动物生物学12节肢动物门

节肢动物门Arthropoda,节肢动物是动物界种类最多、分布最广的一门动物，这与其形态结构和生理特性的高度特化有关。在无脊椎动物中，它是登陆取得巨大成功的类群，绝大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。,一、进化地位,原口动物中最进化的类群。 什么是原口动物、后口动物？ 1、异律分节 2、分节的附肢 3、外骨骼 4、高效的气管呼吸 5、高效的马氏管排泄 6、无脊椎动物中真正适应陆地生活的类群,二、结构与功能,（一）异律分节 1、定义 身体由许多体节构成，体节之间形态结构发生明显差异，某些体节愈合形成体区完成不同功能。 （1）头部：感觉和摄食中心 （2）胸部：运动中心 （3）腹部：生殖和代谢中心,昆虫纲（蝗虫）：头、胸、腹三部分 甲壳纲（虾）：头胸部、腹部二部分 蛛形纲（蜘蛛）：头胸部、腹部 多足纲（蜈蚣）：头部、躯干部,（二）分节的附肢,1、定义与结构 （1）定义：附肢本身分节，与身体相连处也有活动的关节节肢，各节称为肢节。 （2）意义 实心，内有发达的肌肉，十分灵活而且有力，增强了适应机能，身体分部和附肢分节是动物进化的一个重要标志。,与环节动物的附肢疣足相比，有了重大进步： 疣足 节肢 1） 按节分布，数量多 体部分布数量少 2） 形态划一 形态多样 3） 与身体之间无关节 与身体之间有关节 附肢不分节 附肢分节 4） 无肌肉附着 有大量肌肉附着 2、分化 （1）感觉（2）运动（3）捕食（4）呼吸（5）生殖,3.结构与类型,双肢型：原肢、外肢、内肢 单肢型：外肢退化,（三）外骨骼与肌肉,节肢动物的体壁具有一定的硬度，包在身体外面，并在某些部位向内突出成为肌肉的附着点，其功能相当于脊椎动物的骨骼，故称该层为外骨骼。 1.来源：上皮细胞分泌 2.组成： 上表皮：0.1-1um,蛋白质+脂类+蜡质（陆生种类） 外表皮：几丁质（复杂的含氮多糖类物质）蛋白质 碳酸钙、磷酸钙的沉积使外表皮变硬 内表皮: 几丁质+少量蛋白质,3、意义 保护、支持、运动和防止水分蒸发。 4、蜕皮及调节 外骨骼限制了身体的生长。蜕皮时上皮细胞分泌的几丁质酶和蛋白酶，能将旧外骨骼逐渐分解溶化，分泌新的表皮层。 一般在动物的背中线处破裂，个体从中钻出，迅速吞入空气、水分使身体长大新的表皮经鞣化变硬。 昆虫： 胸 腺：蜕皮激素蜕皮 咽侧体：保幼激素保持幼虫性状,5.肌肉 均为横纹肌，形成独立的肌肉束，肌肉与体壁脱离，肌纤维发展为分离的肌肉束，两端着生在坚厚的外骨骼上，动作有力。,（四）混合体腔与开管式循环,1、混合体腔： 中胚层形成的真体腔裂开与囊胚腔混合在一起，形成混合体腔。 节肢动物在胚胎发育早期，以肠体腔法形成中胚层和出现按节排列的体腔囊；但在以后的发育中，体腔囊形成的真体腔退化、断裂，形成围心腔、心脏、生殖管腔、排泄管腔等几部分。 在以后的发育中，围心腔壁消溶，使消化管与体壁之间的空腔实际上是由真体腔的一部分和囊胚腔形成的，因此称为混合体腔。 混合体腔内充满血液和体液，统称血淋巴，所以混合体腔又被称为血腔。,2.