بندپایان چیست؟ — انواع، ویژگی ها، نامگذاری و رده بندی

بندپایان بی‌مهرگانی هستند که پاهای بندبند دارند. شاید با دقت در ساختار بدنی جانورانی مانند عنکبوت‌ها یا خرچنگ‌ها متوجه این پاهای بندبند و مفصلی آن‌ها شده باشید. بند پایان حدود ۷۵ درصد از تمام جانوران روی زمین را تشکیل می‌دهند و نقش عمده‌ای در حفظ اکوسیستم‌ها به عنوان گرده‌افشان، بازیافت‌کننده مواد غذایی، لاشه‌خواری و تولید غذا برای سایر حیوانات دارند. در این مقاله از مجله فرادرس به طور کامل به بررسی و تعریف بندپایان، انواع آن‌ها، رده‌بندی، ساختارهای بدنی و نقش آن‌ها در اکوسیستم می‌پردازیم.

بندپایان چیست؟

بندپایان شامل گروه بسیار متنوعی از گونه‌ها مانند حشرات، سخت‌پوستان، عنکبوت‌ها، عقرب‌ها و صدپاها هستند. تعداد گونه‌های بندپایان بسیار بیشتر از گونه‌های موجود در تمامی شاخه‌های دیگر است و فراوان‌ترین انواع بندپایان، حشرات هستند که تنوع گونه‌ای آن‌ها احتمالاً به میلیون‌ها عدد می‌رسد.

فیلم آموزش علوم تجربی پایه نهم – بخش زیست و زمین شناسی در فرادرس

کلیک کنید

بندپایان از بی‌مهرگان هستند، یعنی اسکلت و ستون فقرات داخلی ندارند. علی‌رغم این تنوع باورنکردنی، طرح اولیه بدن بندپایان نسبتاً ثابت است. بندپایان یک کوتیکول سفت دارند که عمدتاً از کیتین و پروتئین ساخته شده است و یک اسکلت بیرونی را تشکیل می‌دهد که ممکن است با کربنات کلسیم بیشتر سفت شود.

ویژگی های بندپایان

بندپایان در شکل‌ها و اندازه‌های مختلفی وجود دارند، اما برخی از ویژگی‌های مشترک دارند. به عنوان مثال، همه بندپایان دارای بدن تقسیم‌شده هستند. به یک مگس خانگی معمولی نگاه کنید. آیا می‌توانید سه بخش بدن آن را ببینید؟ سر، قفسه سینه و شکم در این جانور وجود دارد. عنکبوت فقط دو قسمت از بدن دارد، شکم را می‌بینیم، اما سر و قفسه سینه با هم ادغام شده و یک سفالوتوراکس را تشکیل می‌دهند. قسمت سر اکثر بندپایان شامل دهان، شاخک (آنتن) و چشم‌های ساده یا مرکب است. اعضای شاخه بندپایان، گروه متنوعی از حیوانات از جمله حشرات، سخت پوستان، عنکبوت‌ها، عقرب‌ها و صدپاها هستند. در ادامه ۵ ویژگی اصلی بندپایان را بررسی کرده‌ایم.

بندپایان از بی مهرگان هستند

بندپایان بی‌مهره هستند، به این معنی که بدن آن‌ها استخوان‌های داخلی برای حمایت ندارد. برای جبران این مسئله، آن‌ها یک اسکلت بیرونی سخت ساخته شده از کیتین، مخلوطی از لیپیدها، کربوهیدرات‌ها و پروتئین تولید می‌کنند که بدن آن‌ها را مانند یک زره پوشانده و محافظت می‌کند.

چرا بندپایان پوست اندازی می کنند ؟

با رشد بندپایان، آن‌ها باید اسکلت بیرونی خود را بریزند یا پوست‌اندازی کنند. آن‌ها ابتدا اسکلت‌های خارجی جدید و نرم‌تری در زیر اسکلت‌های قدیمی تولید می‌کنند. هنگامی که پوشش‌های قدیمی و سفت‌شده آن‌ها می‌شکند و می‌ریزند، اسکلت‌های بیرونی جادارتر، هرچند نرم، ظاهر می‌شوند. بندپایان در طول فرآیند پوست اندازی فوق‌العاده آسیب‌پذیر هستند و اغلب تا زمانی که اسکلت بیرونی جدیدشان سخت شود پنهان می‌شوند.

بندپایان بدن بند بند دارند

بندپایان دارای بدن‌هایی هستند که در داخل و خارج تقسیم شده‌اند. تعداد بخش‌ها به گونه‌های فردی بستگی دارد. به عنوان مثال، هزارپاها تعداد بندهای بیشتری نسبت به خرچنگ‌ها دارند. نام بندپایان در واقع از واژه یونانی (Arthro) به معنی «مفصل» و (Pod) به معنای «پا» گرفته شده است. همه بندپایان دارای اندام‌های مفصلی هستند که به اسکلت بیرونی سخت خود متصل شده‌اند و امکان انعطاف و حرکت را فراهم می‌کند. مفاصل عموماً فقط در یک جهت خم می‌شوند، اما امکان اعمال شکاری و دفاعی کافی را فراهم می‌کنند.

بندپایان گردش خون باز دارند

بندپایان دارای سیستم گردش خون باز هستند. این بدان معناست که به جای یک سیستم گردش خون بسته از وریدها و مویرگ‌های به هم پیوسته، خون بندپایان از طریق فضاهای باز به نام سینوس پمپ می‌شود تا به بافت‌ها برسد. هموکوئل، حفره داخلی بندپایان، اندام‌های داخلی آن را در خود جای می‌دهد و همولنف آن‌ها مشابه خون از طریق آن در گردش است. با این حال، بندپایان قلب دارند که خون را به هموکوئل پمپ می‌کند.

بدن بندپایان تقارن دو طرفه دارد

بدن انواع بندپایان را می‌توان به صورت عمودی به دو تصویر آینه‌ای تقسیم کرد. به این تقارن دو طرفه می‌گویند. بندپایان نیز همانند بسیاری از حیوانات دیگر مانند ماهی، موش و حتی انسان این تقارن دوطرفه را دارند. جانوران دیگر مانند چتر دریایی و ستاره دریایی تقارن شعاعی از خود نشان می‌دهند، در حالی که مرجان و اسفنج دریایی نامتقارن هستند و هیچ الگوی مشخصی از خود نشان نمی‌دهند.

سیستم عصبی نردبانی دارند

سیستم عصبی آن‌ها «نردبان مانند» است، با طناب‌های عصبی شکمی دوتایی که از تمام بخش‌ها عبور می‌کنند و گره‌های زوجی را در هر بخش تشکیل می‌دهند. سر آن‌ها از ادغام تعداد متفاوتی از بخش‌ها تشکیل می‌شود و مغز آن‌ها از ادغام عقده‌های این بخش‌ها تشکیل می‌شود و مری را احاطه می‌کند. سیستم تنفسی و دفعی بندپایان بسته به محیط زیست و زیر شاخه‌ای که به آن تعلق دارند، متفاوت است.

بندپایان انواع روش تولید مثلی دارند

تولید مثل و رشد آن‌ها متفاوت است. همه گونه‌های زمینی از لقاح داخلی استفاده می‌کنند، اما گاهی اوقات این امر با انتقال غیرمستقیم اسپرم از طریق یک زائده یا زمین است. گونه‌های آبزی از لقاح داخلی یا خارجی استفاده می‌کنند. تقریباً همه بندپایان تخم می‌گذارند، اما بسیاری از گونه‌ها پس از بیرون آمدن تخم‌ها در مادر، به صورت زنده به دنیا می‌آورند و تعداد کمی مانند شته‌ها واقعاً زنده‌زا هستند. فرزندآوری‌های بندپایان از بالغ‌های مینیاتوری گرفته تا پوره‌ها و کرم‌ها که فاقد اندام‌های مفصلی هستند و در نهایت دچار دگردیسی کامل می‌شوند تا شکل بالغ را به وجود آورند.

