Общее расположение внутренних органов, кровеносная система и жабры; половой аппарат, пищеварительная и выделительная системы; специализированная мускулатура и центральная нервная система

В отличие от внешней морфологии, внутреннее строение высших раков более однородно и потому поддается изучению на единственном представителе, а именно, речном раке . Более того, речной рак служит в данном случае представителем не столько подкласса высших раков или даже класса Ракообразные, сколько всего типа Членистоногие. При этом особое внимание привлекают примитивные (древние) черты во внутреннем строении речного рака (прежде всего - метамерия), так как типичные для членистоногих черты внутреннего строения не менее отчетливо представлены у насекомых.

Работа 1. Общее расположение внутренних органов, кровеносная система и жабры. Предварительное ознакомление с топографией внутренних органов в том виде, как она обнаруживается после вскрытия покровов рака (рис. 109 и 110), облегчает дальнейшее изучение каждой системы органов и определяет последовательность изучения и описания.

Кровеносная система состоит из сердца, артерий, синусов и лакун (рис. 110 и 111).

Сердце - центральный орган кровообращения, расположенный на спинной стороне задней части цефалоторакса. По внешности это овальный мешочек с слегка вытянутыми пятью углами и толстыми мышечными стенками. Внутрь сердца ведут три пары щелевидных остий : первая, дорзалшая пара расположена на спинной стороне сердца, в передней его половине; вторая, латеральная - с боков в заднем отделе и третья вентральная - на брюшной стороне. Сердце помещается в перикардиальном синусе , представляющем сохранившуюся часть целома; он ограничен тонкой прозрачной околосердечной оболочкой - перикардием (рис. 111).

От сердца отходит пять основных сосудов и два ответвления от них, т. е. всего семь сосудов -артерий : от задней стенки

Рис. 110. Речной рак, вскрытый со спинной стороны; расположение внутренних органов:
1-4 - кровеносная система (1 - сердце, 2 - остии, 3 - передние артерии, 4 - задняя аорта); 5-7 - пищеварительная система (5 - жевательный желудок, 6 - задняя кишка, 7 - "печень"); 8 - мускулы мандибул; 9 - мускулы абдомена; 10 - гонады (яичник); 11 - жабры

Рис. 111. Кровеносная система речного рака (вид сбоку):
1 - сердце; 2 - левая остия боковой пары; 3 - перикардий; 4 - передняя (глазная) артерия; 5 -антеннальная (левая) артерия; 6 - брюшной венозный синус; 7 - приносящие жаберные сосуды; 8 - нисходящая артерия; 9 - спинная артерия абдомена; 10 - жаберно-сердечные каналы

Рис. 112. Органы дыхания речного рака (вид после удаления бранхиостегита левой стороны тела):
1 - головная часть головогруди; 2 - шейный шов карапакса; 3 - выходное отверстие жаберной полости; 4 - скафогнатит; 5 - край обрезанной жаберной покрышки; 6 -жабры; 7 - основные членики ходильных ног; 8 - первая абдоминальная конечность; 9 и 10 - тергиты первого и второго абдоминальных сегментов; 11 - задний край головогруди

сердца отходит верхняя брюшная, или абдоминальная , артерия, тянущаяся вдоль брюшка рака на спинной его стороне, над задней кишкой; от иее посегментно отходят парные веточки (рис. 111); вперед к голове по медианной линии цефалоторакса направлена непарная (глазная) артерия, почти не ветвящаяся на всем своем протяжении; по обе стороны сяжков направляется пара артерий антеиналыных (каждая из них в переднем отделе разветвляется надвое); пятая артерия - грудинная, или нисходящая, отходит от задней стенки сердца и круто поворачивает вниз, к брюшной стороне тела (рис. 111).

Сердце ритмически сокращается и гонит кровь по всему телу. При расширении (диастоле) сердца остии открываются и кровь проникает в полость сердца; в момент сокращения сердца (систолы) они закрываются клапанами, препятствуя обратному выходу крови, которая поэтому устремляется в артерии. Из артерий она изливается непосредственно в пространства между органами, заполняя многочисленные лакуны - полости между органами - и осуществляя газообмен с тканями животного. Следовательно, кровь рака является в то же время и полостной жидкостью и называется гемолимфой . Венозная кровь собирается в синусе на брюшной стороне головогруди; после окисления кровь по жаберно - сердечным каналам

(или венам) устремляется в околосердечный синус, из которого через остии проникает в сердце. Таково кровообращение по незамкнутой кровеносной системе речного рака.

