Членистоногие и экосистемы: цепи питания, средообразующая роль и охрана природы

Членистоногие — самый процветающий тип животного мира (более 1.5 млн видов), заселивший все среды жизни на планете. Их ароморфозы:

1. Хитиновый экзоскелет — прочный панцирь, защищающий внутренние органы и служащий местом прикрепления пучков поперечно-полосатых мышц (рост возможен только во время линьки);

2. Членистые конечности рычажного типа — соединены подвижными суставами, выполняют функции бегания, плавания, захвата пищи;

3. Гетерономная сегментация тела (слияние сегментов в отделы: голову, грудь, брюшко или головогрудь и брюшко);

4. Незамкнутая кровеносная система с пульсирующим сердцем на спинной стороне и гемолимфой, омывающей лакуны миксоцеля (смешанной полости тела).

Классификация членистоногих базируется на анатомических критериях:

• Ракообразные (речной рак, дафния, циклоп): 2 отдела тела (головогрудь + брюшко), 2 пары усиков (антеннулы и антенны), 5 пар ходильных ног, дыхание жабрами, выделение через зеленые железы;

• Паукообразные (паук-крестовик, каракурт, тарантул, клещи): 2 отдела тела (головогрудь + брюшко), усиков нет, ротовые органы — хелицеры с ядом и педипальпы, 4 пары ходильных ног, дыхание трахеями и легочными мешками, выделение мальпигиевыми сосудами, паутинные бородавки;

• Насекомые (жуки, бабочки, пчелы): 3 отдела тела (голова + грудь + брюшко), 1 пара усиков, 3 пары ходильных ног на груди, 1-2 пары крыльев, дыхание ветвящимися трахеями, мальпигиевы сосуды и жировое тело.

Развитие насекомых сопряжено с глубоким морфогенезом:

1. Неполное превращение (гемиметаболия): 3 стадии: Яйцо → Личинка (нимфа) → Имаго (взрослое насекомое). Личинка морфологически и экологически похожа на взрослую особь, стадия куколки отсутствует. Отряды: Прямокрылые (саранча, кузнечик), Полужесткокрылые (клопы), Таракановые, Стрекозы, Богомолы;

2. Полное превращение (голометаболия): 4 стадии: Яйцо → Личинка (гусеница/червеобразная) → Куколка (диапауза и гистолиз) → Имаго. Личинка питается совершенно иной пищей, чем взрослая особь, устраняя внутривидовую пищевую конкуренцию. Отряды: Чешуекрылые (бабочки), Жесткокрылые (жуки), Перепончатокрылые (пчелы, муравьи), Двукрылые (мухи, комары).

Экосистема (биогеоценоз) — функциональное единство живых организмов (биоценоза) и неживой среды (биотопа). Вся биомасса распределена по трем функциональным группам:

1. Продуценты — автотрофные фотосинтезирующие растения и цианобактерии, создающие первичное органическое вещество из неорганического;

2. Консументы — гетеротрофные потребители органики: травоядные фитофаги (консументы I порядка), хищники (консументы II и III порядков);

3. Редуценты (деструкторы) — гетеротрофные бактерии и грибы, минерализующие мертвое органическое вещество до простых солей, воды и CO₂.

Экологическая пирамида подчиняется правилу 10% (Р. Линдеман): с одного трофического уровня пищевой цепи на следующий переходит только около 10% энергии и биомассы, а 90% рассеивается в виде тепла при дыхании и метаболизме.

На ЕНТ традиционно проверяются региональные виды Казахстана:

1. Каракурт («черная вдова») — паукообразное, яд самки в 15 раз токсичнее яда гремучей змеи, обитает в полупустынях Прибалхашья, Жамбылской и Туркестанской областей;

2. Таежный и пастбищный клещи — переносчики вируса клещевого энцефалита и боррелиоза;

3. Редкие насекомые Красной книги РК: бабочка Аполлон, дыбка степная, туранговый бражник, богомол древесный.