Введение
Класс ракообразных весьма обширен и разнообразен, он составляет существенную часть водной фауны. Число видов в классе - не менее 20 000. Встречаются как планктонные, так и бентосные формы животных, в некоторых группах раков произошел переход от водной к наземной форме жизни.
В настоящее время класс ракообразных - это еще и важный объект промысла, включая добычу креветок, крабов, лангустов, лангустинов, раков, омаров (лобстеров), разнообразных балянусов, включая морскую уточку (или персебеса), который является самым дорогим из деликатесных ракообразных.
Много ракообразных употребляются в пищу людьми, и почти 10 000 000 тонн были произведены в 2005 году. Огромное большинство этой продукции составляют ракообразные десятиногие раки: крабы, омары и креветки. Более чем 70 % всех ракообразных, пойманных для потребления - креветки, и более чем 80% произведены в Азии, - один Китай производит почти половину всемирного общего количества. Не десятиногие ракообразные широко не потребляются, несмотря на то, что они - одни из самых больших биомасс на планете.
Помимо практического использования ракообразных человеком, их изучает и исследует специальная наука - карцинология.
Данная тема курсовой работы актуальна в настоящее время, так как класс ракообразных многообразен своими видами, представители этого класса имеют практическое и научное значение для человека, а также являются неотъемлемым звеном в экосистемах, выступая в качестве консументов разных порядков.
Цель курсовой работы - показать значение класса ракообразных Crustacea для экосистем и человека. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
. Рассмотреть научную литературу по данному вопросу;
. Дать общую характеристику класса Crustacea;
. Выявить значение ракообразных для экосистем и человека;
. Сделать соответствующие выводы по
данному вопросу.
Глава I. Общая характеристика класса
ракообразных Crustacea
Ракообразные - многочисленная и многообразная группа преимущественно водных членистоногих. К ним относится около 40 тыс. современных видов. Одни из них ведут донный образ жизни, другие являются существенной частью морского и пресноводного планктона. Это в основном активно плавающие или ползающие животные. Но среди них встречаются и неподвижные прикрепленные формы - морские желуди и уточки. Некоторые ракообразные приспособились к жизни на суше. Например, мокрицы обитают в почве различных широт, даже в пустыни, но при этом ведут скрытый образ жизни и роют норы. Во влажных тропических районах суши встречаются в почве бокоплавы и наземные формы крабов и крабоидов. Среди ракообразных немало паразитов водных беспозвоночных и рыб. Таковым является карповая вошь - кожный паразит карповых рыб. Некоторые виды циклопов являются промежуточным хозяином ленточных червей (лентец широкий).
Для современных ракообразных обычно используется следующая классификационная схема.
Класс Crustacea делят на пять подклассов.
. К жаброногим (Branchiopoda) относятся пресноводные формы (водяные блохи, щитни и др.) и живущая в соленых озерах и лиманах артемия.
. Ракушковые (Ostracoda) - это мелкие ракообразные с округлым двустворчатым панцирем, обитающие главным образом на дне морей и озер.
. Подкласс веслоногих (Copepoda) объединяет морские планктонные (каланиды и др.), пресноводные свободноживущие (циклопы и др.) формы и паразитических карпоедов, или карповых вшей.
. Усоногие (Cirripedia) - это морские желуди, морские уточки, некоторые паразитические формы.
. К высшим ракам (Malacostraca) относятся крабы,
омары, лангусты, речные раки, креветки, раки-богомолы, раки-древоточцы,
мокрицы, водяные ослики, бокоплавы и многие другие формы.
1.1 Внешнее
строение
Размеры и форма тела ракообразных разнообразны. Среди них встречаются мелкие планктонные формы, до 1 мм длиной, и крупные бентосные раки, крабы до 80 см в длину, а, например, японский краб в размахе ног достигает 1,5-2 м. Сильно видоизменены по облику сидячие формы с известковым панцирем и паразитические раки.
Тело состоит из головного (цефалон), грудног (торакс) и брюшного (абдомен) отделов. У некоторых примитивных ракообразных сегментация брюшного и грудного отделов почти гомономная. Сегменты тела несут по паре двуветвистых конечностей. Типичная конечность ракообразных состоит из базальной части - протоподита, от которого отходят две ветви: наружная - экзоподит и внутренняя - эндоподит. Протоподит состоит из двух члеников: коксоподита и базиподита. На коксоподите обычно имеется жаберный придаток эпиподит. Экзоподит нередко редуцируется, и ноги становятся одноветвистыми (например, у речного рака). Первично конечности ракообразных мультифункциональны и выполняют несколько функций: двигательную, дыхательную и вспомогательную при питании. Но у большинства ракообразных наблюдается морфофункциональная дифференциация конечностей.
