Биосфера земли представлена более чем 8 миллионами видов живых организмов, бо́льшая часть из которых ещё не открыта. Самой распространённой и многочисленной группой являются членистоногие (латынь Arthropoda). Для того чтобы разобраться, какие классы относятся к типу членистоногих, необходимо рассмотреть особенности строения и происхождения этих животных.
Общая характеристика
Членистоногие — это тип беспозвоночных животных, объединяющий более 1.5 млн видов. Его представители занимают лидирующую позицию по численности, они составляют 2/3 всех живых организмов на Земле. Эти двухсторонне-симметричные животные отличаются высокой организованностью и невероятным разнообразием. Среда обитания — грунт, наземно-воздушное пространство, а также моря, океаны и пресноводные водоёмы:
Особенности строения и основные признаки Arthropoda:
- Тело, как правило, разделено на 3, реже на 2 основных отдела: голова или головогрудь, грудь и брюшко. В первом отделе размещаются се́нсорные органы и ротовое отверстие, второй снабжён конечностями и выполняет двигательную функцию, а третий является вместилищем большинства внутренних органов.
- Конечности имеют выраженное сегментарное строение. Отдельные членики соединяются между собой с помощью подвижных суставов. Помимо двигательной функции, лапки служат для захвата и измельчения пищи, а также для дыхания.
- Внешний покров состоит из хитина и представляет собой твёрдый экзоскелет, к которому крепятся мышцы.
- Мускулатура представлена отдельными пучками поперечно-полосатых мышц. Благодаря этому обеспечивается чёткость и скоординированность движений, а также высокая скорость передвижения.
- Полость тела имеет неоднородное строение. В ней находятся внутренние органы, запасы питательных веществ и гемолимфа.
- Кровеносная система имеет незамкнутое строение. Кровь не циркулирует по сосудам, а попадает в полость тела, смешиваясь с другими жидкостями. Главная особенность — наличие сердца.
- Дыхательная система морских обитателей представлена жабрами, в то время как у наземных видов есть лёгкие или же трахейная система.
- Нервная система состоит из нескольких нервных узлов или головного мозга, нервного кольца и брюшной нейронной цепочки.
- Органы чувств хорошо развиты. Строение глаза может быть простым сложным или же фасеточным.
- Большинству членистоногих присущ половой способ размножения. Развитие включает в себя две или больше стадий (яйцо, личинка, куколка).
Членистоногие имеют много общего с кольчатыми червями. Однако благодаря ряду ароморфозов они достигли высшей степени дифференциации органов и тканей, прежде всего нервной системы и органов чувств. Некоторые группы обладают сложным поведением, проявляющимся заботой о потомстве, способностью к сложной строительной деятельности и социальной жизни, а также наличием своеобразного языка.
Проблемы систематизации
В попытке найти систематические признаки для классификации столь обширной группы животных, как членистоногие, таксономия столкнулась с рядом трудностей. Главная проблема — это разногласия учёных по поводу происхождения типа.
На сегодняшний день существует три альтернативные схемы систематизации:
- Полифилия. Согласно этой версии, членистоногие независимо произошли от нескольких червеобразных прародителей. К примеру, авторы этой гипотезы считают, что трахейнодышащие (Tracheata) ближе к бархатным червям (Onychophora), нежели к другим представителям группы. Большинство учёных не поддерживает такую точку зрения, против неё свидетельствуют и результаты генетических исследований.
- Монофилия предполагает, что бархатные черви и членистоногие происходят от общих предков — кольчатых червей (Annelida). Некоторые авторы говорят о конвергентной эволюции, считая ближайшими предками круглых червей (Nematodes) из-за общей способности к линьке.
- Pancrustacea. Сегодня известные системы классификации продолжают пересматриваться. Всё больше поклонников находит концепция Pancrustacea. Её суть в том, что надкласс ракообразных ближе к насекомым, чем многоножки.
Многочисленные археологические находки свидетельствуют, что первые членистоногие появились более 500 млн лет назад в раннекембрийский период. Самая ранняя окаменелость, найденная человеком, имеет возраст 513 млн лет.
Монофилетическая классификация
Эта классификация берёт за основу гипотезу о монофилетическом происхождении типа. Членистоногие объединяются c трахейными (Onychophora) и тихоходками (лат. Tardigrada) в группу лобоподов (Lobopoda).
