RMcnOk5ajke03
Zdjęcie przedstawia biedronkę siedmiokropkę. To niewielki owad, który ma czarną głowę z jasnymi plamkami przy oczach. Na czerwonych pokrywach jest siedem czarnych kropek: trzy na każdej z nich i jedna wspólna, zlokalizowana pod tarczką.

Zwierzęta bezkręgowe

Biedronka siedmiokropka (Coccinella septempunctata) jest gatunkiem chrząszcza, należącego do stawonogów. Odżywia się głównie mszycami, dlatego jest owadem niezwykle pożądanym w ogrodach.
Źródło: Pixabay, domena publiczna.

Stawonogi

Twoje cele
  • Wskażesz cechy wspólne stawonogów.

  • Rozróżnisz skorupiaki, pajęczaki i owady.

  • Przeanalizujesz różnorodność morfologiczną stawonogów.

  • Scharakteryzujesz narządy wewnętrzne stawonogów i ich funkcje.

  • Wykażesz różnorodność anatomiczną stawonogów.

Do stawonogów (Arthropoda) należą: skorupiaki, pajęczaki, owady i wije. Dzięki licznym przystosowaniom w budowie anatomicznej i morfologicznej bezkręgowce te opanowały wszystkie środowiska życia. Swoją nazwę stawonogi zawdzięczają członowanym odnóżom, które połączone są stawami. Odnóża głowowe i tułowiowe, w zależności od środowiska życia i sposobu pobierania pokarmu, uległy modyfikacjom, co najbardziej uwidocznione jest u owadów.

Przegląd systematyczny stawonogów

Stawonogi to najliczniejszy gatunkowo typ zwierząt, występujący we wszystkich  środowiskach życia na Ziemi: w wodach słodkich i słonych oraz w większości środowisk lądowych.

Typ stawonogi podzielono na trzy podtypy:

  • skorupiaki (Crustacea);

  • szczękoczułkowce (Chelicerata);

  • tchawkowce (Tracheata).

R12TPUKDHDFBO1

Ogólna budowa ciała stawonogów

Mimo dużej różnorodności trybu życia stawonogi mają wspólny plan budowy ciała. Są dwubocznie symetryczne, zbudowane z segmentów, które mogą się ze sobą łączyć, tworząc tagmy (odcinki): głowę, tułów i odwłok. Segmentacja (metameria) jest heteronomiczna: człony różnią się znacznie budową oraz funkcją.

Z boków ciała stawonoga wyrastają odnóża o członowanej budowie. Są ruchomo zestawione z ciałem, a ich człony łączą się ze sobą za pomocą stawów. Pierwotnie każdy segment, oprócz pierwszego i ostatniego, zaopatrzony był w parę odnóży odgrywających role lokomotoryczne. Wraz z różnicowaniem się segmentów zmianom uległa budowa odnóży, które przystosowały się do pełnienia różnych funkcji:

  • odnóża głowowe przekształciły się w narządy zmysłów albo gębowe,

  • odnóża tułowiowe (kroczne) pełnią funkcje lokomocyjne,

  • odnóża odwłokowe mogą też być kroczne, a także pływne, jak również pełnić funkcję narządu kopulacyjnego bądź służyć do podtrzymywania jaj. U wielu gatunków zanikły lub są szczątkowe.

Stawonogi to zwierzęta trójwarstwowe. Występuje u nich jama ciała – miksocel (hemocel) – wypełniająca przestrzeń między narządami wewnętrznymi. Jest to jama mieszana, powstająca w rozwoju zarodkowym z worków celomatycznych, które łączą się ze sobą oraz z przestrzeniami pierwotnej jamy ciała. Miksocel wypełniony jest hemolimfąhemolimfahemolimfą.

hemolimfa

Różnorodność morfologiczna stawonogów

Skorupiaki (Crustacea)

Ciało skorupiaków pokryte jest oskórkiem przesyconym węglanem wapnia. Zbudowane jest z głowotułowiagłowotułówgłowotułowia oraz odwłoka.

głowotułów

U raka, będącego przedstawicielem dziesięcionogów, na głowotułowiu znajdują się: para oczu złożonych, dwie pary czułków i trzy pary odnóży gębowych (para żuwaczek i dwie pary szczęk). Grzbietową część głowotułowia okrywa pancerz – karapaks. Nie wszystkie skorupiaki mają jednak taki sam podział ciała i równie silnie uwapniony pancerz.

Na każdym segmencie tułowia występuje para odnóży. U dziesięcionogów pierwsze trzy pary odnóży tułowiowych tworzą szczękonóża, natomiast pięć kolejnych par pełni funkcję odnóży krocznych. Pierwsza para odnóży krocznych może być zakończona dużymi szczypcami.

RMP2n9OLt5TJ91
Budowa zewnętrzna raka (Astacoidea).
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Odnóża przy odwłoku służą do pływania i wspierają funkcję rozrodczą. Ostatnia para odnóży na odwłoku tworzy płetwę ogonową. U skorupiaków wyższych występuje sześć par odnóży odwłokowych, nie mają ich natomiast skorupiaki niższe.

Pajęczaki (Arachnida)

Ciało pajęczaków pokryte jest chitynowym oskórkiem. Składa się z głowotułowia i odwłoka.

Pajęczaki mają sześć par odnóży: dwie pary gębowych (szczękoczułki i nogogłaszczki) i cztery pary krocznych. Szczękoczułki zakończone są szczypcami, pazurkami, sztyletami. Nogogłaszczki służą do żucia, dotyku, a czasami są zakończone szczypcami.

