سخت پوستان چیست؟ – ساختار بدنی، ویژگی ها و رده های آن ها

سخت پوستان جاندارانی هستند که مشخصه ی اصلی آن ها داشتن پوسته سخت در بخش شکمی آن هاست. این گروه از جانداران در راسته ی بندپایان قرار می گیرند. از جمله این جانوران می توان خرچنگ ها، خر خاکی ها و میگوها را نام برد. زیستگاه آن ها بیشتر در آب های شیرین و یا شور است به جز خر خاکی ها که به عنوان شیشه چوب شناخته می شوند. سخت پوستان به عنوان منابع غذایی مهمی برای موجودات دریایی مانند نهنگ ها محسوب می شوند. کتب علوم پایه چهارم و نهم به مطالبی درباره این جانوران پرداخته شده است. برای آشنایی بیشتر با سخت پوستان و ویژگی های آن ها این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک را مطالعه می کنیم.

سخت پوستان چه موجوداتی هستند؟

سخت پوستان جاندارانی از دسته بندپایان بوده و توانایی زندگی در هر نوع آب هایی از آب های شیرین گرفته تا آب های سرد و گرمسیری را دارند. یک نوع از آن ها به نام خر خاکی هاست که در آب ها زندگی نمی کنند. خرچنگ ها و میگوها نیز انواع دیگری از این جانداران هستند. بزرگترین سخت پوست، نوعی خرچنگ به نام خرچنگ عنکبوت ژاپنی است که ۳,۸ متر طول و ۲۰ کیلوگرم وزن دارد. کوچکترین آن ها نیز ماهی خرچنگ با طولی میلی متری است. تعداد گونه های شناخته شده این گروه از جانوران ۶۷۰۰۰ نوع است. رشد این گروه از جانداران با پوست سختی که دارند با پوست اندازی انجام می شود. این اسکلت خارجی از آن ها در مقابل شکارچیان مراقبت کرده و از هدر رفتن آب بدن آن ها جلوگیری می کند.

تعداد بندهای بدن آن ها بین ۱۶ تا ۲۰ عدد و در برخی از گونه ها به ۶۰ عدد می رسد. با توجه به نوع جدی که دارند، بندهای آن ها دارای نظم است. اما می توان گفت سر آن ها دارای ۵ بند، سینه ۸ بند و شکم در آن ها ۶ یا ۷ بند دارد. در پایان بند جلویی یک منقار به شکل غیربندی و در انتهای پشتی یک دم بادبزنی از ترکیب تلسون غیربندی و بند شکمی آخر آن ها تشکیل می شود.

ساختار بدنی سخت پوستان

جانوران مذکور دارای سه قسمت سر یا سفالون، قفسه سینه یا پرئون و شکم یا پلون در بدن خود هستند. اسکلت خارجی سخت پوست ها چون نمی تواند رشد کند، در هنگام رشد جانور شکافته و با پوست جدید جایگزین می شود. در برخی از مواقع ممکن است سر و قفسه سینه با هم یکی شوند. پاها که شامل پاهای حرکتی و پاهای تغذیه ای هستند، در قسمت قفسه سینه هستند. شنا پاها نیز در بخش شکمی هستند. مقعد در بخش شکمی و آخرین بند یندپایان قرار داشته و می تواند به وسیله دمچه ها به طرفین رفته و دم را ایجاد کند.

اسکلت بدنی سخت پوستان

کوتیکول به عنوان اسکلت خارجی در سخت پوست ها نقش حفاظت کنندگی در این جانداران را دارد. این اسکلت که عضلات به آن متصل می شوند به دو شکل نازک و یا ضخیم می تواند باشد. نوع نازک و منعطف آن را در بدن پاروپایان انگلی و نوع ضخیم آن را می توان در خرچنگ ها مشاهده کرد. سلول های اپیدرم هستند که ترشح کننده کوتیکول می باشند. اپیکوتیکول به عنوان لایه خارجی، کیتین ندارد اما پروکوتیکول به عنوان لایه داخلی، کیتین دارد و همچنین ضخامت آن بیشتر است. پروتئین ها و گاهی نمک های کلسیم در مخلوط با لایه های کیتین در این لایه وجود دارد.

