Выделительная система и органы выделения речного рака

Биология: строение речного рака

Начнем с основ классификации. Это животное является представителем типа Членистоногие. Для них характерно наличие сегментированного тела и конечностей, наружного скелета и смешанной полости тела.

Животное, которые мы изучаем, относится к классу ракообразных. Его ближайшими «сородичами» являются дафнии, щитни, циклопы, карпоеды и крабы. Два других класса членистоногих — это Паукообразные и Насекомые.

Речной рак является достаточно древним представителем животного мира. Этот вид появился уже в Юрском периоде 130 млн лет назад. Его ископаемые формы свидетельствуют о незначительных эволюционных изменениях.

Кровеносная и дыхательная системы

Класс Ракообразные имеет незамкнутую кровеносную систему. На спинной стороне тела расположено пятиугольное сердце. Из сердца кровь идет в полости тела, снабжая органы кислородом и питательными веществами, затем по сосудам поступает в жабры и обогащенная кислородом снова возвращается в сердце.

Кровеносная система ракообразных

Дышат ракообразные при помощи жабр. Они имеются даже у наземных рачков — мокриц, живущих в погребах, под камнями и в других влажных и затененных местах.

Среда обитания

Особенности строения речного рака тесно взаимосвязаны с его экологической нишей. Эти животные предпочитают пресные водоемы с проточной водой. Хотя встречаются они не только в реках, но и в прудах, и в озерах. Поэтому данный вид правильнее было бы назвать пресноводным. Причем их чистота является фактором, ограничивающим распространение этого вида.

Речные раки живут только в чистой воде с высоким содержанием кислорода. По этой причине их наличие является индикатором экологического состояния реки. Наиболее комфортными условиями для этих ракообразных являются температура воды около 20 градусов, глубина до 5 метров и наличие глубоких впадин.

Места обитания

Некоторые виды обитают исключительно в пресной воде, другим же нужна солоноватая. Большинству представителей требуются абсолютно чистые водоемы, поэтому их используют в качестве индикаторов, показывающих экологическую обстановку региона. Если удалось обнаружить раков, значит, можно сделать вывод, что с водоемом все в порядке. Но узкопалый вид является более приспособленным к загрязнениям. Он живет и в грязной воде, что нередко вводит человека в заблуждение.

Ракам необходимо достаточное количество кислорода и извести в воде. При дефиците извести они практически прекращают свой рост, а при кислородном голодании — вовсе погибают. Дно должно быть чистым или с небольшим количеством ила. На жизнедеятельность ракообразных сильно влияет и температура водоема: чем сильнее прогрета вода, тем меньше в ней содержится кислорода.

Живут они на глубине примерно в 1,5−2,5 метра вблизи берега, где и вырывают себе норы. В водоеме обычно обитает только один вид членистоногих животных, но иногда соседствуют и с другими представителями ракообразных.

Внешнее строение речного рака

Тело раков образовано двумя отделами: головогрудью и брюшком. Первый из них представлен цельным панцирем. На нем расположены глаза и две пары усиков: короткие и длинные. Они являются органами осязания. А вот брюшко образовано отдельными сегментами, покрытыми плотными щитками. По особенностям этого отдела можно определить пол рака. У самки оно будет шире головогруди, а у самцов — наоборот.

Речной рак, строение тела которого мы рассматриваем, легко узнаваем благодаря своим конечностям. Некоторые из них видоизменены. Это верхние и нижние челюсти, расположенные по сторонам рта. Грудь несет 8 пар конечностей, по количеству ее сегментов. Сначала располагаются ногочелюсти. Всего их 3 пары. С помощью ногочелюстей пища захватывается и попадает в ротовую полость.

Дальше следует одна пара клешней. Они не используются для ходьбы. При помощи клешней речные раки могут хватать и удерживать добычу, защищаться от врагов, бороться с другими представителями вида за самку. А для передвижения животным служат 4 пары ходильных ног.

Несет конечности и брюшко. Их 5 пар. С помощью этих двуветвистых образований рак плавает. А шестая пара, в совокупности с последним брюшным сегментом, формирует хвостовой плавник. Такое разнообразие конечностей позволяет раку и спокойно ходить по дну, и плавать в толще воды. В случае опасности животное делает взмах плавником под себя, поэтому движется задом наперед. Отсюда и выражение «пятится, как рак».