بندپایان چشم مرکب و سلول های پیگمنت دار دارند

بندپایان از ترکیبی از چشم‌های مرکب و سلول‌های پیگمنت‌دار برای بینایی استفاده می‌کنند. در بیشتر گونه‌ها، غلاف تنها می‌تواند جهتی را که نور از آن می‌آید تشخیص دهد، و چشم‌های مرکب منبع اصلی اطلاعات هستند. چشم‌های اصلی عنکبوت‌ها سلول‌هایی هستند که می‌توانند تصاویر را تشکیل دهند و در موارد معدودی می‌تواند برای ردیابی طعمه بچرخد. بندپایان همچنین دارای طیف وسیعی از حسگرهای شیمیایی و مکانیکی هستند که عمدتاً بر اساس تغییرات بسیاری از موها شناخته شده به عنوان (Setae) است که از طریق کوتیکول آن‌ها بیرون می‌زند.

بندپایان کجا زندگی می کنند؟

بندپایان می‌توانند در خشکی یا در آب شیرین زندگی کنند. در آب‌های شیرین، بیشتر خرچنگ‌ها و بازوپایان در آب‌های شیرین زندگی می‌کنند. برخی از اعضای گروه‌های دیگر نیز در آب‌های شیرین زندگی می‌کنند، مانند دوپایان، خرچنگ‌ها، میگوها، ایزوپودها و استراکدها. تخمین زده می‌شود که تعداد گونه‌های بندپایان بین ۵ تا ۱۰ میلیون متفاوت است و بیش از ۸۰ درصد از همه گونه‌های جانور زنده شناخته شده را تشکیل می‌دهند. آن‌ها اعضای مهمی از اکوسیستم‌های دریایی، آب شیرین، زمینی و هوایی هستند و یکی از دو گروه اصلی جانوری هستند که با زندگی در محیط‌های خشک سازگار شده‌اند.

فیلم آموزش اصول سیستماتیک حشرات در فرادرس

کلیک کنید

جانوران آب شیرین با ایجاد مکانیسم‌هایی که از ورود آب به بدن جلوگیری می‌کنند و با زیستگاه خود سازگار می‌شوند. اگرچه مایعات داخل بدنشان رقیق‌تر از محیطشان است، اما در برابر خروج یون‌ها از بدنشان به محیط اطراف مقاومت می‌کنند. کوتیکول سخت‌پوستان تقریبا غیر قابل نفوذ است. بنابراین، آب نمی‌تواند به بدن آن‌ها نفوذ کند. آبشش‌ها تنها قسمت قابل نفوذی هستند که امکان تبادل گاز را فراهم می‌کند. بنابراین، آبشش‌ها مسئول تنظیم اسمزی در سخت‌پوستان هستند.

سخت‌پوستان اسیدهای آمینه را از ماهیچه‌ها به خون خود آزاد می‌کنند تا در برابر رقیق شدن آب در بدن خود مقاومت کنند. آن‌ها از طریق اندام‌های دفعی از شر آب اضافی بدن خود خلاص می‌شوند. گونه‌های نیمه‌زمینی مانند خرچنگ کمانچه نواز، زندگی خود را بین هوا و آب می‌گذرانند. آن‌ها مایعاتی در بدن خود دارند که باعث می‌شود بدن آن‌ها دارای فشار اسمزی نسبتاً بالایی باشد. به عنوان مثال، خرچنگ‌های خشکی (نماینده یک خانواده کامل از دوپایان) دارای آبشش‌های سفت شده‌اند که مانند ریه عمل می‌کنند و اجازه تبادل گازی را می‌دهند که آن‌ها را قادر می‌سازد در آب یا روی خشکی زندگی کنند. با وجود اینکه آن‌ها بیشتر در خشکی زندگی می‌کنند، در دریا تولید مثل می‌کنند و تخم‌های خود را به طور مستقیم رها کرده تا رشد کنند.

پوست اندازی بندپایان

اسکلت بیرونی بندپایان نمی‌تواند کشیده شود و در نتیجه رشد را محدود می‌کند. بنابراین، بندپایان، اسکلت بیرونی خود را با انجام «پوست‌ریزی» (Ecdysis)، یا ریزش اسکلت خارجی قدیمی پس از رشد اسکلت جدید که هنوز سخت نشده است، جایگزین می‌کنند. چرخه‌های پوست‌اندازی تقریباً به طور مداوم انجام می‌شود تا زمانی که بندپایان به اندازه کامل برسند. مراحل رشد بین هر پوست‌اندازی (اکدیزیس) تا رسیدن به بلوغ جنسی، «سن» (Instar) نامیده می‌شود. تفاوت بین سنین اغلب در تغییر نسبت بدن، رنگ‌ها، الگوها، تغییر در تعداد قسمت‌های بدن یا عرض سر دیده می‌شود. پس از پوست‌اندازی، یعنی از بین بردن اسکلت بیرونی، بندپایان جوان به چرخه زندگی خود ادامه می‌دهند تا زمانی که دوباره شفیره شوند یا پوست‌اندازی کنند.

پوست اندازی بند پایان چگونه است؟

در مرحله اولیه پوست اندازی، حیوان تغذیه را متوقف می‌کند و اپیدرم آن مایع پوست اندازی آزاد می‌کند، مخلوطی از آنزیم‌ها که اندوکتیکول را هضم می‌کند و در نتیجه کوتیکول قدیمی را جدا می‌کند. این مرحله زمانی شروع می‌شود که اپیدرم یک اپیکوتیکول جدید ترشح می‌کند تا از آنزیم‌ها محافظت کند و اپیدرم اگزوکوتیکول جدید را در حالی که کوتیکول قدیمی در حال جدا شدن است ترشح می‌کند. هنگامی که این مرحله کامل می‌شود، حیوان با مصرف مقدار زیادی آب یا هوا بدن خود را متورم می‌کند و این باعث می‌شود که کوتیکول قدیمی بر روی نقاط ضعف از پیش تعریف شده در جایی که اگزوکوتیکول قدیمی نازک‌ترین بود تقسیم شود.

معمولاً چند دقیقه طول می‌کشد تا حیوان از کوتیکول قدیمی خارج شود. در این مرحله، حیوان جدید چروکیده و آنقدر نرم است که نمی‌تواند خود را نگه دارد و حرکت آن بسیار دشوار است و اندوکتیکول جدید هنوز تشکیل نشده است. حیوان به پمپاژ کردن خود ادامه می‌دهد تا کوتیکول جدید را تا حد ممکن بکشد، سپس اگزوکوتیکول جدید را سخت می‌کند و هوا یا آب اضافی را از بین می‌برد. در پایان این مرحله، اندوکتیکول جدید تشکیل شده است. سپس بسیاری از بندپایان کوتیکول دور ریخته شده را می‌خورند تا مواد آن را بازیابند.

از آنجایی که بندپایان تا زمانی که کوتیکول جدید سفت نشود، محافظت نشده و تقریباً بی‌حرکت هستند، هم در خطر به دام افتادن در کوتیکول قدیمی و هم در معرض حمله شکارچیان هستند. پوست‌اندازی ممکن است مسئول ۸۰ تا ۹۰ درصد از مرگ و میر بندپایان باشد.

بدن بند پایان چگونه است؟

بدن بندپایان نیز به صورت داخلی تقسیم شده است و سیستم عصبی، عضلانی، گردش خون و دفع دارای اجزای مکرر است. بندپایان از دودمان حیواناتی می‌آیند که دارای یک حفره غشایی بین روده و دیواره بدن هستند که اندام‌های داخلی را در خود جای می‌دهد. اندام‌های قوی و تقسیم‌بندی شده بندپایان، نیاز به داشتن اسکلت‌های شبیه انسان، به عنوان یک اسکلت هیدرواستاتیک که ماهیچه‌ها آن را فشرده کنند تا شکل بدن را تغییر داده و در نتیجه آن را قادر به حرکت کند، از بین می‌برد. از این رو اسکلت بندپایان به مناطق کوچکی در اطراف سیستم تولید مثل و دفع کاهش می‌یابد. جای آن تا حد زیادی توسط هموکوئل گرفته شده است، حفره‌ای که بیشتر طول بدن را می‌گذراند و خون از طریق آن جریان دارد.

