Пищеварительная система речного рака. Отряд Десятиногие (Decapoda). Размножение и развитие

Связано со средой его обитания. Это типичный обитатель пресных водоемов, который дышит при помощи жабр. В данной статье будет рассмотрен речной рак. Строение, картинки, среда обитания и особенности жизнедеятельности представлены вашему вниманию ниже.

Характерные признаки ракообразных

Как и у всех членистоногих, строение речного рака (рисунок ниже демонстрирует его) представлено сегментированным телом и конечностями. Это голова, грудь и брюшко. Сегменты тела несут парные конечности, состоящие из отдельных члеников. Они способны совершать достаточно сложные движения. Членистые конечности обычно прикрепляются к грудным сегментам тела. Внешнее строение речного рака полностью соответствует характерным чертам членистоногих.

Среда обитания

Речных раков можно встретить в пресных водоемах. Причем их наличие можно считать показателем его экологической безопасности. Ведь эти животные предпочитают водоемы с чистой водой и высоким содержанием кислорода. Строение речного рака обусловливает их способность ползать при помощи ходильных ног или плавать. Днем они находятся в естественных укрытиях. Ночью выползают из нор, из-под камней и бревен. В это время они ищут пищу. В этом плане речные раки не привередливы. Они вообще являются всеядными. Черви, мальки, головастики, моллюски, водоросли - все они придутся по вкусу речным ракам. Не брезгуют они и мертвой органикой. Если вы решили завести это животное в своем домашнем аквариуме, для еды подойдет не только специальный корм, но и мясо, овощи и хлеб. Правда, при этом поддерживать чистоту воды будет достаточно сложно.

Внешнее строение речного рака

Тело раков состоит из двух частей. Это головогрудь и брюшко. Передняя часть покрыта так называемым панцирем. А брюшко состоит из отдельных сегментов, сверху которых располагаются небольшие щитки. На головогруди также находятся две пары усиков, ротовой аппарат и пять пар ходильных ног. Каждая из них выполняет определенные функции. Например, первая пара заканчивается мощными клешнями, служащими для захватывания пищи, ее разрывания на кусочки и защиты от врагов.

К брюшку крепятся шесть пар конечностей. Последняя пара ножек расширена и вместе с анальной пластинкой образует хвостовой плавник. По внешнему виду он напоминает веер. С помощью анального плавника речные раки достаточно быстро плавают задним концом вперед. В совокупности они имеют 19 конечностей.

Покровы тела

Особенности строения речного рака прежде всего определяются его покровом. Как и у всех членистоногих, он представлен кутикулой, которая образует мощный наружный скелет. Дополнительную твердость ей придает углекислый кальций, которым она пропитана.

Поскольку кутикула не способна к растяжению, рост речных раков сопровождается периодическими линьками. Этот период является критическим в жизни этих водных обитателей. За несколько дней до этого раки становятся беспокойными, прекращают питаться, а все время проводят в поисках убежища. При помощи интенсивных движений тела и конечностей они избавляются от старого покрова, из которого вылезают через щель на границе головогруди и брюшка. В своем надежном укрытии раки остаются до десяти дней, пока новая кутикула не затвердеет.

Внутреннее строение речного рака

Во время эмбрионального развития у всех членистоногих закладывается вторичная полость тела. Но она не сохраняется в течение всей жизни животного. В процессе индивидуального развития эта структура разрушается, сливаясь с остатками первичной и образуя смешанную полость. Промежутки между органами заполнены у ракообразных жировым телом. Это разновидность рыхлой соединительной ткани, которая выполняет важные функции: запасание питательных веществ, формирование клеток крови, защита от механических повреждений.

Опорно-двигательная система

Строение речного рака существенно отличается от и кишечнополостных. В частности, они не имеют кожно-мускульного мешка. Под прочным находятся пучки поперечно-полосатых мышц, способные быстро сокращаться.

Основные системы органов

Внутреннее строение речного рака представлено достаточно сложными Пищеварительная - сквозного типа, с наличием печени и слюнных желез, которые выделяют ферменты, расщепляющие питательные вещества. Конечные продукты обмена веществ удаляются из организма при помощи представленной мальпигиевыми сосудами.

Речного рака обусловлены водной средой его обитания, это жабры. С ними тесно связана кровеносная система. Она незамкнутая. Кровеносные сосуды открываются в полость тела, смешиваются с ее жидкостью, образуя гемолимфу. Она осуществляет транспортировку кислорода, углекислого газа, питательных веществ, продуктов обмена.

