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10-节肢动物门特征


第十章 Chapter 10

节肢动物门 Arthropoda

节肢动物是动物界中种类最多( 85% )、 数量最大(>100万种)、分布最广的一类 (海、陆、空)。

2016/4/6

主要内容:
一、 节肢动物门主要特征

二、 节肢动物门的分类

/>三、 小结与思考题

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一、 节肢动物门主要特征
1. 身体分部

2. 具外骨骼
3. 横纹肌发达并组成肌肉束

4. 具成对、分节的附肢
5. 神经系统更趋集中,感觉器官发达 6. 混合体腔,开管式循环系统 7. 多样的呼吸器官 8. 多样的排泄器官
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1. 身体分部--头部、胸部和腹部
同律分节高度发展,相邻的体节愈合,形

成了不同的体区:
① 头胸部、腹部,如甲壳纲(虾)、蛛形纲; ② 头部、躯干部,如多足纲; ③ 头部、胸部、腹部,如昆虫纲。

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形态的这种分化伴随着机能的分工

头部为感觉 和取食中心

胸部为运动 和支持中心

腹部是代谢 及生殖中心

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2. 具几丁质的外骨骼 exoskeleton
节肢动物的体壁角质膜具有一定硬度,

起着相对于脊椎动物骨骼的支撑作用,故称
其为外骨骼。

2.1 节肢动物的外骨骼分为三层:
上表皮(上角质膜)、外表皮(外角

质膜)、内表皮(内角质膜)。
思考:节肢动物的 外骨骼和体壁是不 是同一概念?

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上表皮(epicuticle

上角质膜)

最外层,极薄0.1-1um厚;由蛋白质及脂类

物质组 成,陆生 种类还含 有蜡质, 可有效防 止水分散 失。
节肢动物-外骨骼
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外表皮(exocuticle 外角质膜)
由几丁质和蛋白质结合形成的糖蛋白组成。 几丁质具有一定的弹性和韧性,蛋白质在酶的 作用下鞣化、硬化,再加上碳酸钙与磷酸钙的 沉积而使外表皮变硬。

内表皮(endocuticle 内角质膜)
外表皮之内,很厚,主要是由几丁质及少 量蛋白质组成,未经鞣化,柔软而富有弹性。

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判断对错:
1. 体壁含有几丁质是节肢动物的重要特征之一。 2. 外骨骼的坚硬程度由几丁质含量的多少决定。 2.2 外骨骼的作用 保护内脏器官;防止体内水分蒸发;抵抗 不良环境及病毒细菌等的侵染;与附着在体壁 内面的肌肉协同完成各种运动,这一点与脊椎 动物的骨骼有相似的作用。
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2.3 蜕皮现象moulting
节肢动物每隔一段时间必须脱去旧壳,再分泌一件

较大的新的外骨骼,这个过程称为蜕皮(molting)。

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蜕皮受激素调控
器官名称 生理作用 器官名称 生理作用 甲壳类 昆虫类 Y 器 胸腺 分泌甲壳 类蜕皮素 分泌蜕皮 素 X 器 咽侧体 分泌蜕皮 抑制激素 分泌保幼 激素

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2.4 两个概念
龄数: 从卵孵化出的幼虫称为一龄幼虫,以后每蜕 皮一次增加一龄:龄数=蜕皮次数+1。 龄期(instar) 两次蜕皮之间的生长期称为龄期。
龄期的长短和龄数随种类而异。低等的节肢动 物没有固定的蜕皮次数,终生都可进行;而高等 的种类都有固定的蜕皮次数,性成熟后不再蜕皮。
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3. 具发达的横纹肌
节肢动物的肌肉与体壁之间不形成连续

的肌肉层,形成分离的肌肉束;从节肢动物
开始形成横纹肌,获得高度发达的运动机能。 肌肉束往往成对地互相起拮抗作用。

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4. 具成对、分节的附肢
节肢动物的附肢也按节排列,但附肢本身分
节(节间以关节膜相连),并以关节与身体相连,
与环节动物的疣足相比有了重大进步:

