动物生物学节肢动物门[共62页]

第十章第十章 节肢动物门节肢动物门（Arthropoda）节肢动物门的主要特征 节肢动物门的分类 节肢动物与人类 节肢动物是动物界节肢动物是动物界种类最多种类最多（100万）、）、分布最广分布最广的一门动物，这与其形态结构和的一门动物，这与其形态结构和生理特性的生理特性的高度特化高度特化有关。在无脊椎动物有关。在无脊椎动物中，它是中，它是登陆取得巨大成功登陆取得巨大成功的类群，绝大的类群，绝大多数种类演化成为真正的陆栖动物，占据多数种类演化成为真正的陆栖动物，占据了陆地的所有生境。原口动物中最进化的了陆地的所有生境。原口动物中最进化的类群。一般认为，节肢动物是类群。一般认为，节肢动物是由环节动物由环节动物演化而来。演化而来。进化地位进化地位 第一节第一节 、节肢动物门的主要特征、节肢动物门的主要特征 （一）（一）异律分节和身体的分部异律分节和身体的分部 异律分节异律分节:身体分节，体节发生分化，身体分节，体节发生分化，各体节的形态结各体节的形态结构发生明显差别，构发生明显差别，相邻体节愈合形成体区，完成不同生相邻体节愈合形成体区，完成不同生理功能。理功能。机能和结构相同的体节常愈合在一起形成机能和结构相同的体节常愈合在一起形成体区体区，机能分，机能分工更明显：工更明显：-头部头部 昆虫的前6个体节都不同程度地愈合形成头部动物取食取食和感觉中心；和感觉中心；-胸部胸部 昆虫头后的3个体节成为胸部动物的运动中心；运动中心；-腹部腹部 昆虫胸部后的体节成为腹部动物生殖和代谢的中心；生殖和代谢的中心；-头胸部头胸部 甲壳类、蛛形类、肢口类头后部的一些体节常与头部联合形成；-躯干部躯干部 有爪类、多足类头部之后的体节则形成躯干部。意义：体节既分化，又组合，从而增强运动，提高了动意义：体节既分化，又组合，从而增强运动，提高了动物对环境条件的趋避能力物对环境条件的趋避能力（二）分节的附肢（二）分节的附肢 附肢附肢与身体相连处有活动关节活动关节，以关节膜相连 节肢动物的附肢分节附肢分节，分节的附肢增加了附肢运动的灵活性。由于附肢着生的体区存在差异，进化过程中附肢的形态、附肢的形态、机能发生了分化机能发生了分化 -头部附肢形成口器、触角；-胸部附肢用来运动、辅助呼吸；-腹部附肢用来游泳、爬行，有的转化成生殖器。节肢动物无脊椎动物中唯一具有分节附肢的动物。身体分节肢动物无脊椎动物中唯一具有分节附肢的动物。身体分区和附肢分节是动物进化的一个重要标志。区和附肢分节是动物进化的一个重要标志。与环节动物不同：疣足疣足节肢节肢按节分布，数量多按节分布，数量多按体区分布，数量少按体区分布，数量少形态单一形态单一形态多样形态多样与身体之间无关节与身体之间无关节与身体之间有关节与身体之间有关节不分节不分节附肢分节附肢分节无肌肉附着无肌肉附着有大量肌肉附着有大量肌肉附着（二）分节的附肢（二）分节的附肢 节肢可分两种类型，即双肢型双肢型（biramous）和单肢型单肢型（uniramous）。双肢型较为原始双肢型较为原始（如虾类腹部的游泳足等）单肢型节肢由双肢型演变而来，其外肢已完全单肢型节肢由双肢型演变而来，其外肢已完全退化退化，只保留了原肢和内肢只保留了原肢和内肢，例如昆虫的3对步足双肢型双肢型(biramous)单肢型单肢型(uniramous)节肢动物外骨骼节肢动物外骨骼（三）几丁质的外骨骼（三）几丁质的外骨骼 体壁：角质膜角质膜(外骨骼外骨骼)，上皮，底膜，上皮，底膜 外骨骼（exoskeleton）：包被节肢动物身体的角质膜（Cuticle）就是外骨骼，成份主要为几几丁质和蛋白质丁质和蛋白质。特征是坚硬厚实而发达。外骨骼作用外骨骼作用保护内脏器官免受机械损伤 防止体内水分蒸发抵抗不良环境及病毒细菌等的侵染与附着在体壁内面的肌肉协同完成各种运动 外骨骼构成:-上表皮（epicuticle）：最外层，最薄（0.11微米厚），含蜡层、含蜡层、色素色素，不透水 -外表皮（exocuticle）：最坚硬部分，成分为几丁质、蛋白质，含有钙盐、骨蛋白 -内表皮（endocuticle）：相对较厚；具柔软、延展性，主要成分为蛋白质、几丁质复合体 外骨骼分片外骨骼分片：在骨片间的节间部分不含外表皮或外表皮不发达，因此较柔软，不防碍身体活动.