какую функцию выполняет хитиновый покров у ракообразных
Функции и состав хитинового покрова членистоногих
У всех ракообразных, паукообразных и насекомых имеется наружный скелет. Хитиновый покров членистоногих создаёт плотную оболочку, которая служит для защиты внутренних органов и закрепления мышц. Экзоскелет не позволяет влаге испаряться с поверхности тела, благодаря чему членистоногие смогли освоить практически все среды обитания. Они живут на поверхности земли, в воде и воздухе. В биологии этих животных подразделяют на три основных класса.
Описание вещества
На греческом языке хитин означает «одежда» или «оболочка». Это полисахарид с содержанием азота. По своей структуре он напоминает целлюлозу. В его состав входит N-ацетил глюкозамин. Физические свойства вещества:
Хитин в чистом виде довольно сложно найти в природе. Обычно он представлен вместе с другими полисахаридами. Эти вещества соединяются с белками.
Впервые чистый хитин выделили из панциря тарантула. А название появилось в 1823 году, когда французский учёный Одье занимался исследованием этих животных.
Наружная оболочка членистоногих в основном состоит из хитинизированной кутикулы. Такой покров защищает тело от механических повреждений, а также воздействия окружающей среды.
Вещество синтезируется в теле различных червей и кишечнополостных животных. Каждый год на планете образуется и распадается примерно 10 млрд тонн хитина. В промышленных условиях из этого вещества изготавливают хитозан. Для этого используются панцири представителей класса ракообразных. Его применяют в качестве пищевой добавки для животных, а также для изготовления косметики, медицинских препаратов, продуктов питания.
Биологическое значение
Хитин считается вторым по распространённости природным полисахаридом. Он встречается в экзоскелете большинства насекомых и ракообразных, а также является компонентом клеточной стенки у некоторых грибов.
Другие организмы, которые синтезируют хитин:
У насекомых хитин синтезируется главным образом в панцире. Предшественниками этого вещества могут быть трегалоза и гликоген.
Хитин обычно сочетается с другими соединениями (например, карбонатом кальция), образуя более прочный композитный материал. Чистый хитин или карбонат кальция сами по себе были бы хрупкими и не такими жёсткими, как композит.
У насекомых и ракообразных, которые подвергаются линьке и метаморфозам, деградация и синтез хитина происходят одновременно и согласованно. Ферментативная система разлагает вещество в экзоскелетах и оболочках кишечника на мономерные компоненты, особенно во время линьки.
Хитин служит защитным покровом и механической опорой для организмов, которые его производят. У членистоногих это вещество является важнейшим компонентом их экзоскелета. Хитин также присутствует в теле, подкладке кишечника, слюнных железах, частях рта и точках закрепления мышц.
Хитинизированный экзоскелет выполняет следующие функции:
Отдельные части наружного скелета в ходе эволюции трансформировались в челюсти и клешни. Эти органы позволяют животному захватывать добычу и пережёвывать пищу. Хитиновый покров является для них жизненно необходимым.
Представители членистоногих
Тип членистоногих так называется из-за своей морфологии. Эти животные имеют сегментированное тело и конечности. Хотя видовое многообразие очень широкое, все представители членистоногих имеют общие черты. Например, их тело состоит из трёх частей. Это голова, грудь и брюшко.
На голове расположены органы осязания, которые представлены усиками. Также там находятся глаза. Грудь несёт членистые конечности и крылья, благодаря которым животное может летать. На брюшке конечности отсутствуют либо они являются видоизменёнными. Например, у паукообразных брюшные лапы трансформировались в паутинные железы.
У всех видов членистоногих тело покрыто хитиновой кутикулой. Из-за неспособности к растяжению внешнего скелета животным приходится периодически линять.
Тип членистоногих подразделяется на три класса:
У каждого из них есть свои характерные признаки и особенности. У ракообразных на голове присутствует 2 пары усиков, а также жабры. Хоть они и являются водными обитателями, определённые виды могут жить на суше.