Pajęczaki nie mają odnóży odwłokowych lub tylko te przekształcone w kądziołki przędne.

Owady (Insecta)

ROPI39xDCJ2UH
Budowa zewnętrzna owada.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Owady zbudowane są z:

  • głowy, na której występują oczy złożone lub zarówno oczy złożone, jak i oczy proste, jedna para czułków oraz wyspecjalizowany aparat gębowy;

  • tułowia, który jest trzysegmentowy; przy każdym segmencie występuje para odnóży; dodatkowo u gatunków uskrzydlonych przy drugim i trzecim segmencie występują skrzydła;

  • odwłoka, który również jest zbudowany z segmentów: od czterech–sześciu do dwunastu.

W zależności od sposobu pobierania pokarmu przez owady wyróżnia się pięć typów aparatów gębowych.

RIXTdG6pBaEQn1
Ilustracja przedstawia typy aparatów gębowych owadów. Pierwszym z przedstawionych typów jest aparat gryzący u mrówki. Tuż pod oczami owada wyrastają trzony czułków. Są to krótkie, cienkie, zagięte rurki o budowie segmentowej. Następnie mamy wargę. Dalej żuwaczkę, czyli parzystą część narządu gębowego przypominającą płaskie szerokie szczypce. Żuwaczka jest ruchomo połączona z puszką głowową i położona prostopadle do osi ciała. Narząd ten jest posiada ostre krawędzie od wewnętrznej strony i ma ostro zakończone wierzchołki. Żuwaczka służy do odcinania, gryzienia i miażdżenia stałego pokarmu. Pod nią znajdują się szczęki, które mają kształt zagiętych szczypców. Na samym końcu znajduje się języczek. Następnie przedstawiony jest aparat liżący. Widoczny jest stożkowaty błoniasty narząd, tak zwany ryjek lub dzióbek zakończony szerszą tarczą oralną. W górnej części znajduje się warga górna. Poniżej dzióbka znajduje się Haustellum. Dalej o owalnym kształcie tarczka oralna. Na środku ilustracji widoczny jest aparat ssący u motyla. Nad okiem owad ma umiejscowione długie cienkie czułki. Poniżej oczu u motyla znajdują się przylegające ściśle do wargi górnej głaszczki szczękowe - są one krótkie i płaskie. Dalej znajduje się najbardziej charakterystyczny narząd aparatu liżącego, czyli cieniutka zwinięta rurka. Są to żuwki zewnętrzne. Aparat kująco‑ssący na przykładzie komara. Warga górna ma formę cienkiej nitki z parabolicznymi wypustkami. Warga dolna znajduje się na końcu podłużnego, zwężającego się ku dołu stożka i ma formę kielicha. Od powierzchni bocznej stożka odchodzą podłużne żuwaczki, zakończone przez szczękę. Ostatnim typem jest aparat gryząco‑liżący, na ilustracji przedstawiony na przykładzie pszczoły. Na wysokości oczu pszczoły wyrastają długie zagięte czułki o budowie segmentowej. Poniżej u owada występuje para żuwaczek w postaci krótkich ostrych łukowatych wypustek służące nie tylko do rozdrabniania pokarmu, ale i do walki. Umożliwiają one wciąganie płynnego pokarmu. Dalej w aparacie gryząco‑liżącym występują długie rynienkowate szczęki i warga dolna połączone w kompleks szczękowo‑wargowy.
Typy aparatów gębowych owadów.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Odnóża kroczne owadów są zbudowane według wspólnego planu budowy, jednak w zależności od trybu życia poszczególnych gatunków ich elementy mogą różnić się kształtem, wielkością i budową, stanowiąc przystosowanie do pełnionych funkcji.

R13LR7NWwS39b1
Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.
Ważne!

U niektórych gatunków owadów występują zjawiska mimetyzmumimetyzmmimetyzmu i mimikrymimikramimikry.

R1HpsVfiBAuao
Mimetyzm u liśćca olbrzymiego (Pulchriphyllium giganteum). Jest to gatunek osiągający długość 12 cm. Ma kształt liścia z żyłkami na pokrywie skrzydła. Kolor jest zwykle zielony, ale zdarzają się również osobniki brązowe i żółte – wszystko zależy od środowiska życia owada. Krawędzie jego ciała przypominają lekko nadgryziony liść.
Źródło: Drägüs, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.
mimetyzm
mimikra
1
Dla zainteresowanych

Wije (Myriapoda)

Wije zbudowane są z głowy, na której znajdują się para czułków i trzy pary przekształconych odnóży (para żuwaczek i dwie pary szczęk), oraz wielosegmentowego tułowia, z którego odchodzą liczne odnóża. U pareczników większość segmentów tułowia ma jedną parę odnóży, natomiast u krocionogów widoczne segmenty powstałe ze zlania dwóch metamerów mają zwykle po dwie pary odnóży.

R1AEMXMCAJEUS
Schemat przedstawia uproszczoną budowę wija drewniaka. To owad o wydłużonym, owalnym ciele, jego głowa jest okrągława i ma dwa podwójne czułki. Tył ciała składa się z okrągłej części - telsonu. Na zewnątrz ciała wija znajdują się ostro zakończone parzyste szczękonóża.
Elementy budowy zewnętrznej wija drewniaka (Lithobius forficatus).
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Wije są zwierzętami lądowymi. Żywią się pokarmem roślinnym, szczątkami innych organizmów (saprofagami) lub są drapieżnikami – korzystają wówczas ze szczękonóży (jadowych pazurów), którymi paraliżują ofiarę lub bronią się przed atakiem. Roślinożerne wije (z rodziny krocionogów) należą do najstarszych zwierząt lądowych.

