第七节:分节的有附肢的原口动物
——节肢动物门(Arthropoda)
节肢动物门是动物界最大的一门,约占动物界总种数的85%;其个体数目亦十分惊人,例如一个蜂群个体总数可达3万多个。节肢动物对环境具有高度的适应能力,分布极为广泛,凡适合动物生存的环境,几乎都有不同种类的节肢动物。
节肢动物起源于环节动物或类似环节动物的祖先,故环节动物的一些基本结构多见于节肢动物,如两侧对称,身体分节等,但节肢动物还有许多比环节动物复杂的结构,生理机能也发生了相应的变化。
一、节肢动物门的主要特征
1、异律分节:最前一节为顶节,最末一节为尾节(肛节),中间的才是真正的体节。异律分节从形态上完善和保证了动物体各种生理机能的协调整合,更有利于动物对环境的适应。
——机能和结构较相同的体节常愈合,形成体区。如:
昆虫——身体分为头、胸和腹3个体区。
甲壳类、蛛形类、肢口类——身体分为头胸部和腹部2个体区;多足类——身体分为 头部和躯干部2个体区。
蜱螨类——头、胸、腹三部分体节完全愈合。 ——形态的分化伴随着机能的进一步分工:
头部——感觉和摄食。 胸部——运动和支持。 腹部——营养和生殖。
2、分节的附肢:节肢动物的附肢和环节动物一样,也按体节排列,但节肢动物附肢的最大特征是与身体相连处有活动的关节,附肢之间也有关节,并以关节膜相连,节肢动物名由此而来。其运动力和灵活性都远远超过环节动物。 ——附肢的分类:
双肢型——由与体壁相连的原肢及其顶端发出的内肢和外肢三部分组成。例如虾类腹部的游泳足。
单肢型——由双肢型演变而来,其外肢已完全退化,只保留了原肢和内肢。如昆虫的3对步足。
节肢动物的附肢,在进化过程中,随着体区的形成,附肢也相应的发生了形态与机能的分化。如头部的附肢用以感觉,或形成口器以取食;胸部的附肢用以运动与呼吸;腹部的附肢除游泳、爬行外,还有的转化成生殖器,或部分消失。
3、外骨骼及蜕皮现象:节肢动物的体壁由三部分组成,最外层为(角质膜)表皮,接着是上皮层,最里面为很薄的基底膜。
角质膜十分发达,坚硬厚实,故称外骨骼,是上皮向外分泌形成的,自内而外可分3层:内表皮——最厚,无色而柔软,具延展曲折性,主要成分是几丁质(甲壳质)和节肢蛋白。外表皮——因有钙盐沉淀或富于骨蛋白,是外骨骼中最硬的部分。节间膜和附肢关节之间的外表皮较薄、软,活动形成能动关节,使身体和附肢能自由运动。上表皮——薄,常含
有色素,由蛋白质及脂类物组成,似蜂蜡,有不透水性,可防止体外界水份的进入及体内水份的蒸发。
外骨骼的作用:保护、支持及运动。但也限制了动物的生长,因而发生蜕皮现象,周期性地在内分泌激素的控制下,换上柔软而多皱的新皮,以适应身体的间歇性生长。 4、强劲有力的横纹肌:环节动物的肌肉为平滑肌,分布于表皮细胞之下,构成皮肤肌肉囊。而节肢动物的肌肉已脱离表皮,形成肌肉束,并附着在外骨骼的内表面,靠肌肉舒缩牵引骨板弯曲或伸直,以产生运动。它们均为横纹肌,收缩快而有力。节肢动物的肌肉束一般是按体节成对排列,以便有效快速地完成各种复杂行动,并适应生活环境的需要。
5、混合体腔与开管式循环:真体腔趋于退化,仅残存于生殖腺腔及某些种类的排泄器官中。体壁与消化道之间的空腔由部分真体腔及囊胚腔形成,故称混合体腔,又因其中充满血液,也称为血腔。
循环系统由心脏及其向前端发出的1条短动脉构成。心脏位于消化道背面,是具备多对心孔的管状或囊状结构。心脏壁由肌肉组成,有搏动能力。血液从心脏发出经一段动脉流入血腔,直接浸润着各种组织和器官,血腔中的血液又经心孔返回心脏。由于血液不是始终在血管中流动,要到组织间隙中,所以为开管式循环。 6、高效的呼吸器官:各类节肢动物出现了专门的呼吸器官。
水生种类——鳃或书鳃。
陆生种类——气管或(和)书肺。
这些呼吸器官都是体壁皮肤的衍生物,鳃和书鳃为体壁外突形成,书肺和气管为体壁内陷形成。气管在外骨骼内陷的起始端形成气门,内陷的气管越分越细,分支一再扩大成遍布体内的网络,最细小的分枝一直伸入组织内,直接与细胞接触。节肢动物的气管可直接输送氧给组织,同时也能把组织排放的二氧化碳运出体外,而其他动物的气体运输都要血液循环系统的参与,由此可见陆栖节肢动物呼吸器官在动物界中的高效和独特。这种结构能有效防止体内水分的蒸发和散失,是节肢动物对陆生生活的一种适应性改变。
7、独特的消化系统:消化系统由前肠,中肠和后肠组成。头部的附肢变成口器,适应于不同类型不同的取食方式。
前肠——一部分形成磨胃或砂胃,内有几丁质的齿和骨板等,都用来弄碎食物。 中肠——分泌消化酶,行食物的消化吸收,部分种类还有十分发达的中肠突出物如盲囊和盲管等,以增大消化吸收面积。
后肠——是离子及水分重吸收及粪便的暂存场所。 8、多样的排泄器官:节肢动物的排泄器官有2种主要类型:
(1)与后肾管同源的腺体结构——如甲壳类的绿腺、颚腺,蛛形纲的基节腺等。
(2)马氏管——马氏管是从中肠与后肠之间发出的多数细盲管,直接浸浴在血体腔内的血液中,吸收大量尿酸等蛋白质分解产物,排泄物经后肠与食物残渣一起由肛门排出。 9、神经系统和感觉器官:
(1)感官——3类
触觉感受器:最常见的是触毛,分布在身体的表面,感受接触、气流、水流等变化的刺激。平衡囊和鼓膜听器等都由触角器演变而成。
视觉感受器:可分单眼和复眼。
化学感受器。用来辨别不同的化学物质,陆栖种类的化感器分为嗅觉器(主要着生在触角上)和味觉器(位于口腔内和口器上)。 (2)神经系统——与环节动物的链状神经相似,但由于身体异律分节,有些体节发生愈合,因此神经系统也相对集中。
脑发达,且分为三部分:前脑——视觉和行为中心;中脑——触觉中心;后脑——发出神经到下唇和消化道。
10、生殖和发育:大多雌雄异体。生殖系统包括成对的生殖腺、生殖导管,一些高级种类有附肢改变成的外生殖器。水生种类多体外受精,陆生种类体内受精。生殖形式多样,多为卵生,也有卵胎生、孤雌生殖、幼体生殖和多胚生殖等形式。间接发育较普遍。间接发育者具有不同阶段的发育期和不同形式的幼体和蛹期。
综上所述,节肢动物由于适应不同的生活环境,除基本结构相同外,反映在它们的生活习性、形态机能、生活方式和发育类型等方面各自争奇斗艳、五彩缤纷,从而构成了整个节肢动物的多样性以及在自然界的广泛的生态分布,并且种类和数量上都居于优势地位。