Важнейшей функцией гемолимфы является и защитная. Она содержит специализированные клетки, который осуществляют амебоидные движения, захватывают ложноножками болезнетворные микроорганизмы и переваривают их. Передвижение гемолимфы по организму обеспечивает пульсирующий утолщенный сосуд - сердце. Поскольку кровь смешивается с полостной жидкостью и не разделяется на артериальную и венозную, речной рак является холоднокровным животным. Это значит, что температура его тела понижается с похолоданием в окружающей среде.

В конце осени речные раки начинают размножаться. Это раздельнополые животные с прямым развитием и наружным оплодотворением. У самца есть семенник и два семяпровода, у самки - яичник и парные яйцеводы. После оплодотворения икринки находятся на брюшных ножках самки. Так она проявляет материнский инстинкт, заботясь о будущем потомстве. В конце весны или начале лета из них выходят молодые рачки, которые являются точной копией взрослых особей.

Достаточно сложно устроена и нервная система. Она состоит из дифференцированных отделов: переднего, среднего и заднего. Первый регулирует работу глаз, обеспечивает сложные поведенческие реакции этих животных, остальные иннервируют усики. Головной мозг анатомически соединен с брюшной нервной цепочкой, от которой по телу отходят отдельные нервные волокна.

Значение в природе и жизни человека

Молодые особи речного рака образуют планктон пресных водоемов - важное звено в цепи питания. Используя в пищу погибших животных, они очищают среду обитания. В последнее время из-за негативного влияния человека количество популяций речного рака резко сократилось. В грязной воде потомство речного рака неминуемо ждет гибель. Это происходит также по причине важного промыслового значения этого представителя членистоногих. Ведь мясо речного рака является ценным пищевым продуктом, а в некоторых регионах даже деликатесом. Оно богато белками, витаминами и микроэлементами. Речной рак является самым крупным представителем класса, который обитает в пресных водоемах. Чтобы сохранить данный вид в природе, до середины лета их ловля официально запрещена.

Строение речного рака во многом обусловлено средой его обитания и определяет его важное значение в природе и жизни человека.

Дата: 06.12.2016

Дата: 9.12.2016

Класс: 7 «А»,7 «Б»

Предмет: Биология

Тема урока: Особенности внутреннего строения и образа жизни речного рака.

Цель урока : формирование знаний об особенностях строения и процессах жизнедеятельности ракообразных в связи со средой их обитания.

Задачи урока:

А) образовательные . Изучить особенности внешнего и внутреннего строения ракообразных на примере речного рака, раскрыть значение ракообразных в природе и жизни человека.

б) развивающие : способствовать развитию у учащихся логического мышления и творческих способностей через проблемные вопросы, сравнение, развивать умения работать с учебником и натуральными объектами; научить делать самостоятельные выводы и обобщения;

в) воспитательные , способствовать формированию научного мировоззрения и познавательного интереса к предмету; содействовать развитию коммуникативной культуры, помочь учащимся осознать ценность совместной деятельности, воспитывать положительные мотивы к учению.

г) социальные : способствовать развитию у учащихся умений задавать вопросы по существу дела и просить объяснять ответы; умений помогать товарищам и поддерживать их; умений выражать свое мнение о ходе совместной работы; умений четко формулировать свои мысли; связать новую информацию с уже изученным материалом; умений научить товарища тому, что знаешь сам; умений задавать вопросы, направленные на более глубокое проникновение в суть проблемы.

Оборудование: доска, таблицы, фотографий, видео фрагменты. слайд

Ход урока

Организационный момент

Опрос

Рассказ учителя о строений стебля

Лабораторная работа

Закрепление:
а) лидер 21 века
б) фронтальный опрос

Итоги, выставление оценок

Домашнее задание

7 мин

Проверка знаний

1) Членистоногие это…?

2)Тело членистоногих состоит из…?

3)Какой процент членистоногие занимают на земном шаре?

4)Назовите основные классы членистоногих?

5)Чем покрыто тело членистоногих?

6)Хитин это?

Отвечают на вопросы опроса.

Изучение нового материала

Рассказ учителя о строений цветка.

План рассказа:

1. Строение цветка

2. Обоеполые и однополые цветки

3. Однодомные и двудомные растения

4. Лабораторная работа, рассмотрение строение цветка

20 мин

Рассказ учителя:

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.

Слушают рассказ учителя, записывают в тетрадь

Мин

3 -4 мин.

Закрепление изученного.

Игра: Лидер XXI века

Подвеение итогов, выставление оценок.

Домашняя работа: записать новые слова, параграф 20 пересказ

Отвечают на вопросы

Записывают дом/задания

Лабораторная работа.

