节肢动物

第十章 节肢动物门Arthropoda

节肢动物是动物界中最大的一门，已定名的有110万种，至少占动物总数目的75% 。节肢动物不仅数量多，而且分布很广，海洋、湖泊、土壤、地面、空中以及动植物体内均有分布，适应各种各样的生活环境和气候。节肢动物的大小差异也很悬殊，小到几微米，大到几米，大多数节肢动物是营自由生活的，与人类关系十分密切。

节肢动物之所以种类多、数量大，这与它们的形态结构特征是分不开的。

第一节 节肢动物门的主要特征

一、一、身体异律分节，附肢也分节。 节肢动物身体异律分节现象高度发展，体节愈合，有些外表的分节现象消失。身体可以分为几部分：昆虫分头、胸、腹三部分，甲壳动物分头胸部和腹部，有的则分为头部和躯干部。异律分节的结果，使身体明显地分为各个部分，器官系统趋于集中，机能亦相应地分化，身体各部分有了进一步的分工。头部主要是感觉和摄食的中心，胸部主要是运动，腹部则与生殖关系密切。身体分工，使器官系统的构造更为复杂化，使节肢动物对外界的适应能力进一步加强。节肢动物的异律分节是在同律分节的基础上发展起来的，是一个进步性特征。 节肢动物的附肢不同于环节动物的疣足，它是分节的。不仅各节之间以关节相连，而且附肢与体壁之间亦有关节，这大大增强了附肢的灵活性，使节肢动物的活动范围和活动能力增强。附肢的原始类型为双肢型，进化过程中又发展出单肢型附肢。

双肢型附肢的基本模式 单肢型附肢 双肢型附肢

适应于不同的生活方式，附肢又有许多的特化。

二、具外骨骼

环节动物具有角质膜，很薄很软；软体动物的贝壳为钙质，仅起保护作用而与运动关系不大。而节肢动物的外骨骼与它们不同，从结构上看，它可以分为几层：

昆虫 甲壳动物

上表皮层为致密的蜡层，可以防止水分蒸发，外表皮层因钙质沉积而形成坚硬的骨片，因而坚硬，内表皮主要含有几丁质，富有弹性。因此表皮的功能主要是支持身体的体形，保护虫体免受化学或机械损伤。上皮为活细胞层，向外分泌外骨骼，向内分泌基膜。外骨骼不仅具有保护的功能，而且与节肢动物的运动

有密切的关系。节肢动物的肌肉附着在外骨骼上，在肌肉收缩是起杠杆作用，从而产生相应的运动。从功能上讲节肢动物的外骨骼与脊椎动物的骨骼相类似，但它来源于外胚层，而脊椎动物的骨骼来源于中胚层。

由于外骨骼一经分泌形成就不能再继续扩大，这样造成了节肢动物生长的障碍。于是相应地出现了蜕皮现象。蜕皮：肢动物的身体长到一定的限度后，便蜕去旧皮，重新形成新皮。在新皮未骨化之前，大量吸收水分和空气，迅速扩大身体。这种现象即称为蜕皮。蜕皮是在激素的控制下进行的。两次蜕皮之间的生长期称为龄期，计算虫龄是蜕皮次数加1。刚刚孵化的幼虫为一龄期，蜕一次皮即为二龄幼虫。蜕皮时，上皮分泌一种酶，溶解掉具有几丁质的内表皮，使上皮层与上表皮和外表皮等外骨骼分开，同时上皮层又分泌形成新的表皮，并把旧皮裂开，虫体钻出，这时虫体大量的吸收空气和水，身体迅速膨胀生长。另外，蜕皮过程中，虫体的血压也增高，促进新皮层的生长，同时对维持体形也有很大的作用，蜕皮在幼虫期比较频繁，到了成虫以后，大多无蜕皮现象，这并不是说它已经停止生长，组织和细胞的代谢在继续，虫体体积却不再增加。 具有几丁质外骨骼是节肢动物具广泛适应力的主要原因之一，特别是对陆地上生活的高度适应，这是其它无脊椎动物所不及的。

