Az Ízeltlábúak (Arthropoda) törzse. Rákfélék osztálya
Членистоногі. Ракоподібні

Célunk: megismerkedni az ízeltlábúak általános szerveződési sajátosságaival, felépítésük jellegzetességeivel

Az állatok mely képviselőivel ismerkedünk?

Két nagy altörzsre osztja őket a rendszertan

•Állkapcsosok (Mandibulata)

•1. altörzs: Csápos ízeltlábúak (Antennata) 

•osztály: Rákok (Crustacea)

•osztály: Ikerszelvényesek (Diplopoda)

•osztály: Százlábúak (Chilopoda)

•osztály: Rovarok (Insecta)

•Állkapocs nélküliek (Amandibulata)

•2. altörzs: Csáprágós ízeltlábúak (Chelicerata)

osztály: Pókszabásúak (Arachnoidea)

Elöljáróban pár érdekesség: 

Az állatvilág legnépesebb törzse mind fajokban mind egyedszámban.

• Az ismert fajok 90 %-a ízeltlábú, ami már közel 1000000 fajt jelent, ámde egyes becslések 2,5-10

millióra teszik a fajok számát.

• A világon nyilvántartott fajok száma évente kb. 1000.rel nő

• A rovarok egyedszáma 1018 nagyságrendű. Ez azt jelenti, hogy minden emberre kb. 1 millió ízeltlábú jut.

• Az erdei vöröshangyák egy nagyobb bolyában 200-400 ezer dolgozó is élhet. Egyes afrikai hangyáknál

az egyedszám elérheti bolyonként a 22 millió egyedet is.

• Törökországban egy sáskajárás során 3 hónap alatt 1200 tonna sáskát szedtek össze. Az amerikai

Nebraska államban megfigyelték, hogy egy sáskaraj 160 km széles, 480 km hosszú és 800 m magas

tömegként zúdult előre melynek becsült egyedszáma 124 billió lehetett.

Az elkövetkező órákon mi három osztály képviselője példáján ismerkedünk az állatvilág legnagyobb törzsével: rákok, rovarok és pókszabásúak.

Tekintsük át közös jellemzőiket.

Az állatvilág fajokban legjelentősebb törzse. Képviselő benépesítik a Föld valamennyi élőhelyét.

Testük szelvényekből áll. Minden szelvényhez 1 pár (2db) végtag kapcsolódik. A végtagok különálló darabkákból - ízekből - állnak, melyek mozgathatóan kapcsolódnak egymáshoz. 

Testük szelvényei testtájakba tömörülnek. Ezek a fej, tor és potroh. A különböző testtájakon a végtagok különböző funkciókat látnak el. (pl: a fejen szájszervekké módosultak, a toron - járólábakká)

Külső vázuk anyaga a kitin, mely szilárdítja és védi az állat szervezetét. Vázuk nem nő együtt az állattal, ezért időnként le kell vetni. Ez a vedlés. A váz belső falához különálló izmok tapadnak. Ezek biztosítják mozgásuk változatos formáit. Lábaik ízekbőll állnak.

Testüregük a kevert (mixocel) elnevezést kapta, mivel úgy képződik, hogy fejlődésük egy bizonyos pontján a másodlagos testüreget bélelő hám összeolvad az elsődleges testüreg maradványaival.

A belső szervek közötti teret zsírtest tölti ki.  E szövet sejtjei változatos feladatokat látnak el: 

• tartalék tápanyagokat raktároznak
• eltávolítják a testüregfolyadékból az anyagcseretermékeket
• vérsejteket termelnek
• védelmi szerepet töltenek be.

Izomzatuk harántcsíkolt, és a kitinvázhoz tapad, azt mozgatja.

Szájszerveik a táplálék anyagához és a táplálékszerzés módjához alkalmazkodnak.

Az egyes szervrendszerek jellemzőit tekintsük át a táblázat alapján:

A rákok osztálya

A rákok az ízeltlábúak törzsébe tartozó osztályt alkotnak. 