Паукообразных достаточно просто отличить по их внешним признакам. Тело у этих животных состоит из двух отделов: головогруди и брюшка. На головогруди расположено четыре пары ходильных лап. Также у пауков есть хелицеры и ногощупальца. Это особый тип конечностей, который необходим для питания.
Характерным отличием насекомых является то, что их тело состоит из 3 отделов. На груди у них находится три пары конечностей. Большинство видов имеют крылья.
Полезность хитина для человека
Хитин широко используется в пищевой промышленности. Его добавляют в еду для усиления аромата и вкуса. Это вещество помогает улучшить внешний вид, а также действует в качестве консерванта.
Кроме пищевой промышленности хитин применяется и в фармакологии. Состав вещества имеет лечебные свойства. Его польза заключается в следующем:
Хитин настолько широко распространён и полезен, что некоторые учёные считают возможным переход на хитиновую диету в ближайшем будущем. Например, исследователь Сэм Хадсон заявил, что человечество находится на пороге новой эры. Скоро из хитина можно будет получить бесконечное количество продуктов.
Впервые лекарственное средство на основе этого вещества было получено в 60-е годы прошлого столетия. Препарат должен был защищать организм от ионизирующего излучения. В то время его разработка была строго засекречена. Даже медики не знали точный состав. После нескольких экспериментов на животных учёные доказали, что средство увеличивает шансы на выживание после смертельной дозы облучения. Немного позже исследователи заметили, что препараты, содержащие хитин, помогают бороться и с другими проблемами.
Сейчас исследования хитозана и хитина продолжаются. Работой занимаются учёные, состоящие в Российском хитиновом обществе, которое была образовано в 2000 году. В его состав входят и исследователи из смежных областей науки, а также медицины и промышленности.
Как выяснилось, хитиновый покров помогает не только членистоногим, но и человеку в различных сферах деятельности. Это широко распространённое вещество. Если продолжать исследования хитина, то есть вероятность, что человечество сможет побороть свои главные проблемы, среди которых голод и болезни.
Свойства и состав хитина
Слово «хитин» в переводе с греческого означает «оболочка», «кожа», «одежда». Вещество является природным полимером, в основу которого входит N-ацетилглюкозамин. Его структура напоминает целлюлозу и имеет следующие свойства:
Хитин в природе практически не попадается в чистом виде. Обычно он представлен вместе с другими полисахаридами.
Впервые этот элемент был выделен из оболочки тарантула. В 1823 году французский учёный А. Одье проводил исследования покрова насекомых и тогда придумал название полученного вещества — хитин.
Этот элемент входит в состав клеточных стенок бактерий и грибов, выполняет функцию наружного скелета членистоногих. Благодаря своим органическим свойствам он выполняет защитную роль тела снаружи как от механических, так и химических воздействий.
Каждый год в живых организмах распадается и образуется около 10 млрд тонн этого вещества. В промышленных производствах из него получают хитозан, который нашёл применение в косметологии, пищевой промышленности, медицине, сельском хозяйстве.
Строение оболочки
Если посмотреть на хитиновую оболочку под микроскопом, то можно увидеть, что она состоит из двух слоёв клеток:
У ракообразных хитин пропитан солями кальция. Такой состав придаёт оболочке прочность, которая чем-то напоминают броню. Она способна защитить живое существо от какой-либо опасности внешнего мира.
Наземные представители, относящиеся к типу членистоногих, поверх своей хитиновой оболочки имеют вещество, напоминающее воск. Такой состав спасает организм от потери влаги. У паукообразных же эта оболочка пропитана белком.
Биологическое значение
Хитиновый покров не выполняет функции внутреннего скелета.
Хитинизированный слой довольно плотный. Он не даёт расти живому организму. Распределение по толщине на теле разное. Например, слой у спины толще, чем у конечностей. Поэтому у членистоногих время от времени начинается процесс линьки. В этот период они меняют свой покров. В момент, когда твердеет новая оболочка, животное быстро растёт.