Жабры. Внешний вид их, открывающийся после удаления части покрышки, показан на рис. 112. Расположение же их относительно тела животного и относительно друг друга яснее представляется на сечении, проведенном поперек головогруди в области ходильных ног (рис. 113).

Рис. 113. Расположение жабр на теле рака (схема поперечного сечения через цефалоторакс в области ходильных ног):
1 - свободный брюшной край карапакса; 2 - жабра наружного ряда; 3 - жабра среднего ряда; 4 - жабра внутреннего ряда; 5 - жаберная полость; 6 - карапакс; 7 - боковая стенка тела (внутренняя стенка жаберной полости); 8 -перикардий; 9 - сердце; 10 - перикардиальный синус; 11 - стернит

Жаберная полость отграничена извне (см. стр. 184) жаберными покрышками, а изнутри боковой стенкой тела. Жабры располагаются в ней вдоль тела тремя рядами: первый, вентрально расположенный ряд образуют жабры, отходящие от основных члеников (коксоподитов) ногочелюстей и ходильных ног; во втором, среднем ряду находятся жабры, отходящие от места прикрепления конечности, а третий, дорзальный ряд состоит из жабер, переместившихся на боковую стенку тела (рис. 113).

Каждая жабра состоит из центрального уплощенного стержня, в полости которого имеется два сосуда: боковой (кнаружи располагающийся) приносящий сосуд и медианно расположенный - выносящий сосуд, или жаберная вена . По всей длине стержня сидят многочисленные жаберные нити - цилиндрические полые выросты кожного эпителия, покрытого тонкой кутикулой; полость каждой нити также разделена продольно на два сосудика; по одному кровь поступает в нить, а по другому выносится из нее в жаберную вену (рис. 114).

Органы дыхания речного рака относятся к типу кровяных жабр и служат типичными органами водного дыхания, приспособленными к извлечению растворенного в воде кислорода. Непрерывный приток его обеспечивается постоянным током воды (см. стр. 179). Многочисленные выросты жабры многократно увеличивают кожную поверхность, через которую осуществляется газообмен. Жабры речного рака, как и ракообразных вообще, суть не что иное, как эпиподиты - выросты протоподита конечностей, специализированные на функцию дыхания.

Ход работы. 1. Вскрыть речного рака. Вскрыть покровы рака, следуя приведенным ниже указаниям. Держа рака в левой руке спинной стороной кверху и головой, обращенной кнаружи (влево), слегка оттянуть абдомен книзу. Скальпелем перерезать такую сочленовую перепонку между головогрудью и абдоменом. Ввести кончик ножниц под головогрудной щит сзади и сделать два продольных параллельных друг другу разреза, приблизительно вдоль жаберно-сердечных бороздок, вплоть до основания глаз. Передние концы обоих разрезов соединить коротким по перечным разрезом (см. рис. 109).

Повернуть рака головой к себе, сделать два разреза через тергиты абдомена, так, чтобы они служили прямым продолжением головогрудных разрезов; коротким поперечным разрезом на границе между последним сегментом и тельсоном соединить продольные разрезы (см. рис. 109).

Рис. 114. Схема кровообращения в жабрах и в области их расположения (поперечный разрез через головогрудь речного рака в области сердца и жабр; стрелками обозначен ток крови):
1 - жаберная покрышка; 2 - коксоподит; 3 - центральный стержень жабры (приносящий жаберный сосуд, выносящий сосуд - жаберная вена); 4 - многочисленные жаберные нити; 5 - жаберно-сердечный канал; 6 - сердце; 7 - кишка; 8 - нисходящая артерия; 9 - брюшная нервная цепочка

Приколоть рака ко дну препаровальной ванночки, воткнув булавки в тельсон и расширенную часть первых клешней. Заполнить ванночку водой.

Отделить вырезанную в покровах рака полоску и удалить ее по мере отчленения. Для этого вырезанные участки тергитов абдомена отделять один за другим с помощью пинцета; начинать с заднего конца тела. Полоску го-ловогрудного щита слегка приподнять сзади (пинцет в левой руке), тупым краем скальпеля изнутри подрезать мускулы в месте их прикрепления. Тонкую пленку гиподермы, прикрывающую внутренние, органы (если она сохранилась после удаления хитинизированной кутикулы) осторожно удалить пинцетом. 2. Использовать открывшийся после этого общий вид внутренних органов для общего ознакомления с основными системами органов и их относительным расположением. Найти заметные при этом элементы