Általában vízben élnek, de néhány szárazföldi fajuk is van. 

Kutikulájukba a kitin mellett mész épül be, amely a páncél szilárdságát, keménységét fokozza. 

Fejük és toruk egységes fejtorrá nőtt össze.

Az osztályba nagyon eltérő testfelépítésű fajok tartoznak. Közülük a továbbiakban csak a legismertebb magasabb rendű rákokról lesz szó. Ilyen például a hazai vizekben is előforduló folyami rák. 

Rákok mozgása 

A magasabb rendű rákoknak szelvényenként egy-egy pár ízelt lábuk van. Az ízelt lábak a fejtor elején 2 pár csáppá és szájszervekké módosultak, a fejtor többi végtagjai a járólábak, számuk a magasabb rendű rákoknál 5 pár. Ezek közül az első pár gyakran ollóvá módosul. Az olló a zsákmány megragadására és széttépésére szolgál. Járólábaikkal a rákok a szilárd aljzaton mozoghatnak. A potroh lábainak az ivadékgondozásban van szerepük, a fejlődő utódokat tartják.

A rákok közmondásos hátrálásából annyi igaz, hogy veszély esetén potrohukat hasuk alá csapják, így evezve gyorsan hátrafelé szökellhetnek a vízben. A potroh utolsó, lapos szelvénye ilyenkor evezőként működik.

Külső félépítés:

›Fej:

›Fejtövis

›Érzékszervek:

›Összetett szemek mozgatható szarvacskákon

›Rövid csápok (antennulák) – tapintás

›Hosszú csápok (antanna) – szaglás

›Szájszervek:

›Felső ajak (száj fölötti lemez)

›1 pár felső állkapocs (aprítás)

›2 pár alsó állkapocs

›Tor: 8 szelvényből áll

›A tor egybeforrott, rögzült a fejjel, nem mozgatható

›3  állkapocsláb (mandibula)

›5 párjáróláb. Ezek közül az első pár gyakran ollóvá módosul. Az olló a zsákmány megragadására és széttépésére szolgál. Járólábaikkal a rákok a szilárd aljzaton mozoghatnak.

›Potroh: 6 szelvény + végbéllemez

›A potrohlábak kettéágazóak az ivadékgondozásban van szerepük, a fejlődő utódokat tartják.

›A potrohlábak és a végbéllemez farokúszót alkot, amivel úszik.

Szerveződési sajátosságok

›A magasabb rendű rákok ragadozók, illetve mindenevők. 

A táplálék megszerzésében és feldarabolásában segítenek az ízelt lábak módosulásából származó szájszervek, valamint az olló, amely első járóláb átalakulásával jön létre egyes fajokban.

Bélcsatornájuk változatos, az előbél egy szakasza gyakran rágógyomorrá alakul, fejlett középbél mirigyük  - májuk - emésztő- és felszívószerv. Az emésztésben és a felszívásban a középbéli mirigy is fontos szerepet játszik.

Légzés

›A rákok kopoltyúval lélegeznek. A kopoltyún keresztül kicserélt légzési gázokat a hemolimfa (vérnyirok) szállítja a szervezetben. 

A magasabb rendű rákok kopoltyúi a járólábak tövén eredő nyúlványok, amelyet oldalról a fejtor kutikulaborítása véd a sérülésektől. 

Keringési rendszer - nyitott

Az ízeltlábúaknál megjelenik a szív, ami egy izmos szerv. Legfőbb feladata, hogy mozgásban tartsa a vért, keringesse azt a szervezetben. 

Hogyan működik a szív? Mikor az izomrostok összehúzódnak a szív beltere (térfogata) csökken, a vér kipréselődik az erekbe. Annak érdekében, hogy a vér csak a kivezető erek (artériák) felé indulhasson a szívben billentyűk vannak. Szívbillentyűk biztosítják azt is, hogy a szív újabb kitágulásakor csak a bevezető erekből (vénákból) áramoljon be a vér.

