Tchawkowce - Polski Serwis Naukowy

Tchawkowce, tchawkodyszne - największa grupa w typie stawonogów, jednostka systematyczna w różnych źródłach podnoszona do różnej rangi.

Podtyp tchawkowce – Tracheata, jako synonimy funkcjonują nazwy i jednostki taksonomiczne: tchawkowce właściwe – Eutracheata, czułkowce – Antenata, wargowce – Labiata, jednogałęziowe – Uniramia. Różnice w poglądach systematycznych wynikają z nadawania poszczególnym cechom budowy różnego znaczenia w powiązaniu do cech innych stawonogów, na przykład akcentowania jednogałęzistych odnóży (Uniramia), występowania tchawek (Tracheata, Eutracheata), obecności czułków (Antenata). Różnice w ujęciach systematycznych wynikają także ze stanu wiedzy i poglądów na monofiletyczność lub polifiletyzm całego podtypu oraz poszczególnych gromad wśród tchawkowców.

Dwuparce (Diplopoda; wcześniejsza nazwa krocionogi, obecnie wskazująca raczej na krocionogowate) – gromada wijów obejmująca stawonogi o jednej parze szczęk i tułowiu zbudowanym z 11-120 segmentów, na których znajdują się parzyste odnóża kroczne. Na segmentach 2-4 znajduje się po 1 parze odnóży, na pozostałych po 2 pary (stąd nazwa gromady). Otwory płciowe znajdują się z przodu tułowia, co było przyczyną, dla której zaliczano kiedyś dwuparce do przodopłciowych. Większość dwuparców to formy niewielkie; w tropikach spotyka się jednak również dwuparce osiągające 30 cm długości. Zwierzęta kosmopolityczne, występują na wszystkich kontynentach poza okolicami okołobiegunowymi i pustyniami.

Odnóża - parzyste przydatki występujące na tagmach stawonogów. Pełniące funkcje (często związane z lokalizacją): czuciowe, pokarmowe, lokomotoryczne, kopulacyjne, transportowe, przędne. Ilość, budowa i rozmieszczenie odnóży jest ważna cechą taksonomiczną.

Tchawkowce to stawonogi zbudowane z głowy i tułowia lub z głowy, tułowia i odwłoka; na głowie para czułków, żuwaczki, szczęki I i szczeki II pary zrośnięte w wargę dolną, oddychające tchawkami.

Budowa

Podtyp Eutracheata obejmuje stawonogi typowo lądowe, z których tylko nieliczne przystosowały się do wtórnego życia w wodzie (niektóre nowsze badania wskazują na pierwotnie wodne przystosowania tej grupy). Oddychają za pomocą tchawek (systemu chitynowych rureczek, rozprowadzających tlen z powietrza do wszystkich tkanek). Formy małe mogą nie mieć tchawek – wymiana gazowa u nich odbywa się całą powierzchnią ciała. Nieliczne przeszły do życia w wodzie (głównie wód słodkich, śródlądowych) ale i u tych form narządami oddechowymi są tchawki lub skrzelotchawki (zmodyfikowane tchawki).

Takson polifiletyczny (grupa polifiletyczna) – sztuczny takson, który obejmuje organizmy pochodzące od różnych przodków i nie będące ze sobą spokrewnione, ale wykazujące podobieństwa budowy lub fizjologii na skutek konwergencji. Na przykład do zwierząt stałocieplnych zalicza się ssaki i ptaki, nie spokrewnione bezpośrednio. Po odkryciu polifiletycznego charakteru taksonu, zwykle eliminowany jest on z systemów klasyfikacyjnych, choć funkcjonuje w znaczeniu potocznym (np. zwierzęta stałocieplne, glony).

Stawonogi (Arthropoda, z gr. arthron – staw + podus – noga) – najliczniejszy w gatunki typ zwierząt na Ziemi. Dotychczas opisano ponad milion gatunków. Według danych IUCN opisano 950 000 gatunków owadów i 40 000 skorupiaków. Liczby w pozostałych grupach stawonogów wahają się – w zależności od źródła – od kilkunastu tysięcy (np. wije) do ponad 60 tysięcy gatunków pajęczaków, a z każdym rokiem przybywa ich coraz więcej.

W związku z odciążeniem układu krwionośnego z funkcji oddechowych, układ ten u tchawkodysznych jest w znacznym stopniu uproszczony (w stosunku do stojących „niżej: pierścienic). Krew bez barwnikowa, układ krwionośny otwarty.

Ciało tchawkodysznych składa się z tagm, z mniej wyraźnie zaznaczonych u wijów, bardzo wyraźnie u owadów. Proces cefalizacji daleko posunięty.

