1.1.5. Stawonogi – skorupiaki i pajęczaki

Wyspa Bożego Narodzenia, listopad, upał. 150 milionów czerwonych krabów, chrzęszcząc pancerzami, wędruje z lasu do oceanu, by złożyć jaja. Dlaczego wybrały życie na lądzie, skoro oddychają skrzelami, noszą ciężkie pancerze, a dzieciństwo muszą spędzić w oceanie?

Już wiesz: 

  • szkielet zewnętrzny chroni przed urazami, ale uniemożliwia wzrost i utrudnia poruszanie się na lądzie;
  • zwierzęta aktywne mają symetrię dwuboczną.

Nauczysz się: 

  • identyfikować nieznany organizm jako przedstawiciela skorupiaków lub pajęczaków;
  • wskazywać i opisywać przystosowania raka do wodnego trybu życia;
  • wskazywać i opisywać przystosowania pająka do lądowego trybu życia;
  • omawiać sposoby odżywiania się skorupiaków i pajęczaków;
  • podawać przykłady korzyści i zagrożeń ze strony pajęczaków.

1. Stawonogi

Pająki, owady, raki należą do wielkiej i różnorodnej grupy stawonogów – zwierząt o segmentowanym ciele i członowanych odnóżach. Człony odnóży są połączone ze sobą stawowo, czyli w sposób ruchomy. Odnóży krocznych może być od sześciu do przeszło stu. Oprócz nich występują też takie, które pełnią inne funkcje niż lokomocyjne. Część z nich znajduje się wokół otworu gębowego (tworzą aparat gębowy), ich rolą jest chwytanie i rozdrabnianie pokarmu. Odnóża innego typu – czułki, mają za zadanie odbiór informacji z otoczenia. Jeszcze inne zaopatrzone są w narządy oddechowe.
Ciało stawonogów jest zwykle dwubocznie symetryczne, podzielone na głowę, tułów i odwłok. U owadów głowa i tułów są rozdzielone, u skorupiaków i pajęczaków nieruchomo połączone, tworząc głowotułów. Ciało stawonogów pokryte jest chitynowym oskórkiem, u niektórych skorupiaków wysyconym dodatkowo solami wapnia, które nadają mu dużą twardość. Pełni on funkcję szkieletu zewnętrznego, stanowi miejsce przyczepu mięśni, chroni narządy wewnętrzne przed urazami mechanicznymi oraz przed wyschnięciem (w przypadku form lądowych).
Pancerz zewnętrzny uniemożliwia stawonogom ciągły wzrost. Dlatego zwiększają one rozmiary tylko w okresie linienia. Wtedy stary oskórek jest zrzucany i zastępowany nowym, bardziej miękkim i nieco większym od poprzedniego. Zanim znów stwardnieje, zwierzę intensywnie rośnie.
Stawonogi zamieszkują wszystkie środowiska nadające się do życia. Żyją w powietrzu (owady), w wodzie słodkiej i słonej oraz na lądzie.

Polecenie 1.1.5.1.

Niektóre stawonogi zjadają zrzucony przez siebie oskórek. Należy do nich krab tęczowy. Jednak czasem się zdarza, że podczas linienia zwierzęciu nie uda się zjeść zrzuconej wylinki. Wtedy nowy oskórek nie twardnieje i ulega różnym deformacjom. Wyjaśnij, dlaczego tak się dzieje.

Wskazówka

Jakie substancje budują pancerz stawonogów?

Ciekawostka

Na kuli ziemskiej żyje obecnie ok. 1,4 mln gatunków bezkręgowców, z czego ponad 1,1 mln stanowią stawonogi. Wśród nich najliczniejsze są owady. Znanych jest ponad milion gatunków tych zwierząt. Dla porównania ssaki liczą tylko 5500 gatunków.