开管式循环： 构成：具备多对心孔的管状心脏由心脏前端发出的一条短动脉 血液通过这条动脉离开心脏，就流泛在身体各部分的组织间隙中。 混合体腔中：血液体腔液 心脏位于消化道背面与环节动物的背血管同源。,开放式循环系统的特点是： 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。 昆虫等大多数节肢动物的血液只输送养料，而氧气等的输导则全籍气管。 血液运行途径： 节肢动物的血液由心脏经动脉进入血腔，直接浸润组织和器官，血腔中的血液由心孔流回心脏。,4、循环系统的发达程度与呼吸方式有关 （1）体表呼吸：循环系统退化（水蚤、剑水蚤） （2）鳃呼吸：循环系统发达（虾、蟹） （3）气管呼吸：循环系统不发达,（五）呼吸器官,1、体表 ：小型节肢动物， 剑水蚤、蚜虫、恙螨 2、鳃：体壁向外的突起，鳃上的皮肤很薄，便于血液与外界进行气体交换。水生种类 3、书鳃 ：体壁表皮细胞向外的突起或体壁整齐的折叠。水生种类 4、书肺：体壁向内折叠如书页状。陆生种类 5、气管：体壁的内陷，气管内壁有角质层成螺旋状排列，以保持管壁的形态。陆生种类,（六）排泄器官,1.低等或结构简单的种类没有专门的排泄器官，其代谢产物通过蜕皮时排出。 2.后肾管同源的腺体结构 甲壳类绿腺（触角腺，antennal gland）、颚腺（maxillary gland）； 蛛形纲基节腺（coxal gland）。 代谢产物：氨,3、马氏管（malpighan tubules） 由内胚层或外胚层形成的单层细胞的盲管，由中肠或后肠演化而来，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，进入后肠回收水分、排出残渣。这是适应陆生生活的特征。 蛛形纲、多足纲、昆虫纲:几条几百条。,（七）消化系统,1、消化道 前肠：取食、食物的机械研磨、贮存、初步消化。 口：口器、口腔、食道 中肠：分泌消化酶，一些种类常形成盲囊、腺体等加强消化、吸收。 胃 后肠 重吸收一些离子和水分，以及暂时贮存粪便。 直肠；肛门,2、口器 取食，磨碎食物； 由三对附肢特化而成，形成大颚（上颚）、小颚（下颚）和下唇（喙管），以及附属结构舌、上唇（体壁延伸而成）等。,类型 咀嚼式：最常见、最原始，取食固体食物；如蝗虫、天牛等 刺吸式：针状, 吸取液体食物；如蚊子、椿象、蚱蝉； 虹吸式：大部分结构退化，下颚的一部分延长成管状食物道。不用时盘曲如发条，取食时伸直。适合吸取花蜜和液汁；为鳞翅目所特有，如蝶、蛾 。,舔吸式：上、下颚退化，下唇延长成喙，端部为唇瓣，上唇和舌组成食物道，为蝇类特有的口器。 嚼吸式：保留一对上颚，其他部分延长成针状，既能吮吸花蜜，又能咀嚼花粉，为蜜蜂所特有的口器。 研究口器的意义：分类；对防治害虫有重要意义：农药使用触杀剂，另外还有胃毒剂、内吸剂（喷到植物表面）； 演化程度：咀嚼式最低等，刺吸式最高等。,（八）神经系统、感官,1、链状神经系统 与环节动物相似，随着异律分节的出现，神经节有愈合现象。 前脑： 视觉、行为调节的神经中心； 中脑：触觉的神经中心。蜘蛛等（没有触角）没有中脑的分化。 后脑： 发出神经支配口器和消化道。