Речные раки. Отряд Десятиногие (Decapoda) Из каких частей состоит тело речного рака

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

Речной рак. Система органов речного рака

Десятиногие - наиболее высокоорганизованные ракообразные. Обитают в морских и пресных водоемах, небольшое число видов приспособилось к жизни на суше.

В теле выделяют протоцефалон, гнатоторакс (челюстегрудь) и брюшко. Протоцефалон и гнатоторакс вместе образуют головогрудь. Протоцефалон образуется в результате слияния акрона и первого головного сегмента. На нем располагаются антенны, антеннулы и пара стебельчатых фасеточных глаз. Гнатоторакс образуется в результате полного слияния трех сегментов головы и восьми сегментов груди. Гнатоторакс несет три пары челюстей, три пары ногочелюстей и пять пар ходильных ног. Из-за числа ходильных ног отряд получил свое название. Брюшко состоит из отдельных сегментов, у многих видов в той или иной степени редуцируется. Имеется карапакс, который загибается по бокам тела, образуя жаберные крышки.

рис. 1.
1 - антеннулы, 2 - антенны, 3 - мандибулы (верхние челюсти), 4,5 - нижние челюсти (максиллы),
6-8 - ногочелюсти, 9-13 - ходильные ноги, 14-18 - брюшные конечности, 19 - плавательные ножки.

Развитие прямое или с превращением.

Многие десятиногие имеют промысловое значение: омары, крабы, лангусты, креветки, речные раки и др.

Речные раки - семейство десятиногих ракообразных, представители которого обитают в пресных водоемах. Самыми распространенными в европейской части России и имеющими наибольшее промысловое значение являются два вида: речной рак широкопалый (Astacus astacus) и речной рак узкопалый (A. leptodactilus). Виды очень похожи внешне, имеют одинаковую биологию. Узкопалый рак более плодовит и более вынослив по отношению к химическому составу воды и ее кислородному режиму. Совместно эти виды обычно не встречаются. При искусственном подселении узкопалых раков в водоемы, в которых обитают широкопалые раки, через 10-20 лет происходит полное исчезновение широкопалых раков.

рис. 2.
1 - задняя (брюшная) артерия, 2 - кишка, 3 - половая
железа, 4 - сердце, 5 - перикард, 6 - желудок, 7 -
передняя аорта, 8 - мозг, 9 - антеннальная железа, 10 -
пищевод, 11 - рот, 12 - поднервная железа, 13 -
брюшная нервная цепочка, 14 - печень, 15 - мышцы.

Тело речного рака состоит из головной лопасти (акрона), восемнадцати сегментов (четырех головных, восьми грудных и шести брюшных) и анальной лопасти (тельсона). Как у всех десятиногих у речных раков часть сегментов сливаются друг с другом. Таким образом, в теле речных раков можно выделить следующие отделы: протоцефалон, гнатоторакс и брюшко. Протоцефалон вместе с гнатотораксом ранее называли головогрудью. Протоцефалон образуется в результате слияния акрона и первого головного сегмента, несет антеннулы, антенны и фасеточные глаза. На антеннулах концентрируются обонятельные рецепторы, на антеннах - осязательные. Одноветвистые антеннулы отходят от акрона (головной лопасти), двуветвистые антенны - от первого головного сегмента.

Гнатоторакс (челюстегрудь) образуется в результате слияния трех головных и восьми грудных сегментов, несет одиннадцать пар конечностей: три пары челюстей, три пары ногочелюстей, пять пар ходильных ног. Три пары челюстей отходят от грудных сегментов: одна пара верхних (мандибулы) и две пары нижних челюстей (максиллы). Три пары двуветвистых ногочелюстей и пять пар одноветвистых ходильных ног отходят от грудных сегментов. Ногочелюсти принимают участие в поддерживании и размельчении пищи. Из пяти пар ходильных конечностей первые три пары имеют клешни, клешни первой пары - очень крупные и служат для защиты и для захвата пищи. Эпиподиты всех грудных конечностей превратились в кожные жабры, грудные конечности выполняют, кроме прочих, и дыхательную функцию.

рис. 3.
1 - антеннальная артерия, 2 - пердняя аорта, 3 - сердце,
4 - перикард, 5 - выносящие жаберные сосуды,
6 - нисходящая артерия, 7 - задняя (брюшная) артерия,
8 - поднервная артерия, 9 - брюшной венозный сосуд.

Членистое подвижное брюшко (абдомен) состоит из шести неслившихся сегментов, каждый из которых несет по паре двуветвистых конечностей. У самцов первая и вторая пары брюшных конечностей - длинные, желобовидные, представляют собой совокупительный орган. У самки первая пара брюшных конечностей сильно укорочена, к остальным в период размножения прикрепляются яйца и молодь. Заканчивается брюшко хвостовым плавником, образованным шестой парой широких пластинчатых брюшных конечностей и тельсоном (анальной уплощенной лопастью).