اسکلت خارجی بندپایان چگونه است؟

اسکلت بیرونی بندپایان از کوتیکول (یک ماده غیر سلولی که توسط اپیدرم ترشح می‌شود)، ساخته شده است. کوتیکول آن‌ها در جزئیات ساختارشان متفاوت است، اما به طور کلی از سه لایه اصلی تشکیل شده است:

• اپیکوتیکول، یک پوشش مومی نازک بیرونی که لایه‌های دیگر را در برابر رطوبت مقاوم می‌کند و از آن‌ها محافظت می‌کند.
• اگزوکوتیکول که از کیتین و پروتئین‌های شیمیایی سخت‌شده تشکیل شده است.
• اندوکتیکول که از کیتین و پروتئین‌های سخت‌نشده تشکیل شده است.

اگزوکوتیکول و اندوکتیکول با هم به عنوان پروکوتیکول شناخته می‌شوند. هر بخش بدن و بخش اندام در کوتیکول سخت‌شده محصور شده است. مفاصل بین بخش‌های بدن و بین بخش‌های اندام توسط کوتیکول انعطاف‌پذیر پوشیده شده است. اسکلت بیرونی اکثر سخت‌پوستان آبزی با کربنات کلسیم استخراج شده از آب، زیست - معدنی (بیومرینالیزاسیون) می‌شود. برخی سخت‌پوستان زمینی ابزارهایی برای ذخیره این ماده معدنی ایجاد کرده‌اند، زیرا در خشکی نمی‌توانند به منبع ثابت کربنات کلسیم محلول تکیه کنند.

بیومرینالیزاسیون به طور کلی بر اگزوکوتیکول و قسمت بیرونی اندوکتیکول تأثیر می‌گذارد. کوتیکول ممکن است دارای موی‌هایی باشد که از سلول‌های خاصی در اپیدرم رشد می‌کنند و به آن‌ها «سِتا» (Setae) گفته می‌شود. از نظر شکل و عملکرد به اندازه زائده‌ها متنوع هستند. به عنوان مثال، آن‌ها اغلب به عنوان حسگر برای تشخیص جریان هوا یا آب یا تماس با اشیاء استفاده می‌شوند. بندپایان آب‌زی برای افزایش سطح زائده‌های شنا و فیلتر کردن ذرات غذا از آب، از ستاهای پر مانند استفاده می‌کنند. حشرات آبزی که هوا تنفس می‌کنند، از پوشش‌های ضخیم نمدی مانند ستا برای به دام انداختن هوا استفاده می‌کنند و مدت زمانی را که می‌توانند زیر آب بگذرانند افزایش دهند. ستاهای سنگین و سفت به عنوان خارهای دفاعی عمل می‌کنند.

اگرچه همه بندپایان از عضلات متصل به داخل اسکلت بیرونی برای خم کردن اندام‌های خود استفاده می‌کنند، برخی هنوز از فشار هیدرولیک برای گسترش آن‌ها استفاده می‌کنند، سیستمی که از اجداد پیش از بندپایان آن‌ها به ارث رسیده است. به عنوان مثال، همه عنکبوت‌ها پاهای خود را به صورت هیدرولیکی دراز می‌کنند و می‌توانند تا هشت برابر سطح استراحت خود فشار ایجاد کنند.

تنفس و گردش خون بندپایان

بندپایان دارای سیستم گردش خون باز هستند، اگرچه اکثر آن‌ها دارای چند شریان کوتاه و باز هستند. در چیلیسرات‌ها و سخت‌پوستان، خون اکسیژن را به بافت‌ها حمل می‌کند، در حالی که هگزاپودها (شش پاها) از سیستم جداگانه‌ای از نای استفاده می‌کنند. بسیاری از سخت پوستان، اما تعداد کمی از چیلیسرات‌ها و سخت‌پوستان دارای نای، از رنگدانه‌های تنفسی برای کمک به انتقال اکسیژن استفاده می‌کنند. رایج‌ترین رنگدانه تنفسی در بندپایان هموسیانین بر پایه مس است. این توسط بسیاری از سخت پوستان و برخی از صدپاها استفاده می‌شود.

تعداد کمی از سخت‌پوستان و حشرات از هموگلوبین مبتنی بر آهن (رنگدانه تنفسی مورد استفاده مهره‌داران) استفاده می‌کنند. مانند سایر بی‌مهرگان، رنگدانه‌های تنفسی آن دسته از بندپایانی که دارای آن‌ها هستند عموماً در خون حل می‌شوند و به ندرت مانند مهره‌داران در داخل سلول‌ها محصور می‌شوند.

قلب معمولاً یک لوله عضلانی است که درست در زیر پشت و در بیشتر طول هموکوئل قرار دارد. در امواجی که از عقب به جلو می‌چرخند منقبض می‌شود و خون را به جلو می‌برد. بخش‌هایی که توسط عضله قلب فشرده نمی‌شوند یا توسط رباط‌های الاستیک یا توسط عضلات کوچک منبسط می‌شوند، در هر صورت قلب را به دیواره بدن متصل می‌کند. در امتداد قلب مجموعه‌ای از دریچه‌های غیر بازگشتی جفتی وجود دارد که اجازه می‌دهد خون وارد قلب شود اما از خروج آن قبل از رسیدن به جلو پیش‌گیری می‌کند.

بندپایان دارای طیف گسترده‌ای از سیستم‌های تنفسی هستند. گونه‌های کوچک معمولاً هیچ سیستمی ندارند، زیرا نسبت بالای سطح به حجم آن‌ها باعث می‌شود که انتشار ساده در سطح بدن برای تأمین اکسیژن کافی وجود داشته باشد. سخت‌پوستان معمولاً دارای آبشش‌هایی هستند که زائده‌های اصلاح‌شده هستند. بسیاری از عنکبوتیان ریه‌های کتابی دارند. نای، سیستم تونل‌های انشعاب‌دار که از روزنه‌های دیواره‌های بدن خارج می‌شوند، اکسیژن را مستقیماً به سلول‌های منفرد در بسیاری از حشرات، هزارپایان و عنکبوتیان می‌رسانند.

سیستم عصبی بندپایان چگونه است؟

بندپایان زنده دارای تارهای عصبی اصلی زوجی هستند که در امتداد بدن آن‌ها در زیر روده قرار دارند و در هر بخش طناب‌ها یک جفت گرهی را تشکیل می‌دهند که از آن اعصاب حسی و حرکتی به قسمت‌های دیگر بخش می‌روند. اگرچه جفت گانگلیون‌ها در هر بخش اغلب از نظر فیزیکی به هم آمیخته شده‌اند، اما آن‌ها توسط کمیسورهایی (بسته‌های نسبتاً بزرگ اعصاب) به هم متصل می‌شوند که به سیستم عصبی بندپایان ظاهری «نردبان مانند» می‌بخشد. مغز در سر، در اطراف و عمدتاً بالای مری قرار دارد.

مغز بندپایان شامل گانگلیون‌های ذوب شده آکرون و یک یا دو قسمت اصلی است که سر را تشکیل می‌دهد. در مجموع سه جفت گره در بیشتر بندپایان وجود دارد، اما تنها دو جفت درگروهی از بندپایان که آنتن یا گانگلیون متصل به آن‌ها ندارند. گره‌های عصبی سایر بخش‌های سر اغلب به مغز نزدیک هستند و به عنوان بخشی از آن عمل می‌کنند. در حشرات، این گره‌های عصبی سر دیگر به یک جفت گانگلیون زیر مری در زیر و پشت مری تبدیل می‌شوند. عنکبوت‌ها این فرآیند را یک قدم جلوتر می‌برند، زیرا تمام گره‌های (قطعه قطعه) سگمنتال در گانگلیون‌های زیر مری گنجانده شده‌اند، که بیشتر فضای سفالوتوراکس را اشغال می‌کند.

سیستم دفعی بندپایان

دو نوع مختلف سیستم دفع بندپایان وجود دارد. در بندپایان آبزی، محصول نهایی واکنش‌های بیوشیمیایی که نیتروژن را متابولیزه می‌کند، آمونیاک است که آنقدر سمی است که باید تا حد امکان با آب رقیق شود. سپس آمونیاک از طریق هر غشای نفوذپذیر، عمدتاً از طریق آبشش‌ها، از بین می‌رود. همه سخت‌پوستان از این سیستم استفاده می‌کنند و مصرف بالای آب ممکن است عامل عدم موفقیت نسبی سخت‌پوستان به عنوان جانوران خشکی باشد.

