В нашей статье мы рассмотрим строение ракообразных на примере речного рака. Где обитает и чем питается это животное? Каковы особенности его анатомии и физиологии? Давайте разберемся вместе.

Биология: строение речного рака

Начнем с основ классификации. Это животное является представителем типа Членистоногие. Для них характерно наличие сегментированного тела и конечностей, наружного скелета и смешанной полости тела.

Животное, которые мы изучаем, относится к классу ракообразных. Его ближайшими "сородичами" являются дафнии, щитни, циклопы, карпоеды и крабы. Два других класса членистоногих - это Паукообразные и Насекомые.

Речной рак является достаточно древним представителем животного мира. Этот вид появился уже в Юрском периоде 130 млн лет назад. Его ископаемые формы свидетельствуют о незначительных эволюционных изменениях.

Среда обитания

Особенности строения речного рака тесно взаимосвязаны с его экологической нишей. Эти животные предпочитают пресные водоемы с проточной водой. Хотя встречаются они не только в реках, но и в прудах, и в озерах. Поэтому данный вид правильнее было бы назвать пресноводным. Причем их чистота является фактором, ограничивающим распространение этого вида.

Выведение продуктов обмена через зеленые железы;

Наличие сердца, незамкнутая кровеносная система;

Жаберное дыхание;

Нервная система узлового типа;

Раздельнополость, наружное оплодотворение, прямое развитие.

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.

Рот рака расположен на нижней стороне головогруди. Он невелик, и потому рак не может глотать пищу целиком. Клешнями и ротовыми органами он размельчает пищу и кусочками отправляет в рот. Через короткий и широкий пищевод пища попадает в объемистый желудок, состоящий из двух отделов. Передний отдел, так называемый жевательный желудок на своих стенках имеет три прочных хитиновых зубца. С их помощью еда в желудке окончательно размельчается. От стенок второго отдела – цедильного желудка – отходят многочисленные хитиновые волоски. Они задерживают недостаточно измельченную пищу. Следующая часть пищеварительного канала – средняя кишка. В кишку открываются две большие пищеварительные железы средней кишки. Железами животных называются органы, специальной функцией которых является выработка и выделение различных веществ. Эти вещества играют важную роль в жизненных процессах, происходящих в теле животных. В частности, соки, выделяемые пищеварительными железами, переваривают пищу. Переваренная пища, проходя по кишке, всасывается ее стенками и поступает в кровь. Не переваренные остатки пищи попадают в заднюю кишку и через анальное отверстие, находящееся посредине нижней стороны последнего членика, удаляются из тела рака наружу.

Дыхание речного рака

Подобно большинству водных животных речные раки дышат с помощью жабр. Эти органы помещаются у него по бокам головогруди, в двух жаберных полостях. Жабры имеют вид листочков и ниточек, прикрепленных к основаниям ног. Боковые части спинного щита защищают эти нежные органы, через которые постоянно протекает струя воды, направленная сзади наперед. Если в воду около головогруди рака, сидящего в банке, добавить немного какой-нибудь окрашенной жид­кости (например, туши), то она сразу же втягивается жаберными полостями и сейчас же выталкивается из переднего жаберного отверстия. Вынутый из воды рак может довольно долго жить вне воды. Жабры его так хорошо защищены боковыми частями спинного щита, что долго не подсыхают. Но как только жабры немного подсохнут, рак погибает. В жабрах кровь рака насыщается кислородом и освобождается от углекислого газа.

Органы кровообращения речного рака

Кровь рака бесцветна. Она передвигается по его телу благодаря работе сердца. Сердце расположено на спинной стороне и имеет вид мышечного полупрозрачного мешочка. Сокращаясь, оно гонит кровь в кровеносные сосуды. Сосуды, отходящие от сердца, разносят кровь по всему телу, заканчиваясь, они открываются в промежутки между внутренними органами. Такая кровеносная система, в которой кровь течет не только по сосудам, но и в промежутках между органами, носит название незамкнутой. Кровь разносит к органам тела питательные вещества и кислород. Из органов тела она выносит углекислый газ (к жаб­рам) и другие образующиеся там вредные вещества (в органы выделения). Из жабр кровь идет в сердце и затем снова циркулирует по телу рака.