2. Skorupiaki

Zdecydowana większość skorupiaków żyje w wodzie – słonej bądź słodkiej. Tylko nieliczne są zdolne do bytowania na lądzie w wilgotnych środowiskach, zwłaszcza w tropikach. Większość z nich musi wracać do morza na okres rozrodu.
Skorupiaki są stawonogami, których ciało zwykle składa się z głowotułowia i odwłoka. W przedniej części głowotułowia występują umieszczone na słupkach oczy pozwalające obserwować otoczenie ponad pancerzem. Poniżej nich znajdują się dwie pary czułków służących do odbierania bodźców dotykowych. Głowotułów skorupiaków wyposażony jest w 5 par odnóży krocznych, z których pierwsza może być zakończona szczypcami. Odnóża odwłokowe zwykle mają spłaszczony kształt i służą do pływania. Mogą też, gdy są na nich osadzone skrzela, pełnić funkcje oddechowe. Większość skorupiaków oddycha skrzelami. Mogą one mieć formę wyrostków na odnóżach tułowiowych i odwłokowych, ale zwykle mieszczą się w komorach skrzelowych pod grzbietową częścią pancerza. Tylko u gatunków o bardzo małych rozmiarach wymiana gazowa zachodzi całą powierzchnią ciała.
Do skorupiaków należą organizmy zarówno bardzo drobne, żyjące w planktonie (rozwielitki, oczliki i kiełże), jak i duże, okryte, grubym i twardym pancerzem (raki, kraby i homary). Nieliczne morskie stawonogi, np. pąkle i kaczenice, prowadzą osiadły tryb życia, a ich ciała okryte są pancerzem zbudowanym z wapiennych płytek. Skorupiaki mogą być drapieżnikami, saprofagami, filtratorami lub pasożytami.
Skorupiaki planktoniczne, jak rozwielitki czy oczliki, a także tworzące ławice kryle, są źródłem pokarmu dla wielu gatunków zwierząt – głównie ryb, ptaków i ssaków. Gatunki drapieżne, jak raki, kraby, langusty i homary, regulują liczebność zwierząt wodnych, głównie mięczaków, owadów i ich larw oraz innych skorupiaków. Niektóre skorupiaki, np. raki, krewetki, homary, langusty, są cenione ze względu na swoje walory smakowe i często konsumowane, zwłaszcza w krajach z dostępem do morza lub oceanu.

Polecenie 1.1.5.2.

Segmenty głowotułowia u skorupiaków zwykle są ze sobą zrośnięte, a segmenty odwłoka są ruchome względem siebie. Wyjaśnij, jak skorupiaki wykorzystują ruchomość segmentów odwłoka.

Wskazówka

Jaką funkcję u skorupiaków pełni odwłok, a jaka jest rola głowotułowia?

Ciekawostka

Skorupiakiem lądowym jest stonoga, która ma nie 100, a tylko 14 odnóży krocznych. Żywi się szczątkami roślin i zwierząt. Zamieszkuje wilgotne, ciemne środowiska. Można ją spotkać w piwnicach, opuszczonych domostwach, pod korą drzew.

Polecenie 1.1.5.3.

Wiele skorupiaków żywi się padliną. Wyjaśnij, jakie ma to znaczenie dla ekosystemów, które zamieszkują.

Wskazówka

Dlaczego padlina nie może zalegać w ekosystemach? Jakie są niebezpieczeństwa z tym związane?

Polecenie 1.1.5.4.

Skorupiaki lądowe żyją tylko w wilgotnych środowiskach. Co jest tego przyczyną?