گروه‌های مختلفی از بندپایان زمینی به طور مستقل سیستم متفاوتی ایجاد کرده‌اند: محصول نهایی متابولیسم نیتروژن اسیداوریک است که می‌تواند به صورت ماده خشک دفع شود. سیستم لوله‌ای «ماپیگی» (Malpighian) اسیداوریک و سایر مواد زائد نیتروژنی را از خون موجود در هموکول فیلتر می‌کند و این مواد را به روده عقبی می‌ریزد و از آنجا به عنوان مدفوع خارج می‌شود. سیستم لوله مالپیگی نوعی سیستم دفعی و تنظیم کننده اسمزی است که در برخی از حشرات، میری پادها، عنکبوتیان و تاردیگرادها یافت می‌شود.
بیشتر بندپایان آب‌زی و برخی از زمین‌پایان دارای اندام‌هایی به نام نفریدیا (کلیه‌های کوچک) هستند که سایر مواد زائد را برای دفع به عنوان ادرار استخراج می‌کنند.

اندام های حسی بندپایان

کوتیکول‌های سفت بندپایان اطلاعات مربوط به دنیای بیرون را مسدود می‌کنند، با این تفاوت که حسگرها یا اتصالات زیادی از حسگرها به سیستم عصبی به آن‌ها نفوذ می‌کنند. در واقع، بندپایان کوتیکول‌های خود را به آرایه‌های پیچیده‌ای از حسگرها تغییر داده‌اند. سنسورهای لمسی مختلف، عمدتاً ستا، به سطوح مختلف نیرو، از تماس قوی تا جریان‌های هوای بسیار ضعیف پاسخ می‌دهند. حسگرهای شیمیایی معادل‌هایی از طعم و بو را اغلب با استفاده از شاخک‌ها ارائه می‌دهند. حسگرهای فشار اغلب به شکل غشاهایی هستند که به عنوان پرده گوش عمل می‌کنند، اما به جای استخوانچه‌های شنوایی، مستقیماً به اعصاب متصل هستند. آنتن‌های اکثر هگزاپودها شامل بسته‌های حسگر است که رطوبت و دما را کنترل می‌کند.

اکثر بندپایان فاقد حسگرهای تعادل و شتاب هستند و به چشمان خود تکیه می‌کنند تا به آن‌ها بفهمانند که کدام سمت بالا است. رفتار خود اصلاحی سوسک‌ها زمانی ایجاد می‌شود که سنسورهای فشار در قسمت زیرین پاها هیچ فشاری را گزارش نمی‌کنند. با این حال، بسیاری از سخت‌پوستان مالاکوستراکان دارای استاتوسیست هستند که اطلاعاتی مشابه حسگرهای تعادلی و حرکتی گوش داخلی مهره‌داران ارائه می‌دهند. گیرنده‌های عمقی بندپایان، حسگرهایی که نیروی اعمال شده توسط ماهیچه‌ها و میزان خمش در بدن و مفاصل را گزارش می‌دهند، به خوبی شناخته شده‌اند. با این حال، اطلاعات کمی در مورد حسگرهای داخلی دیگر بندپایان وجود دارد.

بندپایان چگونه می بینند؟

اکثر بندپایان دارای سیستم‌های بینایی پیچیده‌ای هستند که معمولاً شامل یک یا چند چشم مرکب و پیگمنت-کاپ اوسلی (چشم‌های کوچک) می‌شود. در بیشتر موارد، اوسلی‌ها تنها با استفاده از سایه‌ای که دیواره‌های فنجان ایجاد می‌کنند، قادر به تشخیص جهتی هستند که نور از آن می‌آید. با این حال، چشم‌های اصلی عنکبوت‌ها سلول‌های رنگدانه‌ای بوده که قادر به تشکیل تصویر هستند و چشم‌های عنکبوت‌های پرنده می‌توانند برای ردیابی طعمه بچرخند.

چشم مرکب از پانزده تا چند هزار اوماتیدیا مستقل تشکیل شده است، ستون‌هایی که معمولاً در مقطع شش‌ضلعی هستند. هر  «اوماتیدیوم» (Ommatidium) یک حسگر مستقل با سلول‌های حساس به نور و اغلب با عدسی و قرنیه خاص خود است. چشم‌های مرکب میدان دید وسیعی دارند و می‌توانند حرکت سریع و در برخی موارد قطبش نور را تشخیص دهند. از سوی دیگر، اندازه نسبتاً بزرگ اوماتیدیا تصاویر را نسبتاً درشت می‌کند و چشمان مرکب نسبت به پرندگان و پستانداران کوتاه‌بین هستند. اگرچه این یک عیب جدی نیست، زیرا اشیاء و رویدادها در ۲۰ سانتی‌متری برای بیشتر بندپایان مهم هستند. چندین بندپایان دارای دید رنگی هستند و دید برخی از حشرات به تفصیل مورد مطالعه قرار گرفته است. به عنوان مثال، اوماتیدیا زنبورها حاوی گیرنده‌هایی برای رنگ سبز و فرابنفش هستند.

تولید مثل و رشد بندپایان چگونه است؟

تعداد کمی از بندپایان مانند بارناکل‌ها هرمافرودیت هستند، یعنی هر کدام می‌توانند اندام‌های هر دو جنس را داشته باشند. با این حال، افراد اکثر گونه‌ها در تمام طول زندگی خود از یک جنس باقی می‌مانند. چند گونه از حشرات و سخت پوستان می‌توانند با بکرزایی تولیدمثل کنند، به خصوص اگر شرایط به نفع «انفجار جمعیت» باشد. با این حال، بیشتر بندپایان به تولیدمثل جنسی تکیه می‌کنند و گونه‌های پارتنوژنتیک اغلب زمانی که شرایط مساعدتر می‌شود به تولیدمثل جنسی بازمی‌گردند. توانایی انجام میوز در بین بندپایان بسیار گسترده است، از جمله آن‌هایی که از طریق جنسی تولیدمثل می‌کنند و آن‌هایی که به صورت بکرزایی تولید مثل می‌کنند.

بندپایان آبزی ممکن است با لقاح خارجی، یا با لقاح داخلی، جایی که تخمک‌ها در بدن ماده باقی می‌مانند و اسپرم باید به نحوی وارد شود، تولیدمثل کنند. اپیلیون‌ها (دروگرها)، هزارپاها و برخی سخت‌پوستان از زائده‌های اصلاح‌شده مانند گونوپادها یا آلت تناسلی برای انتقال مستقیم اسپرم به ماده استفاده می‌کنند. با این حال، بیشتر بندپایان نر زمینی اسپرماتوفورها، بسته‌های ضدآب اسپرم تولید می‌کنند که ماده‌ها آن‌ها را وارد بدن خود می‌کنند. تعداد کمی از این گونه‌ها برای یافتن اسپرماتوفورهایی که قبلاً روی زمین رسوب کرده‌اند به ماده‌ها تکیه می‌کنند، اما در بیشتر موارد نرها فقط زمانی اسپرماتوفورها را ذخیره می‌کنند که تشریفات پیچیده خواستگاری به احتمال زیاد موفقیت‌آمیز باشد.

آیا بندپایان تخم گذار هستند ؟

بیشتر بندپایان تخم می‌گذارند، اما عقرب‌ها تخم‌زا هستند، آن‌ها پس از بیرون آمدن تخم‌ها در داخل مادر، عقرب‌های جوان زنده تولید می‌کنند و برای مراقبت طولانی مدت مادر مورد توجه قرار می‌گیرند. بندپایان تازه متولد شده دارای اشکال متنوعی هستند و حشرات به تنهایی طیف وسیعی را پوشش می‌دهند. برخی از آن‌ها با ظاهر بزرگسالان مینیاتوری از تخم بیرون می‌آیند (توسعه مستقیم)، و در برخی موارد، مانند ماهی نقره‌ای، جانور تازه از تخم درآمده تغذیه نمی‌کنند و ممکن است تا پس از اولین پوست‌اندازی خود درمانده باشند.

