Дихальна, травна, видільна система павуків
Дихальна система
Зміст
Здається, після всього сказаного вас неудівіт, що дихають павуки теж по-іншому.
Павуки в цілому можуть дихати трахеями, книжковими легкими, або і теміі іншими разом. Трахеї - це система тонких трубок, по яких воздухдостігает навіть віддалених частин тіла павука. Нас вони мало цікавлять, посколькуу птахоїдів і їх найближчих родичів трахей немає.
Зате у птахоїдів є книжкові легкі. Їх 4, і вони нагадують кишені наніжней стороні опістосома, схожі на задні кишені на джинсах. Узкіеотверстія називаються легеневі щілини (так само дихальця, продихи, стигми). Есліперевернуть птицееда, то видно принаймні дві з них (задня пара). Ухорошо пообідати особин передня пара буває прихована базальними сегментаміпоследней пари ніг. Легкі бувають добре помітні як білі плями з внутреннейсторони скинутого екзувія опістосома. Всередині легенів знаходяться лістовідниескладкі тонкої мембрани - ламелли (lamellae, однини lamella, такжеіх називають листки або сторінки), які нагадують сторінки полуоткритойкнігі, звідси і назва. Гемолімфа циркулює всередині цих складок, обменіваяуглекіслий газ на кисень повітря, який відділяє листки один від друга.Ламелли не злипалися між собою завдяки безлічі дрібних розпірок і стоек.Счітается, що книжкові легкі - результат розвитку apodemes.
Багато було суперечок з приводу наявності або відсутності дихальних рухів уптіцеедов. Чи є у них активну дихання з вдихом і видихом, як у нас? Прихильники цієї точки зору вказують на начебто наявні дихательниедвіженія і мускулатуру, тісно пов`язану з легкими. Їх оппонентиутверждают, що птахоїди не здійснюють дихальних рухів при спостереженні заними. Чомусь так склалося, що результати експериментів, що проводилися вцьому напрямку, були суперечливі або неоднозначні. Однак останнім времябила проведена і описана серія експериментів (Paul et al. 1987), результатикоторой можуть раз і назавжди покласти край дискусіям. Показано, чтосуществуют невеликі коливання стінок легенів, відповідні серцебиття іколебаніям тиску гемолімфи. Але додатковий обсяг повітря, прівлекающійсяза рахунок цих рухів, настільки малий, що не відіграє суттєвої ролі вгазообмене. Таким чином, птицеед не знає такого поняття, як вдих і видих, повністю покладаючись на дифузію.
Тепер, коли ця загадка дозволена, ми можемо-таки глибоко зітхнути соблегченіем, хоча птахоїдів цього і не дано.
Травна система
Відео: Органи дихання, дихальна система організму людини. процес дихання
Щелеп у павуків немає. Замість них естькрепкіе, сильні хеліцери і ікла на них, а ще - жорсткі базальні сегментипедіпальп з шипами і зазублинами. Рот знаходиться між коксу педипальп, безпосередньо над невеликою пластинкою, яка називається лабіум (labium ) Або нижня губа. Лабіум - це невеликий виріст грудини (стернум). Над ротом, між підставами хелицер є ще одна маленька платівка, лабрум (labrum ) Або верхня губа. Однак не впадайте в оману: ні рухливістю, ніфункціямі ці органи не нагадують губи людини. Арахнологов минулого простоудобнее було дати звичні назви, ніж придумувати щось нове, нехай дажеболее підходяще.
Починаючись ротом, вузька трубка глотки, простягається всередину і вгору, недуже далеко. Як тільки вона досягає передньої нижньої поверхні мозку, онарезко загинається горизонтально і пронизує його. (Пам`ятаєте отвір, похожеена дірку в пончике?) Горизонтальний ділянку трубки називається стравохід.
Стравохід впадає в порожнистий м`язовий орган - нагнітальний желудок.Последній своїм витягнутим заднім кінцем з`єднується з справжнім шлунком, який лежить між ним і мозком. Від справжнього шлунка до підстав ноготходят схожі на пальці виступи - шлункові (гастральние) дивертикули (diverticula,однини diverticulum ).