Покровы представлены хитиновой кутикулой и однослойной гиподермой. Хитин образует комплексы с карбонатом кальция и пигментами. Карбонат кальция придает панцирю жесткость и прочность. Между сегментами, члениками ног и придатков кутикула - мягкая, эластичная, поскольку не пропитывается карбонатом кальция. Панцирь является наружным скелетом и местом прикрепления мышц. Покровы периодически сбрасываются. Рост раков происходит в первые часы после линьки до отвердевания новых покровов.

Пищеварительная система подразделяется на три отдела - передний, средний и задний. Передний отдел начинается ротовым отверстием и имеет хитиновую выстилку. Короткий пищевод впадает в желудок, разделенный на две части: жевательный и цедильный. В жевательном отделе происходит механическое измельчение пищи с помощью трех больших утолщений кутикулы «зубов», а в цедильном пищевая кашица процеживается, уплотняется и поступает далее в среднюю кишку (средний отдел). В нее открываются протоки парной печени. Длинная задняя кишка (задний отдел) заканчивается анальным отверстием на тельсоне. Задняя кишка выстлана кутикулой. Во время линьки сбрасываются не только покровы, но и хитиновая выстилка переднего и заднего отделов кишечника.

рис. 4. Антеннальная железа
речного рака:
1 - мочевой пузырь, 2 - выделительная
пора, 3 - целомический мешок, 4 -
выделительный канал (зеленый,
прозрачный и белый участки).

Кровеносная система состоит из сердца в виде пятиугольного мешочка, расположенного на спинной стороне челюстегруди, и отходящих от него нескольких крупных кровеносных сосудов - передней и задней аорты. Из них гемолимфа изливается в полость тела, а затем по венозным синусам поступает в жабры. Окисленная гемолимфа поступает в перикард и через остии (три пары) вновь возвращается в сердце.

Жабры располагаются по бокам груди в жаберных полостях, прикрываемых головогрудным панцирем. Жабры постоянно омываются свежей водой. Циркуляция воды в жаберной полости обеспечивается за счет работы «черпачков». «Черпачки» являются придатками второй пары челюстей и совершают 200 движений в минуту.

Органы выделения - две антеннальные почки (рис. 4).

Центральная нервная система представлена парными надглоточными ганглиями, окологлоточным кольцом, подглоточными ганглиями и брюшной нервной цепочкой. Узлы и коннективы брюшной цепочки так сильно сближены, что она имеет вид не двойной вид, а одинарный. От ганглиев отходят нервы к внутренним органам, конечностям, органам чувств.

Органы зрения речного рака - пара фасеточных глаз. Глаза сидят на стебельках, могут поворачиваться в разные стороны. Осязательные рецепторы располагаются главным образом на антеннах, а также на поверхности антеннул и других конечностей. Обонятельные рецепторы располагаются на антеннулах. Кроме этого в основании антеннул имеются статоцисты - органы равновесия. Статоцист имеет вид глубокого открытого впячивания покровов. Изнутри это впячивание выстлано тонкой кутикулой с чувствующими клетками. Статолитами являются песчинки, попадающие в статоцист из окружающей среды через наружное отверстие. Во время линьки меняется выстилка статоциста, в этот период у рака нарушается координация движений.

рис. 5. Пальмовый вор
(Birgus latro)

Раки - раздельнополые животные с выраженным половым диморфизмом: у самца первая и вторая пары брюшных ножек превращаются в копулятивные органы, брюшко уже, чем у самок. Мужские половые отверстия находятся у основания пятой пары ходильных ног, женские - у основания третьей пары ходильных ног. В конце зимы самки откладывают оплодотворенные яйца на брюшные конечности. В начале лета из яиц выходят молодые рачки, которые еще долго находятся под защитой самки, прячась на ее брюшке с нижней стороны. Рачки интенсивно растут, в первый год жизни линяют 6 раз, во второй год жизни - 5 раз; в последующие годы жизни самки линяют лишь 1 раз в год, самцы - 2 раза.

рис. 6. Рак-отшельник
(Eupagurus sp.)