Голова ракообразных состоит из головной лопасти - акрона и четырех сегментов. Она несет глаза и пять пар видоизмененных конечностей: антеннулы (первые усики, или антенны І), играющие роль обоняния, осязания и равновесия; антенны (вторые усики), выполняющие в основном осязательную, а у дафний еще и локомоторную функцию; мандибулы, или жвалы - верхние челюсти, играющие главную роль в размельчении пищи; первые и вторые максиллы - нижние челюсти, выполняющие жевательную или фильтрующую функцию.
Голова может быть слитной или состоять из двух сочлененных отделов: протоцефалона и гнатоцефалона. Протоцефалон - первичная голова - образуется путем слияния акрона и одного головного сегмента, а гнатоцефалон - слиянием трех челюстных сегментов. У многих высших ракообразных, как, например, у речного рака, гнатоцефалон срастается с грудным отделом, что приводит к образованию челюстегруди (гнатоторакса), покрытой спинным панцирем - карапаксом. Карапакс прирастает к грудным сегментам и образует впереди клинообразный отросток - рострум. Поперечная, так называемая затылочная борозда на этом карапаксе указывает на границу между слившимися челюстным и грудным отделами тела.
Грудной и брюшной отделы ракообразных могут состоять из разного числа сегментов: от 2 (ракушковые) до 50 и более (щитни). Грудной отдел в основном локомоторный. У одних раков, как жаброног, грудные конечности мультифункциональны и выполняют плавательную, дыхательную функции и отфильтровывания пищи. У других наблюдается разделение функций.
Брюшной отдел состоит из нескольких сегментов и тельсона и чаще лишен конечностей. Однако у большинства высших раков на брюшке имеются двуветвистые конечности - плеоподы. У креветок они выполняют плавательную функцию, у ротоногих раков - дыхательную. У самцов речного рака первые две пары из шести брюшных ног видоизменены в копулятивные органы, а остальные - плавательные. У самок рака первая пара ног редуцирована, а остальные ножки служат для плавания и вынашивания молоди. Последняя пара брюшных ног у большинства десятиногих имеет форму сдвоенных широких пластинок (уроподы). Вместе с уплощенным тельсоном уроподы образуют как бы пятилопастной «плавник». Подгибая и распрямляя мускулистое брюшко с «плавником» речной рак плывет задом наперед, а по дну передвигается на пяти ходильных ногах в любом направлении. У ракообразных без брюшных конечностей на конце тела обычно имеются членистые придатки тельсона - вилочка (фурка).
Хитиновые покровы многих ракообразных пропитаны карбонатом кальция, что придает им большую прочность. Между слитными отделами тела или сегментами, а также между члениками ног и придатков имеются мягкие мембраны, обеспечивающие их подвижность. Склеротизированные (уплотненные) участки сегментов образуют на спинной поверхности тергиты, на брюшной - стерниты. Тергиты нередко широкие, нависающие по бокам, как, например, у морских тараканов, мокриц. При слиянии сегментов в отделы образуется общий хитиновый панцирь на спинной стороне. Он может прикрывать голову и грудь (у речного рака, щитня), или даже все тело (дафнии, ракушковые рачки).
Боковые части этого панциря у высших раков прикрывают жабры.
В состав хитиновой кутикулы входят разнообразные
пигменты, придающие ракообразным покровительственную окраску. Пигменты
содержатся и в коже ракообразных - гиподерме. Имеются клетки - хроматофоры с
разными пигментами. Некоторые ракообразные могут изменять окраску, что зависит
от распределения пигментных зерен в хроматофорах. Если пигмент равномерно
распределяется в клетке, то эта окраска и будет проявляться в покровах. И
наоборот, если пигмент концентрируется в центре клетки, то эта окраска
исчезает. Процесс изменения распределения пигмента в разных хроматофорах
регулируется нервно-гуморальной системой. (Приложение 1)
1.2 Строение пищеварительной системы
Пищеварительная система состоит из трех отделов: переднего, среднего и заднего. Передний и задний отделы выстланы кутикулой, являющейся продолжением наружных покровов. Во время линьки выстилка этих частей кишечника тоже линяет, выходя изо рта и анального отверстия в виде двух кутикулярных трубок.
Рот расположен на брюшной стороне тела и ведет в короткий пищевод, открывающийся в желудок. Последний состоит из двух отделов: кардиального и пилорического. Кардиальный отдел желудка содержит три мощных жевательных пластинки, зазубренных по свободному краю. Они образуют так называемую желудочную мельницу, размалывающую уже частично размельченную челюстями пищу. В боковых стенках кардиального отдела имеются углубления, в которых помещаются известковые образования - жерновки. Накапливающийся в них углекислый кальций, используется во время линьки на пропитывание им нового хитинового покрова.
Пища, переработанная в кардиальном отделе желудка, поступает во второй, пилорический отдел, который снабжен сложной системой кутикулярных складок, образующих своеобразный фильтр. Он пропускает хорошо измельченную и полужидкую пищу в среднюю кишку и трубочки печени, где происходит ее окончательное переваривание и всасывание. Оставшиеся неизмельченные частицы пищи, благодаря особому строению пилорического отдела желудка, проходят прямо в заднюю кишку, минуя среднюю, и выводятся наружу через анальное отверстие на брюшной стороне тельсона. Относительная длина кишечника у ракообразных варьирует очень широко. У большинства видов наиболее длинную его часть составляет средняя кишка.