سیستم عصبی در سخت پوستان

مغز متصل به طناب عصبی شکمی گانگلیونی و یا مرکزهای عصبی، تشکیل دهنده سیستم عصبی در سخت پوست ها است. در انواع ابتدایی عصب های مربوط به شاخک ها از حلقه اتصالی اطراف مری نشات گرفته و ارتباطاتی بین مغز و چشم و شاخک است. اما برخلاف این انواع، در نوع تکامل یافته تر عصب های مربوط به شاخک نشات گرفته از مغز است. چشم های مرکب، مهمترین بخش حسی در سخت پوست ها هستند.

صدها واحد توبولی تشکیل دهنده یک چشم در ده پایان، از پایانه ی عصب بینایی تشکیل شده اند. هر واحد توبولی دارای دو گروه سلول های رنگدانه ای در دستگاه نوری مرکزی در کنار یک چشم مینیاتوری است. وجود رنگدانه ها به جاندار توانایی دید در نورهای مختلف را می دهد و تصاویر موزاییک مانندی را ایجاد می کنند.

سیستم گوارش در سخت پوستان

در انواع سخت پوست ها روده به شکل مستقیم و فقط در برخی از آن ها به شکل چین خورده در داخل بدن آن ها وجود دارد. صفحات استخوانی در معده سخت پوست ها وجود دارد که به عنوان یک آسیاب عمل می کند. یک صافی مانندی بین روده میانی و آسیاب وجود دارد و تا زمان کوچک شدن مواد مانع ورود آن ها به روده می شود. یک یا چند کیسه در روده میانی برای کمک به هضم وجود دارد. به این کیسه ها دیورتیکول نیز گفته می شود. اما روده پسین کوتاه است. خروج مواد نیز از از طریق مقعد عضلانی انجام می شود.

سیستم دفع

در سخت پوست ها دو نوع سیستم دفعی غده شاخکی و غده آرواره بالا وجود دارد. هر دوی این سیستم های دفعی با داشتن یک کیسه انتهایی و همچنین یک مجاری که پیچیده است، دارای ساختار تقریبی یکسانی هستند. اولین وظیفه هر دو نوع غده تنظیم تعادل یونی در این جانداران است. با جذبی که روده ها بر آب و نمک بدن دارند می توانند میزان آن ها را کنترل کنند. گلوکز توسط غده شاخکی بازجذب می شود. دفع آمونیاک به عنوان محصول نهایی متابولیسم نیتروژن، به وسیله آبشش ها در بسیاری از سخت پوست ها انجام می شود. اوره و اسید اوریکی که از سخت پوست های خشکی زی تولید می شود بدون از دست دادن آب، دفع می شوند.

سیستم تنفسی

تبادل گازهای تنفسی در سخت پوستان کوچک از طریق پوست بدن آن ها انجام می شود. برخی از ضمائمی که در بدن این جانداران وجود دارند با تغییر و اصلاح تبدیل به آبشش می شوند. در سه ردیف در پایه های پاها و یا نزدیک آن ها، آبشش ها در دهلیزها قرار می گیرند. در خرچنگ های خشکی زی ریه به عنوان اندام تنفسی است. این ریه از بزرگ شدن اتاق های شاخه ای ایجاد می شوند که رگ های خونی در غشای داخلی آن ها وجود دارد. در جورپایان زائده های شکمی هستند که می توانند تنفس را در این جانداران انجام دهند.

سیستم گردش خون

بدون این که در مسیر عبوری خون در سخت پوستان دیواره ای وجود داشته باشد، آن ها در کانال ها یا سینوس ها حرکت می کنند. جریان چرخش خون در برخی از سخت پوست ها مانند صدفیان و پاروپایان با حرکت های متعادل بدن، ضمائم و روده پمپاژ می شود. اما اگر سخت پوستی دارای قلب باشد داخل سینوس خونی خواهد بود که ارتباط آن با دریچه های جفت شده با قلب خواهد بود. قلب سخت پوستان ابتدایی لوله ای بلند با عضلات مارپیچی خواهد بود و هر قطعه از بدن آن ها دارای یک جفت مژکچه است.

