Особливості біології та екології павука-хрестовика (Araneus diadematus)
Міністерство освіти і науки України
Національний педагогічний університет імені Михайла Петровича Драгоманова
Інститут природничо-географічної освіти та екології
Кафедра зоології
Курсова робота
із зоології на тему:
Особливості біології та екології павука-хрестовика (Araneus diadematus)
Виконав: Студент
зі спеціальності «Біологія
та практична психологія» III курсу
Чубук Владислав Петрович
Науковий керівник:
Доцент Чепурна Наталія Петрівна
Київ - 2010
Зміст
Вступ
1. Класифікація і розвиток павуків у ході еволюції
2. Будова павука-хрестовика
А. Зовнішня будова
Б. Павутинні залози
В. Внутрішня будова
Г. Органи чуття
Д. Механізм харчування
Є. Розмноження
Е. Павутина
3. Застосування павутини в промисловості
Висновок
Список використаних джерел
Вступ
Актуальність: павуки в наш час є однією з найбільш процвітаючих груп тварин. Вони освоїли всі природні зони Землі - від пустель і тропічних лісів до помірних областей
Найбільш значущою ознакою павуків, яка відрізняє їх від інших є павутина, яка мала вирішальне значення в еволюції цього ряду. У всіх життєвих проявах, що підтримують існування виду, - добування їжі, розмноженні, розселенні й переживання несприятливих умов павуки користуються павутиною. З неї робиться притулок, пастка, з її допомогою відбувається складна процедура спарювання, з неї плететься яйцевий кокон та зимувальний мішок.
Павутина використовується протягом усього життя, аж до розмноження й турботи про потомство.
Об'єкт дослідження: павук-хрестовик.
Предмет дослідження: особливості утримання павука-хрестовика в штучних умовах.
Мета і завдання роботи:
1. За літературними джерелами вивчити особливості зовнішньої і внутрішньої будови;
2. Проаналізувати еволюцію павуків родини Araneidae;
3. Дати систематичне положення павуків-хрестовиків;
4. З'ясувати поширення виду на території України;
5. Дослідити особливості утримання павука-хрестовика в штучних умовах;
6. Виявити практичне значення павука-хрестовика.
1. Класифікація і розвиток павуків у ході еволюції
v Царство: Тварини(Animalia)
v Тип: Членистоногі(Arthropoda)
v Підтип: Хеліцерові(Chelicerata)
v Клас: Павукоподібні(Arachnida)
v Ряд: Павуки(Araneae)
v Підряд: Вищі павуки(Araneomorphae)
v Родина: Арахніди(Araneidae)
v Рід: (Araneus)
v Вид: Павук-хрестовик(Araneus diadematus)
Родина арахніди (Araneidae)
1 - Хрестовик звичайний (Araneus diadematus)
2 - Хрестовик мармуровий (Araneus marmoreus)
3 - Хрестовик чотирьохплямистий (Araneus quadratus)
4 - Колопряд строкатий (Singa nitidula)
Розвиток павуків у ході еволюції
Перші павуки з'явились у кам'яновугільному періоді 350 млн. років тому. З того часу вони, майже, не змінились. Тому їх і називають „живими викопними”.
Найбільш характерна особливість павуків - павутинний апарат, утворився в їхніх предків у самому процесі виходу на сушу. Доказом цього є павутинні бородавки. У всіх хеліцерових при виході на сушу черевні зяброві кінцівки або перетворюються в легені й інші спеціальні органи або атрофуються. Зяброві кінцівки на суші не мали застосування. Тому павутинні бородавки могли сформуватися тільки у водних чи амфібіотичних форм. Вони утворилися в павуків з ніжок десятого й одинадцятого сегментів, а кінцівки восьмого і дев'ятого перетворилися в легені. Павутин спочатку використовувалася для яйцевих коконів, як у тих сучасних павуків, у яких павутинна діяльність ще малорозвинена. Надалі павутина стала усе більше входити в життя павуків. З її допомогою виробилися різні форми спарювання, стали влаштовуватися гнізда та ловильні пристосування різноманітних конструкцій.
Примітивних павуків, які належать до Orthognatha, тепер залишилось небагато - близько 20 видів. У них ще зберігаються зовнішнє розчленування черевця (членисточеревцеві). В підряд Orthognatha входять павуки, що, зазвичай, називають Мегаломорфами (Megalomorphae). Ці павуки густо вкриті волосинами і найчастіше мають великі розміри. Мегаломорфи вважаються примітивними через будову щелеп: щелепний кіготь у них є тільки на одній щелепі. Вони заселяють наземні тропічні екосистеми і, зокрема, ґрунт, поселяючись в норах. Серед них - павуки-птахоїди (Theraphosidae) об'єднують близько 2 тисяч видів. Сюди належать найбільші павуки. Розмах ніг гігантського птахоїда сягає 20 см при довжині тіла 11 см. Птахоїди поступово стають жителями домашніх тераріумів. Живуть вони довго, до 8-9 років.