Тема: Внешнее и внутреннее строение ракообразных на примере речного рака

Цель: изучить структурно-функциональные особенности речного рака как представителя высших раков в связи со средой его обитания.

1. Систематика

2. Теоретические сведения

Подтип Жабродышащие (Branchiata)

Дыхание жаберное, тело поделено на три отдела: голову, грудь и брюшко. На голове две пары усиков: антеннулы – гомологи пальп расположены на акроне, и антенны – видоизмененные конечности первого головного сегмента. На голове три пары челюстей. Количество сегментов груди и брюшка сильно варьируют. Конечности, кроме антенны, имеют двуветвистый характер.

Подтип объединяет один класс Ракообразные (Crustacea).

Класс Ракообразные (Crustacea)

Ракообразные играют большую роль в биологическом круговороте водных

экосистем. Мелкие планктонные рачки питаются водорослями, сами же в свою очередь служат кормом для рыб во всех водоемах. Даже крупные морские животные – беззубые киты, питаются мелкими ракообразными, выцеживая их из воды в огромном количестве.

Среди ракообразных много биофильтраторов и детритофагов, т.е. очистителей водоемов. Многие ракообразные являются объектом промысла и употребляются человеком в пищу. Во многих странах развит промысел раков, крабов, креветок. На рыбоводных заводах разводят мелких рачков в качестве корма, особенно для мальков рыб.

Внешнее строение. Форма тела и размеры ракообразных разнообразны.

Тело ракообразных состоит из трех отделов: головы, груди и брюшка. У примитивных форм один отдел незаметно переходит в другой, у более организованных отделы более дифференцированы.

На сегментах головы располагаются различные парные и непарные придатки. Парные – это антеннулы, несущие функцию осязания и обоняния. Антенны – видоизмененные ножки, эти конечности более длинные, и выполняют функцию осязания, или помогают обороняться. Например, у лангустов они длинные бичевидные. У веслоногих антенны выполняют локомоторную функцию.

Остальные три сегмента головы так же несут конечности, которые видоизменены в ротовые части, и служат для первичной обработки пищи. Конечности второго сегмента головы преобразуются в верхние челюсти жвалы или мандибулы – это сильно хитинизированные зазубренные пластинки. На третьем и четвертом сегменте головы находятся первая и вторая пара нижних челюстей – максилл.

Грудной и брюшной отдел ракообразных могут объединять разное количество сегментов (от 5-58 до 50). Конечности грудного отдела также специализируются.

У многих (низших) конечности грудного отдела мультифункциональны и выполняют плавательную, дыхательную функции и фильтрацию (добывают пищу). У других (высших раков), например, у речного рака первые пары грудных ног – двуветвистые ногочелюсти служат для удержания и отщипывания пищи. Четвертая пара грудных ног самая мощная, заканчивается клешней, которой рак захватывает добычу. Остальные четыре пары грудных ног – ходильные, хотя могут нести также небольшие клешни. У основания грудных ног рака располагаются жабры, и поэтому они несут дополнительную функцию дыхания.

Брюшной отдел ракообразных состоит из различного количества сегментов и тельсона. Многие раки на брюшном отделе не имеют конечностей, большинство высших раков несут на брюшном отделе двуветвистые ножки, которые специализируются не на движении, а служат для дыхания или размножения.

Конечности ракообразных, как бы не были они устроены, все берут начало

от примитивной типичной двуветвистой конечности ракообразных, которая состоит из базальной части протоподита, от него отходит две ветви: наружная – экзоподит, и внутренняя - эндоподит. Протоподит в свою очередь состоит из двух члеников: коксоподита и базиподита, коксоподит несет жаберный придаток – эпиподит.

Покровы тела ракообразных – хитинизированная кутикула, которая нередко пропитана солями карбоната кальция, что обеспечивает большую прочность.

Пищеварительная система ракообразных хорошо развита и состоит из трубчатого пищеварительного тракта, куда впадают протоки пищеварительных желез. Кишечник делится на переднею среднюю и заднюю кишку. Передняя кишка дифференцирована на пищевод и желудок, имеет эктодермальное происхождение, на всем протяжении она выстлана кутикулой. Кутикулярная выстилка в некоторых отделах передней кишки образует утолщения, служащие для перетирания пищи.

Средняя кишка энтодермального происхождения, у примитивных форм (веслоногих) не образует выростов, но у большинства раков она образует боковые железистые выросты, которые называют печеночными или просто печенью.