三、肌肉系统

节肢动物的肌肉成束，而且互相拮抗（伸肌与屈肌），而且肌肉附在外骨骼上，这样的肌肉收缩有力迅速。蚯蚓的环肌收缩需要0.3-0.5s，甲壳动物的腹肌为0.195s，昆虫的飞翔肌则为0.025s。

四、混合体腔（mixocoel），也成为血腔（haemocoel）

已经学习过假体腔（原腔动物门），即为囊胚腔。真体腔（环节动物门），节肢动物在真体腔的发生过程中，也是按节由中胚层形成成对的体腔囊，而是形成生殖、肾和围心腔，囊外的囊胚腔与囊内的真体腔合并形成混合体腔

（mixocoel）。节肢动物为开管式循环，因此混合体腔中又充满血液，因此又称

为血腔(haemocoel)。

开管式循环具有较小的血压，所以在折断附肢时不会引起大量失血，遇到敌害折断附肢是节肢动物的本能。这也是节肢动物的一个很好的适应性。

第二节 分 类

有 鳃 亚门（Branchiata）：多水生，用鳃呼吸，1--2对触角。

三叶虫纲，甲壳纲

有 螯 亚门（Chelicerata）：水生或陆生，书鳃或书肺呼吸，无触角，第一

对附肢为螯状。

肢口纲，蛛形纲

有气管亚门（Trachnoida）：多数陆生，气管呼吸，1-2对触角。

原气管纲，多足纲，昆虫纲

第三节 三叶虫纲 Trilobita

全部为化石种类（展示化石），生活在具今6亿--2亿年前的寒武纪—二迭纪，种类大约有4000种。

身体扁平，背部有两条纵走的背沟，将身体分为三叶，因此称为三叶虫。身体分头、胸和腹三部分，胸部和腹部节数不定，头部外面具有一个半圆形的头甲，其两侧各有一个复眼。除第一对须状触角和腹部最后一节无附肢外，每一节均具有一对附肢，为典型的双肢型（内肢节分为7节）。

三叶虫幼虫发育时，在头和已具有的几个体节之间不断增加体节数目，发育中要经过数次的蜕皮。

它在系统演化中有重要意义。根据他原始性的附肢、体节数不定而随发育增加来看，它是较原始的节肢动物。另外它的附肢内肢节分为7节，与某些甲壳动物相同，说明与甲壳动物有一定的亲缘关系。肢口纲动物发育过程中有三叶虫期，说明它与肢口纲又有一定的亲缘关系。对于地质学上地层的鉴定有重要意义。

第四节 甲壳纲Crustacea

一、一、代表动物—日本沼虾

1、外形：体长而侧扁，雌雄异体，雄小雌大。生活时体略透明，体壁下具有色素细胞，幼体全身具褐色斑点，成虾具有淡棕色斑点。色素细胞的扩大或缩小可以调节体色，色素细胞扩大，体色加深，反之变浅。当加热时，组成色素的蛋白分解沉淀，而虾红素由于熔点高而不能熔化，因而析出，呈红色。沼虾身体共20体节，分为头胸部和腹部，头胸部由13个体节（头5胸8）愈合而成，外被一坚硬的头胸甲；腹部由7节组成，各节之间有膜质关节将各节的外骨骼连接在一起，因此沼虾能够伸屈自如。最后一节无附肢，它与腹部第六节的附肢共同形成尾扇。

头胸甲的前端具有一额剑，上下缘均具有短棘（额剑很硬，食用时剪去，否则会刺破口腔），额剑两侧有一对复眼，其后接一可以活动的眼柄。

除尾节外每一体节都有一对附肢，沼虾的附肢为双肢型。但由于适应不同的功能而有所变化。

头部具有5对附肢，第1、2对附肢为触角，第1对小触角司身体前部的感觉，其基部具有司平衡的平衡囊，此外小触角还有嗅觉的功能；大触角具一长的触鞭，司身体两侧和后部的感觉。沼虾的排泄器官触角腺位于第二对触角的基部。