В порівнянні з Ортогнатами, більш прогресивними є павуки - Лабідогнати (Labidognatha), які складають найбільшу групу вищих - справжніх павуків (25 тисяч). Сюди входять практично всі інші види павуків, відомі науці. Наявність щелепних кігтів на обох щелепах - це риса, що відрізняє цю групу від мигаломорфів. До цієї групи належать такі відомі родини павуків як: павуки-краби (Thomisidae), павуки-вовки (Lycosidae), павуки-кругопряди (Araneidae), павуки-довгоніжки (Pholcidae), павуки-тенетники (Theridiidae), воронкові павуки (Agelenidae).
В межах підряду Labidognatha розрізняють дві групи: в першу входять павуки, які здатні виробляти речовину, що називається крібелум. Вона дозволяє виробляти незвичайно пружний павутинний шовк. До другої групи відносяться павуки (і їх більшість), які не мають крібелума.
Організація павуків раз виникнувши, не зазнала кардинальних змін, але паралельно розвитку павутинної діяльності вдосконалювалася. Останнє найбільш чітко проявляється в тому, що спочатку метамеричні(сегментовані) органи концентруються й починають функціонувати як єдині системи. Зникає членистість черевця, і воно стає компактним, сильно концентрується нервова система, скорочується число по сегментованих органів(павутинних бородавок, легенів). Росте злагодженість організму як єдиного цілого, координація й точність рухів, швидкість реакцію на дії навколишнього середовища. Павутиною користувалися й деякі інші арахніди - павутинні кліщі, лжескорпіони. Але в них павутинні залози розташовані інакше, наприклад у хеліцерах, і по одній цій ознаці не могли одержати такого розвитку, як павуки. Це показує, що павуки вийшли на сушу своїм шляхом, незалежно від інших арахнід.
Наочним свідченням результату еволюції є павук-хрестовик.
Зустрічається в садах і парках по всій Україні. Найчастіше його можна побачити в лісі.
2. Будова павука-хрестовика
А. Зовнішня будова павука-хрестовика
Характерною ознакою павука-хрестовика, яка відображена у його назві, є малюнок у вигляді хреста на спинній поверхні черевця.
Тіло павука-хрестовика різко поділене на головогруди й черевце. Головогруди з розташованими на них хеліцерами й педипальпами, як правило, менші черевця, попереду звужені й притуплені, черевце яйцеподібне.
Головогруди покриті щільним твердим щитом, у передній частині якого розташовані очі - чотири пари. Хеліцери короткі, двочленникові. Їх серповидний кінцевий членник, підгинаючись, входить у ямку на основному членнику. На його кінці відкривається протока отруйної залози. Хеліцерами павук схоплює й убиває здобич, захищається від ворогів, розрізає нитки павутини. Педипальпи схожі на кінцівки, але коротші та мають один кігтик, мають волоски, що служать для проціджування рідкої їжі. Щупальця педипальп служать органами дотику, але у пересуванні участі не беруть. У статевозрілих самців педипальпи видозмінені у зв'язку зі статевою функцією, їх кінцеві членники перетворені в копулятивні органи, звичайно дуже складно влаштовані.
Кінцівки семичленникові, вони основою кріпляться навколо цільного грудного щитка. На кінцівках є два серповидних гребінчастих кігтика. Між ними розташований непарний придаток(емподій), також кігтевидний або у вигляді липкої подушечки. Кінцівки покриті волосками: місцями прилягають, місцями стирчать, різними за формою та розмірами - вони виконують функцію органів чуття: дотикових і нюхових. Кінцівками павук-хрестовик натягує й розриває павутинні нитки, відміряє відстань між радіусами та оборотами спіралі павутини.
Черевце павука-хрестовика нечленнисте, його сегменти злиті. Покрив черевця еластичний густо вкритий волосками. Сліди сегментації черевця зберігаються у хрестовика в будові мускулатури, іноді в малюнку черевця. Сегменти добре виражені в зародка, у молодших павучків жовткова маса, що заповнює шлунок, також сегментована. Згідно цього у складі черевця налічується 11 об'єднаних сегментів, причому тергальні ділянки розвинені повніше, а ніж стернальні, кілька задніх сегментів в більшій чи меншій степені атрофуються. На черевці відкривається статевий отвір, розташовані органи дихання - легені й трахеї - та павутинні бородавки.
