【動物界全系列】蛻皮動物總門—節肢動物門

2023年01月23日08:10:09 科學 4893

蛻皮動物總門—節肢動物門

真核生物域

 動物界

  真後生動物亞界

   蛻皮動物總門

    節肢動物門

節肢動物門(學名:arthropoda)是動物界最大的一門,通稱節肢動物,包括人們熟知的蝦、蟹、蚊、蠅、蝴蝶、蜘蛛、蜈蚣以及已滅絕的三葉蟲等。全世界約有120萬現存種,占整個現有動物種數的80%。節肢動物生活環境極其廣泛,無論是海水、淡水、土壤、空中都有它們的蹤跡。有些種類還寄生在其他動物的體內或體外。

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1.動物學史

從寒武紀大爆發開始,節肢動物便是地球上最成功的動物之一,佔據了當今生物界大約75%的物種多樣性。

節肢動物是身體分節、附肢也分節的動物,是動物界中種類最多、數量最大、分佈最廣的一類,常見的鱟、蜘蛛、蠍子、水蚤、蝦、蟹、蜈蚣、蝗蟲、蝴蝶等都屬於節肢動物。已知的節肢動物約有100多萬種,占動物總數的80%以上。種內的個體數量也很大,例如一群白蟻可有幾萬到幾十萬頭,遷飛的蝗群以百萬頭計數,海洋中的一些浮游甲殼類多到不可計數。另外,它們的分佈也極廣,海水、淡水、地面、土壤以及動、植物體內、外都是它們生存的場所。特別是昆蟲還侵入空中生活,這在無脊椎動物中是僅有的一類。一些昆蟲甚至組成社會生活,群體中的個體有嚴格的勞動分工,這也是節肢動物高度進化的標誌之一。身體兩側對稱。由1列體節構成,異律分節,可分為頭、胸、腹3部,或頭部與胸部癒合為頭胸部,或胸部與腹部癒合為軀幹部,每一體節上有一對分節的附肢。附肢有雙枝型和單枝型兩類。節肢動物的重要特徵是體外覆蓋著幾丁質的外骨骼,又稱表皮或角質層。在相鄰體節之間的關節膜上,角質層非常薄,易於屈折活動。附肢的關節也可活動。節肢動物在生長過程中要定期蛻皮。前後兩次蛻皮之間的階段叫做齡期。循環系統為開管式。水生種類的呼吸器官為鰓或書鰓,陸生的為氣管或書肺或兩者兼有。原始的節肢動物靠體表交換氣體。神經系統為集中型鏈狀神經系統。有觸覺、味覺、嗅覺、聽覺、平衡和視覺等感覺器官。眼有單眼和複眼兩種。複眼由個眼組成,能感知外界物體的運動和形狀,能適應光線強弱和辨別顏色。多數雌雄異體。陸生種類常行體內受精,而水生種類有很多為體外受精。一般是卵生,也有卵胎生;此外,還有孤雌生殖、幼體生殖和多胚生殖等形式。生活環境極其廣泛。

2.特徵

節肢動物基本上都是有性繁殖、卵生的。部分物種也有孤雌生殖的現象。

其身體表面有幾丁質組成的外骨骼;隨着身體的長大,需要經歷蛻皮的階段,將舊的外骨骼脫掉。

身體兩側對稱且像環節動物一樣分節,但部分體節融合成特別部位,如頭部及胸部。有些節肢動物,例如蜘蛛,頭部及胸部進一步融合成頭胸部。每個特化部位的機能亦作相應的變化。

身體,取體節的反覆構造,被外骨骼包圍而形成身體表面的體節單位。體節之間關節可動。根據種類的不同,也有如果體節裏面特定的東西組合能相合一下繼續的外骨骼被覆蓋等,外表上某在構成機能上的單位。譬如,有分成頭部、胸部、腹部3部分,或頭胸部、腹部的2部分的身體稱呼,這個作為每節肢動物的各分類群的特徵採用。

身體的附肢,例如足部、觸角、口器等都分節。附肢的功能亦高度特化,負責感覺、行走、游泳、進食以至生殖等。

從各體節,有腳出。腳同樣用外骨骼覆蓋,腳上也有關節。[需要解釋]

一部分的分類群,成為由蛋孵化的幼體性成熟的成體的過程,有進行顯着地形態變化的生物變態。甲殼類和昆蟲類等。

節肢動物體內有腹神經索,且在每個體節中連着一對神經節,使感覺神經和運動神經從神經節連接到身體其他部分。

腦部位於頭部,在食道上方。

3.生長繁殖

多數節肢動物雌雄異體,且往往雌雄異形。陸生種類常行體內受精,而水生種類有很多為體外受精。一般是卵生,也有卵胎生。卵裂的方式是表裂,有直接發育,也有間接發育。間接發育的種類有一至數種不同的幼蟲期,有時這些幼蟲的生活習性與成蟲不同。也有些節肢動物能進行孤雌生殖,即沒有受精的卵就能發育為成蟲。此外,還有幼體生殖和多胚生殖等形式。節肢動物是沒有無性生殖的。