Справжній шлунок відкривається у відносно прямо лежить кишку, котораячерез стеблинка потрапляє в опістосому. Там з нею з`єднується пучок нітевіднихорганов, мальпігієві судини. Вони виконують функції нирок. Незадовго до того, як кишка відкриється анальним отвором, вона утворює велику випинання, сліпо замкнутий мішок, званий стеркорального кишенею (stercoral pocket ) .Анальное Отвір розташований прямо над павутинними придатками. Птіцеедиполагаются на хеліцери, ікла і кокс педипальп у важкій справі пережёвиваніядобичі. На відміну від них, інші павуки проколюють покриви жертви і висасиваютсокі через невеликий отвір.
Незважаючи на великі розміри, птахоїди споживають тільки рідку піщу.Твёрдие частки фільтруються численними волосками на основаніяххеліцер і коксу педипальп. Більш дрібні частинки, розміром близько мікрона (0.001мм), фільтруються за допомогою піднебінної пластинки, спеціальногопріспособленія в горлі. Для порівняння, більшість клітин ссавців ібольшінство бактерій більше, ніж один мікрон. Павуки і більшість другіхарахнід не люблять твердої їжі.
Під час їжі птахоїди відригають травні соки, одновременнопережёвивая видобуток. Отримана кашка розбавляється виділеннями коксальнихжелез. В результаті частково переварена рідка їжа втягується в рот, далеечерез піднебінну пластинку в глотку і в стравохід за допомогою нагнітального шлунка-багато в чому це схоже на те, як ми втягуємо воду через соломинку, з помощьюмишц щік і глотки.
Нагнітальний шлунок наводиться в дію потужними мускулами, великачастина яких прикріплюється до ендостерніту і карапасу. Крізь нього рідину ізпіщевода перетікає назад і вниз, в справжній шлунок, для дальнейшегопереваріванія і часткового всмоктування. Остаточно ці процеси завершуються вкішке. У задній її частині до того, що залишилося, додаються отходижізнедеятельності, що надходять з мальпігієві судини. Все це деякий времянакаплівается в стеркорального кишені. Періодично екскременти виводяться черезанальное отвір. Мальпігієві судини - ще один приклад паралельної еволюціі.У павуків вони розвиваються не з тих же ембріональних структур, що у насекомих.Оні були названі так само, як у комах, тому що виглядають майже так само, розташовані майже в тому ж місці і виконують майже ту ж саму функцію. Корочеговоря, ці органи аналогічні (схожі, але різного походження), а негомологічних (мають одне походження і функції).
Альтернативні назви для частин травної системи такі:
1. рострум (rostrum) замість лабрум-
2. сосущий шлунок замість нагнітальний желудок-
3. проксимальная середня кишка замість справжній желудок-
4. гастральная сліпа кишка замість гастральний дівертікул-
5. медійна середня кишка замість кишка
6. клоакальная камера або клоака замість стеркорального кишеню і, нарешті,
7. задньої кишкою називається короткий відрізок травного трактамежду стеркорального кишенею і анальним отвором.
Дублірованіеноменклатури відбувається в результаті спроб «підігнати» павуків під мірку, зняту з сильно відрізняються груп артропод, замість того, щоб разработатьновую, максимально їм відповідну.
Слід також обговорити ще один аспект травлення павуків, а саме, коксальние залози. Вони належать одночасно травної та виделітельнойсістеме, тому ми говоримо про них на стику цих двох тем.
Більшість членистоногих мають коксальних залозами, які являютсяпрямимі гомологами більш примітивних екскреторних органів, нефридий, імеющіхсяу менш просунутих безхребетних. У птахоїдів вони теж є. Їх дві пари, ірасполагаются вони на зверненої тому боці базальних сегментів (coxae) 1 і 3пари ніг, звідки походить назва цих органів. Багато років арахнологімучалісь, намагаючись здогадатися, навіщо вони потрібні. Багато схилялися до думки, що коксальние залози не виконують жодної функції, будучи рудиментами болеепрімітівних нефридий, які більше не потрібні. Решта не були настільки в етомуверени. (Нефридії ще будуть згадані на стор. 46.)