Павутинні бородавки - це видозмінені черевні кінцівки десятого й одинадцятого сегментів. Павук - хрестовик має три пари бородавок: дві пари зовнішніх, звичайно двочленникових, і пари задніх серединних, нечленнистих. Вони розташовані на черевці знизу перед горбком з анальним отвором. На кінцях бородавок є численні хітинові павутинні трубочки(видозмінені волоски), у які відкриваються протоки павутинних залоз.
Б. Павутинні залози
Павутинні залози містяться у порожнині черевця, добре розвинені й численні. Протока кожної залозки відкривається на кінці павутинної трубочки. Поряд зі звичайними трубочками є невелике число так званих павутинних конусів, на яких відкриваються протоки більшості залоз. Павутинний апарат павуків-хрестовиків утворений шістьма типами павутинних залоз, причому на павутинних бородавках в цілому є більше 500 трубочок і близько 20 павутинних конусів.
Павутина, виділювана залозами різних типів, використовується для різних цілей. Так, хрестовик для побудови ловильних сіток використовує секрет всіх своїх залоз, крім так званих трубковидних, павутина яких йде на яйцеві кокони. Павутинна рама й радіуси, що натягуються всередині, робляться з порівняно товстих сухих ниток, які виділяються ампуловидними залозами. При цьому кілька залозок працюють одночасно й окремі тонкі нитки з'єднуються рідким секретом у більш товстий «кабель». Так звані грушоподібні залози виділяють пучки тонких волокон, якими кінці основних ниток прикріплюються до навколишніх предметів. Спіральна нитка робиться з павутини дольковидних залоз і покривається липким секретом деревоподібних залоз, що не застигає на повітрі й незабаром збирається в мікроскопічні крапельки. Завдяки цьому ловильна сітка більш-менш довгостроково залишається липкою. Павутина хрестовика по хімічному складу близька до шовку шовкопрядів, від якого відрізняється малим вмістом речовин, що склеює, - серицина, розчиненого у воді. Основу павутинного шовку становить протеїн фіброїн, утворений складним комплексом альбумінів, аланіна та глютамінової кислоти. По фізичним властивостям павутина також близька до гусеничного шовку але набагато еластичніше та надійніше. Навантаження розриву для павутини хрестовика становить від 40 до 261 кг. на 1 ммІ розрізу нитки, у той час як для гусеничного шовку - тільки 33-43 кг на 1ммІ.
В. Внутрішня будова
Внутрішня будова павука-хрестовика
Дихальна система павука-хрестовика представлена легеневими мішками і трахеями. Легеневі мішки і трахеї відкриваються назовні дихальцями. В легеневих мішках є багато листкоподібних складок, в яких проходять кровоносні капіляри. Трахеї являють собою систему розгалуджених трубочок, які безпосередньо підходять до багатьох органів, де й відбувається тканинний газообмін.
Кровоносна система складається із серця, яке знаходиться на спинній частині черевця, і судини, по якій кров рухається від серця до передньої частини тіла. Оскільки кровоносна система не замкнена, то в серце кров повертається зі змішаної порожнини тіла(міксоцелю), де вона омиває легеневі мішки й трахеї, збагачуючись на кисень.
Видільна система павука-хрестовика складається з кількох пар трубочок(мальпігієвих судин), розміщених у порожнині тіла. З них продукти життєдіяльності надходять у задній відділ кишки.
Г. Органи чуття
Центральна нервова система павуків сильно концентрована. У хрестовика в передньому відділі головогрудей виникає єдине скупчення нейронів - головогрудна нервова маса. Переважне значення серед органів чуття в павука-хрестовика має дотик. Тулуб і придатки покриті численними дотиковими волосками. Особливої будови волоски - трихоботрії є на педипальпах і кінцівках. Їх буває до 200. За допомогою трихоботрій павук відчуває самі незначні коливання повітря, наприклад від мухи, що пролітає. Трихоботрії сприймають ритмічні коливання в широкому діапазоні частот, але не безпосередньо як звук, а через вібрацію павутинних ниток, тобто як дотикові відчуття. Якщо доторкнутися до павутини хрестовика звуковим камертоном, павук направляється до нього як до здобичі. Однак звук камертона що не доторкається до павутини, змушує павука втікати. Вважається, що звук при цьому сприймається якимись іншими органами. Іноді павуки виходять на павутину при звуці музичного інструмента, наприклад скрипки. При такій позитивній реакції, мабуть, має місце не слухове, а дотикове відчуття резонуючих ниток павутини.
Наявність слуху у хрестовиків підтверджується тим, що вони піднімають передні кінцівки на звук певного тону.
Інший різновид дотикового відчуття - сприймання ступеня натягу павутинних ниток. При зміні їх натягу павук розшукує свою схованку, рухаючись завжди уздовж найбільш натягнених ниток. Хрестовик набагато швидше біжить до важкого предмета, ніж до легкого.