,2、感觉器官 （1）视觉感受器 单眼：感受光的强弱 复眼：角膜、晶锥、色素细胞、网膜细胞、视杆，识别物体的形状、颜色、距离、运动、光线强弱。 （2）触觉感受器：触角、感觉毛 （3）化学感受器：体表的一些凹陷,(九)生殖和发育,1、多为雌雄异体、异形 2、生殖腺和生殖导管来源于中胚层，生殖腺来源于残存的体腔囊，生殖导管来源于体腔管。 3、直接发育和间接发育： 4、水生种类体外受精，陆生种类体内受精。,少数是单性生殖： 孤雌生殖：雌虫不经交配，或卵不经受精就能繁殖新的个体，如蚜虫。 多胚生殖： 一个卵在发育过程中分裂形成许多胚胎，形成许多幼虫，如小茧蜂。 幼体生殖：幼虫体内生殖细胞提前发育形成后代，如童瘿蚊。,4、卵生：雌雄成体经交配后，雌虫产出受精卵，卵在体外发育成幼虫。 卵胎生：受精卵不产出体外，而在母体子宫内发育成幼体再产出，胚胎发育所需营养由卵内的卵黄供给，受精卵与母体不发生营养关系。如蝎目，蚜虫等,5、变态 （1）定义 动物由卵孵化或由母体产生后直到变为成虫的过程中，一般须经一系列外部形态、内部结构和生理功能以及行为上的变化，致使幼体与成体有显著的不同，这种现象称变态。,（2）类型 A.增节变态：原尾目 B：表变态：弹尾目、双尾目、缨尾目 C：原变态：蜉蝣目,渐变态： 虫体自卵孵化后，幼虫的形态与成体差别不大，生活环境与习性相同，只是个体大小不同，且生殖腺未成熟和翅未发育成，该虫态称为若虫；如蝗虫的幼虫叫蝗蝻。 卵若虫成虫,D.不完全变态：虫体自卵孵化后，经幼虫期便可直接发育为成体。即卵幼虫成虫，包括渐变态和半变态。,半变态： 虫体自卵孵化后，幼虫的形态与成体差别很大，生活环境与习性也不同（幼体水生，以鳃呼吸；成体陆生），该虫态称为稚虫；如蜻蜓 卵稚虫成虫,E.完全变态： 虫体自卵孵化后，幼虫的形态与成虫很不同，生活史中在变化成成体之前，有一不食不动的蛹期。即卵幼虫蛹期成虫，如家蚕、瓢虫、蜜蜂等88%的昆虫。 卵幼虫蛹成虫,6.休眠和滞育 休眠：昆虫在不良环境下临时停止发育的状态，当不良环境消除后就可恢复发育。如昆虫的越夏、越冬。 滞育：滞育是周期性出现的，比休眠更深的新陈代谢受抑制状态，是对于有节律地重复到来的不良环境条件的历史性反应，是昆虫对环境条件长期适应的结果。,三、节肢动物门的分类,2亚门、6纲： 原节肢动物亚门：身体不分节，仅有体表环纹。附肢不分节。 有爪纲（原气管纲）； 真节肢动物亚门：身体分节，附肢分节。 肢口纲 蛛形纲 甲壳纲 多足纲 昆虫纲,3亚门：有鳃亚门 甲壳亚门 单枝亚门 4亚门：三叶虫亚门（三叶虫纲） 螯肢亚门（肢口纲、蛛形纲、海蜘蛛纲） 甲壳亚门（头虾纲、鳃足纲、软甲纲等） 单枝亚门（倍足纲、唇足纲、昆虫纲等） 5亚门：三叶虫亚门 甲壳亚门（头虾纲、鳃足纲、软甲纲等） 螯肢亚门（肢口纲、蛛形纲、海蛛纲） 多足亚门（倍足纲、唇足纲等） 六足亚门（内颚纲、昆虫纲）,昆虫纲 Insecta,1.主要生活在陆地，少数生活在淡水，海洋岸边也有少数种类分布； 2.身体分为头部、胸部和腹部3部分； 3.头部有触角1对，大颚1对，小颚1对和下唇； 4.胸部3对步足，高等种类具2对翅； 5.腹部的附肢在成体退化或特化，幼体具多对附肢。 6.