除蔓足類和寄生等足類等少數甲殼動物外,多數節肢動物雌雄異體。個別附肢變化為交配器官。陸生種類常行體內受精,而水生種類有很多為體外受精。生殖方式多樣,一般是卵生,也有卵胎生;除兩性生殖外,還有孤雌生殖、幼體生殖和多胚生殖等形式。許多節肢動物生殖量大,卵黃較少,受精卵很快孵化成幼體。有的卵含卵黃多,有很好的卵殼保護或受母體保護、孵出時體型與成體相似。世代間隔在某些昆蟲和小型甲殼動物不到 3天,所以一對兩性生殖的雌體或一個孤雌生殖的雌體在幾周內可產數百萬個後代,相反,某些大型冷水蝦蟹類4歲或更多年才成熟,隔一年產卵1次。

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4.生長環境

海水、淡水、地面、土壤以及動、植物體內、外都是它們生存的場所。

一些昆蟲甚至組成社會生活,群體中的個體有嚴格的勞動分工。

5.科學價值

節肢動物外骨骼可以形成化石。從距今約8~10億年前的伊迪卡拉動物群中即已發現了節肢動物化石,從早寒武世開始三葉蟲大量出現。許多節肢動物化石曾作為標準化石用於地層對比和指示沉積環境。

6.和人類的關係

像螃蟹、海螯蝦、淡水龍蝦、蝦等甲殼亞門生物長久以來就已是人類料理的一部分,目前也有不少已經商業飼養再販售。昆蟲的營養價值至少和肉類相當,在歐洲、印度以外的許多國家(伊斯蘭文化例外)會生食或是熟食昆蟲。烹調過的捕鳥蛛(會去掉其防禦用的高度刺激性觸毛)是柬埔寨的一項美味,也是委內瑞拉南部piaroa印第安人的食物。人類也會無意間食用了其他食物中的昆蟲,因此食品安全法規會訂定不同食物中允許被昆蟲污染的程度。為了供人類食用而刻意飼養節肢動物或是其他小動物(稱為minilivestock),已開始出現在畜牧業中,而且是對生態友善的概念。商業蝴蝶繁殖提供鱗翅目給蝴蝶溫室、學校及研究機構,做為教育展覽或是研究用。

不過節肢動物對人類食物最大的貢獻是幫助植物傳粉:2008的研究調查了100項聯合國糧食及農業組織認定作為食物的植物,估計傳粉的經濟價值為1530億歐元,約是2005年農業食物生產產值的9.5%。除了授粉外,蜂族會製作蜂蜜,這也是快速興起的產業及國際貿易項目。

紅色的胭脂蟲生長在中美洲,對阿茲特克及瑪雅文明有重要的經濟價值,當中美洲在被西班牙殖民的時候,胭脂蟲是墨西哥第二大的出口,目前又開始受到重視。馬蹄蟹的血液內含有凝血劑鱟血液細胞溶解產物,現在用來檢查抗生素以及洗腎機器中是否有危險的細菌,也用來檢測脊髓性腦膜炎以及一些癌症。法醫昆蟲學利用節肢動物的相關證據判斷死者的死亡時間,死亡地點,有時甚至也包括死因。近年來昆蟲也用來做為藥品或是其他醫療用物質的潛在來源。

節肢動物結構相對簡單,而且可以在陸地上及水中活動,因此有些機械人設計開始考慮模仿節肢動物的結構。分節提供的冗餘性可以讓節肢動物及仿生學機械人在部分肢體受損或是移除時仍會正常移動。

7.下屬

恐蝦綱(dinocaridida)

蛛形類(arachnomorpha)

三葉形亞門(trilobitomorpha)

螯肢亞門(chelicerata)

有顎類(mandibulata)

多足亞門(myriapoda)

泛甲殼動物(pancrustacea)

甲殼亞門(crustacea)

六足亞門(hexapoda)

地位未定

馬爾拉蟲綱(marrellomorpha)

直蝦綱(euthycarcinoidea)

類肢綱(artiopoda)

8.馬爾拉蟲綱

馬爾拉蟲綱(學名:marrellomorpha)是生存在寒武紀至泥盆紀的節肢動物。特徵有身體柔軟,背甲形狀呈星形或圓盾形,軀幹瘦弱,附肢細長等等。由於缺少礦化的硬質部分,從而限制了它們的化石分佈,因此僅在化石特異埋藏地區分佈。

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(1)分類

目 acercostraca

瓦尚蟲科(vachonisiidae)

瓦尚蟲屬(vachonisia)

盔蟲屬(xylokorys)

馬爾拉蟲目(marrellida)

馬爾拉蟲科(marrellidae)

馬爾拉蟲屬(marrella)

科mimetasteridae

叉形蟲屬(furca)

擬星蟲屬(mimetaster)

地位未定

澳大利亞馬爾拉蟲屬(austromarrella)

(2)澳大利亞馬爾拉蟲屬

澳大利亞馬爾拉蟲屬(學名:austromarrella)是一類已滅絕的馬爾拉蟲綱節肢動物,它在澳大利亞的寒武紀中期地層中被發現。

(3)馬爾三葉形蟲

近期凱里生物群的研究取,重要進展,一些澄江生物群及布爾吉斯頁岩生物群的重要分子陸續被發現,其中外形奇特的marrella就是一個原先僅產於加拿大哥倫比亞省中寒武世早中期布爾吉斯頁岩生物群的一個重要的節肢動物化石,它的發現使marrella的產地擴展至勞亞大陸之外,地層時代下延到中寒武世早早期,對於早期後生生物的演化、古地理環境的恢復研究有重要意義,隨着凱里生物群中包括marrella在內的布爾吉斯頁岩生物群分子的增多,凱里生物群的意義更顯重要並將取代布爾吉斯頁岩生物群的一些演化作用。

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