3. Pajęczaki

Pajęczaki są stawonogami, których ciało zwykle składa się z głowotułowia i odwłoka. Zamieszkują różne środowiska. Zdecydowana większość tych zwierząt żyje na lądzie. Należą do nich na przykład pospolite u nas pająki i kosarze (pajęczaki o silnie skróconym ciele i bardzo długich, cienkich odnóżach) oraz spotykane w strefach cieplejszych niż nasza skorpiony o potężnych, przypominających szczypce raka, odnóżach gębowych. Oddychają powietrzem atmosferycznym, a chitynowy pancerz chroni je przed utratą wody.
Pająki posiadają 4 pary odnóży krocznych wyrastających z głowotułowia. Na odwłoku odnóża nie występują. Z przodu głowotułowia pajęczaki mają oczy oraz odnóża gębowe. Jedna para odnóży gębowych jest wysunięta poza obrys części głowowej i może wyglądać jak czułki, które jednak u pajęczaków nie występują. Narządy gębowe służą do chwytania i przytrzymywania ofiary, rozdrabniania pokarmu; pełnią też rolę narządu dotyku. Druga para odnóży gębowych nakłuwa ciało zdobyczy i wprowadza do niego jad. Często jest używana do walki z napastnikami. W tylnej części odwłoka pająków, po brzusznej stronie, znajdują się kądziołki przędne. Mają tam ujścia gruczoły przędne, produkujące ciekłą, białkową substancję, która po zetknięciu z powietrzem krzepnie w postaci nici pajęczej. Skorpiony posiadają na końcu odwłoka charakterystyczny kolec jadowy, dzięki któremu drapieżnik uśmierca ofiarę.

Polecenie 1.1.5.5.

Wyjaśnij, dlaczego odwłok skorpiona jest bardziej ruchomy niż odwłok pająka.

Wskazówka

W jaki sposób te drapieżniki polują na swoje ofiary?

Polecenie 1.1.5.6.

Niektórzy hodowcy usuwają jadowitym pająkom odnóża gębowe połączone z gruczołami jadowymi. Jakie konsekwencje ma ten zabieg dla okaleczonych pająków?

Wskazówka

Do czego służą odnóża gębowe? Jak oceniasz postępowanie takich hodowców?

4. Pajęcza sieć łowna

Pająki przędą różne typy nici. Jedne służą do budowy sieci łownych (pajęczyn) i nici asekuracyjnych, inne do oplatania schwytanych ofiar, jeszcze inne do budowy gniazd i kokonów, do wnętrza których składane są zapłodnione jaja. Niektóre pająki, zwłaszcza te małych rozmiarów, wytwarzają nić zwaną babim latem. Na pajęczynie, która powstaje z tych cienkich, długich nici, jej twórcy unoszą się w powietrzu i przemieszczają się z wiatrem na odległość nawet kilkuset kilometrów.
Budowanie sieci łownych jest czasochłonne. Zwykle pająki tkają je nocą, kiedy jest bezpieczniej. Budowa rozpoczyna się od puszczenia z wiatrem nici bazowej, która przyczepia się do jakiejś chropowatej powierzchni. Pająk ostrożnie przechodzi po niej i wzmacnia ją nowymi nićmi. Potem dobudowuje kolejną, tworząc konstrukcję w kształcie litery Y, i dodaje następne promienie. Kiedy są gotowe, pająk łączy je lepkimi nitkami spiralnymi lub biegnącymi po okręgu. Nici pomocnicze są suche i stanowią drogi przemieszczania się pająka, a nici lepkie tworzą właściwe pułapki na owady. Czatujący w ukryciu pająk za pomocą odnóży rejestruje drgania sieci, w którą złapała się ofiara. Szybko podbiega i wstrzykuje jad, który unieruchamia złowionego owada. Potem wpuszcza do jego wnętrza soki trawienne, które zamieniają tkanki ofiary w płynny pokarm. Ten proces nazywa się trawieniem zewnętrznym. Następnie pająk oplata swoją ofiarę nicią i często zawiesza na pajęczynie. Pokarm z ofiary wysysa dopiero jakiś czas po wprowadzeniu soków trawiennych.

Obserwacja 1.1.5.1.