кровеносной, пищеварительной и половой систем, а также элементы мускулатуры головогруди и брюшка. 3. Ознакомиться с кровеносной системой на вскрытом раке. Зарисовать внешние контуры тела и края сделанного разреза; в просвете разреза нанести изображение сердца, дорзальных остий и всех артерий, исключая нисходящую; отметить стрелками направление тока крови (перикардий при вскрытии рака обычно разрушается). 4. Изучить кровеносную систему рака. С помощью тонких препаровальных игл отпрепаровать часть кровеносной системы и перенести в чашку Петри с водой: осторожно отделить одну артерию за другой (за исключением нисходящей) от окружающих их тканей, подхватить пинцетом сердце и "перенести его вместе с сосудами в чашку Петри, наполненную водой. Рассмотреть внешний вид сердца, число и расположение остий, артерий и места их отхождения от сердца; уточнить сделанный рисунок. 5. Ознакомиться с жабрами рака и их расположением. Двумя поперечными разрезами удалить часть жаберной покрышки на одной стороне тела, чтобы оголить жабры. Зарисовать контуры головогруди, основные членики конечностей (протоподиты) и схематично -три ряда жабр: дорзальный (направив их к спинной стороне, на рисунке - поперек тела), средний (с направлением вдоль тела) и вентральный (с направлением их книзу). Извлечь пинцетом жабры одной конечности, перенести на предметное стекло и отделить препаровальными иглами одну жабру; рассмотреть ее под препаровальной лупой.

Работа 2. Половой аппарат, пищеварительная и выделительная системы. Половая система речного рака состоит из гонад и протоков, сходного строения у самца и самки. Семенник лежит в головогруди под сердцем и передним концом направлен к голове. Это орган непарный; лишь на переднем конце он представлен двумя лопастями, свидетельствующими о происхождении гонады от парного органа. Парная, длинная, сильно извитая трубка - семепровод начинается в переднем отделе семенника, располагается латерально и открывается парою половых отверстий на протолодитах пятой пары ходильных ног.

Женский половой аппарат состоит из яичника и яйцеводов: парное половое отверстие расположено на протоподитах третьей пары ходильных ног. Различное положение полового отверстия у самца и самки служит еще одним признаком полового диморфизма речного рака.

Пищеварительная система . Рот ведет в короткий трубчатый пищевод, направленный почти вертикально и переходящий в крупный орган, именуемый желудком. Пищевод и желудок образуют в совокупности эктодермальную переднюю кишку (рис. 115). Далее следует короткая эндодермальная средняя кишка, связанная протоками с мощно развитой парной "печенью ", каждая из двух латеральных ее долей состоит из

Рис. 115. Пищеварительная система речного рака (внешний вид на вскрытом экземпляре); задняя кишка перерезана вблизи ануса и вся пищеварительная система отведена вправо:
1 - пищевод (место его нахождения); 2 - жевательный (мандибулярный) мускул; 3 - желудок; 4 - "печень" ; 5 - задняя кишка; 6 - концы разрезанной кишки; 7- край вскрытого карапакса

многочисленных мелких слепых трубочек. Здесь же, в передней части грудного отдела, начинается задняя кишка - длинная цилиндрическая трубка, тянущаяся через значительную часть головогруди и весь абдомен и заканчивающаяся анусом (рис. 115); изнутри она выстлана хитинизированной кутикулой.

Захваченная и измельченная пища поступает в желудок; это - специализированный аппарат растирания и фильтрации;

Рис. 116. Строение желудка речного рака (желудок вскрыт с левой стороны, левая боковая стенка удалена; слева на рисунке расположен передний, жевательный желудок, справа - задний, пилорическии):
1 - пищевод; 2 - жерновок; 3 - передний, парциальный отдел; 4 - латеральный (правый) хитиновый зуб; 5 - срединный зуб; 6 - хитиновые пластинки "желудочной мельницы"; 7 - кардио-пилорическии клапан; 8 - отверстие из Протока "печени" в пилорус; 9 - фильтр "печени"; 10 - фильтр средней кишки; 11 -отстойная камера и пресс; 12 - задняя кишка; 13 - воронка из пилоруса в заднюю кишку

Рис. 117. Движение пищи в желудке речного рака на схеме медианного разреза желудка. Кардиальный отдел - оправа, лилорус и задняя кишка - слева. Большими стрелками указан путь грубых пищевых частиц, маленькими - путь тонких перевариваемых частиц и пищеварительных соков:
1 - пищевод; 2 - Кардиальный отдел; 3 - складка, отгораживающая кардиальный отдел от пилоруса; 4 - хитиновые зубы; 5 - пилорус; 6 - щель, ведущая из одного отдела в другой; 7 - мускулатура переднего отдела; 8 - мускулатура заднего отдела; 9 - отверстие из протока "печени" в пялорус; 10 - отстойная камера и пресс; 11 - фильтр; "печени"; 12 - задняя кишка; 13- воронка из пилоруса в заднюю кишку

он занимает значительную часть переднего отдела головогруди и связан с целым рядом наружных и внутренних мышц. В нем и по внешнему виду нетрудно различить передний объемистый кардиальный и задний пилорический отделы, разделенные бороздкой (рис. 116).