لارو سنجاقک دارای کوتیکول‌های معمولی و اندام‌های مفصلی بندپایان است، اما تنفس آبی بدون نیاز به پرواز با آرواره‌های قابل گسترش هستند. سخت پوستان معمولاً به صورت لارو ناپلیوس کوچکی بیرون می‌آیند که فقط سه بخش و جفت زائده دارند.

طبقه بندی بندپایان

شاخه «بندپایان» (Arthropoda) معمولاً به چهار زیر شاخه تقسیم می‌شود که یکی از آن‌ها منقرض شده و شامل موارد زیر هستند:

فیلم آموزش علوم تجربی پایه نهم – بخش زیست و زمین شناسی در فرادرس

کلیک کنید

• «آرتیوپودها» (Artiopods): گروهی منقرض شده از حیوانات دریایی سابقاً متعدد بودند که در رویداد انقراض پرمین-تریاس ناپدید شدند، اگرچه قبل از این ضربه مرگبار در حال کاهش بودند و در انقراض دونین پسین به یک مرتبه کاهش یافتند.
• «گیره‌داران» (Chelicerates): شامل عنکبوت‌های دریایی و خرچنگ‌های نعل اسبی به همراه عنکبوت‌های خشکی مانند کنه‌ها، دروگرها، عنکبوت‌ها، عقرب‌ها و ارگانیسم‌های مرتبط با وجود «گیره» (Chelicerae)، زائده‌هایی درست در بالا یا جلوی قسمت‌های دهان مشخص می‌شوند. گیره در عقرب‌ها و خرچنگ‌های نعل اسبی به‌عنوان پنجه‌های کوچکی ظاهر می‌شوند که در تغذیه از آن‌ها استفاده می‌کنند، اما آن‌ها در عنکبوت‌ها به‌عنوان نیش‌هایی رشد کرده‌اند که سم را تزریق می‌کنند.
• «هزارپایان» (Myriapods): شامل هزارپاها، صدپاها، پاروپودها و سمفیلان‌ها است که با داشتن بخش های متعدد بدن مشخص می شود که هر کدام یک یا دو جفت پا دارند (یا در موارد معدودی بدون پا هستند). همه اعضا منحصراً زمینی هستند.
• «پانکراستاس‌ها» (Pancrustaceans): شامل استراکودها، بارناکل‌ها، غلاف‌های کوچک، مالاکوستراکان‌ها، سفالوکاریدان‌ها، شاخه برداران، ریمیپادها و هگزاپودها هستند. اکثر گروه‌ها عمدتاً آب‌زی هستند (دو استثنای قابل توجه شپش‌های چوبی و شش‌پایان هستند که هر دو کاملاً زمینی هستند) و با داشتن زائده‌های بیراموس مشخص می‌شوند. فراوان‌ترین گروه پانکراستاسه‌ها شش‌پایان زمینی هستند که شامل حشرات، دیپلوران‌ها، دم چشمه‌ها و برآمدگی‌ها با شش پای سینه‌ای هستند.

انواع بند پایان با مثال های آن ها

بندپایان را می‌توان به چندین زیر شاخه دسته‌بندی کرد که هر یک از این زیر شاخه‌ها به کلاس‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. تعداد بسیار زیاد گونه‌های بندپایان (بیش از یک میلیون و بیشتر) چالشی اساسی برای دانشمندانی است که سعی می‌کنند آن‌ها را به گروه‌های مجزا بر اساس ارتباط تکاملی‌شان تقسیم کنند. بندپایان بر اساس تقسیمات بدن، زائده‌های بدن، زیستگاه، اندام‌های تنفسی و روش‌های دفع به چهار دسته طبقه‌بندی می‌شوند.

فیلم آموزش علوم تجربی پایه نهم – بخش زیست و زمین شناسی در فرادرس

کلیک کنید

سخت پوستان (خرچنگ ها)

سخت‌پوستان گروه متنوعی از بندپایان هستند که شامل خرچنگ‌های آب شیرین، خرچنگ‌های دریایی، میگوها، شاه میگوها، لابسترها و حشرات قرصی (ساس‌ها) هستند. چندین ویژگی کلیدی وجود دارد که برای شناسایی سخت‌پوستان مورد استفاده قرار می‌گیرد، از جمله یک بدن تکه تکه با یک اسکلت بیرونی، اندام‌های منشعب، دو جفت آنتن، جفت‌های متعدد زائده روی بدن برای تغذیه، حرکت و تولید مثل جنسی و تنفس با استفاده از آبشش.

حدود ۴۲۰۰۰ گونه سخت پوستان وجود دارد که بیشتر آن‌ها دریایی هستند. بر خلاف بسیاری از بندپایان دیگر، گونه‌های کمی از سخت‌پوستان در خشکی یا آب شیرین یافت می‌شوند. عادات تغذیه سخت‌پوستان به طور گسترده‌ای متفاوت است، از جمله تغذیه‌کننده‌های فیلتری، لاشه‌خوارها و شکارچیان فعال. همچنین مکانیسم‌های تولید مثل جنسی در سخت‌پوستان متفاوت است. برخی سخت‌پوستان جوان‌هایی به دنیا می‌آورند که بین تولد تا بزرگسالی دچار دگردیسی نمی‌شوند، در حالی که برخی دیگر در مرحله لاروی به نام ناپلیوس قرار می‌گیرند.

ویژ‌گی های سخت پوستان

بسیاری از سخت‌پوستان به دلیل نقش زیادی که در زنجیره غذایی دریایی و خشکی دارند، از نظر اقتصادی برای انسان مهم هستند. از آنجایی که سخت‌پوستان از نظر اندازه بسیار متفاوت هستند، می‌توانند در داخل آب و در خشکی جاهای زیادی را ایجاد کنند. بسیاری از سخت‌پوستان کوچک‌تر توانایی بازیافت مواد مغذی را به عنوان تغذیه‌کننده فیلتری دارند، در حالی که سخت‌پوستان بزرگ‌تر می‌توانند به عنوان منبع غذایی برای پستانداران بزرگ آب‌زی عمل کنند. سخت‌پوستان زمینی نیز به عنوان تجزیه‌کننده موجودات مرده اهمیت اکولوژیکی دارند. در ادامه ویژگی‌های مهم سخت‌پوستان را بررسی می‌کنیم.

• یک اسکلت بیرونی که ممکن است به هم متصل شود، مانند در کاراپاس، سپر پشتی ضخیم که در بسیاری از سخت پوستان دیده می‌شود و اغلب فضایی محافظ برای آبشش‌ها تشکیل می‌دهد.
• یک حفره اصلی بدن با سیستم گردش خون منبسط شده. خون توسط قلب واقع در نزدیکی پشت پمپاژ می‌شود.
• ساختارهایی که مانند کلیه‌ها برای حذف مواد زائد عمل می‌کنند. این‌ها در نزدیکی شاخک‌ها قرار دارند.
• مغزی که به شکل گانگلیون یا اتصالات بین سلول‌های عصبی وجود دارد.
• سخت‌پوستان به طور دوره‌ای اسکلت بیرونی را می‌ریزند، برای مدت کوتاهی به سرعت رشد می‌کنند و سپس اسکلت سخت دیگری را تشکیل می‌دهند. آن‌ها نمی‌توانند در زیر اسکلت بیرونی خود رشد کنند. آن‌ها در این دوران بسیار آسیب‌پذیر بوده، زیرا فاقد پوسته سخت هستند.
• سیستم گوارشی متشکل از یک لوله مستقیم که دارای یک آسیاب معده برای آسیاب غذا و یک جفت غده گوارشی است که غذا را جذب می‌کند.

چرخه زندگی سخت پوستان

از آنجایی که زیر شاخه سخت‌پوستان یک گروه بزرگ و متنوع است، رشد و تاریخ طبیعی آن‌ها بسیار متفاوت است. مانند سایر بندپایان، سخت‌پوستان برای رشد باید کوتیکول‌های سخت شده (اسکلت بیرونی) خود را پوست اندازی کنند و از بین ببرند. چرخه زندگی سخت‌پوستان با تخم شروع شده که سخت پوست نابالغ از آن خارج می‌شود. سخت‌پوستان بسته به تاکسون ممکن است دچار رشد آنامورفیک یا اپی‌مورفیک شوند. در رشد اپی‌مورفیک، فردی که از تخم بیرون می‌آید، اساساً نسخه کوچکی از یک فرد بالغ است، با تمام زائده‌ها و بخش‌های مشابه. در این سخت پوستان مرحله لاروی وجود ندارد.