气管呼吸； 7.排泄系统为马氏管（外胚层）。,代表动物中华稻蝗 Oxya chinensis,一、外部形态,身体黄褐色或黑褐色。 头：取食及感觉中心 胸：运动中心 腹：生殖及代谢中心,头部,卵圆形；复眼一对，单眼三个；有触角一对（丝状，由20多小节构成，分为柄节、梗节和鞭节，是重要的感觉器官，上有触毛和嗅毛，具触觉、嗅觉功能，还能感受异性的性信息素。触角的形态多样，是昆虫分类的重要依据）,口器：咀嚼式（上唇、上颚、下颚、下唇和舌）,胸部,由3体节愈合而成，各节不能自由活动。 分为前、中、后胸，外表有沟和缝相区别；各胸部由背板、侧板和腹板构成；中、后胸两侧各具一对气门和一对翅：前翅狭长、革质，保护后翅，不飞行；后翅宽大、扇形、膜质、飞行。,足,前、中、后胸各有一对足，前两对为步行足，第三对为跳跃足（强壮），各足均由基节、转节、腿节、胫节、跗节、前跗节组成。,腹部,由11节组成，附肢全部退化，背、腹板发达，侧板退化；第1节小，具一对听器；1-8节各有一对气门；9、10节背板短小；11节背板呈三角形叫肛上板，雌虫11节还具有短的尾须（触觉）；雄虫第9节腹板向后上方延伸形成下生殖板。 雌虫腹部末端具背、腹二对产卵瓣，为第8、9节的附肢特化而成，产卵时雌蝗弯曲腹部，以其坚硬的产卵器钻泥土，产卵其中。,二、内部结构,（一）体壁,（二）混合体腔,稻蝗的体壁与消化管之间存在的空腔实际上是由真体腔的一部分和囊胚腔形成的，因此称为混合体腔。混合体腔内血液和体腔液是混合在一起的，称为血淋巴，混合体腔又被称为血腔。,两片水平的隔膜（背隔膜、腹隔膜）将之分为3部分：背隔和背侧体壁间的血腔叫背血窦，即围心窦，内有循环系统存在，背、腹隔之间为围脏窦，内有消化管、马氏管以及生殖器官；腹隔和腹侧体壁之间叫腹血窦，腹神经索位于其中，背隔和腹隔左、右和后侧缘相通，血淋巴可通过。,（三）消化系统,消化道： 口：口前腔，搅拌食物，与唾液混合； 咽：咽壁有肌肉，可扩大缩小，借以吞咽食物； 食道： 嗉囊：食物暂时储存； 前胃：即砂囊，肌肉发达，内有几丁质小齿，粉碎食物 胃盲囊：3对,中肠：胃，粗管状，消化吸收场所 后肠：直肠，内有直肠垫6个，回收水分 肛门 消化腺：唾液腺1对，开口于舌的基部；,(四)呼吸系统,非常发达，由背气管干、侧气管干和腹气管干各2条组成，气管干间以横气管相连。由气门、气管和微气管组成，直接供应氧气给身体各部分的组织和细胞，称为气管呼吸（动物界最高效的呼吸器官）。,气门： 气管在体壁上的开口，常有一些附属器官如气门瓣、过滤器等结构可调节气门的开闭，对体内水分蒸发和气体流通起调节作用。 10 对： 1对中胸气门、1对后胸气门、8对腹部气门。,气管：是体壁向内的凹陷，并逐级向体内分支，形成气管网。部分气管扩大成气囊用以贮存空气、减轻体重、增大呼吸量。气管内膜作螺旋加厚，形成螺旋丝能保持气管扩张和增加弹性。 微气管：气管逐级向体内分支，当气管分支到直径为25微米时，进入一星形的端细胞，伸出直径1微米以下的微气管。微气管末端封闭，伸入到呼吸组织，直接与细胞进行气体交换。 靠氧分压和二氧化碳分压扩散氧气和二氧化碳。,（五）循环系统,不发达，属开管式。