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疣足

疣足与节肢的比较
疣足 节肢

1) 按节分布,数量多
2) 形态统一

按部分布,数量少
形态多样

3) 与身体之间无关节
附肢不分节 4) 无肌肉附着

身体之间有关节
附肢分节 有大量肌肉附着

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节肢可分两种类型,即双枝型( biramous)和单枝型(uniramous)。 1) 双枝型较为原始(如虾类的游泳足等)。 由原肢及其顶端发出的内肢和外肢三部分

构成。P236图10-2
2) 单枝型节肢由双枝型演变而来,其外肢已

完全退化,只保留了原肢和内肢,例如昆
虫的3对步足。
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双肢型(biramous)

单肢型(uniramous)

5. 发达的神经系统和灵敏 的感觉器官
索状神经系统,神经节多 出现愈合。多数种类脑可分成 前脑、中脑及后脑。

节肢动物的感觉器官分布 于整个体表,多集中在触角、 附肢及关节处,比如单眼、复 眼、各种感觉器、化感器等, 用以感受各种刺激。
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6. 混合体腔和开管式循环系统
(掌握混合体腔形成过程、特点)
节肢动物胚胎发育早期也形成体腔囊,在 继续发育过程中,体腔囊并不扩大形成真体腔, 而是退化为生殖管腔、排泄管腔和围心腔。
在以后的发育过程中,围心腔壁消失,使 体壁和消化道之间的囊胚腔与围心腔的次生体 腔相混合,形成混合体腔。 混合体腔内充满血液因此也称其为血腔。
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节肢动物-混合体腔的形成
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节肢动物的循环系统都是开放式的,包括: ① 心脏:同源于环节动物的背血管,基本上 成管状或块状,具搏动能力,两侧各具一 心孔。

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② 血管:循环系统的复杂程度和血管的发 达程度与呼吸系统有密切关系: 呼吸系统简单(鳃呼吸,呼吸器官局限于身 体的某一部分),血管发达,循环系统复杂, 如虾、蟹等;
呼吸系统复杂(气管呼吸,气管分散在全身 各部分),循环系统简单,仅具管状心脏,血 管基本消失,如昆虫; 用体表呼吸的小型节肢动物循环系统消失或 仅具心脏无血管,如水蚤与剑水蚤。
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适应 血液在血腔或血窦中运行,压力较低,可以 避免由于附肢易折断而引起的大量失血,这对节

肢动物是一种很好的适应。
多数节肢动物的血液中含有易凝固血清蛋白,

这也是避免大量失血的一种方式。
甲壳动物的血浆里还有一种变形细胞,当肢 体断裂时能促使血液里的纤维原转化为纤维,封 闭伤口以防止血液外流,这也是附肢易断节肢动 物的一种保护适应方法。
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7. 多样的呼吸器官
呼吸器官都是体壁的衍生物:
水生种类的呼吸器官都是体壁的向外突起;

陆生种类的呼吸器官都是体壁的向内凹陷。
适用于不同的生活环境,呼吸器官呈现多样性。

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7.1 体壁:简单种类无专门呼吸器官,靠体 表直接与环境进行气体交换,如剑 水蚤、蚜虫等。
7.2 鳃:多数水生节肢动物的呼吸器官;是 足基部由体壁向外突起的薄膜状结 构,充满毛细血管。 7.3 书鳃 book gill:肢口纲的呼吸器官,是 足基部体壁整齐的折叠或是体壁表 皮细胞向外的突起,其内有血管网, 可以进行气体交换。
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7.4 书肺
蛛形纲动物特有的呼吸器官,是由腹面

体壁内陷而成的一囊状结构。

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7.5 气管tracheae
是体壁内陷而成的分支的弹性管状构造,