Задняя кишка имеет вид прямой трубки, тянется через все брюшко и заканчивается анальным отверстием. У речного рака ее длина более чем в десять раз превышает длину средней кишки. Как и передняя кишка, она выстлана кутикулой, которая при линьке отслаивается и в виде трубки выходит через анус.

Дыхательная система у мелких ракообразных отсутствует, и газообмен у них происходит через всю поверхность тела. У большинства ракообразных органами дыхания служат кожные жабры в форме перистых или пластинчатых выростов.

Кровеносная система ракообразных не замкнута, и у разных видов очень

сильно варьирует. Движение гемолимфы по сосудам происходит за счет сокращения сердца, расположенного на спинной стороне, в грудном или спинном отделе.

Выделительная система представлена парными почками – видоизмененными целомодуктами, расположенными в голове. Каждая почка – это остаток целома в виде небольшого мешочка, от которого отходит извитой выводной канал с железистыми стенками.

Нервная система состоит из парного надглоточного ганглия и окологлоточного кольца и брюшной нервной цепочки. Примитивные ракообразные (жаброноги) имеют нервную систему лестничного типа. У ракообразных, как и других членистоногих, наблюдается процесс олигомеризации и слияния ганглиев разных сегментов.

Органы чувств – представлены глазами, органами осязания, химического чувства и органами равновесия.

Глаза у ракообразных могут быть сложными и простыми. Одни из ракообразных имеют только простые глаза (циклопы), большинство высших имеют сложные глаза, у некоторых имаются и те, и другие (рачки-карпоеды). Многие десятиногие раки имеют органы равновесия, расположенные в основании антеннулы - статоцисты.

Половая система . Ракообразные в основном раздельнополые животные. Гермафродиты встречаются только среди сидячих форм. У раздельнополых часто выражен половой диморфизм: самки крупнее, различное число ног у самок и самцов. Половые железы эмбрионально закладываются как парные образования, но в ходе развития оба зачатка сливаются и образуют непарную гонаду. И только некоторые примитивные раки сохраняют парные железы.

Развитие ракообразных. Эмбриональное развитие сходно с кольчатыми червями: спиральное неравномерное детермированное дробление, телобластический способ закладки мезодермы. Постэмбриональное развитие с метаморфозом. У ракообразных из яйца выходит личинка – науплиус, которая ведет планктонный образ жизни. Науплиус – характерная личинка для ракообразных. Науплиус затем превращается в следующую личинку - метанауплиус. Метанауплиус несколько раз линяет, и постепенно дифференцируются все сегменты, конечности, внутренние органы, свойственные взрослым животным.

У высших раков науплиус развивается в личинку - зоеа.

Классификация. Класс ракообразных делится на пять подклассов: подкласс

Жаброногие (Branchiopoda), подкласс Цефалокариды (Cephalocarida), подкласс Максиллоподы (Maxillopoda), подкласс Ракушковые (Ostracoda), подкласс Высшие раки (Malacostraca).

Подкласс Жаброногие (Branchiopoda)

Самые примитивные ракообразные с гомономной сегментацией тела. Тело заканчивается фуркой, конечности грудного отдела листовидные, выполняют функции: движения, дыхания, захвата пищи. Голова свободная, на ней имеются фасеточные глаза и непарный науплисов глаз. Органы выделения – максилярные почки.

Развитие идет с метаморфозом: личинки – науплиус и метанауплиус. У некоторых развитие может быть прямое. Подкласс жаброногих включает два отряда – Жаброногие (Anostraca) и Листоногие (Phyllopoda).

Подкласс Цефалокариды (Cephalocarida)

Ракообразные этого подкласса стали известны с 1957 г. И были описаны американским ученым Сандерсом. Мелкие рачки обитают в морском иле. В их строении есть черты промежуточные между другими подклассами. Голова свободная, несет антенны, антеннулы, жвалы и две пары ножек, сходных с грудными. Сегменты груди одинаковы, как и ножки этого отдела, что сближает их с жаброногими. Передние грудные ноги не преобразованы в ногочелюсти. Брюшко состоит из девяти сегментов и тельсона, т.е. грудь и брюшко пропорциональны. Цефалокаридам присущи многие признаки предковых форм ракообразных.

Подкласс Максиллоподы (Maxillopoda)

Подкласс Ракушковые ракообразные (Ostracoda)

Название подкласса связано с тем, что их тело имеет двустворчатую раковину (видоизмененный карапакс) из хитина, пропитанную карбонатом кальция. Как и двустворчатые моллюски, они имеют мантию, эластичную связку, мускул-замыкатель и замок. Это конвергентное сходство связано с роющим образом жизни. Большинство ракушковых ведет бентосный образ жизни, ползая или зарываясь в ил в морях и пресных водоемах. Наличие раковины в значительной степени повлияло и на внешний облик. Тело их практически не сегментировано, о сегментации говорит только число ног. Голова может иметь, иногда, сложные глаза или только непарный науплисов глаз. Участок раковины перед глазом прозрачный, поэтому рак видит сквозь раковину.