Tchawkodyszne mają jedną parę czułków (antennae), których homologia w stosunku do skrzelodysznych (Branchiata) nie jest w pełni wyjaśniona.

Owady, insekty (Insecta) – gromada stawonogów. Najliczniejsza grupa zwierząt. Szacunkowa liczba gatunków owadów wynosi około 1 miliona. Są to zwierzęta wszystkich środowisk lądowych, wtórnie przystosowały się też do środowiska wodnego. Były pierwszymi zwierzętami, które posiadły umiejętność aktywnego lotu. Rozmiary ciała owadów wahają się od 0,25 mm do ponad 350 mm. W Polsce do najliczniej reprezentowanych rzędów owadów należą motyle, chrząszcze, błonkówki i muchówki. Owady mają olbrzymie znaczenie w przyrodzie, są wśród nich owady zarówno pożyteczne, jak i szkodniki, komensale i pasożyty. Nauka zajmująca się owadami to entomologia.

Układ nerwowy (łac. systema nervosum; ang. nervous system) - u organizmów wielokomórkowych jest to wyspecjalizowany zbiór komórek charakteryzujących się zdolnością do generowania specyficznych sygnałów, jakie mogą zostać przekazane innym komórkom nerwowym, bądź komórkom mięśniowym lub gruczołom i jakie mogą wywołać u odbiorcy określone zmiany. Istotnym elementem sygnału komórek nerwowych jest impuls elektrochemiczny. Niektóre komórki cechują się możliwością generowania i przenoszenia sygnałów na skutek oddziaływań mechanicznych, pod wpływem promieniowania elektromagnetycznego, czy też w wyniku kontaktu z określonymi substancjami chemicznymi. Inne zaś potrafią przenosić sygnały do komórek mięśniowych, które na skutek tych sygnałów dokonują skurczu. Tym samym, zbiór komórek nerwowych, będący częścią bardziej złożonego systemu (np. jakiegoś organu, narządu, lub w ogóle organizmu jako całości), zapewnia możliwość reagowania tego systemu na zmiany zachodzące w jego otoczeniu.

Charakteryzują się segmentacją ciała, niektóre mają bardzo wyspecjalizowane odnóża.

Układ nerwowy dobrze wykształcony, większość tchawkowców ma bardzo dobry wzrok.

Jama ciała zawiera tzw. ciało tłuszczowe. Narządy wydalnicze to cewki Malpighiego.

Układ oddechowy oparty na tchawkach, które prócz tchawkowców występują jeszcze u pajęczaków i pazurnic. U larw występują skrzelotchawki.

Skrzelodyszne (Branchiata) - w niektórych starszych podejściach taksonomicznych podtyp stawonogów, zawierający skorupiaki i trylobitowce, przeciwstawiany jednogałęziowcowm (Uniramia).

Filogeneza (gr. φυλη – gatunek, ród i γενεσις – pochodzenie) – droga rozwoju rodowego, pochodzenie i zmiany ewolucyjne grupy organizmów, zwykle gatunków. Termin wprowadzony w 1866 roku przez Ernsta Haeckla w Generelle Morphologie der Organismen.

Zwierzęta rozdzielnopłciowe o zapłodnieniu wewnętrznym. W czasie rozwoju pozazarodkowego przechodzą przeobrażenie. U niektórych rozwój prosty.

Systematyka

Jako jeden z podtypów w typie stawonogi, obok podtypu trylobitowce, skorupiakokształtne, szczękoczułkowce i kikutnice. Badania Kukalovej-Peck, wkazujące na pierwotnie wielogałęzistość odnóży tchawkowców z jednej strony podważa sens wyróżniania Uniramia, z drugiej wskazuje na ścisłe powiązania filogenetyczne tchawkowców z trylobitowcami.

Cewka Malpighiego (łac. vasa Malpighii) – narząd wydalniczy u stawonogów lądowych. Są to zamknięte od strony jamy ciała kanaliki, uchodzące do przewodu pokarmowego, zwykle na granicy pomiędzy jelitem środkowym, a jelitem tylnym. Kanaliki te zbierają zbędne i szkodliwe metabolity z hemolimfy i przekazują je do jelita. Pełnią funkcje wydalnicze u owadów, pajęczaków i niektórych wijów. U niektórych stawonogów produkują enzymy trawienne, substancje wapienne, materiał do budowy kokonu, a także wchłaniają wodę. Do cewek trafiają produkty przemiany materii (kwas moczowy) wraz z dużą ilością wody (i rozpuszczonymi w niej jonami, głównie potasu i sodu), która jest wypompowywana dopiero w jelicie. W wyniku tego możliwe jest oszczędzanie wody. Stawonogi lądowe nie wydalają amoniaku, tylko przetwarzają go w związki azotowe słabo rozpuszczalne w wodzie, jak guanina (pajęczaki) czy kwas moczowy (owady). Cewki występują w liczbie od 2 do kilkuset.