Органы выделения речного рака

Органы выделения рака со­стоят из двух округлых зеленых желез. Они лежат в голове у основания длинных усиков. Своими вы­водными трубочками они открываются наружу на основном членике усика.

Обмен веществ речного рака

Подобно всем другим животным рак полу­чает из внешней среды питательные вещества и кислород. В тканях его тела, как и у всех животных, образуется углекислый газ и другие вредные для организма вещества. Через органы дыхания и выделения такие вещества выделяются из тела животного во внешнюю среду. Таким образом, между организмом и окружающей средой непрерывно происходит обмен веществ: усвоение одних веществ и выделение других.

Обмен веществ – важнейшее условие существования организмов. С прекращением обмена веществ организм погибает.

Нервная система речного рака

Нервная система рака своим строением напоминает нервную систему дождевого червя . Как и у червя , она расположена на брюшной стороне тела и имеет вид нервной цепочки. Цепочка состоит из утолщений – нервных узлов, связанных между собой перемычками.

На каждый членик тела приходится пара таких узлов, от которых отходят нервы к органам данного членика. От подглоточного узла, находящегося сзади пищевода, перемычки огибают слева и справа пищевод. Соединяясь с надглоточным узлом, лежащим впереди пищевода, они образуют окологлоточное нервное кольцо. От него отходят нервы к органам чувств – глазам и усикам.

Зрение у рака развито довольно хорошо. Глаза у него расположены в передней части головы и сидят на подвижных стебельках. Поэтому они до известной степени подвижны, и рак может смотреть в стороны не оборачиваясь. При неповоротливости рака это имеет важное значение: он может своевременно за­метить как добычу, так и врагов. Каждый глаз является набором отдельных глазков, соединенных в одно целое. Число глазков в каждом глазу взрослого рака может доходить до 3000. Такие глаза называются сложными.

Длинные усики рака служат ему органами осязания, а короткие – органами обоняния.

С помощью нервной системы осуществляется связь животного с внешней средой. Речной рак имеет значительно более сложную нервную систему. Поэтому его поведение, слагающееся, как и у каждого животного, из ряда рефлексов, значительно сложнее. Рак передвигается различными способами (ползает, плавает), отыскивая себе пищу, спасаясь от врагов, прячется под камни или в норки.

Размножение речного рака

Размножение у раков исключительно половое. Они раздельнополые. Зимой и весной можно видеть раков, несущих на плавательных ножках яйца (их часто называют икрой). После того, как из икринок вылупятся молодые рачки, они еще некоторое время остаются под защитой матери, цепляясь своими клешнями за щетинки на ее задних ногах. Такое приспособление имеет важное значение, так как защищает рачков от многочисленных врагов. Раки размножаются довольно быстро, несмотря на то, что икры у них сравнительно немного: самка откладывает от 60 до 150 – 200 редко до 300 яиц.

Речной рак – вид десятиногих ракообразных, которые относятся к типу членистоногих животных. Это типичный представитель данного отряда. Речные раки распространены в пресных водоемах с чистой водой в различных областях Земли, в частности по всей территории Европы. Эти членистоногие животные встречаются в озерах, реках, прудах, ручьях. Важным условием является прогревание воды в летний период до 16-22°C. Летом раки обитают на мелководье, а зимой перемещаются на глубину.