Wije to zwierzęta rozdzielnopłciowe, jajorodne. Zapłodnienie jest wewnętrzne. Rozwój wijów trwa od roku do kilku lat, występuje w nim kilka linień. Samice niektórych gatunków opiekują się potomstwem.

Budowa anatomiczna stawonogów

Układ pokarmowy

Układ pokarmowy stawonogów składa się z trzech odcinków:

  • jelita przedniego, w którym znajduje się przełyk, u niektórych gatunków także wole lub żołądek,

  • jelita środkowego, do którego uchodzi gruczoł wątrobowo‑trzustkowy wytwarzający enzymy trawienne,

  • jelita tylnego.

Przedni i tylny odcinek układu pokarmowego jest wysłany chityną.

Skorupiaki mają dwukomorowy żołądek, którego przednia część, żołądek żujący, jest wysłana chitynowymi listewkami umożliwiającymi rozcieranie pokarmu. W tylnej części, żołądku gruczołowym, znajdują się gruczoły trawienne.

Pajęczaki mają umięśnioną gardziel działającą jak pompa ssąca: wysysa ona półpłynny pokarm. U pajęczaków (oprócz roztoczy) występuje trawienie zewnętrzne: wydzielają one enzymy trawienne na ofiarę lub do jej wnętrza, a następnie zasysają powstały płyn.

Owady mają różne gruczoły związane z przewodem pokarmowym, a wole służy głównie do magazynowania pokarmu. Zasadnicze trawienie i wchłanianie zachodzi w jelicie środkowym. U gąsienic motyli gruczoły ślinowe przekształcone są w gruczoły przędne wytwarzające jedwabne nici do budowy kokonu.

Układ oddechowy

U stawonogów występują różne narządy, którymi zachodzi wymiana gazowa. Bezkręgowce te mogą oddychać:

  • skrzelami,

  • tchawkami,

  • skrzelotchawkami,

  • płucotchawkami.

Wymiana gazowa u niektórych stawonogów, np. niewielkich skorupiaków (oczlik, rozwielitka) lub pajęczaków (roztocze) może zachodzić całą powierzchnią ciała.

Skrzela umożliwiają wymianę gazową w środowisku wodnym. Występują u skorupiaków i niektórych owadów wodnych. Są to cienkościenne, ukrwione wyrostki usytuowane na tułowiu, odnóżach i odwłoku. Jeśli znajdują się wewnątrz komór skrzelowych i są okryte częścią pancerza, są to skrzela wewnętrzne; jeśli nie są niczym okryte i wystają poza ciało – skrzela zewnętrzne.

Rk1pPBXPVWtfk
Skrzela skorupiaków.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Układ tchawkowy składa się z chitynowych rurek, których najmniejsze rozgałęzienia (tracheole) docierają bezpośrednio do komórek ciała. Kontakt ze środowiskiem zewnętrznym odbywa się za pomocą przetchlinek – otworów znajdujących się po bokach ciała. Układ tchawkowy występuje m.in. u owadów, wijów, niektórych roztoczy i pająków.

R1eELWtldWnyk1
Układ tchawkowy na przykładzie konika polnego.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Skrzelotchawki występują u larw owadów wodnych i umożliwiają im oddychanie w wodzie. Są to wyrostki na odwłoku lub tułowiu zawierające tchawki. Nie mają przetchlinek – tlen z wody dyfunduje do nich przez powierzchnię ciała, a następnie jest rozprowadzany po organizmie przez system tchawek.

Płucotchawki, czyli płuco książkowe, jest komorą z licznymi blaszkami omywanymi hemolimfą. Występują u pajęczaków. Usytuowane są na odwłoku w liczbie od jednej do czterech par.

R1LVde8teSBpp1
Płucotchawki na przykładzie pająka.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Układ krwionośny

Układ krwionośny stawonogów jest otwarty: w naczyniach głównych, aorcie i tętnicy przemieszcza się hemolimfa, która wylewa się do jamy ciała i obmywa narządy wewnętrzne, po czym ponownie zostaje zassana do serca. Serce, położone po stronie grzbietowej, wyposażone jest w otwory, tzw. ostia, przez które hemolimfa dostaje się do niego z jamy ciała.

Hemolimfa u wielu stawonogów jest czerwona (zawiera erytrokruorynę) lub niebieska (zawiera hemocyjaninę). Hemolimfa owadów jest bezbarwna lub żółtawa, ponieważ nie zawiera barwników oddechowych wiążących tlen.

