удаляются через анальное отверстие, расположенное в конце брюшка.

Дыхание осуществляется жабрами , которые представляют собой выросты конечностей и находятся по бокам под мощным головогрудным панцирем. В жабрах хорошо развита сеть мелких кровеносных сосудов, что способствует более эффективному газообмену.

Кровеносная система речного рака , как и у всех членистоногих, незамкнутая . На спинной стороне имеется мешковидное сердце , которое засасывает гемолимфу из полостей тела и выталкивает во множество разнонаправленных артерий, откуда кровь снова изливается в лакуны (узкие полости) тела. Протекая по лакунам, гемолимфа отдает кислород и питательные вещества клеткам тела, после чего собирается на брюшной стороне, проходит через жабры, где снова насыщается кислородом, после чего попадает в сердце.

Выделительная система речного рака представлена парой так называемых зеленых желез , чьи протоки открываются около основания длинных усиков. В них из крови отфильтровываются продукты распада. Зеленые железы - это видоизмененные метанефридии. Мешочек каждой железы представляет собой остаток целома.

Нервная система речного рака включает надглоточные и подглоточные ганглии, между которыми образуется окологлоточное кольцо, и брюшную нервную цепочку, от узлов которой отходят нервы.

Органы чувств представлены парой фасеточных глаз , расположенных на подвижных стебельках, органами осязания и обоняния , расположенных на усиках, органами равновесия , расположенных у основания антеннул.

Речные раки раздельнополые животные. Присутствует половой диморфизм, самки немного отличаются от самцов, у них брюшко шире и на нем расположено 4, а не 5 (как у самцов) пар двуветвистых ножек. Оплодотворение внутреннее. Самка выметывает икринки (яйца) осенью или в начале зимы. Они остаются прикрепленными на ее брюшных ножках. К лету из них вылупляются маленькие рачки, которые еще некоторое время остаются под брюхом самки. Таким образом развитие у речного рака прямое .

В нашей статье мы рассмотрим строение ракообразных на примере речного рака. Где обитает и чем питается это животное? Каковы особенности его анатомии и физиологии? Давайте разберемся вместе.

Биология: строение речного рака

Начнем с основ классификации. Это животное является представителем типа Членистоногие. Для них характерно наличие сегментированного тела и конечностей, наружного скелета и смешанной полости тела.

Животное, которые мы изучаем, относится к классу ракообразных. Его ближайшими "сородичами" являются дафнии, щитни, циклопы, карпоеды и крабы. Два других класса членистоногих - это Паукообразные и Насекомые.

Речной рак является достаточно древним представителем животного мира. Этот вид появился уже в Юрском периоде 130 млн лет назад. Его ископаемые формы свидетельствуют о незначительных эволюционных изменениях.

Среда обитания

Особенности строения речного рака тесно взаимосвязаны с его экологической нишей. Эти животные предпочитают пресные водоемы с проточной водой. Хотя встречаются они не только в реках, но и в прудах, и в озерах. Поэтому данный вид правильнее было бы назвать пресноводным. Причем их чистота является фактором, ограничивающим распространение этого вида.

Выведение продуктов обмена через зеленые железы;

Наличие сердца, незамкнутая кровеносная система;

Жаберное дыхание;

Нервная система узлового типа;

Раздельнополость, наружное оплодотворение, прямое развитие.

Ракообразные появились около 545 миллионов лет тому назад, задолго до млекопитающих. Несмотря на своё древнее происхождение, они до сих пор имеют широкое видовое разнообразие и занимают важную нишу в цепочке питания. Представителей этого класса великое множество, все они имеют общие черты. Для рассмотрения ракообразных можно изучить строение рака речного, представителя класса, который довольно широко распространен в России.

Представителей класса ракообразных великое множество, все они имеют общие черты

Устройство тела

Речной рак имеет, как и другой любой вид, своё латинское название - Astacus astacus L. Распространён в юго-восточных, центральных и северных районах РФ, а также на Украине, в Прибалтике, Белоруси и некоторых других странах.

Внешний вид

Строение тела речного рака имеет гетерономную сегментацию и состоит из двух отделов: сросшейся головогруди и сегментированного брюшка. Первый представлен жёстким панцирем, который образован головным и грудным туловищными отделами. В месте соединения явно видна борозда (шов).

Брюшко имеет сегментарное строение и покрыто жёсткими щитками. Пол членистоногого возможно определить по соотношению этих двух отделов. У самок брюшко больше головогруди, а у самцов, соответственно, наоборот.

Строение тела речного рака имеет гетерономную сегментацию и состоит из двух отделов

От головогруди отходят 8 пар дифференцированных конечностей, которые соответствуют количеству сегментов сросшегося панциря. Головной отдел имеет впереди острый шип, от которого по бокам в углублениях сидит пара глаз, расположенных на подвижных тонких стебельках. Глаза имеют фасетчатое строение, благодаря чему членистоногое способно охватывать большое поле зрения.

На передней части головы две пары подвижных усиков выполняют осязательные и обонятельные функции. Одна пара более короткая (антеннулы, или органы обоняния), другая - длинная (антенны, они же органы осязания).

Первые 3 пары конечностей представлены ротовыми органами или ногочелюстями. Первая пара имеет название верхних челюстей (мандибулы), две другие, т. е. вторая и третья пары, - нижних (максиллы).

Пятая пара имеет вид массивных клешней, остальные четыре - это тонкие ходильные ноги.

Семисегментное брюшко подвижно и задействовано в плавании (6 и 7 сегменты образуют хвостовой плавник) и в размножении.

Системы внутренних органов

Строение, функции и расположение внутренних органов имеют общий вид у ракообразных. Органы организованы в слаженно функционирующие системы.

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.

Питание Astacus astacus L

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

• 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.