Фото 1. Речной рак

Чем же питаются речные раки, чем их кормить при разведении? Пищей этим членистоногим служат части растений (до 90% рациона), а также мелкие животные, например, насекомые и их личинки, черви, моллюски, т.д. Активность наблюдается в сумеречное и ночное время, когда раки выходят на охоту. Запах пищи раки улавливают на достаточно большом расстоянии, особенно когда трупы головастиков, рыб, моллюсков уже начали подвергаться разложению. Раки, так же, как другие падальщики, могут выступать переносчиками опасных заболеваний человека – тифа, гепатита А. В большинстве случаев рак не уходит далеко от норы в поисках еды, но при необходимости может удаляться от жилья на 100-250 метров. Днем раки укрываются в норах, под камнями, толстыми корнями деревьев. Передвигаются эти членистоногие, ползая «задом наперед». При появлении опасности рак хвостовым плавником поднимает ил или песок со дна, мутит воду и быстрым движением уплывает. Продолжительность жизни раков составляет 20-25 лет.

Строение

Внешнее строение речного рака. Размеры речного рака могут достигать 15-20 см. Тело покрыто твердой хитиновой кутикулой. Она пропитана карбонатом кальция, что придает дополнительную прочность. В связи с тем, что покровы тела не имеют внешнего восковидного слоя и не препятствуют испарению влаги, вне водной среды раки быстро высыхают и гибнут. Тело делится на грудь, голову и брюшко. Голова и грудь образуют неподвижную цельную головогрудь, покрытую плотным панцирем. На голове расположены глаза на подвижных стебельках, две пары усиков как органы обоняния и осязания, ротовые органы с тремя парами челюстей для измельчения пищи.

Фото 2. Внешнее строение речного рака

К груди прикрепляются восемь пар конечностей. Ногочелюсти (три передние пары) короче других и принимают участие в приеме пищи. Остальные пять пар грудных конечностей являются ходильными ногами, они удлиненные. Окончаниями первых трех пар ходильных ног являются клешни. Передние клешни лучше развиты и служат для нападения и защиты.

Брюшко речного рака разделено на сегменты, заканчивается анальной лопастью. Покровами каждого сегмента являются спинной и брюшной щитки. От каждого из брюшных сегментов отходит пара двухветвистых конечностей.

Внутреннее строение речного рака. Пищеварительная система начинается ротовым отверстием, пищеводом. Далее пища попадает в двухкамерный желудок. В переднем отделе с помощью зубчатых пластинок пища дополнительно измельчается. В задней камере желудка имеется особая сетка из выростов стенок, где пища профильтровывается. Только мелкие частички поступают в среднюю кишку, где преимущественно еда переваривается и всасывается. В среднюю кишку открываются протоки крупной пищеварительной железы – печени.

Кровеносная система представлена сердцем и сосудами. Сердце находится в спинной области головогруди и выглядит как мешочек с отверстиями, через которые к нему притекает гемолимфа из полости тела. От сердца гемолимфа движется по сосудам к внутренним органам, в том числе поступает к жабрам, где производится газообмен. Какой же цвет крови (гемолимфы) у речного рака? Она бесцветна. У других ракообразных она может быть красноватой или даже голубой (у крабов). Дыхание раков осуществляется растворенным в воде кислородом через жабры.

Нервная система имеет такое же строение, как у всех членистоногих животных, состоит из нервной цепочки, расположенной на брюшной стороне, и окологлоточного кольца. Хорошо развиты органы чувств. Зрение мозаичное.

Размножение речных раков. Это раздельнополые животные. Оплодотворение внешнее. Оплодотворенные икринки приклеиваются к брюшным ножкам самки. Развитие прямое. Молодые рачки маленьких размеров, очень похожи на взрослых особей, много раз линяют в процессе роста и на третьем-четвертом году жизни достигают половой зрелости.

Фото 3. Речной рак

Значение. Речные раки играют важную роль в природных пищевых цепочках. Люди занимаются ловлей и разведением раков с целью употребления их в пищу.

Ракообразные появились около 545 миллионов лет тому назад, задолго до млекопитающих. Несмотря на своё древнее происхождение, они до сих пор имеют широкое видовое разнообразие и занимают важную нишу в цепочке питания. Представителей этого класса великое множество, все они имеют общие черты. Для рассмотрения ракообразных можно изучить строение рака речного, представителя класса, который довольно широко распространен в России.