Размножение в основном половое, хотя у некоторых может быть партеногенез. Личинки науплиусы имеют тонкую двустворчатую раковину, которую меняют в процессе роста. Взрослые ракушковые, в отличие от остальных ракообразных, не линяют.

Подкласс Высшие раки (Malacostraca)

От всех остальных раков они отличаются определенным количеством сегментов тела. Голова их как у всех состоит из акрона и четырех сегментов, грудь из восьми, а брюшко – из 6-7 сегментов и тельсона. Голова может быть устроена по-разному: гнатоцефалон может сливаться с грудными сегментами, образуя челюстегрудь, или все головные сегменты слиты между собой и еще с 1- или 2-ым сегментами груди, т.е. образуя головогрудь. У некоторых срастаются брюшные сегменты и тельсон. Все высшие раки имеют на брюшке конечности, но нет фурки! (исключение Nebalia).

Половые отверстия открываются на сегментах груди - мужские на восьмом, женские на шестом. У всех развиты органы дыхания и кровеносная система. Органами выделения взрослых являются антеннальные железы (почки), у личинок максилярные. Только небалии во взрослом состоянии имеют две пары почек. Развитие с метаморфозом и прямое. Характерна личинка зоеа. Хотя высшие раки более организованные, чем все остальные, но у них сохранился ряд архаичных признаков, например, наличие придатков (конечностей) на всех сегментах тела, двух пар почек у некоторых. Это говорит о том, что эволюционировали они независимо от других подклассов.

3.Задания

Задание 1 . На наливном препарате рассмотрите внешнее строение речного рака (Astacus astacus). Обратите внимание на передний отдел карапакса – рострум, фасеточные глаза, антеннулы, антенны, ротовое отверстие. Найдите затылочную борозду и границу между протоцефалоном и челюстегрудью.

Рис. 1. Речной рак (вид со спинной стороны):

1 – рострум; 2 – антеннула; 3 - антенна; 4 – фасеточный глаз; 5 – клешня первой пары ходильных ног; 6 – ходильные ноги; 7 – карапакс; 8 – затылочная борозда; 9 – жаберно-сердечные борозды; 10 – брюшко; 11 - плавательные пластинки; 12 – тельсон

Задание 2 . На фиксированном препарате определите границы соединения цефалоторакса и абдомена. Найдите жаберно-сердечные борозды. Изучите строение и выполняемые функции метамерно расположенных грудных конечностей, соответствующих посегментному расположению параподий у полихет. Изучите строение абдомена и абдоменальных членистых ножек. Обратите внимание на последнюю пару конечностей – уроподы и завершающий участок брюшка – тельсон. Изучите их строение и выполняемые функции (рис. 2).

Рис. 2. Речной рак (вид с брюшной стороны):

А – самец; Б – самка: 1 – бугорок с выделительным отверстием; 2 – половое отверстие; 3 – конечности первого и второго брюшных сегментов самца; 4 – конечности третьего – пятого брюшных сегментов самца; 5 – рудиментарная конечность первого брюшного сегмента самки; 6 – конечности второго – пятого брюшных сегментов самки с яйцами; 7 – анальное отверстие; 8 – граница между протоцефалоном и челюстегрудью; 9 – ротовое отверстие (прикрыто верхними челюстями); 10 – третья пара ногочелюстей; 11 – тельсон

Рис. 3. Конечности самца речного рака:
1 – антеннула; 2 – антенна; 3 - мандибула; 4 - максилла I; 5 – максилла II; 6- 8 – ногочелюсти; 9- 13 – ходильные ноги; 14, 15 – копулятивный аппарат; 16- 18 – двуветвистые брюшные ножки; 19 – уропода

Задание 3 . Отпрепарируйте конечности речного рака, последовательно закрепите их с помощью клея или ниток на бумаге. Подпишите их названия и укажите, какому сегменту тела они принадлежат. Зарисуйте антеннулы и конечности речного рака (Зеликман, рис. 100).