   Hogyan működik a folyami rák keringése?

Szívük a hátoldalon helyezkedik el. Összehúzódásaival kipumpálja a vért az erekbe, amik a testüregbe nyílnak. A vér körülmossa a szerveket és átadja nekik a sejtműködéshez elengedhetetlen, éltető oxigént, egyúttal felveszi a sejtekben a működések során felgyülemlett szén-dioxidot. A szén-dioxiddal dúsított vér a szív oldalrésein át testüregből visszaáramlik a szívbe, ami a kopoltyúk felé irányítja. A kopoltyúknál a CO2 kicserélődik O2 -re, és az immár oxigénnel dúsított vér ismét a szívbe irányul. Onnan aztán újra kilökődik a szervek felé.

›kiválasztószerveik lehetnek csáp- és állkapcsi mirigyek, amelyek módosult vesécskék, de megjelennek már a Malpighi-edények is.
A folyami rák kiválasztó szerve a zöld mirigy.

›Idegrendszerük az egyszerű hasdúclánctól a fejlett, központosult agydúcig sokféle változatot mutat.

A folyami ráknál agydúcot, garat alatti dúcot, az őket összekötő garat körüli ideggyűrűt és hasi idegdúcláncot figyelhetünk meg. Ezek alkotják a központi idegrendszert. A tőlük eredő idegszálak - a környéki adegrendszer részei.

›Érzékszerveik fejlettek, egyszerű és összetett szemeik (mozaikus látásuk), érzéksertéik, helyzetérző szerveik vannak. 

A helyzetérző szervek a rövid csápok (antennulák) tövénél helyezkednek el. Ezek kis bemélyedések, melyek érzékelő sejtréteggel vannak kibélelve. A bemélyedésekben homokszemcsék vannak. Ha a rák normális testhelyzetben  - azaz hassal lefelé - vannak, a homokszemcsék a gödröcske mélyén lévő sejteket ingerlik, ám ha a rákot valami a hátára fordította, a szemcsék a gödröcske fenti sejtjeire gyakorolnak nyomást. Az állat ilyenkor visszafordul a hasára.

Érdekes tudni, hogy vedléskor a gödröcskékben lévő homokszemcsék a levetett páncéllal együtt eltávolítódnak. Ilyenkor az állat ollóival aprólékosan kiválogatja a megfelelő méretű homokszemcséket és "feltölti" a helyzetérzékelő gödröcskéket. 

Ennek leellenőrzésére elvégeztek egy kísérletet:

Egy frissen vedlett rákot olyan akváriumba helyeztek, amelyben homokszemcsék helyett vasreszelék volt. Megvárták, amíg az állat "feltölti" helyzetérzékelő gödröcskéit. Ekkor a hátára helyeztek egy mágnest, ami odavonzotta a reszelékdarabkákat. Ez arra késztette a rákot, hogy a hátára forduljon.

Szaporodás

›A rákok kizárólag ivarosan szaporodnak. A megtermékenyítés belső, a fejlődés közvetlen, azaz a petékből előbújó rákocskák hasonlóak a kifjlett egyedekhez. 

Ivarmirigyeik a szív alatt, a bélcső felett helyezkednek el. A petefészek (ovarium) páros szerv. A hímek ivarszerve háromlebenyű. A hím a spermatophorát a nőstény ivarnyílásának közelébe tapasztja. A megtermékenyített petéket fonalak kötik egymáshoz és a potrohlábakhoz. Az anyaállat tavaszig a potrohlábain hordozza a a megtermékenyített petéket. A lábak mozgatása biztosítja a peteburkon belül fejlődő embriók megfelelő oxigénellátását, de így is csak 20 kis rák kel ki. A frissen kikelt rákok szelvényszáma teljes, minden testrészük kialakult, külalakjuk csaknem azonos a felnőtt állatokéval. Nincs lárvalak, epimorfózissal (kifejlés) fejlődnek. Később elhagyják anyjuk potrohát és önálló életet kezdenek. Növekedési és vedlési periódusok váltják egymást. A 4. évre válnak ivaréretté, innentől kezdve a nőstények évente kétszer, a hímek egyszer vedlenek.