R1JXs957dZDr31
Schemat przedstawia przekrój ciała raka i schemat układu krwionośnego stawonogów na jego przykładzie. Ciało raka złożone jest z dwóch zasadniczych części: głowotułowia i odwłoka. Od strony głowy znajduje się dziobopodobne rostrum, po jego bokach rozmieszczone są oczy. Przy głowotułowiu znajdują się grube szczypce, za nimi cztery pary długich odnóży. Przy odwłoku znajduje się pięć par krótszych odnóży krocznych. W części grzbietowej, w przedniej części ciała znajduje się zatoka okołosercowa. Ma ona poziomy, eliptyczny kształt. Wewnątrz niej znajduje się serce oraz ostium w postaci trzech niewielkich, równomiernie rozłożonych punktów. Od serca odchodzą czerwone przewody, czyli tętnice. Oznaczona została tętnica grzbietowa, która rozprowadza ona krew od serca wzdłuż grzbietu raka. Druga tętnica jest to tętnica brzuszna - znajduje ona się w dolnej części ciała i rozprowadza krew wzdłuż brzucha. Oprócz tętnic występują cieńsze przewody, czyli żyły. Łączą się one ze skrzelami, są to sercowate otwory znajdujące się po boku ciała raka.
Układ krwionośny stawonogów na przykładzie raka.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., na podstawie: Libik-Konieczny M., Góralski G., Konieczny R., Biologia, Repetytorium, wyd. 2, Wydawnictwo Szkolne PWN, Warszawa–Bielsko-Biała 2011., licencja: CC BY-SA 3.0.
Układ nerwowy i narządy zmysłów

Układ nerwowy stawonogów składa się z parzystych zwojów nadprzełykowych i zwoju podprzełykowego, połączonych obrączką okołoprzełykową, oraz z dwóch brzusznych pni nerwowych odchodzących od zwoju podprzełykowego. U najprostszych stawonogów układ nerwowy ma budowę drabinkową, u bardziej rozwiniętych – postać parzystych zwojów połączonych pniami nerwowymi lub łańcuszka brzusznego powstałego z połączenia brzusznych pni nerwowych.

U poszczególnych grup stawonogów obserwuje się specjalizację układu nerwowego, polegającą na koncentracji (zlaniu się) zwojów nadprzełykowych i wytworzeniu ośrodka centralnego – mózgu. Najlepiej rozwinięty jest u owadów społecznychspołeczeństwa owadówspołecznych, czyli pszczół, termitów, mrówek.

społeczeństwa owadów
R1NRPDkLrdqZI1
Schemat przedstawia pięć różnych układów nerwowych stawonogów. Jako pierwszy przedstawiony jest drabinkowy układ nerwowy stonogi. Składa się z wielu pionowo ułożonych, równoległych do siebie zwojów nerwowych. Każdy zwój ma okrągły środek z rozchodzącymi się na boki nerwami. Drugi na schemacie jest drabinkowy układ nerwowy krewetki. U góry znajdują się zwoje nerwowe. Rozchodzą one się lekko na boki i rozgałęziają się. Pomiędzy zwojami w górnej części znajduje się przełyk. Ma on eliptyczny kształt. W środkowej części znajdują się zwoje segmentalne. Mają one postać grubszych linii. Od dołu z nerwów wychodzą pnie nerwowe, które rozchodzą się lekko na boki i są cieńsze niż nerwy. Kolejny, trzeci układ to układ nerwowy kraba. W górnej części jest dość duży, okrągły mózg, od niego na boki w każdym kierunku rozchodzą się nerwy. Na dole pod mózgiem widać drabinkowy układ nerwowy. Wewnątrz niego znajduje się przełyk o pionowym, zaokrąglonym kształcie. Czwarty na schemacie jest układ nerwowy owada. W górnej części ciała znajduje się okrągły, niewielki mózg. Od niego w dół prowadzi długi rdzeń kręgowy. Wzdłuż niego znajdują się okrągłe zwoje nerwowe, od których na całej długości ciała na boki rozchodzą się nerwy. Ostatni, piaty na schemacie jest to układ nerwowy pająka. Pająk ma dość duży, rozbudowany mózg. Połączony jest on podwójnym rdzeniem kręgowym. Na nim znajdują się również okrągłe zwoje, od których odchodzą na boki nerwy.
Budowa układu nerwowego stawonogów. Można zaobserwować silną koncentrację zwojów i zlewanie się pni nerwowych. Widoczne jest też unerwienie przedniej części jelita, w szczególności otworu gębowego i przełyku (u krewetki i kraba).
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

U stawonogów występują liczne narządy zmysłu: smaku, węchu, dotyku (włoski dotykowe), równowagi (statocysty), wzroku (oczy proste – u większości pajęczaków, oczy złożone – u owadów, wijów, niektórych pajęczaków, skorupiaków) oraz słuchu (narządy tympanalnenarząd tympanalnynarządy tympanalne). Zmysły są u stawonogów dobrze rozwinięte, zwłaszcza wzrok i węch.

narząd tympanalny
Układ wydalniczy

U stawonogów występują dwa typy narządów wydalniczych.

U niektórych stawonogów są nimi przekształcone metanefrydia, składające się z pęcherzyka i kanału wydalniczego zakończonego otworem wydalniczym. Nazwy poszczególnych narządów pochodzą od miejsca, w którym znajduje się ujście:

gruczoły szczękowe
gruczoły czułkowe (gruczoły zielone)
gruczoły biodrowe

Cewki Malpighiego występują u owadów i wijów. Są ślepo zakończonymi przewodami uchodzącymi na granicy jelita środkowego i tylnego. Zbierają one szkodliwe metabolity wtórne i zbędne elektrolity z jamy ciała i przekazują je do przewodu pokarmowego.

Stawonogi lądowe wydalają guaninę lub kwas moczowy, a stawonogi wodne – rozcieńczony amoniak.