蜕皮现象蜕皮现象（ecdysis）节肢动物的肌肉不象环节动物等形成皮肌囊，而是肌纤维集合成肌肉束肌肉束，且往往按节排列按节排列；肌肉束收缩更加强大有力；且两端附着在骨骼上两端附着在骨骼上，通过骨骼的杠杆作用，运动可调整和放大，以增强效能。总之，运动能力得以增强。节肢动物以前的动物肌肉都是平滑肌平滑肌，从节肢动物开始形成横纹肌横纹肌，获得高度发达的运动机能 可分为体壁肌体壁肌和内脏肌内脏肌 肌肉束往往按节成对排列，相互拮抗，例如每只附肢一般有3对附肢肌，可使附肢朝前后、上下、内外各种不同方位活动(五五)混合体腔、开放式循环系统混合体腔、开放式循环系统 1 1、混合体腔、混合体腔（mixed coelom）(血腔)胚胎发育早期，肠腔法形成中胚层，随后出现按节排列的体腔囊随后，体腔囊形成的真体腔断裂开,并与组织间残存的囊胚腔相互沟通，使最终形成的体腔（体壁与消化道间的空腔）既来自囊胚腔又来自体腔囊体腔，称混合体腔混合体腔。混合体腔内含有血液，又称为血腔血腔。体壁与消化道之间的空腔真体腔的一部分囊胚腔体壁与消化道之间的空腔真体腔的一部分囊胚腔混合体腔（血腔）混合体腔（血腔）节肢动物混合体腔（血腔）节肢动物混合体腔（血腔）血腔形成过程与血腔形成过程与真体腔形成过程对比图真体腔形成过程对比图2 2、开管式循环系统（简单）、开管式循环系统（简单）开管式循环系统由具备多对心孔的管状心脏和由心脏前端发出的一条短动脉构成血液经心脏动脉血腔心孔心脏心脏脏壁有肌肉，能自主搏动，血流有一定方向 利于血压降低，如果附肢折断，可以避免大量出血死亡 血液无色，多为血青蛋白 心脏位于消化道背面与环节动物的背血管同源 昆虫等大多数节肢动物的血液只输送养料只输送养料，而氧气和二氧化碳等的输导则全靠气管氧气和二氧化碳等的输导则全靠气管 （六）呼吸系统（六）呼吸系统 呼吸器官的多样性（五种）呼吸器官的多样性（五种）体壁体壁：水蚤、蚜虫等低等的小型节肢动物，无专门的呼吸器官，靠体表直接与环境进行气体交换鳃鳃：虾、蟹等水生甲壳动物在足的基部由体壁向外突起薄膜状的结构，充满毛细血管书鳃书鳃：鲎，由体壁表皮细胞向外突起，或是体壁整齐折叠成书页状，有血管分布书肺书肺：蜘蛛、蝎，由体壁向内凹陷折叠成书页状气管气管：昆虫、马陆、蜈蚣等，由体壁内陷体壁内陷形成分支的管状结构，气管上无毛细血管分布无毛细血管分布，是直接将氧气输送到呼吸组织直接将氧气输送到呼吸组织，且直接从组织排放二氧化碳 书鳃、书肺的共同点书鳃、书肺的共同点：增大体表与水或空气接触的表面积 高效、独特的呼吸器官高效、独特的呼吸器官气管：气管：结构功能：有效防止体内水分散失特点：不需要通过血液直接进行气体交换气管的模式图气管的模式图节肢动物气管节肢动物气管（七）消化系统与取食（七）消化系统与取食 消化系统发达，捕食能力增强，摄食碎食能力增强 组成前肠；中肠；后肠 头部口周围的附肢变为口器头部口周围的附肢变为口器昆虫内部解剖（示消化系统）昆虫内部解剖（示消化系统）（八）排泄器官（八）排泄器官 1 1、低等或结构简单的种类没有专门的排泄器官，其代谢产物存留于皮下通过蜕皮时排出2 2、小部分以与后肾同源的腺体结构为排泄器官，开口于附肢基部（氨）甲壳类绿腺绿腺（触角腺触角腺，antennal gland）、颚腺颚腺（maxillary gland）；蛛形纲基节腺基节腺（coxal gland）3 3、马氏管马氏管（malpighan tubules）由内胚层或外胚层形成的单层细胞，中肠与后肠间发出的多数细盲管，开口于中后肠交界处，另一端游离在血腔中，收集血腔中的废物（尿酸），进入后肠回收水分、排出残渣。（昆虫、蜘蛛）节肢动物排泄器官节肢动物排泄器官（九）神经系统和感觉器官（九）神经系统和感觉器官 感觉器官 触觉器触觉器（机械感受器）：触觉，听觉。触毛、平衡囊、鼓膜 化学感受器化学感受器：嗅觉，味觉。嗅觉器、味觉器 视觉器视觉器（光学感受器）：感光、成像。