در رشد آنامورفیک، سخت پوستان منفرد بدون تمام بخش‌ها و زائده‌های بالغ، ظاهر می‌شوند. همانطور که پوست‌اندازی می‌شود و رشد می‌کند، لارو نابالغ بخش‌هایی و زائده‌های اضافی به دست می‌آورد تا زمانی که به بزرگسالی برسد. به طور کلی، سخت‌پوستان آنامورفیک در سه مرحله لاروی رشد می‌کنند:

• «ناپلی» (Naupli): در مرحله ناپلی، لارو اساساً یک سر شناور با یک چشم و سه جفت زائده است که از آن‌ها برای شنا استفاده می‌کند. برخی سخت‌پوستان بی‌شکل از این مرحله لارو می‌گذرند و در سطح پیشرفته‌تری از رشد از تخم بیرون می‌آیند.
• زوئا (Zoae): در مرحله زوئا، لارو هم سفالون (سر) و هم قفسه سینه دارد. در پایان این مرحله، بخش‌های شکمی را نیز اضافه می‌کند. زوئا با استفاده از زائده‌های دوراموس و سینه‌ای شنا می‌کنند و ممکن است یک جفت چشم مرکب نیز داشته باشند.
• «مگالوپا» (Megalopae): در مرحله مگالوپا، سخت‌پوستان بخش‌های هر سه ناحیه بدن (سفالون، سینه، و شکم) و همچنین زائده‌های آن، شامل حداقل یک جفت شناگر را اضافه کرده است. به نظر می‌رسد یک نسخه کوچک‌تر از بزرگسالان است اما از نظر جنسی نابالغ است.

انواع سخت پوستان معروف

سخت پوستان انواع مختلفی دارند، از انواع موجود در آب شیرین و گونه‌های مختلف موجود در اقیانوس‌ها را شامل می‌شوند. در ادامه برخی از انواع آن‌ها را معرفی می‌کنیم.

خرچنگ آب شیرین

خرچنگ‌ها در نهرها، برکه‌ها، رودخانه‌ها و دریاچه‌ها در سراسر جهان و بیشتر در ایالات متحده زندگی می‌کنند. معمولاً آن‌ها را در زیر کنده‌ها یا سنگ‌های غوطه‌ور پیدا می‌کنید. آن‌ها همچنین گونه‌های مهاجم در مناطقی مانند اروپا، چین و آمریکای شمالی محسوب می‌شوند. به عنوان مثال، آن‌ها معمولاً محصولات برنج محلی را در چین مصرف می‌کنند که باعث مشکلات اقتصادی می‌شود. این حیوانات ۱۰ سانتی‌متری بیشتر وقت خود را صرف جستجوی غذا برای انواع مختلف غذا از جمله گیاهان و مواد حیوانی می‌کنند. برخی از گونه‌ها می‌توانند تا ۲۰ سال زندگی کنند.

خرچنگ آمریکایی یا لابستر

خرچنگ آمریکایی یک سخت پوست شناخته شده است که در امتداد سواحل اقیانوس اطلس آمریکای شمالی یافت می‌شود. این خرچنگ‌ها می‌توانند حداقل ۱۰۰ سال زندگی کنند، یعنی پنج برابر بیشتر از سایر گونه‌های خرچنگ. خرچنگ آمریکایی از سنگین‌ترین سخت پوستان و بندپایان در سطح جهان هستند و به طور متوسط ​​بین نیم تا پنج کیلوگرم وزن دارند. سنگین‌ترین خرچنگ آمریکایی صید شده ۲۰ کیلوگرم بوده است. آن‌ها همچنین دارای پنجه‌های غول‌پیکر متمایز هستند: یکی برای له کردن طعمه و دیگری با لبه‌های تیز برای نگه داشتن و پاره کردن طعمه.

خرچنگ عنکبوتی ژاپنی

خرچنگ‌های عنکبوتی ژاپنی نام خود را از پاهای بلند ۳ متری خود گرفته‌اند که شباهتی شبیه به عنکبوت به آن‌ها می‌دهد. پاهای آن‌ها به این جانوران اجازه می‌دهد تا به سرعت برای از ساقه گرفتن طعمه حرکت کنند. همچنین آن‌ها را به بزرگ‌ترین سخت‌پوستان و بندپایان زنده تبدیل می‌کند. این خرچنگ‌ها همه چیزخوار هستند و از حیوانات مرده، صدف‌ها، گیاهان، جلبک‌ها و ماهی‌های کوچک تغذیه می‌کنند. شما می‌توانید آن‌ها را در اعماق اقیانوس به طور متوسط ​​در ۱۰۰ تا ۳۰۰ متری در عمق پیدا کنید.

خرچنگ نخودی

کوچک‌ترین خرچنگ شناخته شده در جهان خرچنگ نخودی است. این سخت‌پوستان به اندازه یک نخود هستند و ماده‌ها در حدود ۱/۳ سانتی‌متر و نرها در حدود ۰/۶ سانتی‌متر هستند. آن‌ها بیشتر در امتداد سواحل انگلستان و اروپای شرقی زندگی می‌کنند. عادت منحصر به فرد این خرچنگ این است که ماده یک موجود انگلی است که در داخل موجودات دیگر خانه‌ای برای غذا، سرپناه و اکسیژن می‌سازد. شما اغلب می‌توانید خرچنگ نخود ماده را در صدف‌های خوراکی، حلزون‌ها و صدف‌های باریک پیدا کنید.

هزارپایان و صدپایان

«هزارپایان» (Myriapoda) گروهی از بندپایان هستند که شامل هزارپاها، صدپاها، پاروپودها و سمفیلان‌ها هستند. در حال حاضر حدود ۱۵۰۰۰ گونه از گروه هزارپایان زنده هستند. همانطور که از نام آن‌ها پیداست، myriapods به معنی هزاران هزار پا در یونانی به دلیل داشتن پاهای زیاد مورد توجه قرار می‌گیرند، اگرچه تعداد آن‌ها از گونه‌ای به گونه دیگر بسیار متفاوت است. برخی از گونه‌ها کمتر از یک دوجین پا دارند، در حالی که برخی دیگر صدها پا دارند.

اولین شواهد فسیلی برای تعداد بی شماری به اواخر دوره سیلورین یعنی حدود ۴۲۰ میلیون سال پیش برمی‌گردد. با این حال، شواهد مولکولی نشان می‌دهد که این گروه قبل از این، شاید در اوایل دوره کامبرین، بیش از ۴۸۵ میلیون سال پیش، تکامل یافته است. ویژگی‌های کلیدی هزارپایان و صدپایان عبارتند از:

• تعداد زیادی جفت پا
• دو بخش بدن (سر و تنه)
• یک جفت آنتن روی سر
• چشم‌های ساده
• فک پایین و فک بالا
• تبادل تنفسی که از طریق سیستم نای‌ها انجام می‌شود.

بدن هزارپایان به دو تاگماتا یا بخش بدن شامل سر و تنه تقسیم می‌شود. تنه به بخش‌های متعددی تقسیم می‌‌شود که هر کدام دارای یک جفت زائده یا پا هستند. Myriapods یک جفت آنتن روی سر و یک جفت فک پایین و دو جفت فک بالا دارند (هزارپاها فقط یک جفت فک بالا دارند). «صدپاها» (Centipedes) دارای سر گرد و صاف با یک جفت آنتن، یک جفت فک بالا و یک جفت فک پایین بزرگ هستند. صدپاها دید محدودی دارند. برخی از گونه‌ها اصلاً چشم ندارند. آن‌هایی که چشم دارند می‌توانند تفاوت نور و تاریکی را درک کنند اما دید واقعی ندارند.