三对颚，位于口周围，大颚坚硬，具有切齿臼齿，用来切磨实物；第一小颚原肢呈薄片状，很小，用来抱握食物；第二小颚的外肢节发达呈片状，用来煽动水流，利于呼吸和摄食。

胸部有8对附肢。3对颚足内外肢均存在，一般内肢节分5节，细长，上有刚毛，外肢节为薄片状；5对步行足细长，外肢很小，前2对步足末端呈钳状，后3对为爪状。步足具有捕食和运动的功能。胸部8对附肢均具有鳃的结构。

腹部附肢6对，前5对为游泳足，原肢节1节，内外肢发达，第6对内外肢均为片状，尾节不具有附肢，它与第6对附肢共同构成尾扇。

2、内部构造

1）1）体壁与肌肉：

外骨骼很坚硬，具有钙质沉积。

肌肉主要为伸肌和屈肌两大部分。互为拮抗，腹部屈肌特别发达，背部伸肌则不发达。沼虾前进是靠腹部附肢的划动，向后运动则依靠发达的腹屈肌，屈肌收缩时，沼虾快速屈体，尾扇把水推向前方，使身体快速后退，但伸直时却比较

慢，因为背肌不发达。

2）2）消化系统：分为前、中、后肠，其中前肠和后肠来自外胚层，中肠来自内胚层。前后肠由于外胚层内陷，具几丁质膜。

前肠： 口 ：位于两大颚之间，前方有一上唇片，后方有二下唇片 食道：很短

胃 ：可以分为贲门胃和幽门胃，前者壁上具有几丁质的齿，借肌肉

与体壁相连，称为胃磨，后者具有刚毛，有过滤的功能

中肠：有肝管开口，主要吸收，在胃和中肠之间有盲肠。 后肠：很长，后端在尾节处膨胀为直肠，有肛门 腺体：肝胰脏

3）3）循环系统：为开管式循环，比较复杂。心脏位于头胸部的后半部分，有3对心孔，背方一对，两侧各有1对，心孔具有瓣膜，可以防止血液倒流。由心脏发出6条动脉，动脉分支为小动脉，然后后流入组织间的血窦，汇集到胸部腹面的胸血窦，通过入鳃静脉在鳃内进行气体交换后，由出鳃静脉进入围心窦，经心孔将血液送回心脏。由于沼虾的血液只含有血青素，故而血液是无色的。

围心窦 心脏 动脉

出鳃静脉 （组织间）血窦

入鳃静脉 胸血窦

4）呼吸系统：以鳃呼吸，鳃位于头胸部两侧的鳃腔内。鳃是由皮肤内突形成的半管状细微分支物，从结构上讲，沼虾的鳃称为羽状鳃，中央为一鳃轴，由此向两侧生长出分支状的鳃丝，入鳃血管和出鳃血管在鳃轴中通过。海水经鳃腔的游离端和附肢的缝隙进入鳃腔，与鳃接触进行气体交换。一般来说，水生生物都有使气体快速通过起呼吸器官的结构。沼虾第二小颚外肢颚片的拨动具有这一功能。

5）5）排泄系统：幼体与成体的排泄器官不同，幼体以颚腺进行排泄，在第二小颚基部。成体以触角腺为排泄器官，在大触角基部，由腺体部和膀胱部构成。由于腺体一般呈绿色（鸟氨酸），因此又称为绿腺。排泄孔开口在大触角基部的乳突上。

6）6）神经系统：沼虾的神经系统类似于环节动物，由脑、围食道神经、食道下神经、胸神经节和腹神经索构成，不同的是神经节更趋于集中。

7）7）生殖系统：雌雄异体。可以从外形上确认：雌性在第4、5步足之间有一椭圆形的结构，当中有一纵开口，称为受精囊。雄性第二对腹部附肢的内肢节左右合抱形成一槽状的结构（为透明片状），为交接器。

雌性具有卵巢一对，位于身体背部，围心腔腹面，消化道上方，纵贯全身，

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