单眼、复眼（十）生殖和个体发育（十）生殖和个体发育 多数为雌雄异体雌雄异体，并且是雌雄异形雌雄异形 生殖系统除生殖腺、生殖导管、附属腺体外，高级种类有体外交配和产卵的结构，称为“外生殖器外生殖器”，它是由一些附肢特化形成的 陆生种类为体内受精，水生种类多体外受精 生殖形式多样生殖形式多样：有性生殖（多卵生，还有卵胎生）；单性生殖（孤雌生殖、幼体生殖、多胚生殖）等形式。胚后发育差异很大，有直接发育和间接发育。间接间接发育较普遍发育较普遍，间接发育的种类有不同阶段的发育期和不同形式的幼体和蛹期。（十一）内分泌系统（十一）内分泌系统 节肢动物出现了内分泌系统内分泌系统，在生殖、发育及代谢等方面起重要调节作用。第二节、节肢动物的分类第二节、节肢动物的分类 根椐身体的分部、附肢、呼吸和排泄器官的类型，现存节肢动物可分为2亚门、7纲 原节肢动物亚门 身体不分节，仅有体表环纹。附肢也不分节 有爪纲(原气管纲)真节肢动物亚门 身体分节，附肢分节 三叶虫纲、肢口纲、蛛形纲、甲壳纲、多足纲、昆虫纲（一）有爪纲（原气管纲）（一）有爪纲（原气管纲）代表动物：栉蚕栗色栉蚕栗色栉蚕（二）三叶虫纲（二）三叶虫纲 节肢动物中最原始的种类 只见于化石（三）甲壳纲（三）甲壳纲 代表动物：虾、蟹、水蚤甲壳纲动物（四）肢口纲（四）肢口纲 代表动物：鲎（五）蛛形纲（五）蛛形纲 代表动物：蜘蛛、蝎、蜘蛛、蝎、蜱、螨蜱、螨（六）多足纲（六）多足纲 代表动物：蜈蚣、马蜈蚣、马陆陆蚰蜒蚰蜒马陆马陆地蜈蚣地蜈蚣（七）昆虫纲（七）昆虫纲 代表动物：动物界最动物界最多的一个类群多的一个类群，中华稻蝗（七）昆虫纲（七）昆虫纲昆虫的个体发育昆虫的个体发育 变态昆虫从孵化到发育为成虫，在外部形态、内部结构和生活习性上都要经历一系列的变化，这种变化称作变态节肢动物各纲比较节肢动物各纲比较（一）甲壳纲蛛形纲 肢口纲 有爪纲 多足纲 昆虫纲 躯体分部 通常分头胸部和腹部 头胸部和腹部 头胸部、腹部和一尾剑 头部和躯干部 头部和躯干部（或有不明显的胸部）头、胸、腹3部分 附 肢 触角 2对无无1对1对1对口器 大颚1对，小颚2对，颚足数对 螯肢、脚须各1对螯肢、脚须各1对颚、口瓣 大颚1对，小颚12对 大颚1对，小颚2对 足通常每节1对头胸部4对 头胸部4对每节1对每节12对胸部3对甲壳纲蛛形纲肢口纲 有爪纲多足纲昆虫纲 呼吸器官鳃书鳃和气管书鳃气管气管气管排泄器官绿腺或颚腺马氏管和基节腺基节腺肾管马氏管马氏管生殖孔1对，在胸部后方1个，在腹部前方1个，在腹部前方1个，在躯干部末端1个，在躯干部前方或后方 1个，在腹部后端发育有幼虫期通常无有无无有生活环境海、淡水，少数陆地主要在陆地海洋陆地陆地主要在陆地节肢动物各纲比较节肢动物各纲比较（二）第三节 节肢动物与人类 有利 -提供食品 -作为饵料 -可供药用 -提供工业原料 -传粉 -环境保护与生物防治 -可供观赏 有害 -危害农、林业 -危害人和动物健康节肢动物门小小 结结 节肢动物的身体节肢动物的身体异律分节异律分节，不同，不同体节愈合体节愈合形形成头部、胸部和腹部，完成不同的生理功能；成头部、胸部和腹部，完成不同的生理功能；有有分节的附肢分节的附肢，体外有，体外有几丁质的外骨骼几丁质的外骨骼；体腔；体腔为为混合体腔混合体腔，开管式循环系统开管式循环系统。呼吸器官为水。呼吸器官为水生有生有鳃鳃和和书鳃书鳃，陆生有，陆生有书肺书肺和和气管气管；排泄器官；排泄器官为为后肾型的腺体后肾型的腺体（如基节腺、绿腺、颚腺等）（如基节腺、绿腺、颚腺等）和和马氏管马氏管。节肢动物是动物界中种类最多、分节肢动物是动物界中种类最多、分布最广的动物门，在自然界生态系统中起十分布最广的动物门，在自然界生态系统中起十分重要的作用。在研究和应用上，昆虫学已经从重要的作用。在研究和应用上，昆虫学已经从动物学中独立出来，并发展为多分支的学科。动物学中独立出来，并发展为多分支的学科。思考题思考题 节肢动物门有哪些重要特征？根据什么说节肢动物由环节动物演化而来？比较甲壳纲、蛛形纲、昆虫纲在形态上的异同。昆虫的呼吸系统为什么说是动物界高效的呼吸系统？节肢动物与人类有什么利害关系？