Cel: 
Opisanie budowy zewnętrznej pająka i jego sieci łownej.
Co będzie potrzebne: 
  • lupa – najlepiej kubkowa,
  • pająk,
  • sieć łowna pająka,
  • spryskiwacz.
Instrukcja: 
  1. 1.
    Odszukaj pajęczyny na łące, w parku lub w zaniedbanym pomieszczeniu.
  2. 2.
    Znajdź miejsce, w którym czatuje pająk, poszukaj owiniętych pajęczyną ofiar pająka. Zaobserwuj kształt i sposób ułożenia nici. Aby lepiej dostrzec nitki pajęczyny, delikatnie spryskaj ją wodą ze spryskiwacza. Naszkicuj lub sfotografuj wygląd pajęczyny.
  3. 3.
    Bardzo ostrożnie schwytaj pająka i umieść go w przezroczystym pudełku lub w pojemniku lupy kubkowej. Zadbaj o to, aby nie uszkodzić jego ciała i nie zrobić mu krzywdy.
  4. 4.
    Zaobserwuj jego budowę zewnętrzną. Wykonaj schematyczny rysunek, na którym zaznaczysz i opiszesz poszczególne części ciała.
  5. 5.
    Po zakończeniu obserwacji ostrożnie uwolnij pająka w miejscu, gdzie został schwytany. W tym celu umieść tam otwarty pojemnik i poczekaj, aż pająk sam go opuści.
Podsumowanie: 
Pająki tworzą sieci łowne o różnych kształtach. Ich odnóża, oczy i odwłok różnią się budową, ponieważ zależy ona od trybu życia.

Polecenie 1.1.5.7.

Podaj przyczynę zjadania przez pająki swoich sieci lub ich fragmentów.

Wskazówka

Z jakiej substancji zbudowana jest sieć?

Ciekawostka

Pajęczaki oddychają tlenem atmosferycznym, dlatego żyjący pod wodą pająk topik, by przeżyć, musi zgromadzić zapasy powietrza. W tym celu wynurza nad powierzchnię pokryty włoskami odwłok i chowa się do wody. Do włosków przyczepiają się banieczki powietrza, które topik przenosi pod kopulastą sieć rozpiętą na roślinach wodnych. Przyniesione pęcherze powietrza zdejmuje z siebie dopiero, gdy znajduje się pod pajęczyną. Z nagromadzonego gazu powstaje bańka o objętości kilku centymetrów sześciennych, w której pająk bytuje, przechodzi linienie i składa jaja.

Ciekawostka

Naukowcy twierdzą, że nić pajęcza może posłużyć w przyszłości jako syntetyczny mięsień. Przy odpowiedniej wilgotności potrafi się ona bardzo mocno rozciągać i kurczyć, jest 50 razy bardziej wytrzymała od ludzkiego mięśnia.