Кардиальный отдел желудка внешне представляется простым мешочком, но изнутри обладает сложной системой хитиновых пластинок и зубцов, образующих в задней его части жевательный аппарат, который получил название желудочной мельницы (рис. 116). Важнейшие элементы ее представлены непарным срединным зубцом и парою сложных по строению латеральных зубов; мощная мускулатура приводит их в движение. Механическое измельчение пищи в качестве главной функции кардиального отдела дополняется частичным перевариванием пищи действием поступающих сюда из средней кишки пищеварительных соков.

Через узкую щель в задней части кардиального отдела пища поступает в пилорический отдел , по размерам - меньший, а по внутреннему строению еще более сложный (рис. 117). В его состав входят преддверие, отстойная камера, пресс и далее - фильтр. Главная функция пилоруса заключается в фракционировании пищевого комка, обработанного в переднем отделе. Крупные и грубые частицы выводятся непосредственно в заднюю кишку, минуя среднюю, и оттуда наружу; возвращению их и каловых масс в пилорус препятствует воронка, действующая как клапан. Более тонко измельченная и жидкая часть пищи переходит в фильтр, а оттуда -в двух направлениях: жидкая и полужидкая - в "печень", твердые частицы - в заднюю кишку. В "печени" пища подвергается действию пищеварительных соков и частично всасывается; часть переваренной пищи откладывается здесь в запас. Все трубочки открываются в общий проток, который впадает в среднюю кишку. Одновременно и в средней кишке пища переваривается и всасывается. Следовательно, "печень" рака функционально не соответствует печени высших животных и служит органом, дополняющим среднюю кишку.

Органы выделения у речного рака представлены антеннальными , или зелеными, железами , расположенными у основания вторых антенн. Каждая железа состоит из двух отделов - собственно железы и мочевого пузыря (рис. 118). Выделительная железа по своему происхождению есть не что иное, как видоизмененный метанефридий. Она начинается небольшим целомическим мешочком , от которого отходит извитая трубка - железистый канал ;

начальный конец его вздут в форме пузыря, превышающего по размерам целомический мешочек. Противоположный конец железистого канала соединен с большим мочевым пузырем , или резервуаром ; в нем экскреты концентрируются перед выведением их наружу. Резервуар открывается выделительной порой , расположенной на основном членике антенны (рис. 118).

Рис. 118. Антеннальная, или зеленая, железа речного рака (внизу в естественном положении в теле рака, вверху - в расправленном виде):
1 -железистая часть; 2 -мочевой пузырь; 3 - выделительная пора; 4 - выделительный канал; 5 - целомический мешочек

Ход работы. 1. Извлечь органы половой системы, чтобы сделать доступным изучение других органов. 2. Изучить пищеварительную систему рака. Отпрепарировать всю пищеварительную систему целиком: слегка отделить желудок от связанных с ним мышц, подвести под пищевод острие ножниц и перерезать его, перерезать заднюю кишку поблизости от ануса, кишечник вместе с печенью осторожно пинцетом извлечь и перенести в чашку Петри. Рассмотреть органы пищеварительной системы, их строение и расположение. Изучить внутреннее строение желудка; вскрыть с вентральной стороны кардиальный отдел желудка и в задней его части найти латеральные и срединный зубы. 3. Вырезать часть боковой стенки панциря позади основания вторых антенн; рассмотреть, а затем извлечь антеннальную железу и перенести в чашку Петри.

Работа 3. Специализированная мускулатура и центральная нервная система. Myскулатура речного рака дифференцирована и представлена многочисленными строго локализованными и специализированными мышечными пучками. Некоторые из них хорошо заметны, как только рак вскрыт (рис. 119).

Мускулатура обеспечивает движение различных органов по отношению ко всему телу животного и частей одного органа по отношению друг к другу: движение околоротовых органов, локомоторных органов, члеников одной конечности, склеритов абдомена и т. п.