Подтип Трилобитообразные (Trilobitomorpha) является вымершим. Его представители — трилобиты — имели довольно примитивное архаичное строение и обитали в океанах и морях палеозойской эры.
Подтип Хелицеровые (Chelicerata) включает в себя 3 класса членистоногих:
- Морские пауки (Pantopoda) обитают практически в любых солёных водоёмах, их можно встретить на любой глубине. Класс насчитывает 1300 видов. Самые крупные представители имеют тело длиной до 8 см, а конечности достигают 30 см.
- Паукообразные (Arachnida) представлены 114 тыс. видов (клещи, скорпионы, пауки). Обитают преимущественно на суше, за исключением некоторых клещей, в большинстве своём — хищники.
- Меростомовые (Merostomata) почти полностью вымерли. Сегодня в мире обитает лишь 4 вида мечехвостов, обитающих на морском мелководье. Ракоскорпионы исчезли около 300 млн лет назад.
Подтип Жвалоносные (Mandibulata) состоит из 3 надклассов: ракообразные, насекомые и многоножки. Его представители отличаются нетипичной специализацией своих конечностей. На первых 2-3 сегментах тела располагаются жевательные придатки.
Надкласс Ракообразные (Crustacea) включает в себя 8 классов:
- Ремипедии (Remipedia). Слепые членистоногие, тело которых состоит из множества сегментов (до 42).
- Цефалокариды (Cephalocarida). Представители класса отличаются очень малыми размерами (2—3 мм).
- Жаброногие (Branchiopoda). Конечности выполняют несколько функций, в том числе дыхательную.
- Ракушковые (Ostracoda). Маленькие животные (1-2 мм), снабжённые двухсторонней раковиной.
- Мистакокариды (Mystacocarida). Микроскопические организмы размером не более 1 мм, обитающие между песчинками.
- Максиллоподы (Maxillopoda). Большинство представителей — довольно мелкие водные обитатели (циклопы, балянусы).
- Карпоеды (Branchiura) паразитируют на морских и пресноводных рыбах, а также на головастиках.
- Высшие раки (Malacostraca). Самый известный и распространённый класс крупных ракообразных (речные раки, омары, мокрицы, креветки, крабы).
Надкласс Многоножки (Myriapoda) делится на 4 класса беспозвоночных животных. Длина его представителей колеблется в пределах от нескольких миллиметров до 35 см. Тело многоножек состоит из большого количества однородных сегментов и множества конечностей (до 750).
Классификация «сороконожек»:
- Симфилы (Symphyla) имеют 12 пар ног.
- Губоногие (Chilopoda) распространены повсюду. На сегодняшний день известно более 3 тыс. видов.
- Двупарноногие (Diplopoda). Каждый сегмент тела снабжён четырьмя конечностями. Исследователями описано 4842 вида этих животных.
- Пауроподы (Pauropoda) самые мелкие представители надкласса многоножек, их длина не превышает 2 мм.
Надкласс насекомых (Insecta) объединяет 2 класса: Скрытночелюстные (Entognatha) и Открыточелюстные (Ectognatha). К последнему принадлежит большинство представителей группы. Насекомые — это самые распространённые беспозвоночные на Земле. Всего насчитывается 52 отряда, включающие в себя более 1 млн видов.
Другие гипотезы
Полифелитическая гипотеза основана на предположении, что у членистоногих было несколько предков. В связи с этим происходит разделение на 3 типа и два подтипа.
- Хелицеровые.
- Ракообразные.
- Трахейные (Tracheata). Тип состоит из двух подтипов: Онихофоры или Бархатные черви и Неполноусые (Atelocerata).
Подтип Неполноусые объединяет насекомых и многоножек. Характеризуется ярко выраженными аутопоморфиями. Большинство его представителей ведёт наземный образ жизни.
Таблица систематики членистоногих согласно концепции Pancrustacea:Главным нововведением членистоногих стал возникший вследствие уплотнения покрова внешний скелет. Сегменты тела оделись в крепкий панцирь из множества отдельных щитков. Ноги, состоящие из уплотнённых колец, соединённых между собой эластичной тканью, обрели членистое строение. Конечности, помимо двигательной и дыхательной функции, благодаря появлению жевательного выступа стали выполнять роль челюстей.