Żuwaczka (mandibula) - część narządu gębowego skorupiaków i tchawkowców (owadów i wijów) należących do typu stawonogów. Żuwaczki stanowią przekształcenie trzeciej pary odnóży głowowych i są odpowiednikiem nogogłaszczek u pajęczaków.

Podtyp Eutracheata dzielony bywa na 5 gromad (zakładany jest polifiletyzm wijów):

W starszej literaturze wyróżnia się tylko dwie gromady:

Myriapoda (czasem przez niektórych podnoszone do rangi podtypu)

Insecta (czasem przez niektórych podnoszone do rangi podtypu)

Podstawa tego podziału jest liczba tagm budujących ciało. Wije maja dwie tagmy: głowę i tułów, owady - głowę, tułów i odwłok.

Podział taki jest krytykowany ze względu na fakt, iż wije (Myriapoda) uważane są za sztuczną, polifiletyczna grupę. Jednocześnie trudno ustalić pokrewieństwo między parecznikami (Chilopoda), dwuparcami (Diplopora) i skąponogami (Pauropoda) i drobnonogami (Symphyla). Prowizorycznym rozwiązaniem było m.in. wyróżnienie dwóch podgromad: przodopłciowe (Progoneata z dwuparcami – Diplopora, skąponogami – Pauropoda i drobnonogami – Symphyla) i tyłopciowych (Opisthogoneata z parecznikami - Chilopoda).

Układ krwionośny otwarty - to układ, w którym krew wylewa się do jam ciała, obmywając je i dostarczając składniki pokarmowe i tlen. Krew, która się tam wylewa to hemolimfa. w układzie tego typu krew może krążyć częściowo w naczyniach a częściowo w jamie ciała.

Wije (Myriapoda) - podtyp stawonogów charakteryzujących się obecnością wyraźnie wyróżnionej głowy i wydłużonego tułowia o wielu segmentach (od 10 do 180, chociaż nazwa "Myriapoda" znaczy "dziesięciotysiąconogie"). Na segmentach posiada parzyste odnóża lokomocyjne, czasem zróżnicowane w zależności od położenia segmentu. Ostatni segment - telson - jest pozbawiony odnóży.

Uważa się, że „Myriapioda” to co najmniej trzy linie rozwojowe: Chilopoda posiadające szczękonóża, Dignatha (o dwóch parach narządów gębowych – Diplopora i Pauropoda) i Trignatha (o trzech parach narządów gębowych (Symphyla oraz Insecta). Wobec różnorodnych wątpliwości dawnych „wijów” często nie rozpatruje się ich jako jednej gromady ale jako 4 samodzielne gromady o bliżej nie wyjaśnionym pokrewieństwie filogenetycznym.

Wije (Myriapoda) - podtyp stawonogów charakteryzujących się obecnością wyraźnie wyróżnionej głowy i wydłużonego tułowia o wielu segmentach (od 10 do 180, chociaż nazwa "Myriapoda" znaczy "dziesięciotysiąconogie"). Na segmentach posiada parzyste odnóża lokomocyjne, czasem zróżnicowane w zależności od położenia segmentu. Ostatni segment - telson - jest pozbawiony odnóży.

Pazurnice (Onychophora), pratchawce (Protracheata) – typ lądowych zwierząt bezkręgowych o robakowatym kształcie ciała, homologicznej metamerii, jednej parze czułków i licznych odnóżach. Pazurnice posiadają cechy zarówno pierścienic (Annelida), jak i stawonogów (Arthropoda). Tworzą reliktową grupę o budowie nieznacznie zaledwie zmienionej od paleozoiku. Dotychczas opisano około 200 gatunków, z których większość występuje w tropikalnej strefie półkuli południowej, a część w strefach umiarkowanych Australii i Nowej Zelandii. Zasiedlają miejsca wilgotne i kamieniste w pobliżu cieków wodnych. Żywią się materią organiczną i drobnymi bezkręgowcami.

Przypisy

Czesław Jura, 1997. Bezkręgowce – podstawy morfologii funkcjonalnej, systematyki i filogenezy. Wyd. II, Wyd. Nauk. PWN, Warszawa
↑ Eugeniusz Grabda (red.), 1985. Zoologia – Bezkręgowce, tom II, część druga. Warszawa PWN.

Bibliografia:

Eugeniusz Grabda (red.), 1985. Zoologia – Bezkręgowce, tom II, część druga. Warszawa PWN.

Czesław Jura, 1997. Bezkręgowce – podstawy morfologii funkcjonalnej, systematyki i filogenezy. Wyd. II, Wyd. Nauk. PWN, Warszawa