Для ознакомления со строением конечностей речного рака необходимо их отпрепарировать. С этой целью переверните рака брюшной стороной вверх. Начиная с последнего сегмента брюшка, пинцетом следует отрывать конечности, захватывая их у самого основания. Отпрепарированные конечности расположите на чистом листе бумаги в строгой последовательности (рис. 3). Особое внимание уделите препарированию конечностей в области ротового отверстия. Отпрепарированные конечности аккуратно закрепите на бумаге с помощью ниток, клея или других материалов. Подпишите название каждой конечности.

Задание 4. Рассмотрите общее расположение внутренних органов речного рака (Actacus astacus), вскрытого со спинной стороны. Изучите расположение сердца и отходящих от него кровеносных сосудов. Пищеварительную систему. Репродуктивную систему – гонады, их протоки.

Зарисуйте схему кровеносной системы речного рака (Зеликман, рис. 111, 114).

Задание 5. Изучите строение и расположение органов пищеварительной системы речного рака – двухлопастную печень, пищевод, сложные желудок, заднюю кишку.

Задание 6. Зарисуйте строение зеленой железы речного рака (Зеликман, рис. 118).

4. Терминология

Карапакс – _________________________________________________________

Рострум – __________________________________________________________

__________________________________________________________________

Фасеточные глаза – _________________________________________________

__________________________________________________________________

Абдомен – _________________________________________________________

__________________________________________________________________

Торакс – __________________________________________________________

__________________________________________________________________

Цефалон – _________________________________________________________

__________________________________________________________________

Плеоподы – ________________________________________________________

__________________________________________________________________

Уроподы – _________________________________________________________

__________________________________________________________________

Максиллоподы – ____________________________________________________

__________________________________________________________________

Мандибулы – ______________________________________________________

__________________________________________________________________

Жвалы – ___________________________________________________________

__________________________________________________________________

Тельсон – __________________________________________________________

__________________________________________________________________

Аутотомия – _______________________________________________________

__________________________________________________________________

Гнатоторакс – ______________________________________________________

__________________________________________________________________

Протоцефалон – ____________________________________________________

__________________________________________________________________

5. Вопросы для обсуждения

1. Каковы общие признаки членистоногих?

2. Каковы общие признаки ракообразных?

3. Из каких веществ состоит панцирь рака? Каково его значение?

4. Из каких отделов состоит тело речного рака?

5. Как происходит линька у рака?

6. Как определить количество сегментов, которые образуют голову речного рака? Какую функцию выполняют придатки головы?

7. Сколько сегментов входит в состав груди речного рака? Каковы особенности строения и выполняемые функции грудных конечностей?

8. Сколько сегментов образуют брюшко речного рака? Каковы особенности строения и выполняемые функции брюшных конечностей?

9. Каковы особенности строения типичной двуветвистой конечности ракообразных?

10. Каково происхождение антенн и антеннул? Какие функции они выполняют и где расположены?

11. Каковы особенности строения и расположения органов зрения речного рака?

12. Каковы особенности движения речного рака в различных условиях среды?

13. Как видоизменены конечности речного рака в связи с выполняемыми ими функциями?

14. Чем обусловлена подвижность сегментов тела и члеников конечностей речного рака?

15. Почему сегментацию тела речного рака называют гетерономной?

16. Как проявляется половой диморфизм у речного рака?

18. Чем объясняется небольшое количество яиц в кладке самки речного рака?

19. Каковы особенности внешнего строения личинок речного рака?

20. Почему речные раки не встречаются в водоемах с разлагающимися органическими веществами или со взвешенными частичками ила?

21. Каково биогеоценотическое и промысловое значение ракообразных?

Речной рак – вид десятиногих ракообразных, которые относятся к типу членистоногих животных. Это типичный представитель данного отряда. Речные раки распространены в пресных водоемах с чистой водой в различных областях Земли, в частности по всей территории Европы. Эти членистоногие животные встречаются в озерах, реках, прудах, ручьях. Важным условием является прогревание воды в летний период до 16-22°C. Летом раки обитают на мелководье, а зимой перемещаются на глубину.

Фото 1. Речной рак

Чем же питаются речные раки, чем их кормить при разведении? Пищей этим членистоногим служат части растений (до 90% рациона), а также мелкие животные, например, насекомые и их личинки, черви, моллюски, т.д. Активность наблюдается в сумеречное и ночное время, когда раки выходят на охоту. Запах пищи раки улавливают на достаточно большом расстоянии, особенно когда трупы головастиков, рыб, моллюсков уже начали подвергаться разложению. Раки, так же, как другие падальщики, могут выступать переносчиками опасных заболеваний человека – тифа, гепатита А. В большинстве случаев рак не уходит далеко от норы в поисках еды, но при необходимости может удаляться от жилья на 100-250 метров. Днем раки укрываются в норах, под камнями, толстыми корнями деревьев. Передвигаются эти членистоногие, ползая «задом наперед». При появлении опасности рак хвостовым плавником поднимает ил или песок со дна, мутит воду и быстрым движением уплывает. Продолжительность жизни раков составляет 20-25 лет.