Представителей класса ракообразных великое множество, все они имеют общие черты

Устройство тела

Речной рак имеет, как и другой любой вид, своё латинское название - Astacus astacus L. Распространён в юго-восточных, центральных и северных районах РФ, а также на Украине, в Прибалтике, Белоруси и некоторых других странах.

Внешний вид

Строение тела речного рака имеет гетерономную сегментацию и состоит из двух отделов: сросшейся головогруди и сегментированного брюшка. Первый представлен жёстким панцирем, который образован головным и грудным туловищными отделами. В месте соединения явно видна борозда (шов).

Брюшко имеет сегментарное строение и покрыто жёсткими щитками. Пол членистоногого возможно определить по соотношению этих двух отделов. У самок брюшко больше головогруди, а у самцов, соответственно, наоборот.

Строение тела речного рака имеет гетерономную сегментацию и состоит из двух отделов

От головогруди отходят 8 пар дифференцированных конечностей, которые соответствуют количеству сегментов сросшегося панциря. Головной отдел имеет впереди острый шип, от которого по бокам в углублениях сидит пара глаз, расположенных на подвижных тонких стебельках. Глаза имеют фасетчатое строение, благодаря чему членистоногое способно охватывать большое поле зрения.

На передней части головы две пары подвижных усиков выполняют осязательные и обонятельные функции. Одна пара более короткая (антеннулы, или органы обоняния), другая - длинная (антенны, они же органы осязания).

Первые 3 пары конечностей представлены ротовыми органами или ногочелюстями. Первая пара имеет название верхних челюстей (мандибулы), две другие, т. е. вторая и третья пары, - нижних (максиллы).

Пятая пара имеет вид массивных клешней, остальные четыре - это тонкие ходильные ноги.

Семисегментное брюшко подвижно и задействовано в плавании (6 и 7 сегменты образуют хвостовой плавник) и в размножении.

Системы внутренних органов

Строение, функции и расположение внутренних органов имеют общий вид у ракообразных. Органы организованы в слаженно функционирующие системы.

Особенности образа жизни

Речной рак встречается исключительно в пресных водоёмах, на глубине 3 и более метров. Для них комфортная температура воды колеблется от 16 до 23 градусов по Цельсию. Раки ведут ночную жизнь, предпочитая отдыхать днём под корягами на дне водоёма.

Передвигаются раки в основном при помощи ходильных ног, но в случае возникновения опасности или при сильном испуге они могут с помощью резких взмахов хвоста плыть в толще воды спиной вперёд.

Питание Astacus astacus L

Раки являются почти всеядными. Они употребляют довольно много пищи растительного происхождения, например:

• опавшая листва;
• прибрежная трава;
• тростник;
• корневище камыша;
• кувшинки;
• и так далее.

Особенно раки любят питаться крапивой. Кроме растительной пищи, они могут употреблять червей, других мелких ракообразных, личинок насекомых, головастиков, улиток, небольших рыбок. Причём животная пища составляет всего лишь 10% от общего объёма употребляемого рациона.

Клешни речного рака помогают при захвате и измельчении пищи.

Самки питаются реже самцов. Им достаточно восполнять силы один раз в три или четыре дня. Самцам нужно питаться чаще, один или два раза в сутки.

Жизненный цикл

Размножение у речного рака происходит осенью. Осеменённые икринки самка прикрепляет к брюшку, тем самым проявляя заботу о потомстве. Она за один раз может произвести около 600 икринок и вынашивать всю осень и зиму.

Из икры рачки появляются летом. Внешнее и внутреннее строение речного рака у взрослой особи и личинки особых различий не имеет. Это так называемый прямой тип развития. Первые две недели жизни рачки остаются на брюшке самки, после чего начинают самостоятельное питание и передвижение.

Хитиновый покров Astacus astacus L. не может расти, поэтому взрослая особь раз в год меняет его. Молодые раки сбрасывают панцирь чаще. Во время линьки, когда тело членистоногого мягкое и уязвимое, они забиваются в безопасное место и ждут, пока новый хитиновый панцирь станет твёрдым. Это происходит благодаря пропитыванию покровов известью.