Рис. 119. Мускулатура речного рака. А - мускулатура мандибул; Б - мускулатура клешни:
1 - наиболее мощные задние мускулы; 2 - место прикрепления к жвалам; 3 - мускулы, сжимающие, раскрывающие и поворачивающие клешню

Центральная нервная система состоит из надглоточного и подглоточного ганглиев и брюшной нервной цепочки (рис. 120). Парный надглоточный ганглий , или мозг , занимает дорзальное положение непосредственно за поперечным разрезом панциря. От надглоточного ганглия к подглоточмому, лежащему на вентральной стороне, ведет пара коннектив; вместе с ганглиями они образуют окологлоточное кольцо-продолговатую щель, через которую проходит пищевод. Оба ганглия сильно развиты и превосхадят по размерам ганглии брюшной нервной цепочки. Мозг иннервирует глаза, антеннулы и антенны. Подглоточный ганглий расположен в области оснований первой пары ходильных ног. Отходящими от него нервами ганглий связан с мандибулами, обеими парами максилл и с тремя парами ногочелюстей.

Подглоточный ганглий занимает положение первого узла брюшной нервной цепочки . Каждый из пяти следующих нервных узлов связан отходящими от него боковыми нервами с соответствующим сегментом и ходильнымм ногами. Шесть абдоминальных ганглиев расположены посегментно и каждый связан как со своим сегментом, так и с конечностями, к нему относящимися. Исключение составляет последний, более крупный нервный узел, который иннервирует не только шестой сегмент, но и тельсон.

Ход работы. 1. Рассмотреть специализированную мускулатуру: а) ознакомиться с мышечными пучками, идущими вдоль задней кишки в абдомене; выщипать их пинцетом, чтобы открылась ниже лежащая нервная система; б) обратить внимание на мускулатуру мандибулярного аппарата-наиболее мощно развиты задние мускулы мандибул; в) отчленить одну клешню первой пары; удалить ножницами хитинизированные покровы с одной (уплощенной) стороны; рассмотреть мускулатуру клешни. 2. Изучить центральную нервную систему: а) пользуясь ручной

лупой, изучить строение центральной нервной системы речного рака и а вскрытом экземпляре после удаления всех ранее изученных органов. Для обнаружения надглоточного ганглия удалить лобный шип, рострум. Брюшную яервную цепочку в разных местах слегка приподнять препаровальной иглой; при этом обнаруживаются периферические нервы, отходящие от нервных ганглиев. Перекладины эндоскелета в абдомене, прикрывающие часть нервной цепочки, удалить, подрезая их при этом с обеих сторон от срединной линии. Бегло, схематично наметить контуры тела рака и детально зарисовать центральную нервную систему, обратив особое внимание на ее мета-мерность, т. е. посегментное расположение ганглиев; б) под микроскопом при малом увеличении изучить микропрепарат центральной нервной системы речного рака и уточнить только что сделанный рисунок.

1Ж Кардиальный, от латинского кардиакус - относящийся к желудку.

Речной рак обитает в различных пресных водоёмах с чистой водой: речных заводях, озёрах, больших прудах. Днем раки прячутся под камнями, корягами, корнями прибрежных деревьев, в вырытых ими самими в мягком дне норках. В поисках корма они покидают свои убежища в основном ночью. Питается преимущественно растительной пищей, а также мёртвыми и живыми животными.

Внешнее строение

Речной рак имеет зеленовато-бурую окраску. Тело состоит из неодинаковых сегментов. Вместе они образуют три хорошо различимых отдела тела: голову, грудь и брюшко. При этом только сегменты брюшка остаются подвижно сочленёнными. Два первых отдела срослись в единую головогрудь. Разделение тела на отделы возникло в связи с разделением функций конечностей. Движение конечностей обеспечивается мощной поперечно-полосатой мускулатурой. Мышечные волокна такого же типа имеют позвоночные животные. Головогрудь покрыта сверху сплошным крепким хитиновым щитом, который несёт спереди острый шип, по его сторонам в углублениях на подвижных стебельках находятся глаза, пара коротких и пара длинных тонких усиков.

По бокам и ниже ротового отверстия рака находятся шесть пар конечностей: верхние челюсти, две пары нижних челюстей и три пары ногочелюстей. На головогруди размещены также пять пар ходильных ног, на трёх передних парах имеются клешни. Первая пара ходильных ног — самая большая, с наиболее хорошо развитыми клешнями, которые являются органами защиты и нападения. Ротовые конечности вместе с клешнями удерживают пищу, размельчают её и направляют в рот. Верхняя челюсть толстая, зазубренная, к ней изнутри прикрепляются мощные мышцы.