Строение

Внешнее строение речного рака. Размеры речного рака могут достигать 15-20 см. Тело покрыто твердой хитиновой кутикулой. Она пропитана карбонатом кальция, что придает дополнительную прочность. В связи с тем, что покровы тела не имеют внешнего восковидного слоя и не препятствуют испарению влаги, вне водной среды раки быстро высыхают и гибнут. Тело делится на грудь, голову и брюшко. Голова и грудь образуют неподвижную цельную головогрудь, покрытую плотным панцирем. На голове расположены глаза на подвижных стебельках, две пары усиков как органы обоняния и осязания, ротовые органы с тремя парами челюстей для измельчения пищи.

Фото 2. Внешнее строение речного рака

К груди прикрепляются восемь пар конечностей. Ногочелюсти (три передние пары) короче других и принимают участие в приеме пищи. Остальные пять пар грудных конечностей являются ходильными ногами, они удлиненные. Окончаниями первых трех пар ходильных ног являются клешни. Передние клешни лучше развиты и служат для нападения и защиты.

Брюшко речного рака разделено на сегменты, заканчивается анальной лопастью. Покровами каждого сегмента являются спинной и брюшной щитки. От каждого из брюшных сегментов отходит пара двухветвистых конечностей.

Внутреннее строение речного рака. Пищеварительная система начинается ротовым отверстием, пищеводом. Далее пища попадает в двухкамерный желудок. В переднем отделе с помощью зубчатых пластинок пища дополнительно измельчается. В задней камере желудка имеется особая сетка из выростов стенок, где пища профильтровывается. Только мелкие частички поступают в среднюю кишку, где преимущественно еда переваривается и всасывается. В среднюю кишку открываются протоки крупной пищеварительной железы – печени.

Кровеносная система представлена сердцем и сосудами. Сердце находится в спинной области головогруди и выглядит как мешочек с отверстиями, через которые к нему притекает гемолимфа из полости тела. От сердца гемолимфа движется по сосудам к внутренним органам, в том числе поступает к жабрам, где производится газообмен. Какой же цвет крови (гемолимфы) у речного рака? Она бесцветна. У других ракообразных она может быть красноватой или даже голубой (у крабов). Дыхание раков осуществляется растворенным в воде кислородом через жабры.

Нервная система имеет такое же строение, как у всех членистоногих животных, состоит из нервной цепочки, расположенной на брюшной стороне, и окологлоточного кольца. Хорошо развиты органы чувств. Зрение мозаичное.

Размножение речных раков. Это раздельнополые животные. Оплодотворение внешнее. Оплодотворенные икринки приклеиваются к брюшным ножкам самки. Развитие прямое. Молодые рачки маленьких размеров, очень похожи на взрослых особей, много раз линяют в процессе роста и на третьем-четвертом году жизни достигают половой зрелости.

Фото 3. Речной рак

Значение. Речные раки играют важную роль в природных пищевых цепочках. Люди занимаются ловлей и разведением раков с целью употребления их в пищу.

Пищеварительная система органов речного рака. Рот рака расположен на нижней стороне головогруди. Он невелик, и поэтому рак не может глотать еду полностью. Клешнями и ротовыми органами он размельчает еду и кусочками отправляет в рот. Ч/з широкий и короткий пищевод еда попадает в объемистый желудок, состоящий из 2-х отделов. Передний отдел, так называемый жевательный желудок на своих стенках имеет 3 прочных хитиновых зубца. С их помощью пища в желудке до конца размельчается. От стен II-го отдела - цедильного желудка - отходят многочисленные хитиновые волоски. Они задерживают недостаточно измельченную еду. Следующая доля пищеварительного канала - средняя кишка. В кишку открываются 2 огромные пищеварительные железы средней кишки. Железами животных называются органы, особой функцией которых является выработка и выделение разных веществ. Эти вещества играют важную роль в жизненных процессах, происходящих в теле животных. В т.ч., соки, выделяемые пищеварительными железами, переваривают еду. Переваренная еда, проходя по кишке, всасывается ее стенками и поступает в кровь. Не переваренные остатки еды попадают в заднюю кишку и ч/з анальное отверстие, находящееся посредине нижней стороны последнего членика, удаляются из тела рака наружу.