5. Kleszcze i inne roztocza

Do pajęczaków należą kleszcze – pasożyty zewnętrzne, które przenoszą ciężkie choroby, np. podobną do malarii babeszjozę, kleszczowe zapalenie mózgu czy boreliozę. Kleszcze występują na obrzeżach lasów liściastych i mieszanych, na polanach, w zaroślach i trawach do wysokości 1,5 m. Przesiadują na spodniej stronie liści, głównie na ich końcach lub na gałęziach w pobliżu ścieżek dzikich zwierząt, skąd są zbierane przez przeciskające się w gęstwinie ofiary. Aby uniknąć tych pasożytów, na wycieczkę do lasu trzeba zakładać odzież z długimi rękawami i nogawkami oraz nakrycie głowy, a po powrocie zmienić odzież oraz skontrolować, czy na ciele nie ma nieproszonych gości. Czasem łatwo przeoczyć kleszcze, gdyż larwy mogą mieć ledwo 1 mm długości. Gdy okaże się, że kleszcz wczepił się, należy usunąć go szybkim ruchem, chwytając tuż przy skórze. Nie należy smarować kleszcza tłuszczem, przypalać ani wykręcać, gdyż podrażniony może zwrócić do rany ślinę wraz z zarazkami. Trzeba pamiętać, że nie każdy kleszcz przenosi drobnoustroje chorobotwórcze, a ryzyko ich wstrzyknięcia, jeśli kleszcz żerował mniej niż dobę, jest niewielkie. Mimo to miejsce ukąszenia trzeba obserwować. Pojawienie się kolistego zaczerwienienia skóry wokół ranki oraz objawy podobne do przeziębienia: bóle głowy i kończyn, uczucie ogólnego rozbicia, rzuty gorączki wymagają konsultacji lekarskiej.
Inne pajęczaki, które mogą być groźne dla człowieka, to mikroskopijne roztocza żyjące w kurzu domowym, pościeli, materacach. Żywią się szczątkami organicznymi. Ich odchody przyczyniają się do występowania alergii, których objawami są katar, kaszel, astma oskrzelowa, zapalenie skóry.
Do grupy roztoczy należy też świerzbowiec. Mierzy ok. 0,4 mm. Drąży w naskórku kanaliki, żywi się tkankami, powoduje silne swędzenie. Wywołuje świerzb, bardzo zakaźną chorobę przenoszoną przez kontakt bezpośredni.

Podsumowanie

  • Stawonogi to zwierzęta o segmentowanym ciele i członowanych odnóżach, których elementy są połączone za pomocą stawów. Mają ciało pokryte chitynowym oskórkiem, podzielone na głowę, tułów i odwłok (u owadów) lub głowotułów i odwłok (u skorupiaków i pajęczaków).
  • Skorupiaki to stawonogi żyjące głównie w wodzie. Posiadają twardy, chitynowy pancerz, wysycony solami wapnia oraz do kilkunastu par odnóży, położonych na głowotułowiu i odwłoku.
  • Pajęczaki to stawonogi żyjące głównie na lądzie. Posiadają 4 pary odnóży krocznych, położonych na głowotułowiu.
  • Skorupiaki oddychają zwykle za pomocą skrzeli tlenem rozpuszczonym w wodzie, a pajęczaki tlenem atmosferycznym.
  • Wśród pajęczaków występują drapieżniki tkające sieci łowne, pasożyty (także człowieka) i saprofity.

Praca domowa

Polecenie 1.1.5.8.

Problem 1.
Przeanalizuj zamieszczone poniżej mapy występowania kleszczy i zagrożenia kleszczowym zapaleniem mózgu w Polsce w latach 2001-2011.
Odpowiedz na pytania:
  1. a.
    Jak liczna populacja kleszczy występuje na obszarze, w którym mieszkasz?
  2. b.
    Jakie jest na tym obszarze zagrożenie kleszczowym zapaleniem mózgu?
  3. c.
    Czy zagrożenie kleszczowym zapaleniem mózgu zależy od liczebności populacji kleszczy?
Problem 2.
Opisz, w jaki sposób raki są przystosowane do życia w wodzie.

Słowniczek

głowotułów

przedni odcinek ciała skorupiaków i pajęczaków połączony z odwłokiem

kądziołki przędne

struktura złożona z kilkuset do kilkunastu tysięcy ujść gruczołów przędnych produkujących ciekłą, białkową substancję, która po zetknięciu z powietrzem krzepnie w postaci nici pajęczej; występuje w tylnej części odwłoka pająków, po brzusznej stronie

linienie

proces okresowego zrzucania zewnętrznych warstw ciała (naskórka, oskórka, pancerza, piór lub włosów) u niektórych zwierząt

odwłok

tylna część ciała stawonoga; u owadów połączona z tułowiem, a u skorupiaków i pajęczaków z głowotułowiem

Zadania

Zadanie 1.1.5.1.

Zadanie 1.1.5.2.

Zadanie 1.1.5.3.

Zadanie 1.1.5.4.

Zadanie 1.1.5.5.

Zadanie 1.1.5.6.