R5217L6SNSDVX1
Cewki Malpighiego u owada. Przez ściany cewek transportowane są do ich wnętrza metabolity i zbędne elektrolity z hemolimfy, które następnie kierowane są do przewodu pokarmowego i wydalane na zewnątrz organizmu.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Rozmnażanie i rozwój

Większość stawonogów rozmnaża się płciowo, ale u różnych grup występuje także partenogeneza. W większości są rozdzielnopłciowe. Obojnactwo występuje u nich bardzo rzadko.

Niektóre gatunki mają wyraźnie zaznaczony dymorfizm płciowy, który dotyczy najczęściej różnic w rozmiarach (zazwyczaj samice są większe od samców).

U wielu gatunków stawonogów wodnych występuje zapłodnienie zewnętrzne, natomiast u stawonogów lądowych zapłodnienie wewnętrzne.

Większość stawonogów jest jajorodna. Niektóre są żyworodne, np. skorpiony. 

Rozwój stawonogów może być:

  • prosty (ametabolia): z jaj wylęgają się młode, które są podobne do dorosłych osobników,

  • złożony: występuje stadium larwalne; larwy przechodzą przeobrażenieprzeobrażenieprzeobrażenie (metamorfozę) do postaci dorosłej (imagoimagoimago); wyróżnia się dwa typy przeobrażenia: przeobrażenie zupełne (holometabolia) i przeobrażenie niezupełne (hemimetabolia).

przeobrażenie
imago
1
Rozmnażanie i rozwój skorupiaków10

Skorupiaki w większości są jajorodne. U zwierząt z rzędów przekopnic (Notostraca), wioślarek (Cladocera) i gromady małżoraczków (Ostracoda) występuje rozwój partenogenetyczny (dzieworodny) polegający na rozwoju osobników potomnych z niezapłodnionych komórek jajowych.

R1SVlepGViA2v
Przykładem gatunku rozmnażającego się dzieworodnie jest drobny skorupiak wodny, rozwielitka wielka (Daphnia magna). Od wiosny do jesieni samice rozwielitki składają jaja, z których – bez zapłodnienia – rozwijają się kolejne pokolenia samic.
Źródło: Hajime Watanabe, wikipedia.org, licencja: CC BY 2.5.

Skorupiaki są rozdzielnopłciowe, a u niektórych występuje dymorfizm płciowy. Gonady, które są pierwotnie parzyste, mogą się łączyć w jeden nieparzysty narząd płciowy, od którego odchodzą podwójne narządy wyprowadzające: nasieniowody lub jajowody. Uchodzą one w różnych segmentach ciała. Funkcje kopulacyjne pełnią odpowiednio przystosowane odnóża.

W początkowym odcinku dróg rodnych samicy skorupiaków znajduje się zbiorniczek nasienny, w którym gromadzona jest sperma. Samica wyciska jego zawartość do wody podczas składania jaj, stąd mówi się, że zaplemnienie u skorupiaków jest wewnętrzne, a zapłodnienie zewnętrzne.

U większości skorupiaków występuje opieka nad potomstwem. Zapłodnione jaja i rozwijające się zarodki są chronione na różne sposoby. Samice noszą jaja w specjalnych komorach lęgowych bądź są one przyklejane do odnóży.

R108VJmv4nQHn
R10PHbU2UWcVi
Rozmnażanie i rozwój pajęczaków40

Pajęczakisą rozdzielnopłciowe. Ich układ rozrodczy złożony jest z gonad i przewodów wyprowadzających, które uchodzą na przodzie brzusznej strony odwłoka.

U kosarzy i nielicznych roztoczy występują narządy kopulacyjne, u pozostałych do przenoszenia spermy w spermatoforach służą części szczękoczułków, nogogłaszczek bądź trzeciej pary odnóży.

Większość pajęczaków jest jajorodna. Wyjątkiem są niektóre gatunki roztoczy, które są jajożyworodne lub żyworodne, i skorpiony, które są żyworodne.

RdunE8vm94UNz

U większości zachodzi rozwój prosty, bez postaci larwalnych.

Rozmnażanie i rozwój tchawkodysznych40

Wije to zwierzęta rozdzielnopłciowe, jajorodne, z zapłodnieniem wewnętrznym. Samice niektórych gatunków opiekują się potomstwem. U wielu gatunków młode wije są podobne do osobników dorosłych, z tą różnicą, że mają jedynie kilka segmentów, podczas gdy osobniki dorosłe mają ich kilkadziesiąt. Wraz z kolejnymi wylinkami liczba ich segmentów wzrasta. 

Owady są jajożyworodne lub żyworodne. Owady jajożyworodne, takie jak muchówki i chrząszcze, wylęgają się przed lub zaraz po złożeniu jaja.

U niektórych owadów występuje heterogonia, czyli przemiana pokoleń płciowych. Samce (trutnie) niektórych pszczół i termitów powstają na drodze partenogenezy.

Zapłodnienie u owadów jest wewnętrzne. Niektóre gatunki odbywają kopulację tylko raz, a sperma jest przechowywana w specjalnych zbiorniczkach nasiennych samicy.

RcSzUItd6s1OA
Samice form lądowych, głównie owadów, mają specjalny narząd – pokładełko, które służy do składania jaj do otworów w drzewie oraz zagłębień w ziemi i w ciałach innych organizmów. Większość owadów składa jaja w osłonkach przypominających błony płodowe owodniowców. Na zdjęciu samica Gasteruption jaculator – błonkówka należąca do rodziny zadziorkowatych (Gasteruptiidae). Ma charakterystyczne bardzo długie pokładełko z białym wierzchołkiem (cecha gatunkowa).
Źródło: Didier Descouens, licencja: CC BY-SA 4.0.