(рис. 5) достигает длины тела 32 см. Обитает на тропических островах Индийского и западной части Тихого океана. Во взрослом состоянии живет на суше, но размножение и личиночные стадии проходят в морской воде. Жабры редуцируются, жаберные полости под карапаксом превращаются в своеобразные «легкие», позволяющие пальмовому вору дышать атмосферным воздухом. Своим именем он обязан легкости, с которой взбирается на кокосовые пальмы. Несмотря на силу своих клешней никогда не смог бы сам сбить кокосовые орехи и тем более расколоть их. Так что рассказы о том, что пальмовый вор питается исключительно мякотью кокосовых орехов - всего лишь легенда. Питается он останками рыб и моллюсков, которые находит на берегу.

Раки-отшельники - семейство морских десятиногих раков (Paguridae), имеющих брюшко, лишенное твердых покровов. У многих видов раков отшельников встречается асимметрия клешней и брюшка. Для защиты мягкого асимметричного брюшка эти раки поселяются в пустых раковинах брюхоногих моллюсков. Раки-отшельники с симметричным брюшком используют для жилья прямые раковины лопатоногих моллюсков. Раки-отшельники носят раковину с собой, при опасности прячутся в нее целиком. Часто вступают в симбиоз с актиниями (рис. 6), некоторые виды - с губками.

К типу членистоногих относится класс ракообразных, представителями которых является семейство речных раков. Обитают они в пресных водоёмах. Животные ведут ночной образ жизни, днём особи прячутся в своих убежищах под корягами, камнями и другими предметами дна водоёма. Прочитав данный материал, Вы сможете подробнее узнать о строении речного рака, его внутренних органах.

Внешнее строение речного рака

Тело особей данного семейства покрыто хитиновой оболочкой, которая пропитана солями кальция и является надёжной защитой мягкого тельца. Помимо этого, панцирь играет роль наружного скелета, к которому крепятся внутренние мышцы. Зеленовато-бурая окраска помогает раку отлично маскироваться на дне водоёма.

Тело его состоит из двух отделов:

• Головогрудь - крепко сросшиеся голова и грудь, в месте срастания чётко просматривается соединительный шов. Эта часть тела имеет два отдела: головной и грудной.

Спереди находится острый шип, по сторонам которого расположились глазки на тонких стебельках и две пары усиков. Это органы обоняния и осязания. Глаза рака имеют сложное (фасеточное) строение, которое обеспечивает мозаичное зрение. С двух сторон ото рта расположились видоизменённые три пары конечностей, которые играют роль челюстей.

В грудной части находятся конечности, их насчитывается восемь пар. Первые три видоизменены в ногочелюсти, которые подают пищу в рот. Далее находятся одноветвистые конечности, их пять пар: первая пара - это клешни, остальные четыре - ходильные ноги. Здесь же под головогрудным щитом в жаберных камерах находятся органы дыхания животного - жабры.

ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой

• Брюшко - имеет семь сегментов. Первые пять пар - это двуветвистые конечности, которые нужны для плавания. Шестая пара и седьмой сегмент в целом образуют хвостовой плавник.

Детально рассмотреть строение ракообразных можно на рисунке ниже.

Рис.1. Внешнее строение речного рака

По дну водоёма ракообразные передвигаются с помощью ног головой вперёд. Если их спугнуть, они выполняют резкий взмах хвостом под себя и плывут в обратную сторону. Поэтому и говорят: «Рак пятится назад».

Под плотным хитиновым покровом тело животного растёт медленно и неравномерно. Поэтому происходит линька: старый панцирь отслаивается, а на его месте появляется новый бесцветный и мягкий хитин. В это время особь быстро растёт, а покров под действием извести быстро затвердевает.

Системы внутренних органов

Полость тела животного состоит из полного набора систем органов.

Нервная система речного рака состоит из окологлоточного кольца и нервной цепочки расположенной в брюшке. У данных особей хорошо развиты нервные узлы, а именно надглоточный и подглоточный. От первого из них нервные окончания расходятся к органам обоняния, осязания и зрения. Подглоточный узел контролирует ротовое отверстие. Разветвления от брюшной цепочки расходятся к конечностям и внутренним органам.

Рассматривая схему продвижения крови, делаем выводы, что замкнутая кровеносная система не характерна для ракообразных. Кровь вытекает по сосудам прямо в полость и попадает к внутренним органам. Отдав им питательные вещества и кислород, она снова возвращается в сердце по сосудам.

Одной из особенностей речного рака является то, что представителей ракообразных можно отнести к «благородным» животным, так как у них течёт голубая кровь. Большинство животных и человек в крови содержат дыхательный пигмент гемоглобин, который богат на железо и имеет красный цвет. У раков вместо него находится пигмент гемоцианин, который богат на содержание меди.

Как дышит рак?

Дыхательная система состоит из жабр. Имеющийся в воде кислород через жаберные пластины попадает в кровь, а из неё через органы дыхания выводится наружу углекислый газ. Таким образом, происходит газообмен. Кровь, обогащённая кислородом, попадает в сердце сквозь отверстия в нём.