بدن هزارپاها استوانه‌ای است. هزارپاها آوارخوار هستند و از ریزه‌هایی مانند گیاهان در حال تجزیه، مواد آلی و مدفوع تغذیه می‌کنند و طعمه حیوانات مختلفی از جمله دوزیستان، خزندگان، پستانداران، پرندگان و دیگر بی‌مهرگان هستند. هزارپاها فاقد پنجه‌های سمی صدپا هستند، بنابراین برای محافظت از خود باید به شکل یک سیم پیچ محکم بپیچند. هزارپاها معمولاً ۲۵ تا ۱۰۰ بخش دارند. هر قسمت قفسه سینه دارای یک جفت پا است، در حالی که بخش‌های شکمی هر کدام دو جفت پا دارند.

Myriapods در زیستگاه‌های مختلفی زندگی می‌کنند اما بیشترین فراوانی را در جنگل‌ها دارند. آن‌ها همچنین در علفزارها، بوته زارها و بیابان‌ها زندگی می‌کنند. اگر چه بیشتر هزارپایان تنبل هستند، صدپاها اینطور نیستند. آن‌ها عمدتاً شکارچیان شبانه هستند. دو گروه کمتر آشنا از میری پادها، ساروپودها و سمفیلان‌ها، موجودات کوچکی هستند (بعضی از آن‌ها میکروسکوپی هستند) که در خاک زندگی می کنند. Myriapods به گروه‌های طبقه‌بندی زیر تقسیم می‌شوند:

• «صدپا» (Chilopoda): امروزه بیش از ۳۰۰۰ گونه از صدپاها زنده هستند. اعضای این گروه شامل صدپاهای سنگی، صدپاهای گرمسیری، صدپاهای خاکی و هزارپاهای خانگی هستند. صدپاها گوشتخوار هستند و اولین بخش بدن آن‌ها مجهز به یک جفت پنجه سمی است.
• «هزارپاها» (Diplopoda): امروزه حدود ۱۲۰۰۰ گونه هزارپا زنده هستند. اعضای این گروه عبارتند از پلی‌کسنیدان‌ها، کوردئوماتیدان‌ها، پلاتیدسمیدان‌ها، سیفونوفوریدان‌ها، پلی‌دسمیدان‌ها و بسیاری دیگر.

حشرات

حشرات حیواناتی هستند که حداقل ۳۰۰ میلیون سال در زمین پرسه می‌زنند، بنابراین بسیار قبل از دایناسورها در اطراف زمین بوده‌اند. دایناسورها منقرض شده‌اند، اما حشرات هنوز با ما هستند و برخی از آن‌ها از زمان دایناسورها تغییر بسیار کمی کرده اند. با بیش از ۱ میلیون گونه مختلف، حشرات بیشتر از همه موجودات روی زمین هستند و اگر به دنبال آن‌ها بروید، تقریباً در همه جا یافت می‌شوند. حشرات با سایر موجودات معمولی مانند خرچنگ، عنکبوت، هزارپا، صدپا و عقرب ارتباط دارند. همه این جانوران در یک گروه خاص به نام بندپایان قرار دارند.

حشرات را می‌توان تقریباً در همه جای سیاره زمین، حتی در قطب جنوب، یافت. بیشتر آن‌ها در خشکی زندگی کرده، اما برخی در آب شیرین زندگی می‌کنند و تعداد کمی را می‌توان در اقیانوس‌ها یافت. در خشکی، حشرات را می‌توان در بالای درختان یا در اعماق خاک فعال یافت، این جانوران روز و شب پرواز می‌کنند، یا روی زمین می‌خزند. حشرات بیشتر موفقیت خود را مدیون موارد زیر هستند:

• بیشتر حشرات بال دارند. بال‌ها به حشرات کمک کرده‌اند تا در اطراف حرکت کنند. بنابراین زمانی که یافتن غذا در یک منطقه سخت می‌شود، می‌توانند با غذا به مکان دیگری پرواز کنند.
• سازگاری‌های زیادی دارند. حشرات رفتار یا بدن خود را به انواع حالات مختلف تغییر داده‌اند. این تغییرات شامل انواع مختلف پاها، آنتن‌ها و قطعات دهانی است.
• همه‌چیز خوار هستند. حشرات از چیزهای زیادی تغذیه می‌کنند که ما انتظار داریم، مانند گیاهان در باغچه‌های ما. اما برخی از آن‌ها از چیزهای غیرقابل خوردن، مانند چوب تغذیه می‌کنند.
• ظرفیت تولیدمثلی زیادی داند. اکثر حشرات می‌توانند بچه‌های زیادی داشته باشند. این به ایجاد سازگاری کمک می‌کند و بقا را افزایش می‌دهد. برخی از ملکه‌های موریانه وجود دارند که می‌توانند ۳۰۰۰۰ تخم در روز بگذارند و ملکه‌ها ممکن است ۱۰ سال زندگی کنند.

عنکبوتیان

فیلم آموزش علوم تجربی پایه نهم – بخش زیست و زمین شناسی در فرادرس

کلیک کنید

• بدن عنکبوتی‌ها معمولاً به دو ناحیه مجزا تقسیم می‌شوند، سفالوتوراکس (قدامی) و شکم (خلفی).
• عنکبوتیان بالغ دارای چهار جفت پا هستند که به سفالوتوراکس متصل می‌شوند. در مراحل نابالغ، عنکبوت ممکن است چهار جفت پا (به عنوان مثال، کنه) نداشته باشد.
• عنکبوتیان فاقد هر دو بال و آنتن هستند.
• عنکبوتیان چشم‌های ساده‌ای دارند که به آن‌ها اوسِلی می‌گویند. بیشتر عنکبوتیان می‌توانند نور یا عدم وجود آن را تشخیص دهند اما تصاویر دقیق را نمی‌بینند.

عنکبوتیان متعلق به زیر شاخه Chelicerata هستند. Chelicerates، دارای ویژگی‌های زیر است:

• آن‌ها فاقد شاخک هستند.
• به طور معمول دارای شش جفت زائده است: اولین جفت زائده‌ها «چلیسرا» (Chelicerae) هستند که به نام دندان نیش نیز شناخته می‌شوند. در جلوی قسمت‌های دهان یافت می‌شوند و شبیه گیره‌های اصلاح‌شده هستند. جفت دوم «پدی پالپ» هستند که به عنوان اندام‌های حسی در عنکبوت‌ها و به عنوان انبر در عقرب‌ها عمل می‌کنند. چهار جفت باقی‌مانده پاهای مخصوص راه رفتن هستند.

اگرچه معمولا عنکبوتیان به عنوان خویشاوندان نزدیک با حشرات تصور می‌شوند، نزدیک‌ترین خویشاوندان آن‌ها در واقع خرچنگ نعل اسبی و عنکبوت دریایی هستند.

تکامل بند پایان

قدیمی‌ترین بندپایان شناخته شده تریلوبیت‌ها هستند. یک تریلوبیت فسیلی در شکل زیر نشان داده شده است. تریلوبیت‌ها بندپایان دریایی بودند. آن‌ها بخش‌های زیادی با زائده‌های جفتی برای راه رفتن داشتند. همانطور که بندپایان به تکامل خود ادامه دادند، بخش‌ها با هم ترکیب شدند. در نهایت، بندپایان با سه بخش اصلی تکامل یافتند. زائده‌ها نیز در طول تکامل بندپایان گم شده یا تغییر یافته‌اند. فسیل تریلوبیت این فسیل تریلوبیت نشان‌دهنده اولین بندپایان است. تریلوبیت‌ها برای اولین بار بیش از ۵۰۰ میلیون سال پیش ظاهر شدند.

بندپایان اولین حیواناتی بودند که در خشکی زندگی کردند. اولین بندپایان زمینی احتمالا هزارپا بودند. آن‌ها حدود ۴۳۰ میلیون سال پیش به خشکی نقل مکان کردند. اسکلت بیرونی اقتباس مهم دیگری بود. از خشک شدن حیوان جلوگیری می‌کند، همچنین در غیاب آب شناور از آن‌ها پشتیبانی می‌کند.