В некоторых случаях в ходе эволюции экзоскелет образовался в клешни и челюсти, позволяющие хватать, дробить и жевать добычу. Ученные сходятся во мнении, что хитиновый покров жизненно необходим для выживания и дальнейшего существования членистоногих.
Если рассматривать летающих и прыгающих представителей типа, то здесь особая важность в том, что хитин лёгок. Это позволяет насекомым быстро прыгать и летать.
Хитиновый покров является особым природным соединением, которое обладает плотной структурой и выполняет роль опорно-двигательной системы представителей типа членистоногих.
Хитиновый покров Членистоногих
Всего получено оценок: 153.
Всего получено оценок: 153.
Тип «Членистоногие» включает в себя классы Ракообразных, Паукообразных и Насекомых. Одним из общих признаков Членистоногих является хитиновый покров всего тела. Такая оболочка надёжно защищает внутренние органы и является основой опорно-двигательной системы этих животных: узнать подробнее о составе и функциях хитинового покрова Членистоногих поможет данная статья.
Что такое хитин?
В переводе с греческого языка хитин (хитон) – одежда, оболочка, кожа. Природный азотосодержащий полисахарид хитин – это полимер, в основу которого входит N-ацетил глюкозамин. По своей структуре он похож на целлюлозу. Его физические свойства:
В природе хитин редко встречается в чистом виде, так как представлен в комплексе с другими полисахаридами. Такие соединения ассоциируют с белками.
Хитин впервые был выделен из внешней оболочки тарантула. Название возникло в 1823 году, когда французский учёный А. Одье исследовал покров насекомых.
Хитин входит в состав клеточных стенок грибов. Он является наружным скелетом Членистоногих и других беспозвоночных животных. Именно благодаря ему тело снаружи защищено от механического, химического и другого воздействия окружающей среды.
Данное соединение образуется в теле Кишечнополостных животных, а также некоторых червей.
Ежегодно на планете в живых организмах образуется и распадается около 10 млрд. тонн хитина.
Из хитина в промышленных условиях получают хитозан. Для этого используют панцири Ракообразных (раков, крабов, криля). Применяют его как добавку в кормах животных, для изготовления продуктов питания, косметики, в медицинских целях и сельском хозяйстве.
Функции хитинового покрова
Экзоскелет Членистоногих выполняет функции:
Будучи достаточно плотным соединением, хитиновая оболочка не даёт возможности расти животному. Также толщина покрова неодинакова по всему телу. Например, в спинной части слой твёрже, чем у основания конечностей. Поэтому время от времени Членистоногим приходится менять свой покров. Процесс замены внешней оболочки называется линькой. В этот период, пока новая хитиновая оболочка твердеет, животное быстро растёт, но становится достаточно уязвимым.
Строение хитиновой оболочки
Если рассматривать строение оболочки под микроскопом, то можно обнаружить два слоя клеток:
У Ракообразных тело покрыто хитином, пропитанным солями кальция. Такое соединение формирует достаточно прочную оболочку, напоминающую броню.
У Насекомых оболочка пропитана белками.
У наземных представителей типа Членистоногих поверх хитинового покрова имеется восковидное вещество, которое предотвращает потерю влаги.
Рис. 3. Хитин под микроскопом
Что мы узнали?
В вышеизложенном тексте мы узнали, что Членистоногие имеют хитиновый покров. Это особое природное соединение, которое имеет плотную структуру и выступает в качестве опорно двигательной системы данного типа животных. Хитин является природным полисахаридом, напоминающим целлюлозу у растений. В его функции входит защита от повреждений и испарения излишней влаги.
Хитиновый покров членистоногих – чем представлен наружный скелет
Тип «Членистоногие» включает в себя классы Ракообразных, Паукообразных и Насекомых. Одним из общих признаков Членистоногих является хитиновый покров всего тела. Такая оболочка надёжно защищает внутренние органы и является основой опорно двигательной системы этих животных: узнать подробнее о составе и функциях хитинового покрова Членистоногих поможет данная статья.
Что такое хитин?
