Общая характеристика класса Arachnoidea.

Паукообразные – самый обширный класс в подтипе хелицеровых представлен в природе главным образом наземными формами. К ним относятся многочисленные виды (около 35 тыс.), которые в современной систематике объединены в несколько отрядов. Самый большой отряд Пауки насчитывает до 27,5 тыс. видов. Кроме пауков, в класс паукообразных входят Клещи (до 10 тыс. видов), Сенокосцы (2,5 тыс. видов), Ложноскорпионы (1,1 тыс. видов), Скорпионы, Сольпуги и некоторые другие. По заселению всевозможных уголков земного шара паукообразные не уступают насекомым и заслуживают внимательного изучения, которое ставит перед биологической наукой ряд важных задач.

Изучение исторического развития паукообразных показало, что они находятся в близком родстве с ракоскорпионами (эвриптеридами), в большинстве вымершими и лишь частично сохранившимися в мелководных участках морей в виде немногих форм мечехвостов. Ракоскорпионы филогенетически связаны с трилобитами, которые, как известно, полностью вымерли. Через эти промежуточные группы (трилобитов и ракоскорпионов) было установлено происхождение паукообразных от многощетинковых кольчецов, обитавших в морях. По сравнению со своими водными предками паукообразные в процессе эволюции претерпели ряд изменений, связанных с приспособлением к жизни на суше. Наиболее характерными из них следует признать частичную атрофию брюшных конечностей и превращение оставшихся брюшных конечностей у одних видов в легкие (иногда в трахеи), а у других, кроме того, в паутинные бородавки. Следует отметить отсутствие у паукообразных усиков (антенн) и сложных глаз (имеются только простые глазки), образование околоротовых конечностей для захвата пищи и ног для передвижения по суше.

По мере эволюции отдельных ветвей Arachnida наблюдается олигомеризация числа сегментов. Скорпионы имеют в составе тела 19 сегментов, жгутоногие и ложные скорпионы- 18, примитивные членистобрюхие пауки - 17, сольпуги и сенокосцы- 16, большинство клещей - 13, высшие пауки 12 и, наконец, некоторые специализированные клещи - 10. Общим признаком хелицеровых является отчетливо выраженная у них тенденция к рудиментации или полному исчезновению VII сегмента. Параллельно происходит слияние сегментов и концентрация отделов тела. Гомологи брюшных конечностей, свойственные некоторым отрядам, - половые крышечки, гребневидные органы, легкие, паутинные бородавки - также подвергаются олигомеризации. Так, например, примитивные скорпионы имеют 4 пары легких, низшие пауки и жгутоногие - 2 пары, высшие пауки - 1 пару, у остальных Arachnida легкие совсем исчезают и полностью замещаются трахеями.

Тело паукообразных имеет различную степень расчленения и состоит обычно из двух отделов: головогруди и брюшка, соединенных между собой сегментом, который у пауков превратился в тонкую перемычку. У других паукообразных брюшные членики примыкают к головогруди без перехвата, так как соединительный сегмент по ширине не отличается от остальных. Хитинизированный покров в области головогруди образует сплошной щит, покрывающий слившиеся сегменты этой части тела. Брюшко, в отличие от головогруди, имеет ясно выраженную сегментацию, но не у всех. Она хорошо заметна, например, у скорпионов и ложноскорпионов, менее ясна у сенокосцев и не заметна у пауков. У клещей головогрудь и брюшко слиты в одно целое.

В связи с переходом паукообразных к особому способу питания путем всасывания предварительно растворенных тканей тела жертвы и усвоения их в полужидком состоянии околоротовые придатки не получили развития в форме жевательного аппарата (как у ракообразных или насекомых). Вместо мандибул и максилл паукообразные имеют специальные приротовые органы — хелицеры, которые используются для схватывания, фиксации и разрывания добычи. У паукообразных они могут быть 2- или 3-членистыми, с клешнями или без них, когтевидные или колющие (в зависимости от особенностей функционирования). Кроме хелицер, в приротовой зоне выделяется пара педипальл (ногощупалец), которые также участвуют в схватывании добычи при помощи своих клешней (у скорпионов) или ее удержании при помощи крепких щетинок (у сольпуг), либо коготков и шипов (у сенокосцев). Педипальпы у некоторых паукообразных (скорпионов, сенокосцев) имеют жевательные отростки, помогающие дроблению пищи на куски, или лопасти, покрытые волосками, служащими для процеживания жидкой пищи (у пауков). Так как у большинства паукообразных в кишечник попадает пищевая масса, лишенная твердых частиц, то она может легко проникать в слепые выросты средней кишки и заполнять их до отказа. Здесь происходит переваривание и усвоение пищи при участии клеток печени, которая образована из совокупности выростов кишечника. Хищный образ жизни и прожорливость паукообразных сочетаются у них со способностью долго голодать, обходиться без пищи. Эта полезная черта организма связана с накоплением питательных веществ в особых запасных тканях, аналогичных жировым телам насекомых.