Покровы

Строение речного рака определяется и его покровом. Он представлен хитином. По химическому составу это вещество представляет собой азотсодержащий полисахарид. Оно очень твердое и жесткое, не растворяется в воде.

Хитин формирует наружный скелет ракообразных. Поскольку он не способен к растяжению, рост раков неизменно сопровождается процессом линьки. Старый твердый хитиновый покров лопается, а новый имеет совсем другие физические свойства. Он мягкий и бесцветный. По мере роста хитин начинает пропитываться известью и тоже становится твердым. В течение первого года жизни это может происходить до восьми раз. До следующей линьки рак не растет.

Такой покров образует наружный или экзоскелет. Он надежно защищает внутренние органы от механических повреждений, а самого животного — от врагов. Особенно жесткий хитин на клешнях. При помощи этих конечностей рак может разрезать даже раковину двустворчатых моллюсков.

Полость тела

Внутреннее строение речного рака определяется еще эмбриональным развитием. В этот период у животных закладывается вторичная полость тела. Но по мере развития она разрушается, смешиваясь с остатками первичной. Так формируется смешанная полость тела, характерная для всех ракообразных. Ее характерной особенностью является наличие жирового тела. Это рыхлая соединительная ткань, которая заполняет промежутки между органами.

Пищевой рацион

Интересным является факт, что самки речного рака гораздо прожорливее самцов. Особенно ярко это проявляется в период спаривания. А чем вообще питаются эти виды? Они практически всеядны. Но пищу они находят по запаху, поэтому она всегда должна обладать «ароматом». Их растительный рацион представлен водорослями, листвой прибрежных деревьев, осокой, элодеей, водяной гречихой, хвощами, кувшинками. Зимой в пищу идет сухая листва.

Животная пища также отличается значительным разнообразием. Это личинки насекомых, моллюски, головастики и лягушки, мелкая или больная рыба, молодые раки. Особенно неравнодушны эти животные к падали. Но она должна быть не полностью разложившейся.

На охоту раки отправляются ночью, а днем они прячутся в укрытиях. Ими могут быть норы, корни деревьев, камни. Состав пищи зависит и от этапа жизненного цикла ракообразных. Так, в период спаривания и линьки им необходима более калорийная еда животного происхождения.

Пищеварение и выделение

Система органов пищеварения речного рака представлена ртом, глоткой, пищеводом, желудком, кишечником, заканчивающимся анальным отверстием. Она имеет свои особенности. Так, желудок состоит из двух отделов. В более крупном пища перетирается с помощью хитиновых зубцов, а во втором она процеживается через цедильный аппарат. Еще одной особенностью является то, что окончательный процесс расщепления и всасывания веществ происходит в пищеварительной железе. В этот орган еда поступает из кишечника.

Зеленые железы — это органы выделения. Они являются парными. От них отходят выводные канальцы, которые открываются в районе основания усиков. Продуктами их выделения являются токсины, растворенные в крови.

Выделительная система

Органы выделения ракообразных играют важную роль в жизни этих животных. Они представлены двумя зелеными железами (почки), расположенными у основания головы. Органы выделения являются видоизменными целомодуктами. Зеленая железа рака состоит из нескольких элементов:

• выделительного канала;
• железистой части;
• мочевого пузыря;
• мешочка.

У членистоногих выделительные отверстия могут открываться в области длинных или коротких усиков. В первом случае они носят название максиллярные, а во втором — антеннальные. Аналогичные названия получили и почки.

Органами выделения высших раков служат антеннальные зеленые железы.

При этом лишь одно животное этого класса имеет сразу два типа органов выделения — рачок Nebalia. Ученые предполагают, что предки современных ракообразных также имели по две пары зеленых желез. Однако в ходе эволюции им удалось сохранить лишь одну. Органы выделения предназначены для удаления из гемолимфы различные токсины и их выведения в окружающую среду. Так кратко можно рассказать, какой системой выделения обладает речной рак.

Нервная система

Составными частями этой системы являются окологлоточное кольцо, брюшная цепочка, над- и подглоточный узлы. От них к органам и конечностям отходят нервные волокна. Рак имеет сенсорные системы зрения, слуха, осязания, обоняния, равновесия. Особенно сложное строение имеют глаза. Они находятся на специальных стебельках. Каждый из них состоит из многочисленных простых глазков, который воспринимает только часть изображения. А в совокупности складывается правильная «картинка». Такое зрение называют мозаичным.

