Тест по биологии: Движение животных с наружным скелетом (8 класс)

Пояснение:

Основным структурным компонентом кутикулы, образующей наружный скелет всех членистоногих, является хитин. Это азотсодержащий полисахарид, который по своим свойствам похож на целлюлозу (образующую клеточные стенки растений), но отличается большей прочностью и эластичностью. Хитиновый каркас для придания ему твёрдости дополнительно пропитывается специальными белками. Кератин является основой покровов позвоночных (волос, ногтей, перьев), а коллаген — основной белок их соединительной ткани. Именно хитин обеспечивает уникальное сочетание лёгкости и прочности экзоскелета.

Пояснение:

Дождевой червь относится к типу Кольчатые черви, и у него отсутствует твёрдый наружный скелет. Его опорой служит кожно-мускульный мешок и гидростатический скелет — полостная жидкость, находящаяся под давлением. Майский жук (насекомое) и речной рак (ракообразное) имеют прочный хитиновый экзоскелет, а обыкновенная улитка (моллюск) — известковую раковину. Все эти структуры являются примерами наружного скелета, который выполняет опорную и защитную функции, но отсутствует у червей.

Пояснение:

Одним из ключевых принципов устройства опорно-двигательной системы членистоногих является то, что мышцы располагаются внутри твёрдого панциря и крепятся к его внутренней стенке. На внутренней поверхности экзоскелета имеются специальные выросты, гребни и отростки (аподемы), которые служат точками прикрепления для мощных мышечных пучков. Такое расположение позволяет членистым конечностям работать как эффективная система рычагов, где мышцы-сгибатели и мышцы-разгибатели, сокращаясь, приводят в движение отдельные сегменты конечности.

Пояснение:

Твёрдый хитиновый экзоскелет не способен растягиваться, поэтому он жёстко ограничивает рост животного. Единственным способом увеличиться в размерах является линька — процесс периодической смены покровов. Во время линьки под старой кутикулой формируется новая, мягкая и сложенная. Затем животное сбрасывает старый «панцирь» и, пока новый не затвердел, быстро увеличивается в объёме, заглатывая воду или воздух. После затвердевания нового скелета рост снова прекращается до следующей линьки. Этот процесс является критическим и уязвимым периодом в жизни членистоногих.

Пояснение:

Появление членистых конечностей, работающих по принципу рычагов и опирающихся на твёрдый наружный скелет, стало ключевым ароморфозом в эволюции членистоногих. Эта система позволила им совершать гораздо более быстрые, точные и скоординированные движения по сравнению с червеобразными предками. Кроме того, конечности смогли специализироваться для выполнения самых разных функций: ходьбы, бега, плавания, прыжков, копания, захвата пищи (ногочелюсти) и восприятия информации (усики). Такое разнообразие движений и функций способствовало их невероятному эволюционному успеху.

Пояснение:

Раковина, состоящая преимущественно из карбоната кальция (извести), является характерной чертой большинства представителей типа Моллюски. Она выполняет в первую очередь защитную функцию, служа убежищем для мягкого тела животного. Раковина может быть цельной и спирально закрученной (у брюхоногих, как улитка), состоять из двух створок (у двустворчатых, как мидия) или из нескольких пластинок (у панцирных моллюсков). У членистоногих (насекомых, раков, пауков) скелет хитиновый, хотя у раков он и может дополнительно пропитываться известью.

Пояснение:

Крылья насекомых представляют собой тонкие выросты кутикулы и не содержат собственных мышц. Их движение обеспечивается работой мощной мускулатуры, которая целиком расположена в грудном отделе экзоскелета. У одних насекомых (стрекозы) мышцы напрямую крепятся к основанию крыльев. У большинства же (мухи, пчёлы, жуки) используется непрямой механизм: вертикальные и продольные мышцы изменяют форму грудного сегмента, который, будучи упругим, передаёт эти движения на крылья, заставляя их совершать частые взмахи. Этот механизм очень эффективен и позволяет развивать высокую частоту взмахов.

Пояснение:

Основной и самый серьёзный недостаток экзоскелета заключается в его неспособности к росту. Поскольку кутикула является неживым образованием, она не может увеличиваться в размерах по мере роста самого животного. Это вынуждает членистоногих прибегать к линьке — периодическому сбрасыванию старого, ставшего тесным, покрова. Процесс линьки не только энергозатратен, но и делает животное на некоторое время мягким и беззащитным перед врагами и высыханием. Эта проблема также накладывает ограничения на максимальный размер, которого могут достигать наземные членистоногие.

Пояснение:

У представителей класса Ракообразные (раков, крабов, омаров), ведущих преимущественно водный образ жизни, хитиновая кутикула дополнительно инкрустирована солями кальция (в основном, карбонатом кальция). Этот процесс минерализации придаёт их панцирю исключительную твёрдость и прочность, превращая его в настоящую броню. Это обеспечивает надёжную защиту от хищников и служит прочной опорой для мощных мышц. У наземных членистоногих, таких как насекомые и пауки, скелет обычно не содержит солей кальция, так как это сделало бы его слишком тяжёлым для передвижения по суше.

Пояснение:

У двустворчатых моллюсков створки раковины на спинной стороне соединены упругой белковой связкой — лигаментом, который постоянно стремится раскрыть створки. Для того чтобы держать раковину закрытой и защищаться от врагов, моллюску необходимо прилагать усилие. Эту функцию выполняют один или два мощных мускула-замыкателя (аддуктора), которые прикреплены к внутренней поверхности обеих створок. Сокращаясь, они с силой стягивают створки вместе.