Нещодавно Butt і Taylor (1991) визначили, що у коксальних залоз естьфункція. Схоже, що вони секретують до рота сольовий розчин, просачівающійсясквозь вигини плевральних мембран між коксу і грудиною. Це служить двумцелям. По-перше, таким чином забезпечується рідкий стан харчової кашки, яку п`є птіцеед- ця функція схожа на функцію нашої слини. По-друге, так, мабуть, підтримується сольовий баланс птицееда, оскільки частина солейоткладивается в сухому залишку їжі. Отже, як це не парадоксально, слиновиділення у павуків відбувається під пахвами!
Кінцевий добре пережованої сухий залишок їжі здебільшого складається ізнес`едобних частин тіла жертви (тобто екзоскелета), які павук не в состоянііпереваріть, а також надлишку солей. Любителі іноді називають цей остатокпогадкой, професійні арахнологи вживають термін харчова грудка.
У великій колекції птахоїдів, зібраної авторами за довгі роки (майже тисяча особин на даний момент), годування супроводжується характерним тяжёлимсладковатим запахом. Незрозуміло, що викликає цей запах, травні сокіілі переварена їжа.
Відео: Дихальна система людини. Функції та етапи дихання. Урок біології №66.
система виділення
Одна з головних проблем всіх тварин -Своєчасне видалення продуктів метаболізму, перш ніж їх концентраціядостігнет небезпечного рівня. Засвоювані речовини складаються в основному з вуглецю, водню, кисню та азоту зі слідами інших елементів. В ході метаболізмауглерод перетворюється в діоксид вуглецю і виводиться через легені або жабри.Водород стає водою, яка нічим не відрізняється від води, що надходить в організм з їжею або питвом. Кисень може бути вбудований в разлічниеорганіческіе з`єднання або виведений в складі діоксиду вуглецю.
Найскладніше з азотом. Разом з воднем він дає аміак, оченьтоксічное з`єднання. Водні тварини можуть позбутися азоту у вигляді амміакаілі інших розчинних речовин, просто дозволяючи їм розчинитися в окружающейводе. Води у них зазвичай більш ніж достатньо і енергія на екскрецію тратітсянебольшая.
Наземним тваринам не так пощастило. Якщо нічого не робити, концентрація з`єднань азоту швидко зростає до летальної. Було прідуманонесколько способів уникнути отруєння. Перший полягає в тому, щоб перевестіазот в менш токсичну форму, ніж аміак. Якщо цей продукт менш розчинний, тоещё більша його кількість можна накопичити, якщо сконцентрувати. А якщо естьещё можливість ізолювати концентрат від внутрішнього середовища організму, то онстановітся істотно безпечніше. Нарешті, ідеальний кінцевий продукт повиненбути простий для виведення, притому з мінімумом витрат води, солей і енергії.
Арахніди взагалі і павуки зокрема розробили технологію, об`едіняющуювсе ці підходи. І вони знову зробили це по-своєму.
По-перше, треба виробити щодо безпечна речовина. Основнойекскретіруемий продукт у павуків - гуанін, інші азотовмісні відходи (аденін, гіпоксантин, сечова кислота) виділяються в невеликих кількостях. У етомпаукообразние становлять разючий контраст іншим представникам царстважівотних, які ніколи не екскретують гуанін у вигляді відходів (Anderson 1966 Rao і Gopalakrishnareddy 1962). Хоча вони його теж виробляють, будьте уверени.У кішок і оленів, наприклад, гуанін - основна речовина, обеспечівающееотражающіе властивості сітківки. Але, на відміну від павуків, кішки і олені невиделяют його в якості відходів життєдіяльності. Оскільки гуаніннерастворім, то він повністю нешкідливий для павука.