Брюшко состоит из шести члеников. Конечности первого и второго члеников у самца видоизменены (они участвуют в копуляции), у самки редуцированы. На четырёх члениках находятся двуветвистые членистые ножки; шестая пара конечностей — широкие, пластинчатые, входят в состав хвостового плавника (они вместе с хвостовой лопастью играют важную роль при плавании задом наперёд).

Внутреннее строение

Пищеварительная система

Пищеварительная система начинается ротовым отверстием, затем пища поступает в глотку, короткий пищевод и желудок. Желудок подразделяется на два отдела — жевательный и цедильный. На спинной и боковых стенках жевательного отдела имеется три мощные пропитанные известью хитиновые жевательные пластинки с зазубренными свободными краями. В цедильном отделе две пластинки с волосками действуют подобно фильтру, через который проходит лишь сильно измельчённая пища. Крупные частички пищи задерживаются и возвращаются в первый отдел, а мелкие поступают в кишечник.

Под действием выделяемых ферментов пища переваривается и всасывается через стенки средней кишки и железы (её называют печенью, но её секрет расщепляет не только жиры, но также белки и углеводы). Непереваренные остатки поступают в заднюю кишку и выводятся наружу через анальное отверстие на хвостовой лопасти.

Кровеносная система

У рака полость тела смешанная, в сосудах и межклеточных полостях циркулирует не кровь, а бесцветная или зеленоватая жидкость — гемолимфа. Она выполняет те же функции, что и кровь у животных с замкнутой кровеносной системой.

На спинной стороне головогруди под щитком находится пятиугольное сердце, от которого отходят кровеносные сосуды. Сосуды открываются в полость тела, кровь отдаёт там кислород и питательные вещества тканям и органам, а забирает продукты жизнедеятельности и углекислый газ. Затем гемолимфа по сосудам поступает в жабры, а оттуда — в сердце.

Дыхательная система

Органами дыхания у рака являются жабры. В них расположены кровеносные капилляры и осуществляется газообмен. Жабры имеют вид тонких перистых выростов и располагаются на отростках ногочелюстей и ходильных ног. В головогруди жабры лежат в особой полости.

Движение воды в этой полости осуществляется за счёт быстрых колебаний особых отростков второй пары нижних челюстей), и производят до 200 машущих движений за 1 минуту.) газообмен происходит через тонкую оболочку жабр. Обогащённая кислородом кровь по жаберно-сердечным клапанам направляется в околосердечную сумку, оттуда через специальные отверстия попадает в полость сердца.

Нервная система

Нервная система состоит из парного надглоточного узла (головного мозга) подглоточного узла, брюшной нервной цепочки и нервов отходящих от центральной нервной системы.

От головного мозга нервы идут к усикам и глазам. От первого узла брюшной нервной цепочки (подглоточный узел), — к ротовым органам, от следующих грудных и брюшных узлов цепочки — соответственно к грудным и брюшным конечностям и внутренним органам.

Органы чувств

На обеих парах усиков имеются рецепторы: осязательные, химического чувства, равновесия. В состав каждого глаза входит более 3 000 глазков, или фасеток, отделённых друг от друга тонкими прослойками пигмента. Светочувствительная часть каждой фасетки воспринимает лишь узкий пучок лучей, перпендикулярных к её поверхности. Целое изображение складывается из множества мелких частичных изображений (как мозаичное изображение в искусстве, поэтому говорят, что членистоногие обладают мозаичным зрением).

Органы равновесия представляют собой углубление в основном членике коротких усиков, где помещается песчинка. Песчинка давит на окружающие её тонкие чувствительные волоски, что помогает раку оценивать положение своего тела в пространстве.

Выделительная система

Органы выделения представлены парой зелёных желёз, расположенных в передней части головогруди (у основания длинных усиков и открываются наружу). Каждая железа состоит из двух отделов — собственно железы и мочевого пузыря.

В мочевом пузыре накапливаются вредные продукты жизнедеятельности образовавшиеся в процессе обмена веществ, выводится наружу по выделительному каналу через выделительную пору. Выделительная железа по своему происхождению есть не что иное, как видоизменённый метанефридий. Она начинается небольшим целомическим мешочком (в целом из всех органов тела поступают вредные продукты обмена веществ), от которого отходит извилистая трубка — железистый канал.