唯一的循环器官是1条自头部（开口）到体末端（盲端）的背血管：前段管状（大动脉），位于头胸部；后段为心脏，位于腹部，有8个膨大的结构，为心室，每心室两侧各具一心孔，心孔的边缘向内延伸，形成心瓣。,血液由血浆（不含呼吸色素，即血红蛋白或血蓝蛋白）和血细胞构成；无色或绿色，主要功能是运输营养、激素和代谢废物。因不含呼吸色素，因而血液不能输送氧气。,（六）排泄系统,马氏管 外胚层起源，在中、后肠交接处；约200条；一端开口消化道内（直肠），另一端游离在血腔中，吸收身体各部分的代谢废物，并在直肠内进行水、盐离子的重吸收，然后把残渣和代谢废物（尿酸）一起排放到肠内，跟食物残渣经肛门排出体外。,（七）神经系统,分为中枢神经系统和外周神经系统； 中枢神经系统成链状，位于身体腹面；由脑（前、中、后脑）、咽下神经节和腹神经索组成； 腹神经索具8个神经节： 胸部3个（后胸神经节与腹1-3神经节合并）； 腹部5个（最后1个最大，系第8神经节与其后的神经节合并而成）。,感觉器官：发达，如触角（触觉和嗅觉）、单眼（结构简单，只辨别明暗）、复眼（结构复杂，分辨物体大小和形状）、下颚须、下唇须（司味觉）、鼓膜听器。,（八）生殖系统,雌性： 卵巢(由多个卵巢管组成)、输卵管、 纳精囊（1个，位于身体末端，和阴道通连）、 阴道（开口于第8腹节腹板后方的雌性生殖孔）、 副性腺（开口于阴道，其分泌物使受精卵粘在一起，形成卵块）；,雄性： 精巢（由多个精巢管构成）、 输精管、 储精囊、 射精管（开口为雄性生殖孔，位于第9腹节生殖下板的背侧基部）、 副性腺（精子在输精管内接受副性腺分泌的物质，形成精荚）,肢口纲 Merostomata,1.海洋生活； 2.头胸部、腹部、尾剑； 3.无触角； 4.头胸部6对附肢； 5.书鳃呼吸； 6.后肾管排泄； 目前所存5种都为鲎 （福建、广东）,蛛形纲 Arachnida,1.多数陆生； 2.体分为头胸部、腹部两部分； 3.无触角； 4.仅具单眼； 5.头胸部具6对附肢，其中第1对是螯肢，第2对为触肢，其余4对为步足； 6.呼吸器官是气管和书肺； 7.排泄系统为基节腺（蜘蛛）、马氏管（内胚层）。 全世界已知60000余种，我国3000余种：如蜘蛛、盲蛛、蝎子、蜱螨、伪蝎、鞭蝎。,甲壳亚门 Crustacea,1.海水、淡水生；少数生活在潮湿的陆地上； 2.体分为头胸部、腹部两部分； 3.头胸部具13对附肢，其中有2对触肢，1对大颚、2对小颚，后8对为颚足和步足； 4.附肢基本上属双肢型； 5.鳃呼吸； 6.排泄系统为颚腺、绿腺（触角腺）。 全世界已知35000余种：如虾、蟹、水蚤、剑水蚤等。,倍足纲 Diplopoda,唇足纲（Chilopoda）,四、节肢动物与人类的关系,（一）有益方面 1、天敌昆虫 2、养蚕、养蜂业昆虫 3、传粉昆虫 4、工业用昆虫 5、药用昆虫 6、食用昆虫 7、观赏昆虫,（二）有害方面 可引起疾病，或是病原体宿主，约有1万种，主要是昆虫。全世界大约有20%农产品被害虫毁掉。如稻飞虱、玉米螟、蚜虫、棉铃虫、蝗虫、松毛虫。传播疾病的有：虱子吸血同时传播斑疹伤寒、回归热；跳蚤传播鼠疫；白蛉子传播黑热病；按蚊传播疟疾、丝虫病；库蚊和伊蚊传播脑炎等。,