Знову-таки, оскільки він не розчиняється, то може відкладатися у вигляді твёрдоговещества і накопичуватися ефективніше. У порівнянні з сечовиною, наприклад, він займає набагато менше місця, а позбавлятися від нього вимагається рідше. Потім, оскільки це тверда речовина, можна його складувати в безпечних местах.Некоторие кишкові клітини (так звані гуаноціти) здатні накапліватьдовольно великі кількості гуаніну. Хоча вони не видаляють гуанін з організму, вони ефективно його нейтралізують, дозволяючи організму спокійно функціонувати, не піклуючись про енергетичні та матеріальні витрати на екскрецію.
Ну і нарешті, концентруючи відходи життєдіяльності до твёрдогосостоянія, павук може позбутися їх з малими втратами води, солей іенергіі. Бпро Більша частина гуаніну, що виділяється мальпігієві судини, накопичується в стеркорального кишені і викидається звідти разом з остаткамінепереваренной їжі. Таким чином, арахніди (і павуки серед них) використовують все4 підходу, щоб уникнути отруєння азотом, і роблять вони це у вищій степеніеффектівно.
Цікавим наслідком всього вищесказаного є те, що у павуків нетпочек, вони не виробляють сечу, а значить - не знайомі з поняттям мочитися,по крайней мере, в тому сенсі, в якому ми його зазвичай вживаємо. У такомувипадку, що ж вони роблять?
репродуктивна система
Сексуальне життя птахоїдів воістінуошеломляет, однак про неї буде сказано трохи пізніше. А тут ми огранічімсяпростим описом механізму.
Гонади павуків: яєчники у самок і насінники у самців, - знаходяться внутріопістосоми. Єдине статевий отвір (гонопор, gonopore ) Знаходитьсяна вентральнійповерхні опістосома і розташовується уздовж борозенки, званої епігастральній борозною, яка проходить в поперечномнаправленіі, поєднуючи верхні легкі. Це задній край епігінальной пластинки. Брехня літературі епігастральній борозна іноді називається генератівнойскладкой. У самки два яєчника з`єднуються з єдиним Яйцепровід, которийоткривается гонопором. Безпосередньо всередині гонопора знаходяться два «кишені», які називаються семяпріёмнікі або сперматеки (spermathecae, однини spermatheca ) .Під Час копуляції (спарювання) самець поміщає сперму в сперматеки, гдесперматозоіди залишаються живими, поки не знадобиться запліднити яйця, тиждень місяць тому.
У самця парні насінники представляють собою спірально закручені трубки, що відкриваються в загальну протоку. Протока, в свою чергу, відкривається в окружающіймір знову-таки гонопором. Поруч з гонопором знаходяться епіандральние залози-вважається, що вони або вносять в скарб в формування насінної рідини, лібовирабативают спеціальну нитку для плетіння сперми-павутини (Melchers 1964).
У павука-самця немає статевого члена або будь-якого гомологичного органа.Его копулятивні придатки - це вторинні статеві органи на кінцях педипальп. У дорослих самців термінальний сегмент педіпальпи (предлапка і коготок) перетворюється з простої конструкції, що спостерігається у статевонезрілих самців, всложний, високоспеціалізований орган для введення сперми в статеві путісамкі. Цей сегмент нагадує екзотичну бутель, луковіцеобразние, з вичурноізогнутим і перекрученим шийкою. Тіло бутлі називається бульба (bulb ) Або резервуар, а горлечко - емболюс (embolus, мн.ч. emboli ) .Лапка Тим часом коротшає і потовщується. Емболюс і бульба прісоедіняютсяк ній за допомогою гнучкого зчленування, яке дозволяє їм вільно рухатися врізних площинах. Модифікована лапка часто називається цімбіум (cymbium,мн.ч. cymbia ). Цімбіум з`єднується з берцями ще одним еластічнимсочлененіем.
Берци несе спеціальну борозенку (альвеолу, alveolus ), Формакоторой відповідає формі емболюса і бульби. Завдяки рухливості цімбіума, павук може укласти його в цю борозенку, коли вони не потрібні. Але коли емболюс ібульба наповнені спермою і готові до введення в статеві шляхи самки, то оніполностью відкриті і повернені під потрібним кутом по відношенню до педипальп.