W wyborze partnera dużą rolę odgrywają feromony, wonne wydzieliny specjalnych gruczołów, służące m.in. do wabienia osobników płci przeciwnej.

U owadów rozróżnia się:

  • rozwój prosty bez przeobrażenia;

  • rozwój złożony z przeobrażeniem.

W rozwoju prostym stadia larwalne przypominają dojrzałe osobniki. W trakcie kolejnych linieńlinienielinień larwy rosną i pojawiają się u nich nowe struktury morfologiczne. Owady o tym typie rozwoju nadal linieją po osiągnięciu dojrzałości. Rozwój prosty występuje u owadów pierwotnie bezskrzydłych.

W rozwoju złożonym z przeobrażeniem stadia młodociane przechodzą przeobrażenie morfologiczne i biologiczne. Wiąże się to ze zmianą sposobu odżywiania oraz wykształceniem skrzydeł u postaci dorosłej. Imago nie rośnie ani nie linieje. Rozwój złożony występuje u owadów uskrzydlonych. Wyróżnia się dwa typy rozwoju z przeobrażeniem:

  • hemimetabolię (przeobrażenie niezupełne);

Przebieg rozwoju z przeobrażeniem niezupełnym przebiega według poniższego schematu.

RbdvhpHDJvuz8
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
gallery‑without‑header
Rozmnażanie i rozwój tchawkodysznych10
R1Vme4bxli3XC1
Ilustracja interaktywna ukazująca etapy dorastania owadów. 1. Samica składa na liściach od 30 do 130 jaj., 2. Po czasie od 5 do 21 dni z jaj wylęgają się larwy I rzędu., 3. Larwy wyższych rzędów nie mają skrzydeł i rozwiniętych gonad. Rosną, przechodząc kolejne linienia, i coraz bardziej upodobniają się do postaci dorosłej., 4. Postać dorosła (imago) jest większa od larwy ostatniego rzędu (nimfy) i w przeciwieństwie do niej dojrzała płciowo.
Nezara zielona (Nezara viridula), zwana pluskwą zieloną, należy do pluskwiaków i przechodzi cykl życiowy z przeobrażeniem niezupełnym.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Rozmnażanie i rozwój tchawkodysznych40
RqCerIAgLGbgL1
Ilustracja interaktywna przedstawia cykl życiowy jętka. Opis punktów: 1. Samica składa jaja do wody., 2. Larwy żyją w wodzie od kilku tygodni do 2 lub 3 lat. W tym czasie linieją i rosną, stopniowo przekształcając organy larwalne., 3. Wyrośnięta larwa, zwana nimfą, wychodzi na powierzchnię wody.
W cyklu życiowym jętek (Ephemeroptera) żyjące w wodzie larwy przechodzą ok. 10 do 30 linień. Po dziesiątym linieniu w ich organizmach rozwijają się narządy oddechowe – skrzelotchawki, a po piętnastym – zawiązki skrzydeł. Wyrośnięta larwa, zwana nimfą, przeistacza się w subimago – pierwsze stadium uskrzydlone, specyficzne dla jętek, które posiada zdolność do lotu – po czym wylatuje z wody. Po linieniu osiąga postać imago. Dopiero wtedy następują lot godowy, kopulacja i złożenie jaj, a zaraz potem śmierć skrzydlatych owadów: dorosłe postaci jętek żyją krótko – od kilku godzin do kilku dni.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Rozmnażanie i rozwój tchawkodysznych40
RjAfhoKSCAUDT
Szarańcza pustynna (Schistocerca gregaria) przechodzi rozwój złożony z przeobrażeniem niezupełnym.
Źródło: Dick Culbert, licencja: CC BY 2.0.
  • holometabolię (przeobrażenie zupełne).

Przebieg rozwoju z przeobrażeniem zupełnym przebiega według poniższego schematu.

RaUOe1GjN7CKX
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

W rozwoju z przeobrażeniem zupełnym larwy całkowicie różnią się od postaci dorosłej. Dotyczy to nie tylko budowy ciała, ale także zasiedlanego środowiska i sposobu odżywiania się.

Podobnie jak w przeobrażeniu niezupełnym larwy pobierają pokarm i rosną, a wraz ze wzrostem zrzucają stary oskórek. Jednak ich wygląd nie zmienia się. Przebudowa narządów larwalnych następuje dopiero w kolejnym stadium pośrednim, jakim jest poczwarka.

U różnych gatunków owadów występują różne rodzaje larw i poczwarek.