壁上具几丁质螺旋丝,可支撑气管以利于气体
流通。气管呼吸是一种特殊的呼吸方式,它以

气管直接输送气体,代替了血液携带气体。
多数蛛形纲动物有书肺和气管两种呼吸器

官,少数蛛形纲动物和多数昆虫都以气管为呼
吸器官。

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呼吸机制有两类:

气管系统:直接将氧气输送到呼吸组织,与
细胞进行气体交换;

其它类型是呼吸系统都通过毛细血管进行气
体交换,再由循环系统完成输送氧气的任务。

判断对错:大多数节肢动物的循环系统只

有输送养料的功能。
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8. 具两种类型的排泄器官

8.1

与后肾同源的腺体

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节肢动物的后肾型排泄器官肾口二次 性封闭,由腺体部、膀胱部等组成,含氮

废物经渗透进入腺体部,再由膀胱经排泄
孔排出体外。

例如甲壳类的绿
腺、颚腺,肢口纲

与蛛形纲的基节腺。
残留的体腔囊
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8.2

马氏管(Malpighian tubules)

是一种适应陆地生活的排

泄器官,是消化道中、后肠交
界处的肠壁向外突起形成的管 状结构。马氏管直接游离在血 腔中,可将大量的尿酸等含氮 废物送入后肠,再经肛门排出 体外。少的2条,多的可达数 百条。
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昆虫的马氏管

三、 节肢动物门的分类

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根椐身体的分部、附肢和呼吸器官的类型, 现存节肢动物可分为2亚门、6纲: 原节肢动物亚门(Protarthropoda)
有爪纲(原气管纲)(Onychophora) 真节肢动物亚门(Euarthropoda) 肢口纲(Merostamata) 甲壳纲(Crustacea)

蛛形纲(Arachnoida)
多足纲(Myriapoda)

昆虫纲(Insecta)
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1. 原节肢动物亚门 特征:身体不分节,仅有体表环纹。附 肢不分节。 有爪纲(原气管纲): 栉蚕 附肢末端具爪, 以气管呼吸。

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2. 肢口纲(Merostomata) 鲎
特征:①生活在海洋中的大型的节 肢动物; ②身体分头胸部、腹部和 尾剑3部分; ③无触角,具头胸甲; ④头胸部有1对螯肢、5步足,足围 口而生; ⑤腹部第一对附肢愈合成 板状,其余附肢成书鳃; ⑥具三叶 幼虫。

中国鲎
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2. 甲壳纲(Crustacea) 虾、蟹、水蚤等
特征:

a.多海生,少数淡水生活,
极少数潮湿陆地生活;
端正关公蟹

b. 身体分头胸部和腹部;
c. 触角2对,足至少5对;

d.大多具头胸甲;
e. 用鳃呼吸。
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锦绣龙虾

2.1

体躯的划分

身体的节数固定(20~21节),分为头胸部和 腹部。外被坚硬的头胸甲。头胸甲的前端中部有一 长而尖的突出部分,称为额剑,额剑两侧有一对能 活动的眼柄,顶端着生复眼。

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2.2

具双肢型附肢
除了触角和尾节外,每一体节都有一对分节

的双肢型附肢。较低等的种类附肢特化不明显,
较高度的种类附肢因着生部位不同、执行功能不 同而发生特化:着生在口附近的原肢节发达,适 于抱持或研磨食物;胸部用于捕食及爬行的附肢, 外肢节消失,内肢节发达,且多分节;腹部用于 游泳的附肢,则内外肢节均发达。

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①头部附肢: 五对;具两 对触角是甲 壳纲区别与 其它节肢动 物各纲的识 别特征。 ②胸部附肢: 八对 ③腹部附肢: 六对
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①头部附肢: 五对;具两 对触角是甲 壳纲区别与 其它节肢动 物各纲的识 别特征。 ②胸部附肢: 八对 ③腹部附肢: 六对
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2.3 鳃 gill
鳃按形状可分为叶鳃、枝鳃和丝鳃; 按位置可分为: 肢鳃:由附肢演变而来,片状;