В переводе с греческого языка хитин (хитон) – одежда, оболочка, кожа. Природный азотосодержащий полисахарид хитин – это полимер, в основу которого входит N-ацетил глюкозамин. По своей структуре он похож на целлюлозу. Его физические свойства:
Рис. 1. Структура хитина
В природе хитин редко встречается в чистом виде, так как представлен в комплексе с другими полисахаридами. Такие соединения ассоциируют с белками.
Хитин впервые был выделен из внешней оболочки тарантула. Название возникло в 1823 году, когда французский учёный А. Одье исследовал покров насекомых.
Хитин входит в состав клеточных стенок грибов и бактерий. Он является наружным скелетом Членистоногих и других беспозвоночных животных. Именно благодаря ему тело снаружи защищено от механического, химического и другого воздействия окружающей среды.
Данное соединение образуется в теле Кишечнополостных животных, а также разнообразных червях.
Ежегодно на планете в живых организмах образуется и распадается около 10 млрд. тонн хитина.
Из хитина в промышленных условиях получают хитозан. Для этого используют панцири Ракообразных (раков, крабов, криля). Применяют его как добавку в кормах животных, для изготовления продуктов питания, косметики, в медицинских целях и сельском хозяйстве.
Функции хитинового покрова
Экзоскелет Членистоногих выполняет функции:
Будучи достаточно плотным соединением, хитиновая оболочка не даёт возможности расти животному. Также толщина покрова неодинакова по всему телу. Например, в спинной части слой твёрже, чем у основания конечностей. Поэтому время от времени Членистоногим приходится менять свой покров. Процесс замены внешней оболочки называется линькой. В этот период, пока новая хитиновая оболочка твердеет, животное быстро растёт, но становится достаточно уязвимым.
Строение хитиновой оболочки
Если рассматривать строение оболочки под микроскопом, то можно обнаружить два слоя клеток:
Рис. 2. Хитиновая оболочка
У Ракообразных тело покрыто хитином, пропитанным солями кальция. Такое соединение формирует достаточно прочную оболочку, напоминающую броню.
У Насекомых оболочка пропитана белками.
У наземных представителей типа Членистоногих поверх хитинового покрова имеется восковидное вещество, которое предотвращает потерю влаги.
Рис. 3. Хитин под микроскопом
Что мы узнали?
В вышеизложенном тексте мы узнали, что Членистоногие имеют хитиновый покров. Это особое природное соединение, которое имеет плотную структуру и выступает в качестве опорно двигательной системы данного типа животных. Хитин является природным полисахаридом, напоминающим целлюлозу у растений. В его функции входит защита от повреждений и испарения излишней влаги.
Ракообразные
Режим обучения доступен только авторизованным пользователям
Возможности режима обучения:
Озвучка доступна в режиме обучения
К ракообразным относят 60 тысяч видов самых разнообразных животных. Всем хорошо известны омары, креветки и крабы. К ракообразным относят и менее известных представителей: щитней, мокриц, изопод и многих других. Большинство ракообразных обитает в морях, но встречаются речные и наземные обитатели. Встречаются среди ракообразных и паразиты. Как и другие членистоногие, ракообразные имеют сегментированное тело и прочный хитиновый покров. От других членистоногих ракообразные отличаются наличием особых усиков на голове – антенн. У большинства ракообразных антенны выполняют функции органов чувств. С помощью антенн ракообразные ощущают и осязают окружающий мир.
Тело ракообразных состоит из сегментов. Обычно насчитывают 16-20 сегментов. Голова и грудь у ракообразных сливаются в головогрудь – карапакс. Хитиновый покров дополнительно укреплён солями кальция. Большинство представителей дышат при помощи жабр. Жабры рака – это особые выросты брюшных и грудных конечностей. Кровь ракообразных выходит из сосудов и омывает все тело. У многих крабов кровь синего цвета из-за наличия в ней меди. Органами выделения служат специальные железы. Они являются видоизмененными метанефридиями. Большинство ракообразных – раздельнополые животные. Но встречаются среди них и гермафродиты.