Как правило, у этих форм печень развита слабо
(например, дафнии) или совсем отсутствует (циклопы). У речного рака средняя
кишка очень короткая. Она составляет 1/20 длины всего кишечника и образует
боковые выпячивания, увеличивающие ее всасывательную поверхность. Это один из
примеров корреляции органов, когда сильное развитие печени привело к уменьшению
длины физиологически близкого к ней отдела кишечника.
1.3
Строение выделительной системы
Выделительная система представлена видоизмененными метанефридиями. Они состоят из сложного извитого канала, который начинается целомическим мешочком и заканчивается иногда особым расширением - мочевым пузырем. У наиболее примитивных ракообразных выделительные железы открываются наружу у основания максилл, поэтому их называют максиллярными железами. У высших раков отверстие мочевого пузыря открывается у основания антенн, и выделительные железы называются антеннальными. У личинок ракообразных, развивающихся с метаморфозом, расположение выделительных органов обратное, а именно: у личинок высших ракообразных имеются максиллярные железы, а у личинок низших - антеннальные.
По-видимому, это объясняется тем, что первично у
предков ракообразных имелись пары выделительных органов: и антеннальные, и
максиллярные. В дальнейшем эволюция раков шла различными путями и привела к
тому, что у высших ракообразных сохранились только антеннальные, а у низших -
только максиллярные железы. Доказательством правильности этой точки зрения
является наличие у некоторых примитивных ракообразных, как ракушковые, тонко-панцирные
двух пар выделительных желез.
1.4 Строение дыхательной системы
Дыхательная система у большинства ракообразных представлена жабрами. Они развиваются обычно на грудных, реже на брюшных (Isopoda) конечностях. У десятиногих раков, в том числе и у речного рака, жабры помещаются в особых жаберных полостях, образованных боковыми складками головогрудного щита. Жабры располагаются в три ряда. Нижний ряд расположен на протоподитах всех грудных конечностей; средний ряд - на местах прикрепления конечностей к головогруди; верхний ряд - на боковой стенке тела. В жаберных полостях постоянно циркулирует вода. Ее движение обусловлено быстрыми колебательными движениями вторых максилл и первой пары ногочелюстей. В жабрах продолжается полость тела, в которую попадает гемолимфа. Кутикула жабер очень тонкая и через нее легко происходит газообмен.
У ракообразных, перешедших к наземному существованию, имеются особые приспособления, обеспечивающие дыхание атмосферных воздухом. Так, у сухопутных крабов - это измененные в легкие жаберные полости, у мокриц конечности, пронизанные системой воздухоносных трубочек (псевдотрахей).
Многие мелкие формы (веслоногие, ракушковые и
др.) лишены специальных органов дыхания и дышат всей поверхностью тела.
1.5 Строение кровеносной системы
Кровеносная система, как и у прочих членистоногих, незамкнутая и находится в зависимости от развития органов дыхания. Так, например, у веслоногих и усоногих раков, которые дышат через покровы тела, кровеносная система отсутствует. У жаброногов, щитней, дафний, дышащих примитивными жабрами, имеется только сердце. Наконец, у высших десятиногих раков наряду с сердцем хорошо развита система артериальных сосудов. Например, у речного рака мешковидное сердце помещается на спинной стороне тела. Оно снабжено тремя парами щелевидных клапанов - остий и окружено околосердечной полостью - перикардием. От сердца отходят несколько крупных сосудов: головная и антеннальная артерии, задняя брюшная артерия, грудинная артерия, впадающая в поднервную артерию. Эти сосуды разветвляются на более мелкие.
При расширении сердца (даистоле) кровь поступает
в него через остии из перикардия. При сокращении (систоле) сердца клапаны остий
закрываются, и кровь гонится по артериальным сосудам в различные части тела. Из
мелких капилляров кровь попадает в синусы миксоцеля. Отдав тканям кислород и
получив углекислый газ, кровь собирается в брюшной венозный синус, откуда по
приносящим сосудам направляется в жабры, а из жабер по выносящим сосудам - в
перикардий.
1.6 Строение нервной системы
Нервная система ракообразных напоминает нервную систему кольчатых червей. У наиболее примитивных жаброногих раков (Branchiopoda) она состоит из надглоточного и подглоточного ганглиев, окологлоточных коннектив и двух брюшных нервных стволов, ганглии которых соединены в каждом сегменте поперечными комиссурами (лестничный тип). У большинства же других ракообразных брюшные нервные стволы сблизились, их ганглии слились и образовалась брюшная нервная цепочка. Кроме того, у ряда представителей наблюдается продольная концентрация нервной цепочки и укорачивание стволов.