Размножение. Развитие

У речного рака развит половой диморфизм. Оплодотворение внутреннее. У самца первая и вторая пара брюшных ножек видоизменены в копулятивный орган. У самки первая пара брюшных ножек рудиментарна, на остальных четырёх парах брюшных ножек она вынашивает икру и молодых рачков.

Оплодотворённые яйца, отложенные самкой (60-200 штук), прикрепляются к её брюшным ногам. Откладка яиц происходит зимой, а молодые рачки (похожие на взрослых), появляются весной. Вылупившись из яиц, они продолжают держаться за брюшные ноги матери, а затем покидают её и начинают самостоятельную жизнь. Молодые рачки питаются только растительной пищей.

Линька

Взрослые раки линяют раз в год. Сбросив старый покров, они 8-12 дней не покидают укрытий и дожидаются, пока затвердеет новый. В этот период тело животного быстро увеличивается.

Одним из обитателей пресных водоёмов, таких как реки, озёра, пруды, чистые заводи, является речной рак, относящийся к типу членистоногих. Благодаря особенностям внешнего и внутреннего строения тела, речные раки считаются высокоорганизованным семейством по сравнению с другими ракообразными. Подробнее узнать о внешних признаках этого вида поможет наша статья.

Отделы тела речного рака

Тело речного рака состоит из 18 сегментов неодинакового размера. Часть из них сливаются между собой и образуют два основных отдела:

• головогрудь;
• брюшко.

Такое разделение обусловлено отличительными функциями конечностей, расположенных в каждом отделе речного рака. Выполнять движение конечностями животное может за счёт имеющейся поперечно-полосатой мускулатуры.

Рис.1. Речной рак

Конечности головогруди

Данный отдел появился за счёт срастания головной и грудной частей тела. В основании головы находятся органы осязания, обоняния и зрения - это антенны, антеннулы и шаровидные фасеточные глаза.

Если говорить о сегментах, образующих данный отдел, то это 3 головных и 8 грудных секций, к которым крепится 11 пар конечностей. К конечностям головогруди относятся:

ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой

• челюсти - образуют 3 пары конечностей. Одна из них - верхняя челюсть, две последующие - нижняя челюсть;
• ногочелюсти – это двуветвистые отростки, которые помогают удерживать и перетирать пищу;
• ходильные ноги - имеют 5 пар конечностей. Первые 3 из них имеют клешни. Первая пара более развита с мощными клешнями, последующие две - небольшие клешни. Ходильные ноги помогают передвигаться вперёд головой по дну водоёма. Клешни служат для захвата и удерживания добычи, а также, чтобы защищаться от сородичей и других животных.

Рис.2. Конечности речного рака

В основании ходильных ног расположены жаберные полости, поэтому грудные конечности выполняют ещё и дыхательную функцию.

Поверхность головогруди покрыта хитином, который пропитан солями карбоната кальция. Такой состав образует плотный панцирь, за которым надёжно сохранены внутренние органы и мягкое тело животного. Время от времени раки линяют, сменяя старый панцирь на новый. В этот период, пока тело не защищено плотной оболочкой, животное очень быстро растёт. Процесс роста приостанавливается, как только затвердевает верхний покров.

В основном раки ведут ночной образ жизни. Днём они прячутся под камнями, корягами и другими предметами дна водоёма. В период линьки животное очень уязвимо, на него охотятся хищные обитатели водоёма. Хитиновый покров зеленовато-бурого оттенка помогает отлично замаскироваться на дне реки.

Конечности брюшка

Данный отдел представлен шестью сегментами, на которых располагаются двуветвистые конечности, служащие для плавания. Форму тела заканчивает хвостовой плавник, образованный седьмым сегментом пластинчатых конечностей и анальной лопастью.

Поговорка: «Рак пятится назад» появилась за счёт способности животного в случае опасности поджимать хвост и выполнять быстрые плавательные движения в обратную сторону.

Помимо плавания брюшные конечности играют немаловажную роль в размножении. Так, например, у самцов 2 пары брюшных конечностей образуют совокупительный орган. У самок данные конечности укорочены, к ним надёжно крепятся сначала яйца, а далее мелкие рачки.

>>Внутреннее строение речного рака. Многообразие ракообразных и их общие черты

§ 24. Внутреннее строение речного рака. Многообразие ракообразных и их общие черты

Мускулатура.

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.

Пищеварительная система у 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.

Кровеносная система 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 45 .

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.