Особенности строения и развития ракообразных
Большими клешнями раки пользуются для защиты и нападения. С помощью второй пары клешней рак измельчает и отправляет пищу в рот. Если рак потеряет клешню, то на её месте вырастет новая. А вот без хвоста рак не проживет. Потеря хвоста – частая причина гибели раков. Без него рак не сможет двигаться под водой. Большинство раков чувствительны к чистоте воды. В грязной воде они жить не смогут. От воды так же зависит и цвет ракообразных. Цвет их тела может меняться от бурого до синего.
Развитие ракообразных происходит с превращениями. Из яйца выходит личинка – науплиус. Через несколько стадий развития науплиус превратится во взрослого рака. Многие раки проявляют заботу о потомстве. После спаривания самцы защищают самку. Самки вынашивают приклеенные яйца до 20 дней. Крайне необычное поведение демонстрируют некоторые речные раки. Если самец речного рака проиграет в битве с другим самцом, то у него есть шанс спастись. Он может притвориться самкой и сымитировать половой контакт. В таком случае проигравший самец останется в живых.
Дополнительный контент (Видео) доступен в режиме обучения
Щитни – древнейшие животные на планете. В неизменном виде они существуют уже более 200 миллионов лет. Свое название щитни получили за особый щиток. Он покрывает и защищает тело животного. Размеры щитня не превышают 10 сантиметров. На поверхности щитка расположен простой глазок. По бокам от него расположены еще два глазка сложного строения. Яйца щитней защищены прочной оболочкой. Они способны переносить жару и холод в течение десяти лет. Благодаря такой живучести яиц щитни распространились по всему миру.
Разнообразие ракообразных
Морские жёлуди мало похожи на ракообразных. Они ведут прикрепленный образ жизни. Свое тело прячут в прочной раковине, похожей на жёлудь. Рачок высовывает свои конечности из раковины и захватывает мелкую добычу. Питаются морские жёлуди простейшими животными и личинками. Некоторые виды являются паразитами. Морские жёлуди часто мешают морской сейсморазведке. Они крепятся на корабельном оборудовании и создают шумы. Киты тоже страдают от незваных гостей на их теле.
Дафнии и циклопы – самые примитивные ракообразные. Их прозрачное тело не превышает 5 миллиметров в длину. Эти микроскопические рачки являются частью планктона. Им питаются многие морские обитатели. Передвигаются дафнии за счет рывковых движений, создаваемых антеннами. В крошечном теле дафний расположены все жизненно важные органы: сердце, кишечник, мышцы и другие. Дышат дафнии всей поверхностью тела. Дафнии используются для промыслового корма рыб и аквариумистами. С помощью дафний определяют токсичность воды. Эти мелкие рачки чувствительны к самым незначительным изменениям состава воды.
Гигантские изоподы обитают в холодных глубинах Атлантического, Тихого и Индийского океанов. По внешнему виду они напоминают мокриц. Эти существа достигают в длину 70 см. Питаются изоподы падалью – остатками мёртвых морских животных. Но известны случаи, когда изоподы нападали на акул. Своими мощными челюстями они прогрызают даже «броню» аллигатора!
Дополнительный контент (Видео) доступен в режиме обучения
Всем хорошо известны креветки. Эти мелкие ракообразные распространены по всему миру. Самый крупный представитель – Тигровая креветка – достигает в длину 30 см и весит 600 граммов! У креветок типичное для ракообразных строение. Сердце у них расположено в головном сегменте. Глаза креветок находятся на особых вращающихся стебельках. Это позволяет креветке со всех сторон видеть надвигающуюся опасность. Креветки часто линяют. Во время линьки им приходится несколько дней прятаться в зарослях растений или под камнями. После линьки у креветок восстанавливаются поврежденные конечности.
У раков-отшельников мягкое тело без хитинового покрова. Живут эти раки в пустых раковинах моллюсков. Когда рак-отшельник вырастает, он меняет свое жилище. Выбор новой раковины – непростая задача. Если нет подходящих вариантов, то рак может украсть чужую раковину. При опасности раки прячутся в раковине, закрывая вход своей клешней. Задние ходильные ноги служат для закрепления в раковине.