Органы пищеварения и выделения

Пищеварительная система имеет достаточно непростое строение. Из ротового отверстия пища попадает в глотку, далее – в пищевод, после чего – в желудок, который имеет два отдела. Оба отдела желудка работают слаженно:

• сначала пища находится в первом крупном отделе. Здесь при помощи хитиновых зубцов пища перетирается;
• далее, во втором отделе, измельчённая пища процеживается через цедильный аппарат.

После желудка пища попадает в кишечник, потом в пищеварительную железу. Здесь содержимое переваривается, а полученные питательные вещества всасываются. То, что не переварилось, выходит наружу через анальное отверстие. Оно расположено в хвостовом плавнике.

Выделительная система состоит из одной пары зелёных желёз, которые открываются возле усиков. Через них выводятся токсичные продукты жизнедеятельности животного.

Рис.2. Внутренние органы ракообразных

Размножение

Все раки разнополые. Оплодотворение у представителей данного семейства внутреннее. Самка вынашивает оплодотворённые яйца между брюшными ногами. Вылупившиеся рачки не сразу покидают мать, первое время они ещё придерживаются за её брюшные конечности. Питаются молодые особи только растительной пищей.

Рис.3. Самка с икрой

Что мы узнали?

Особенностью внешнего строения является хитиновый покров, который выполняет функцию наружного скелета. Внутренние органы представлены полноценными системами, которые обеспечивают слаженную работу всего организма.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.2 . Всего получено оценок: 430.

Задание 1. Изучите внешнее строение речного рака. Докажите приспособленность его организма к среде обитания.

1. Рассмотрите речного рака. На какие отделы разделяется его тело? Каковы прочность покрова и окраска? Объясните значение такого покрова в жизни рака.

Тело расчленено на сегменты и состоит из нескольких отделов: ловы, груди и брюшка или из головогруди. Покровы тела содержат особое твердое вещество - хитин.

2. Определите части тела рака. Обратите внимание на толщину хитинового покрова в разных местах. Объясните, почему она неодинаково.

Твердый панцирь рака мешает животному расти. Поэтому рак периодически (2-3 раза в год) меняет - сбрасывает старые покровы и обретает новые.

3. Найдите органы чувств: усики, глаза. Объясните, почему у рака глаза подвижны.

Имеются две пары усиков. Глаза у рака сложные. Каждый глаз состоит из множества направленных в разные стороны очень маленьких глазков - фасеток.

4. Сверяясь с рисунком учебника, найдите у рака челюсти, ногочелюсти и ротовое отверстие.

5. Найдите брюшные роги рака. Обратите внимание на различие в и строении.

6. Расммотрите брюшко. Убедитесь, что оно состоит из члеников. Подсчитайте их. На конце брюшка найдите плавниковые пластинки. Напишите об их роли в жизни рака.

На головогруди у речного рака расположены конечности. Если его перевернуть на спину,то на переднем конце тела можно обнаружить 3 пары челюстей: пару верних челюстей и две пары нижних челюстей. Ими рак разрывает добычу на маленькие кусочки. За челюстями следует три пары коротких ногочелюстей. Они служат для подачи пищи ко рту.

7. Основываясь на особенностях внешнего строения речного рака, сделайте вывод о среде его обитания, способах передвижения (по дну и воде), питания, защиты от врагов.

Речной рак живет на суше и в воде, по дну передвигается с помощью ходильных ножек, а плавает с помощью плавника и брюшных ножек. Питается моллюсками, плавниками, растениями. Защищается с помощью мощных клещней.

Задание 2. Заполните таблицу.

Задание 3. Заполните схему, списав в нее названия животных.

Задание 4. А. Раскрасьте внутренние органы речного рака (желтым цветом - органы нервной системы; зеленым - органы пищеварения; черным - половую железу) и надпишите их.

1. Желтым - органы нервной системы. Окологлоточное нервное кольцо и брюшная нервная цепочка.

2. Зеленым - органы пищеварения: желудок, печень, кишка.

3. Черным - половая железа: яичник.

Б. Раскрасьте внутренние органы речного рака (голубым цветом - органы дыхания, красным - кровеносные органы, коричневым - органы выделения) и напишите, как они называются.

Задание 5. В одной кладке самки дафнии бывает примерно 60 яиц. Спустя 15-20 суток из яиц вылупляются молодые дафнии, которые вскоре сами способны откладывать яйца. Подсчитайте и запишите, сколько дафний теоретически может появиться от одной самки за три летних месяца.

В 3-ёх летних месяцах примерно 90 дней

90:15=6 кладок за 3 месяца

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?