Кровеносная система органов речного рака. Кровь рака бесцветна. Она передвигается по его телу благодаря работе сердца. Сердце расположено на спинной стороне и имеет вид мышечного полупрозрачного мешочка. Сокращаясь, оно гонит кровь в кровеносные сосуды. Сосуды, отходящие от сердца, разносят кровь по всему телу, заканчиваясь, они открываются в промежутки м/у внутренними органами. Такая кровеносная система, в которой кровь течет не только лишь по сосудам, но еще и в промежутках м/у органами, носит наименование незамкнутой. Кровь разносит к органам тела питательные вещества и кислород. Из органов тела она выносит углекислый газ (к жабрам) и иные образующиеся там вредные вещества (в органы выделения). Из жабр кровь идет в сердце и после вновь циркулирует по телу рака.

Выделительная система речного рака. Органы выделения рака состоят из 2-х округлых зеленых желез. Они лежат в уме у основания длинных усиков. Собственными выводными трубочками они открываются наружу на основном членике усика.

Обмен веществ речного рака. Подобно всем иным животным рак получает из внешней среды питательные вещества и кислород. В тканях его тела, как и у всех животных, образуется углекислый газ и иные вредные для организма вещества. Ч/з органы дыхания и выделения подобные вещества выделяются из тела животного во внешнюю среду. Так, м/у организмом и окружающей средой постоянно случается обмен веществ: усвоение одних веществ и выделение иных.

Обмен веществ - важнейшее условие существования организмов. С прекращением обмена веществ организм погибает.

Дыхательная система речного рака. Подобно большинству водных животных речные раки дышат при помощи жабр. Эти органы помещаются у него по бокам головогруди, в 2-х жаберных полостях. Жабры имеют вид листочков и ниточек, прикрепленных к основаниям ног. Боковые доли спинного щита защищают эти ласковые органы, ч/з которые непрерывно протекает струя воды, направленная сзади наперед. Если в воду в районе головогруди рака, сидящего в банке, положить немножко какой-либо окрашенной жидкости (к примеру, туши), то она немедленно втягивается жаберными полостями и теперь же выталкивается из переднего жаберного отверстия. Вынутый из воды рак может достаточно долго жить вне воды. Жабры его так хорошенько защищены боковыми частями спинного щита, что долго не подсыхают. Однако как только жабры немножко подсохнут, рак погибает. В жабрах кровь рака насыщается кислородом и высвобождается от углекислого газа.

Нервная система речного рака. Нервная система рака собственным строением напоминает нервную систему дождевого червя. Как и у червя, она расположена на брюшной стороне тела и имеет вид нервной цепочки. Цепочка состоит из утолщений - нервных узлов, связанных м/у собою перемычками.

На любой членик тела приходится парочка подобных узлов, от которых отходят нервы к органам данного членика. От подглоточного узла, находящегося сзади пищевода, перемычки огибают с левой стороны и справа пищевод. Соединяясь с надглоточным узлом, лежащим впереди пищевода, они образуют окологлоточное нервное кольцо. От него отходят нервы к органам чувств - глазам и усикам.

Зрение у рака развито достаточно хорошенько. Глаза у него расположены в передней доли головы и сидят на подвижных стебельках. Потому они до известной степени подвижны, и рак может смотреть в стороны не оборачиваясь. При неповоротливости рака это имеет существенное значение: он может своевременно заметить как добычу, так и врагов. Любой глаз - набор отдельных глазков, соединенных в одно целое. Количество глазков в каждом глазу взрослого рака может доходить до 3000. Подобные глаза называются сложными.

Длинные усики рака служат ему органами осязания, а короткие - органами обоняния.

При помощи нервной системы производится связь животного с внешней средой. Речной рак имеет серьезно более сложную нервную систему. Потому его поведение, слагающееся, как и у каждого животного, из ряда рефлексов, серьезно труднее. Рак передвигается разными способами (ползает, плавает), отыскивая себе еду, спасаясь от врагов, прячется под камни или в норки.

Половая система речного рака. Размножение у раков только половое. Они раздельнополые. Весной и зимой возможно видеть раков, несущих на плавательных ножках яйца (их нередко называют икрой). Затем, как из икринок вылупятся молодые рачки, они еще некоторое время остаются под защитой матери, цепляясь собственными клешнями за щетинки на ее задних ногах. Такое приспособление имеет существенное значение, так как защищает рачков от многочисленных врагов. Раки размножаются достаточно с высокой скоростью, невзирая на то, что икры у них относительно немножко: самка откладывает от 60 до 150 - 200 нечасто до 300 яиц.