Обитает речной рак только в чистой воде. В течение дня он прячется в безопасных местах: под камнями, между корнями прибрежных растений или в норках, которые выкапывает клешнями в обрывистых берегах. Только с наступлением ночи речной рак выходит искать себе пищу. Речной рак – всеядное животное. Питаются ракообразные различными водными животными, но не брезгают и трупами или остатками животных. Этим пользуются при ловле речных раков: они охотно идут на мясную приманку. Едят речные раки и водоросли. На зимовку они прячутся в свои норки.

Строение тела речного рака

Тело речного рака в отличие от дафнии , покрыто твердым покровом – панцирем. Он состоит из хитиновой кожицы (кутикулы), пропитанной известковыми (неорганическими) солями, придающими панцирю прочность и твердость. Панцирь защищает тело речного рака от повреждений.

Хитин – азотистое органическое вещество, из которого состоит внешний покров ракообразных, насекомых и других членистоногих беспозвоночных животных. Он образуется на поверхности кожи. Время от времени хитиновый покров меняется. Так происходит линька речного рака. В молодом возрасте, в период роста, речной рак линяет чаще. Следовательно, линька связана с ростом, затвердевший хитин не способен растягиваться, и задерживает рост. Достигнув значительных размеров, речной рак перестает расти и линяет гораздо реже.

К панцирю речного рака с внутренней стороны прикреплены мышцы. Таким образом, панцирь речного рака играет роль не только покрова, но и наружного скелета.

У живого речного рака панцирь имеет довольно изменчивую окраску – от светло-зеленой до почти черной. Такая окраска имеет защитный характер: как правило, она подходит к цвету илистого дна, на котором рак живет. Окраска речного рака зависит от того, что хитиновый покров содержит несколько красящих веществ, или пигментов: красный, голубой, зеленый, Коричневый и т. д. Если бросить речного рака в кипяток, голубой пигмент превращается в красный, а зеленый и коричневый растворяются. Вот почему вареный речной рак всегда бывает красным.

Панцирь, хорошо защищающий речного рака от разных врагов, делает его малоподвижным. Однако в некоторых местах на его теле хитин очень тонок и довольно гибок, Туловище речного рака отчетливо делится на два отдела. Передний, покрытый сплошным твердым щитом, называется головогрудью. Задний – членистый – носит название брюшка. Этот отдел в быту часто неправильно называют шейкой или хвостом. Панцирь, покрывающий брюшко, разделен на ряд члеников. Поэтому брюшко речного рака может изгибаться и выпрямляться. Щит головогрудного отдела не разделен на членики, но если посмотреть на речного рака снизу, то можно увидеть, что у него и головогрудь также члениста. Таким образом, речной рак, подобно дождевому червю , имеет членистое тело.

Рассматривая речного рака с брюшной стороны, можно заметить, что справа и слева к его телу прикреплены попарно конечности. Все конечности состоят из отдельных члеников. В природе существует очень много разнообразных животных, покрытых, подобно речному раку, твердым внешним хитиновым покровом, с конечностями, разделенными на членики. Все они объединены в один тип животных под общим названием членистоногие.

Конечности речного рака в зависимости от того, где они размещены на теле, и какие функции выполняют, имеют различную форму. Видоизмененными конечностями речного рака являются две пары усиков (длинные и короткие) и ротовые органы, расположенные в передней части головогруди. На головогрудном отделе имеются также пять пар ног. Из них особенно велика первая пара, вооруженная мощными клешнями. Клешни – важные органы, ими речной рак захватывает добычу, а также защищается.

При линьке у речного рака часто отламываются клешни или части ножек. Постепенно они восстанавливаются, происходит регенерация. Если речного рака схватить за клешню, он обламывает ее. Через некоторое время утраченная клешня отрастает.

На брюшке находятся раздвоенные плавательные ножки. Последняя пара конечностей брюшка имеет вид широких лопастей. Они вместе с последним члеником образуют хвостовой плавник. При изучении внутреннего строения речного рака главной особенностью можно выделить это наличие жабр. Эти органы помещаются у речного рака по бокам головогруди, в двух жаберных полостях.

Передвижение речного рака

Речной рак ползает по дну водоема или выползает на берег с помощью пяти пар ног, прикрепленных к головогруди. Речной рак может и плавать. Важным органом плавания является у него хвостовой плавник. Расправляя его и подгибая брюшко, речной рак делает сильный толчок и плывет задним концом вперед. Однако он может, быстро перебирая плавательными ножками, медленно передвигаться и головой вперед. Таким образом, брюшко – важный орган движения. Вот почему оно имеет сильно развитые мышцы.