Внутреннее устройство

Внутреннее строение ракообразных отлично проиллюстрирует устройство речного рака. Существенных отличий между представителями этого класса не наблюдается.

Пищеварительный тракт

Пищеварительная система речного рака состоит из переднего, заднего и среднего отделов. Первый составляют рот, ногочелюсти, пищевод, а также жевательный желудок (предназначен для перетирания пищи). Средний отдел составляют следующие органы:

• средняя кишка с протоками от печени;
• цедильный желудок — внутреннюю часть органа покрывают хитиновые волоски, пропускающие только мелкоизмельченную пищу.

Средний отдел кишечника плавно переходит в задний и заканчивается анальным отверстием. В организме рака печень выполняет функцию пищеварительной железы. Она выделяет особые ферменты, расщепляющие не только жиры, но также протеины и углеводы. Все питательные элементы усваиваются в среднем отделе кишечника.

Органы дыхания и выделения

Так как раки обитают в водоемах, то животные имеют характерные органы дыхания — жабры. Они расположены в области спины и закрыты хитиновым щитом. Жабры представляют собой выросты на конечностях, используемых для передвижения, а также на ногочелюстях. Растворенный в воде кислород через жабры поступает в кровоток и разносится по всем тканям тела. Двуокись углерода, в свою очередь, выводится в окружающую среду. Животное не может длительное время находится на суши. Как только жабры высохнут, особь лишается возможности дышать и погибает.

Животное существует в водной стихии и ему не нужно экономить жидкость. Именно поэтому в отличие от сухопутных членистоногих у раков нет мальпигиевых сосудов. Органы выделения у этого существа представлены зелеными железами. Она находятся у основания длинных усов. Каждый орган выделения состоит из двух элементов:

• зеленой железы;
• мочевого пузыря.

Стоит чуть подробнее выяснить, какую роль они выполняют. В основании зеленой железы расположен целомический мешочек, в котором собираются вредные продукты жизнедеятельности из всего организма. Они через железистый канал попадают в мочевой пузырь, а затем выводятся наружу через выделительную пору.

Нервная и кровеносная системы

Нервную систему особи составляют надглоточный узел, выполняющий роль головного мозга, окологлоточное кольцо, подглоточный узел и брюшная нервная цепь. Подглоточный и надглоточный узлы соединены большим количеством нервных волокон, которые и образуют подглоточное кольцо.

Аналогично всем членистоногим, речной рак имеет лакунарную или незамкнутую кровеносную систему. Сразу следует сказать, что у рака вместо крови по сосудам циркулирует особая жидкость — гемолимфа, имеющая синеватый оттенок. Из артерий она просто выливается во внутреннюю полость тела и омывает все органы и ткани. Затем гемолимфа вновь поступает в сосуды. Сердечный мускул рака имеет форму пятиугольника и окружен перикардом — околосердечной сумочкой.

Сердце пронизывают щели, называемые остиями. Во время сокращения мускула они смыкаются, и гемолимфа движется в артерии. При расслаблении сердца остии раскрываются, чтобы кровь вернулась в орган.

Особенности размножения и значение в природе

Раки являются раздельнополыми существами. Внешние отличительные признаки между мужскими и женскими особями присутствуют, но выражены довольно слабо. Самки несколько крупнее самцов. Кроме этого, они имеют более широкое брюшко. У женских особей первая пара брюшных конечностей отсутствует. Слияние яйцеклеток со сперматозоидами происходит внутри тела самки.

В брачный период самец вводит в половые органы женской особи сперматофор — мешочек с семенной жидкостью. Через две или три недели самка метает яйца. При этом она растворяет оболочку сперматофора, что в результате приводит к слиянию мужских и женских половых клеток.

Многие виды ракообразных употребляются человеком в пищу. Мелкие представители этого класса служат кормом для различных животных. Речные раки занимают важное место в экологии биосферы планеты. Они употребляют в пищу тела мертвых животных, очищая тем самым водоем. Если предстоит написать доклад по теме, то в него стоит включить рисунки с подписями.