RcFUlsRiWgfbI1
Ilustracja interaktywna prezentuje etapy rozwojowe: muchy, motyla i chrząszcza. Ukazane są cztery etapy ich rozwoju: jajo, typ larwy, typ poczwarki, imago. Opis punktów znajdujących się na rysunku: Mucha 1. Czerw. Larwa występująca między innymi u błonkówek. Ma miękkie, workowate ciało pozbawione odnóży, bez wyraźnie wyodrębnionej głowy., Motyl 2. Gąsienica. Larwa właściwa m.in. dla motyli. Jej miękkie ciało ma robakowaty kształt i jest zaopatrzone w odnóża. Głowa jest wyraźnie wyodrębniona., Chrząszcz 3. Pędrak. Larwa występująca m.in. u chrząszczy. Ma robakowate ciało, kształtem przypominające literę „C”. Występują u niej trzy pary odnóży tułowiowych. Głowę ma wyraźnie wyodrębnioną., Mucha 4. Poczwarka bobówka (baryłkowata). Schowana w niby‑kokon, który jest oskórkiem zrzuconym podczas linienia przez larwę ostatniego rzędu. Stwardniały oskórek szczelnie okrywa ciało poczwarki. Zawiązki skrzydeł i odnóży są niewidoczne., Motyl 5. Poczwarka zamknięta. Schowana w twardej jednolitej okrywie, która obejmuje ciało oraz odnóża, skrzydła i czułki., Chrząszcz 6. Poczwarka wolna. Każdy segment ciała okryty jest oddzielną osłoną, w tym także zawiązki skrzydeł i odnóży, przez co są one dobrze widoczne.
Rodzaje larw i poczwarek.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Rsu6xptyo5bcx
Rusałka pawik (Aglais io) przechodzi rozwój złożony z przeobrażeniem zupełnym.
Źródło: Mnolf, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.
linienie

Znaczenie stawonogów w przyrodzie i dla człowieka

Stawonogi mają ogromne znaczenie w przyrodzie i dla człowieka.

  • Organizmy te są istotnym elementem łańcuchów pokarmowych, stanowiąc pokarm wielu zwierząt: innych stawonogów, ryb, płazów (żab i ropuch), gadów (jaszczurek), ptaków i ssaków. Duże skorupiaki i nieliczne owady są również ważnym składnikiem pożywienia człowieka w wielu regionach świata.

  • Roślinożerne stawonogi, takie jak motyle, termity, mszyce i pszczoły, zjadają pokarm roślinny: liście, kwiaty, nektar, owoce, nasiona, soki roślinne, a także twarde drewno. Mają wpływ na roślinność i skład gatunkowy fauny. Część z nich jest szkodnikami upraw, powodującymi straty w rolnictwie (stonka ziemniaczana, bielinek kapustnik) i sadownictwie (owocówka jabłkóweczka, misecznik śliwowy) oraz w lasach (brudnica mniszka, strzygonia choinówka).

  • Niektóre gatunki stawonogów, takie jak rozkruszek mączny, wołek zbożowy i mól ziarniak, niszczą przechowywane ziarno zbóż i produkty żywnościowe.

  • Błonkoskrzydłe, muchówki i motyle z gromady owadów pełnią kluczową funkcję jako zapylacze roślin, w tym również tych uprawianych na żywność i paszę dla bydła.

  • Drapieżne stawonogi, takie jak biegacze, biedronki i osy, najczęściej żywią się innymi stawonogami i mięczakami. Tym samym biorą istotny udział w obiegu materii i regulują liczbę organizmów, którymi się żywią. Niektóre z nich zjadają padlinę i inne odpady, oczyszczają więc z nich środowisko, w którym bytują.

  • Gatunki należące m.in. do krocionogów, drobnonogów i owadów odżywiają się martwą materią organiczną, przyspieszając procesy glebotwórcze.

  • Rozwielitki to zwierzęta filtrujące zawiesinę organiczną, dzięki czemu przyspieszają proces samooczyszczania wód.

  • Stawonogi pasożytnicze są szkodliwe i groźne dla człowieka. Roztocze kurzu domowego wywołuje alergie, a świerzbowiec ludzki – świerzb. Inne stawonogi mogą przenosić choroby, np. wesz ludzka jest wektorem dla chorób takich jak tyfus, komar widliszek – malarii, mucha tse‑tse – śpiączki afrykańskiej a pchła szczurza – dżumy. Niektóre gatunki są jadowite, np. wśród owadów – osy i szerszenie, a wśród pająków – ptasznik australijski i wałęsak brazylijski.

  • Stawonogi mogą być też niszczycielskie, np. szarańcza jest groźnym szkodnikiem upraw. Niektóre owady, np. mole włośniczki i mole kożuszniki, niszczą ubrania, książki i eksponaty muzealne.

  • Pszczoły i jedwabniki są hodowane przez człowieka. Pszczoły hoduje się w celu uzyskiwania miodu i wosku. Ponadto mleczko pszczele wykorzystywane jest w przemyśle kosmetycznym i farmaceutycznym. Jedwabniki są hodowane w celu uzyskiwania jedwabnych nici.

R1VbfurFPtfvQ
Kokon jedwabnika morwowego (Bombyx mori) wraz z przedstawicielem tego gatunku.
Źródło: P.gibellini, Wikimedia Commons, licencja: CC 0 1.0.
bg‑blue

Zapoznaj się z filmem „Różnorodność morfologiczna i anatomiczna stawonogów”. Na podstawie informacji o skorupiakach, pajęczakach i owadach wykonaj polecenia.

R1BALGGO81J2O1
Film nawiązujący do treści materiału pt. "Różnorodność morfologiczna i anatomiczna stawonogów".
Polecenie 1
RESRT3HNMLB46
Na podstawie filmu określ funkcje oskórka. (Uzupełnij).
Polecenie 2
RRKQAR2TKXM9L
bg‑blue

Podsumowanie

  • Stawonogi to najliczniejszy typ zwierząt, o symetrii dwubocznej i budowie trójwarstwowej, które opanowały wszystkie środowiska dzięki członowanym odnóżom połączonym stawami.