اهمیت بند پایان چیست؟

بسیاری از بندپایان مانند عقرب‌ها، حشرات و عنکبوت‌ها به مزاحمت یا حتی مضر بودن شهرت دارند. بندپایان ممکن است برای شما کمی ترسناک به نظر برسند، اما در واقع نقش مهمی در محیط زیست دارند. بندپایان از بسیاری جهات برای اکوسیستم و برای انسان مهم هستند. در ادامه اهمیت بندپایان را برای محیط زیست و انسان بررسی می‌کنیم.

فیلم آموزش اصول سیستماتیک حشرات در فرادرس

کلیک کنید

بندپایان در کنترل آفات

انسان‌ها از کنه‌ها برای شکار بندپایان ناخواسته در مزارع یا خانه‌ها استفاده می‌کنند. از بندپایان دیگر برای کنترل رشد علف‌های هرز استفاده می‌شود. جمعیت عقرب‌های شلاقی که به یک محیط اضافه می‌شوند می‌توانند جمعیت سوسک‌ها و جیرجیرک‌ها را محدود کنند. هزارپاها همچنین رشد مضر قارچ‌ها و باکتری‌های مخرب را کنترل می‌کنند. وقتی تعداد هزارپاها کم باشد، عدم تعادل بین شکارچی و طعمه می‌تواند باعث رشد میکروارگانیسم‌های مضر شود و مدیریت طاعون و بیماری‌ها از طریق فرآیندهای طبیعی دشوار شود. سوسک‌ها، عنکبوت‌ها، کنه‌ها و سایر حشرات گوشت‌خوار، گونه‌های کوچک‌تر را برای حفظ تعادل اکولوژیکی شکار می‌کنند. بنابراین، جوامعی که تعادل خوبی از این بندپایان دارند، تمایل به کنترل بهتر آفات دارند.

نقش بند پایان در محیط زیست

بسیاری از بندپایان نقش بسیار مهمی در اکوسیستم دارند. بندپایان به دلیل تعداد زیاد و تنوع بسیار زیاد از اهمیت اکولوژیکی برخوردار هستند. همانطور که در بالا ذکر شد، زنبورها، زنبورهای عسل، مورچه‌ها، پروانه‌ها، بیدها، مگس‌ها و سوسک‌ها عوامل ارزشمند گرده‌افشانی هستند. گرده‌ها و دانه‌ها به طور تصادفی به سینه و پاهای آن‌ها چسبیده و با حرکت این حیوانات، چه با راه رفتن و چه با پرواز، به سایر محصولات کشاورزی منتقل می‌شوند. اکثر گیاهان در واقع بو تولید می‌کنند تا سیگنال‌هایی را به حشرات ارسال کنند که غذا (به شکل شهد) در دسترس است.

کنه‌ها، صدپاها و هزارپاها تجزیه‌کننده هستند، یعنی گیاهان و جانوران مرده را تجزیه کرده و به مواد مغذی خاک تبدیل می‌کنند. این نقش مهمی است زیرا مواد معدنی و مواد مغذی لازم برای زندگی را برای گیاهان تامین می‌کند. همچنین از تجمع مواد مرده در محیط جلوگیری می‌کند. سپس گیاهان از طریق آن مواد معدنی و مواد مغذی به حیواناتی که گیاهان را می‌خورند منتقل می‌کنند.

اهمیت بند پایان برای انسان

بندپایان نیز برای انسان ارزشمند هستند، زیرا آن‌ها در بسیاری از محصولات مختلف ساخته شده توسط انسان استفاده می‌شوند. نمونه‌هایی از آن‌ها شامل موارد زیر هستند:

• زنبورهای عسل، عسل تولید می‌کنند و لانه زنبور آن‌ها حاوی موم زنبور عسل است که به طور گسترده برای ساخت شمع، موم مبلمان و پولیش، کاغذهای مومی، ضد عفونی کننده‌ها و مواد پرکننده برای مصارف جراحی استفاده می‌شود.
• گرده‌های ذخیره شده در لانه‌های زنبوری دارای ترکیبی غنی از ویتامین‌ها، آنزیم‌ها و اسیدهای آمینه هستند که می‌توانند فواید پزشکی داشته باشند. آن‌ها به عنوان مواد تشکیل دهنده مکمل‌ها و داروهایی استفاده می‌شدند که می‌توانستند سرماخوردگی، آسم و تب یونجه را تسکین دهند.
• ابریشم تولید شده توسط بندپایان، مانند ابریشم‌هایی که کاترپیلارها برای محافظت از پیله‌هایشان تولید می‌کنند، به اندازه کافی قوی است که بتوان از آن استفاده کرد و در پارچه‌ها بافته شود، کشفی که برای اولین بار در صنعت ابریشم چین باستان استفاده شد.
• تار عنکبوت به عنوان یک ماده اضافی که می‌توانست استحکام دهد کشف شد. سپس به مواد اولیه ضروری برای جلیقه‌های کولار، تورهای ماهیگیری، بخیه‌های جراحی و چسب‌ها تبدیل شد، زیرا حاوی ضدعفونی‌کننده‌های طبیعی بودند.

بند پایان به عنوان غذا

بسیاری از گونه‌های سخت‌پوستان، به‌ویژه خرچنگ، لابستر، میگو، شاه‌میگو و خرچنگ آب شیرین توسط انسان مصرف می‌شوند و اکنون در مقیاس تجاری بزرگ پرورش داده می‌شوند. در سال ۲۰۰۵ نزدیک به ۱۰۰۰۰۰۰۰ تن بندپایان به عنوان غذا تولید شد. بیش از ۷۰ درصد وزنی کل سخت‌پوستان صید شده برای مصرف را میگو و شاه میگو تشکیل می‌دهند. بیش از ۸۰ درصد در آسیا تولید می‌شود و چین تقریباً نیمی از کل تولید جهان را تولید می‌کند. حشرات و دانه‌های آن‌ها حداقل به اندازه گوشت مغذی هستند و در بسیاری از فرهنگ‌ها هم به صورت خام و هم پخته خورده می‌شوند.

سوسک‌ها، ملخ‌ها، پروانه‌ها، مورچه‌ها و حشرات بدبو (که طعم سیب دارند) حشراتی هستند که به طور منظم توسط مردم ده‌ها کشور خورده می‌شوند. در واقع، بیش از ۱۹۰۰ گونه حشره خوراکی روی زمین وجود دارد که صدها گونه از آن‌ها در حال حاضر بخشی از رژیم غذایی حدود دو میلیارد نفر در سراسر جهان هستند. این تعداد کمتر از یک نفر از هر سه نفر در سراسر جهان است، و این تعداد باید در آینده افزایش یابد.

کشت عمدی بندپایان و سایر حیوانات کوچک برای غذای انسان، که به آن‌ها مینی دام (دام کوچک) گفته می‌شود، اکنون در دامداری به عنوان یک مفهوم سالم از نظر اکولوژیکی در حال ظهور است. با این حال، بیشترین سهم بندپایان در تامین غذای انسان، گرده افشانی است. سه چهارم گیاهان گل‌دار جهان و حدود ۳۵ درصد محصولات غذایی جهان برای تولید مثل و افزایش عملکرد محصول به گرده افشان‌های حیوانی وابسته هستند. بیش از ۳۵۰۰ گونه زنبورهای بومی محصولات را گرده افشانی می‌کنند. برخی از دانشمندان تخمین می‌زنند که از هر سه لقمه غذایی که می‌خوریم، یک لقمه به دلیل گرده افشان‌های حیوانات از جمله پرندگان و خفاش‌ها و بندپایان مانند زنبورها، پروانه‌ها و بیدها و سوسک‌ها و سایر حشرات است.

جمع‌بندی

در این مطلب از مجله فرادرس با بندپایان، انواع و ویژگی‌های آن‌ها آشنا شدیم. بندپایان بی‌مهرگانی هستند که پاهای بندبند دارند. شاید با دقت در ساختار بدنی جانورانی مانند عنکبوت‌ها یا خرچنگ‌ها متوجه این پاهای بندبند و مفصلی آن‌ها شده باشید. بند پایان حدود ۷۵ درصد از تمام جانوران روی زمین را تشکیل می‌دهند و نقش عمده‌ای در حفظ اکوسیستم‌ها به عنوان گرده‌افشان، بازیافت‌کننده مواد غذایی، لاشه‌خواری و تولید غذا برای سایر حیوانات دارند.