足鳃:附着在附肢基节上;
关节鳃:固着在附肢底节与体壁相连的关节膜上;

侧鳃:附着在体侧壁上
鳃的数目、结构、着生位置是分类的依据之一。

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2.4 开管式循环系统 包括心脏、血管及血窦。 ① 具围心窦(和围心腔区别开!) ② 心脏:形状各异,只具心室无心耳 ③ 静脉特少:血淋巴主要通过几条血窦回心 ④ 血液中含变形细胞 ⑤ 多以血青素为呼吸色素

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2.5 排泄系统与渗透调节
甲壳类的排泄器官是一对触角腺

(antennal gland),或一对小颚腺
(maxillary gland)。幼虫期二种腺体常同时

存在,成虫期往往只有其中的一种,比如沼
虾只有触角腺,也有两种同时存在的种类,

如某些介形类。

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海生甲壳类触角腺的主要机能在于维 持及调节体内离子浓度及液体压力的平衡, 大量的含氮废物是通过鳃或体壁的扩散作 用排出的,另外在鳃轴和足的基部有肾细 胞,可摄取并贮存尿酸颗粒,或成为色素 细胞的一部分,或沉淀于体壁中随蜕皮时 排出。

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2.6

消化系统 口、食道、胃、肠、肛门及中肠腺(肝脏)。

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一些大型甲壳类的胃发达,膨大呈囊状, 分为两部分:前是用来研磨食物的贲门胃,后

是用以过滤食物幽门胃。

胃磨
磨胃

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2.7

神经与感官

2.7.1 索状神经系统:
由脑、围咽神经环、咽下神经节、腹神经

索组成。多数种类神经索中具巨大神经纤维。

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2.7.2 感觉器官 有嗅毛、触毛、复眼、平衡囊等。平衡囊是 其重力感受器,并与运动相关,以调节身体平

衡。平衡囊也随蜕皮而脱落,蜕皮后再形成。

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2.8

生殖与发育

多数甲壳动物是雌雄异体。
甲壳动物的生殖腺(精巢、卵巢)通常是 一对长形器官,位于胸部或腹部背面,或同时 存在于胸腹部。

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性二型现象:招潮蟹雄性的一个附肢的爪特
别发达;有的种雌雄个体大小相异。交配前也常

有引诱行为及追逐行为。
多数种类有抱卵习性,雌体将卵产于腹部附肢 间受精直至幼体孵出,少数种类直接产卵于水中。

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雄性招潮蟹

抱卵的原螯虾

典型的甲壳类间接发育,不同的种类有不 同的幼虫类型,同一种甲壳动物常有几个不同 的幼虫期,无节幼虫(nauplius,六肢幼虫)

是甲壳动物最典型的幼体。

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2.9

主要种类

2.9.1 十足目

蟹类的腹部退化成扁片状并 折曲在头胸部之下,称为蟹脐。

包括各种大型、高度特化的虾、蟹类。十足目
最主要的特征是胸部前三对附肢特化成颚足,后 五对为步足,故称十足目。头胸甲发达,向两侧 延伸形成鳃盖,鳃不外露。

寄居蟹
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2.9.2

桡足目(copepods) 与鳃足目(Branchiopoda)

这两个目的甲壳类是常见的浮游生物,俗称

“鱼虫”。
水蚤(鳃足目) 体形 触角 剑水蚤(桡足目) 左右侧扁、透明,头胸 背腹侧扁 甲发达2对触角,第一对 触角一对发达,不 小,第二对大并分支 分支

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2.9. 3

等足目(isopods)

多为小型海生甲壳类,
包括有甲壳纲中唯一陆生

种类:球潮虫(pill bugs)。
2.9.4 蔓足目Cirripedia 外有钙质的骨板保护, 第二触角退化,胸部6对附 肢长而多节如蔓,营固着 生活。如藤壶。

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