Rákok képviselői

A folyami rák sekély, tiszta élővizekben él. Szaglása jó: a vízbe helyezett döghús például gyorsan előcsalja a rejtekhelyéről. A hím 18, esetleg 25 centiméter hosszú, a nőstény 15 centiméternél rövidebb. A fejtort egységes hátpajzs (carapax) borítja. Két összetett szeme mozgatható, henger alakú nyélen helyezkedik el. Az elülső csáppár csaknem olyan hosszú, mint az állat teste. 5 pár járólába van, közülük az első pár – főleg a hímnél – igen erőteljes ollókban végződik. A második és harmadik pár járólábon is kis ollók vannak.

A homár tengeri rák. Ollójának és izmos potrohának izomzata az ínyencek kedvelt csemegéje.

A vízibolhák az alacsonyabb rendű rákok közé tartoznak. Akváriumi halak táplálására tenyésztik őket.

Sok rák nem vízben, hanem szárazföldön él. A pinceászka talán a legismertebb szárazföldi rák. A népnyelv „pincebogárnak” nevezi. 1–2 cm-es, szürke, lapos testű állat. Sötét, nyirkos helyeken él, mivel légzőszervével csak a párás levegőből képes oxigént fölvenni. A talajképzésben játszik fontos szerepet.

Pinceászka

Folyami rák

Homár

Vízibolha

Vízibolha testfelépítése

Felirat hozzáadása

A krill, vagy világítórákok a rákok altörzsébe és a felsőbbrendű rákok osztályába tartozó rend. A világítórákok fontos tagjai a zooplanktonnak, főleg mint táplálék jelentősek a sziláscetek, manták, bálnafélék, fókák és néhány tengerimadár-faj számára. A krill norvég szó, halivadékot jelent. A világítórákok a világ minden óceánjában előfordulnak.

A tápláléklánc sarkköve. Ezek a rákocskák planktonnal (fitoplankton) és a náluk kisebb állatokkal táplálkoznak és ezek anyagait teszi fogyaszthatóvá a krillen élő jóval nagyobb szervezetek számára. 

A krillek (és a zooplankton fajainak többsége) jelentős napi függőleges vándorlást végez. Ezáltal éjjel a felszínközeli, nappal a mélyebben élő ragadozóknak nyújt biztos táplálékforrást. 

Ellenőrző kérdések

1. Milyen testtájakat különíthetünk el az ízeltlábúaknál, mi jellemző a rákokra?
2. A képek természetes élőhelyükön ábrázolnak rákokat. Mit figyeltek meg színezetükön? 
     
3. Mi tölti ki a testüreget? Milyen funkciókat lát el?
4. Milyen vázuk van az ízeltlábúaknak? Milyen anyagok biztosítják a szilárdságát a rákoknál?
5. Sorold fel az emésztőrendszer állomásait (táblázat).
6. Milyen végtagok figyelhetők meg a rákok fejtorán?
7. Miből áll a potroh? Milyen feladatai vannak?
8. Hogyan működik a rák keringési rendszere?
9. Milyen félépítése van a rákok idegrendszerének?
10. Milyen érzékszervei vannak a folyami ráknak?
11. Hogyan szaporodik a folyami rák? Milyen nemi jellegek különböztetik meg a hímeket a nőstényektől?
12. A rákok osztályának mely képviselőit ismeritek még? (nemcsak az itt felsoroltakat lehet jellemezni)
13. Milyen jelentősége van a rákféléknek a természetben és az emberek életében?