Дополнительный контент (Видео) доступен в режиме обучения
Камчатский краб и японский краб-паук являются гигантами среди беспозвоночных. Масса тела японского краба достигает 20 кг, а размер – 2 метров! Живут эти существа более ста лет. Камчатские крабы – излюбленный деликатес во всем мире. Но их промысел затруднителен и строго контролируется.
У манящих крабов одна клешня больше другой. Такая огромная клешня может превышать размеры самого краба. Размер клешни играет важную роль для привлечения самки. Когда краб прячется в домике, то он закрывает вход в жилище своей клешней. Интересно поведение этих крабов. Они уживаются со своими соседями, но не терпят чужаков. Манящие крабы строят «песчаные замки». Чем больше замок, тем выше вероятность заинтересовать самку.
Раки-богомолы являются излюбленным объектом для изучения. Особый интерес представляют их глаза. Сложные глазки расположены на подвижных выростах головы – стебельках. Зрение этих существ имеет крайне необычное и сложное строение. Если у глаза человека три типа светочувствительных клеток, то у глаза раков-богомолов их 16! Такие сложные глаза позволяют раку увидеть любую опасность или добычу.
Дополнительный контент (Видео) доступен в режиме обучения
Некоторые крабы любят притворяться кораллами. Они украшают своё тело водорослями или различным мелким мусором. Так краб становится незаметен для хищников. Но крабы-боксеры не из пугливых. Они подсаживают на клешни ядовитых актиний. Когда мимо проплывает добыча, краб хватает её жалящими «боксерскими перчатками». Трапезничать будут все трое: краб и его две «перчатки». В отличие от клешней других крабов, клешни краба-боксера мягкие и не годятся для охоты. Если краб потеряет одну из «перчаток», то он разорвет вторую пополам. Так из старой актинии образуется две новые, вполне здоровые и готовые к охоте. Часто юные крабы-боксеры воруют актиний у более взрослых сородичей.
Значение ракообразных
В природе всё взаимосвязано. Мелкие рачки и науплиусы питаются микроскопическими водорослями. В свою очередь, рачки являются кормовой базой для большинства рыб. Ракообразные обладают наибольшей биомассой на планете и являются важнейшей частью всех морских экосистем. За свою жизнь только одна мелкая рыбешка съедает тонну мелких рачков!
Люди с древности едят раков, креветок, омаров и лангустов. Ежегодно вылавливается более 40 тысяч тонн креветок. Мясо этих беспозвоночных богато витаминами, белками и кальцием. Однако в последние годы чрезмерный промысел приводит к сокращению количества ракообразных. В первую очередь страдают морские животные, чей рацион состоит из ракообразных. Кроме того, мелкие рачки являются важным пунктом в рационе питания для промысловых рыб. Большую роль играют ракообразные в очистке водоёмов. Они выполняют функции биофильтраторов.
Ракообразные кажутся нам странными и непонятными созданиями. Но у нас с ними много общего. Как и люди, раки способны испытывать стресс. За ощущение тревоги у них отвечают те же молекулы, что и у людей. Раков изучают с целью излечения алкоголизма у людей. Если «напоить» рака, то он начнет перекатываться по дну аквариума. Раки-одиночки менее склонны к алкоголю, чем общительные собратья.
Древнегреческий врач и философ Гиппократ жил в 400 году до нашей эры. Он первый увидел и описал раковую опухоль. Почему он назвал эту болезнь «раком»? Внешний вид болезни напомнил ему панцирь ракообразного. Спустя сотни лет римские медики перевели это греческое слово на латынь. Так появилось второе название рака – карцинома. В английском языке до сих пор используют латинский вариант перевода – cancer. В русском языке закрепился греческий вариант – рак.
Тест для закрепления материала
Проверим ваши знания о ракообразных
Прохождение теста доступно в режиме обуения