Органи рівноваги й слуху невідомі у хрестовика, але він має ці органи. Захопивши здобич, павук повертається в центр павутини. Якщо помістити муху в тенета над центром, павук направляється до неї нагору. Поворотом павутини на 90 або 180° можна дезорієнтувати павука. Покінчивши з мухою, він починає спускатися по павутині, наче до центра, і виявляється на краю павутини. В цьому випадку почуття ваги й рівноваги переважає над дотиковим чуттям, що змінилося.
Органами нюху слугують тарзальні органи на лапках передніх кінцівок та ліро видні органи, наявні у великому числі на тулубі й додатках. Хрестовик розрізняють запахи речовин, але реагують звичайно на близькій відстані від джерела запаху. Самці по запаху відрізняють павутину статевозрілої самки від павутини статевонезрілої. Роль запаху в цьому випадку доведена експериментально. Якщо з павутини або відірваної кінцівки статевозрілої самки зробити ефірну витяжку й налити її в блюдце, то після випаровування ефіру посаджений в блюдце самець проявляє характерне статеве збудження.
Тарзальні органи слугують і смаковими органами чуття, з їхньою допомогою павук розрізняє чисту воду й розчини різних речовин. Вочевидь, ці органи відіграють роль при пошуку питної води. Чутливі смакові клітини знайдені в стінках глотки павуків. Павуки вміють розрізняти серцевину бузини, просочену живильним розчином, від таких же шматочків, але просочених водою. Перші висмоктуються, а інші видаляються з павутини.
Зір у павука-хрестовика слабкий. Очей чотири пари. Передні медіальні очі називаються головними, темні; інші - побічні - звичайно блискучі завдяки внутрішній оболонці, що відбиває світло(дзеркальце). Очі павуків-хрестовиків розташовані так, що охоплюють велике поле зору, але розрізняють вони в основному силу й напрямок світла, вловлюючи рух великих об'єктів. Багато павуків на помічають людину, що наближається. Хрестовики також колір предметів. Це встановлено декількома методами, в тому числі й виробленням умовних рефлексів. Павукам пропонували мухи при червоному й синьому та при червоному й зеленому освітленні. Червоне освітлення супроводжувалося подразненням електричним струмом. Після декількох повторень павук брав муху тільки при синьому чи зеленому освітленні.
Хрестовики чуйно реагують на зміни барометричного тиску, завдяки чому відомі як «вісники погоди». Вони будують павутину в гарну погоду, а перед негодою ховаються у схованку й нерідко навіть перестають реагувати на здобич, що потрапила в павутину.
Д. Механізм харчування
Хрестовики дуже ненажерливі хижаки, харчуються головним чином комахами, яких вони висмоктують. Вбивається здобич, як правило, отрутою. Для павука-хрестовика характерні великі отруйні залози, що розташовані в головогрудях. Кожна із цих двох залоз оточена спеціальною мускулатурою, при скороченні якої отрута через отвір на кінці кігтевидного членника хеліцер впорскується в тіло жертви. На невеликих комах отрута діє майже миттєво, але більші якийсь час продовжують битись в павутині. Здобич обплутується павутиною, але, якщо вона велика й павук не може з нею впоратись, він сам звільняє здобич. Нерідко з павутини викидаються й комахи з різким запахом - клопи та ін. Об'єкти харчування дуже різноманітні. Звичайно це всілякі комахи, що підходять по розміру. В павутину хрестовика попадають головним чином літаючі форми, частіше інші двокрилі. Видовий склад споживаних комах залежить від місця перебування й пори року.
Фільтруючий апарат передротової порожнини й ковтки, вузький стравохід, потужний смоктальний шлунок - все це пристосування павука-хрестовика для харчування рідкою їжею. Піймавши й убивши здобич, павук розриває й розминає її хеліцерами, виливаючи при цьому травний сік, що розчиняє внутрішні тканини. Виступаюча рідина всмоктується. Виділення соку й усмоктування крапель їжі чергуються, павук повертає здобич, обробляючи з різних сторін, поки не залишиться зморщена шкірка. Хрестовики, що харчуються комахами з твердим покривом, наприклад жуками, наносять хеліцерами рану найчастіше між головою й грудьми. Через цей отвір проникає травний сік і висмоктується вміст. У травленні та екскреції в хрестовиків істотна роль великої печінки, в клітинах якої внутрішньоклітинне переварювання їжі та всмоктування. Частина клітин печінки, перевантажених екскретам, виходить у просвіт шлунка та перемішується в клоаці з білими виділеннями мальпігієвих судин. Неперетравлені рештки викидаються дрібними краплинами перед новим прийомом їжі.
Страницы: 1, 2