  • Ciało wykazuje segmentację heteronomiczną – segmenty łączą się w wyraźne odcinki zwane tagmami: głowę, tułów i odwłok (lub głowotułów i odwłok).

  • Posiadają jamę ciała typu miksocel (powstałą z połączenia celomy i jamy pierwotnej), którą wypełnia hemolimfa.

  • Zewnętrzną osłonę stanowi chitynowy oskórek, który pełni funkcję szkieletu zewnętrznego i jest okresowo zrzucany podczas linienia.

  • Skorupiaki wyróżniają się ciałem podzielonym na głowotułów i odwłok, dwiema parami czułków oraz obecnością karapaksu (pancerza).

  • Pajęczaki charakteryzują się głowotułowiem i odwłokiem, brakiem czułków, posiadaniem sześciu par odnóży (szczękoczułki, nogogłaszczki i 4 pary krocznych) oraz brakiem odnóży na odwłoku.

  • Owady mają ciało wyraźnie podzielone na trzy tagmy (głowę, tułów, odwłok), jedną parę czułków, trzy pary odnóży tułowiowych oraz często dwie pary skrzydeł.

  • Układ pokarmowy jest drożny, podzielony na trzy odcinki, przy czym jelito przednie i tylne są wyścielone chityną; pajęczaki stosują trawienie zewnętrzne.

  • Układ krwionośny jest otwarty, z sercem położonym po stronie grzbietowej, wyposażonym w otwory (ostia).

  • Narządy wymiany gazowej są zróżnicowane: skrzela (skorupiaki), płucotchawki (pajęczaki) lub system tchawek z przetchlinkami (owady, wije).

  • Układ nerwowy składa się ze zwojów nadprzełykowych (tworzących mózg), obrączki okołoprzełykowej i brzusznego łańcuszka nerwowego.

  • Narządy zmysłów są bardzo dobrze rozwinięte: oczy złożone u owadów i skorupiaków oraz oczy proste u pajęczaków.

  • Układ wydalniczy stanowią zmodyfikowane metanefrydia (gruczoły czułkowe lub biodrowe) u form wodnych oraz cewki Malpighiego u form lądowych.

  • Rozmnażają się płciowo (zazwyczaj rozdzielnopłciowość i dymorfizm płciowy); zapłodnienie u form lądowych jest wewnętrzne, u wodnych często zewnętrzne.

  • Rozwój może być prosty lub złożony (z przeobrażeniem zupełnym, gdzie występuje stadium poczwarki, lub niezupełnym, gdzie nimfa przypomina postać dorosłą).

Ćwiczenia utrwalające

Rr2XVmchabxp7
Ćwiczenie 1
Dopasuj nazwę taksonu do odpowiedniego rodzaju narządu wydalniczego występującego u jego przedstawicieli. skorupiaki Możliwe odpowiedzi: 1. cewki Malpighiego, 2. gruczoły biodrowe, 3. gruczoły czułkowe pajęczaki Możliwe odpowiedzi: 1. cewki Malpighiego, 2. gruczoły biodrowe, 3. gruczoły czułkowe owady Możliwe odpowiedzi: 1. cewki Malpighiego, 2. gruczoły biodrowe, 3. gruczoły czułkowe
R14NX5EV78XZL
Ćwiczenie 2
Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.
Źródło: Bruce Marlin, Wikimedia Commons, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 2
RvzplxFW4DsC1
R1P24TLMTZJ3V
Ćwiczenie 3
Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.
Ćwiczenie 4
W opisie schematu przedstawiono cykl życiowy komara.
W opisie schematu przedstawiono cykl życiowy komara.
RSir1BRNb1nzt
Ilustracja interaktywna prezentuje cykl życiowy komara. Komar ma głowę z oczami i czułkami, tułów, przezroczyste skrzydła i 3 pary odnóży i czerwony odwłok. Opis poszczególnych etapów rozwojowych: 1. Licznie złożone, podłużne jaja, 2. Wylęgnięcie się larwy z jaja, ma podłużną postać, której ciało pokryte jest licznymi włoskami, 3. Linienie, podłużna postać larwy jest większa, 4. Poczwarka, ma postać kulistą z wydłużonym tyłem, zaczyna przypominać osobnika dorosłego, 5. Postać dorosła.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1A1G9DTKV3NQ
Przeanalizuj informacje zawarte w schemacie i oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń. W cyklu życiowym komara występuje przeobrażenie niezupełne. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Larwa komara znacznie różni się od postaci dorosłej fenotypem. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. W cyklu życiowym komara występuje poczwarka baryłkowata, zwana także bobówką. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. W cyklu życiowym komara występują trzy linienia. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz
RTA9U9NLPHTEZ
Ćwiczenie 5
Wysłuchaj nagrań słówek w słowniczku i naucz się ich prawidłowej wymowy.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R4CSHJZSDZ8N1
Ćwiczenie 5
Zaznacz wszystkie prawidłowe stwierdzenia. Możliwe odpowiedzi: 1. Stawonogi rozmnażają się tylko płciowo., 2. Jaja stawonogów są centrolecytalne., 3. Rozwój stawonogów zawsze jest złożony., 4. Bruzdkowanie stawonogów zwykle jest tarczkowe.
Polecenie 3

Wróć do polecenia na stronie „Na dobry początek” i dopisz brakujące definicje. Pamiętaj, żeby nie kopiować słownika, ale wyjaśnić każde słowo kluczowe w miarę możliwości swoimi słowami.