Хелицеры и щупики педипальп при поверхностном осмотре ошибочно воспринимаются учащимися как усики, которых у паукообразных в действительности нет. На это следует обратить внимание. Отсутствие антенн и слабое развитие зрения у паукообразных восполняется многочисленными чувствительными волосками различного назначения, которые расположены на хелицерах, педипальпах, ногах и на туловище. Одни из них играют роль органов осязания, другие — обоняния и вкуса, третьи — воспринимают самые незначительные колебания воздуха и сотрясения почвы, способствуя проявлению вибротаксиса. У некоторых видов клещей и других групп есть органы, определяющие влажность (гигрорецепторы). Это видоизмененные ножки в виде бугорков, наполненных кровью (коксальные органы). Из других органов следует отметить различные железы: пахучие (у сенокосцев), ядовитые (у пауков и скорпионов) и паутинные (у пауков и ложноскорпионов). Выделение секрета этих желез происходит в разных пунктах тела. Так, например, у пауков яд выделяется через каналы на конце коготка хелицер, а паутина — через трубочки паутинных бородавок; яд у скорпионов выделяется через концевой членик брюшка, а паутина у ложноскорпионов — через кончики хелицер. Некоторые паукообразные способны издавать звуки в виде стрекотания и писка (сольпуги), треска, жужжания и шипения (пауки). Эти звуки имеют различное биологическое значение (отпугивание врагов, привлечение полов) и возникают в результате трения друг о друга выступов на хелицерах и педипальпах или на соприкасающихся частях головогруди и брюшка. Зрение у большинства слабое, но у активно нападающих видов (сольпуг и бродячих пауков) развито достаточно хорошо, чтобы вовремя заметить добычу и схватить ее не промахнувшись.

Органами передвижения служат ноги; их у паукообразных 4 пары, число которых служит одним из признаков этого класса членистоногих. Характерной особенностью ног является членистость лапок с коготками, обеспечивающих стопохождение по поверхности земли и твердым субстратам. Отсутствие обособленной головы, усиков и сложных глаз привело к слиянию головного мозга с узлами брюшной нервной цепочки и образованию головогрудной массы, от которой отходят нервные тяжи ко всем органам и мускулатуре. Мышцы, приводящие в движение конечности (ротовые придатки, ходильные ноги), развиты у паукообразных хорошо. У некоторых групп существует смешанный принцип работы ног. Кровеносная система паукообразных незамкнутая, сердце расположено на спинной стороне, кровь бесцветная. Из органов дыхания первичными являются легкие, возникшие путем видоизменения брюшных жаберных ножек водных предковых форм; вторичные органы, появившиеся в процессе приспособления к атмосферному дыханию на суше, представляют собой систему ветвящихся трубок — трахей, которые доставляют кислород воздуха непосредственно к органам и тканям. Лучше всего трахеи развиты у сенокосцев и сольпуг.

Паукообразные — раздельнополые членистоногие. У них наблюдается половой диморфизм. Размножение происходит путем откладки яиц. Некоторые виды живородящи (часть скорпионов и клещей). Встречается партеногенетическое размножение (у клещей). Забота о потомстве хорошо выражена у скорпионов, пауков и других видов, проявляющих в этом отношении сложное инстинктивное поведение. В развитии наблюдается метаморфоз только у клещей. Большинство паукообразных имеет прямое развитие. Плодовитость у разных видов колеблется от нескольких сот до нескольких тысяч яиц в кладке. Продолжительность жизни у крупных форм исчисляется многими годами (например, пауки-птицеяды живут до 20 лет), у них наблюдается длительное развитие, позднее достижение половой зрелости и способность линять всю жизнь. Мелкие формы, наоборот, развиваются очень быстро и усиленно размножаются в периоды, благоприятные для их жизни.

При ухудшении условий взрослые особи погибают, оставляя покоящиеся стадии (яйца или молодь), которые впоследствии возвращаются к активной жизни, быстро восстанавливая численность популяций своего вида. Сезонная смена активной жизни в конце лета на зимний покой (в виде яиц или молоди) наблюдается у паукообразных, живущих в умеренном климате.

Роль паукообразных в жизни различных биогеоценозов очень значительна. Многие из них истребляют вредных насекомых (например, пауки), другие играют положительную роль в почвообразовательных процессах (например, почвенные клещи), третьи являются переносчиками возбудителей различных заболеваний (клещи-паразиты, кровососы), четвертые обладают антибиотическими веществами (сенокосцы), которые в перспективе могут быть использованы в медицине. Некоторые виды представляют интерес для бионики, например механогидравлический способ движения у сенокосцев в настоящее время изучается биониками, с тем, чтобы применить его в технике. Так, разрабатываются проекты создания шагающих автоматов с коленчатыми «ногами», приводимыми в движение на основе сочетания механического и гидравлического принципов. Кроме сенокосцев биоников интересуют также пауки-скакуны, которые способны делать прыжки высотой 10 см при росте паука в 1 см. Эти прыжки совершаются за счет мгновенного повышения кровяного давления в ногах паука. Пока остается неизвестным механизм такого «гипертонического взрыва».