اما در سخت پوستان پیچیده قلب کوتاه با تعداد مژکچه های کم (سه جفت یا کمتر) است. جایگاه قلب در بدن سخت پوستان در قفسه سینه است اما در برخی از آن ها مانند جورپایان در شکم است. در بعضی از سخت پوستان هموگلوبین در خون وجود دارد و در برخی دیگر (مانند ده پاها) هموسیانین وجود دارد.

پوست اندازی سخت پوستان

وقتی سخت پوستان می خواهند رشد کنند اسکلت سخت آن ها مانع رشد می شود، به همین دلیل پوست اندازی در چهار مرحله اتفاق می افتد. در مرحله اول کلسیم موجود در اسکلت خارجی جذب خون و با جدا شدن اپیدرم از اسکلت قدیمی، ترشح اسکلت جدید اتفاق می افتد. در مرحله دوم با شکافته شدن پوسته خارجی، از سوراخی که ایجاد می شود جاندار، بدن خود را خارج می کند. وقتی جاندار از پوسته خارج شد، پوسته قبلی سالم خواهد بود. وقتی پوست اندازی انجام می شود این جانداران به دلیل مصرف زیاد آب متورم می شوند. در مرحله بعد با ترشح و تولید اسکلت جدید، سخت شدن آن انجام شده و در نهایت یک پوسته جدید سخت تشکیل می شود.

تعداد دفعات پوست اندازی در سخت پوستان مختلف متفاوت خواهد بود. انواع کوچکتر به فاصله های چند ماه دچار پوست اندازی می شوند و انواع بزرگتر به فاصله های یک یا چند سال پوست اندازی می کنند.

رده بندی سخت پوستان

از نظر شکل ظاهری ونه های مختلف سخت پوست ها با هم تفاوت دارند. اما همه ی آن ها لاروی خاصی به نام ناپلیوس دارند. بهترین طبقه بندی برای سخت پوستان توسط مارتین و دیویس انجام شده است. این گروه از جانداران به شش دسته تقسیم بندی می شوند.

٭ آبشش پایان که شامل راسته های پری میگوها، سپر میگوها، لیپدوکاریس، لاویکاوداتا، سیکلستریدا، اسپینوکوداتا و کلادوسرا هستند.

٭ گوش پایان که شامل راسته ی Nectiopoda است.

٭ خرچنگان یا سرنعل اسبیان که شامل راسته ی براکی پودا است.

٭ آرواره پایان که شامل راسته ی آبشش دمان، پاروپایان، کالانوئیدا، صدف های گردن غازی، کشتی چسب های بی ساقه و ۱۸ راسته دیگر است.

٭ صدفیان که شامل راسته ی ماهیچه پاروسانان، هالوسیپریدا، سایترالیدا و پاپاروسانان است.

٭ نرم زرهیان که شامل راسته ی ده پایان، جورپایان، دوجورپایان، دهان پایان و ۱۲ راسته ی دیگر هستتند.

سخت پوستان چه ویژگی هایی دارند کلاس چهارم

سخت پوستان گروه بسیار موفقی از حیوانات هستند که تا حد زیادی به دلیل اسکلت بیرونی سختشان است. این پوسته بیرونی سخت از شکارچیان و محیط زیست محافظت می کند و همچنین به حیوان کمک می کند تا به خوبی هیدراته بماند. اسکلت بیرونی همچنین به سخت پوستان اجازه می دهد تا آزادانه در آب حرکت کنند، که به آنها کمک کرده تا در تمام گوشه های کره زمین پخش شوند.

سخت پوستان بسیار متنوع هستند و می توان آنها را در زیستگاه های مختلف یافت. برخی از گونه ها برای زندگی در دریچه های اعماق دریا تخصص دارند، در حالی که برخی دیگر خانه های خود را در دریاچه ها و رودخانه های آب شیرین می سازند. با این حال، مهم نیست که کجا زندگی می کنند، همه سخت پوستان دارای ویژگی مشترک داشتن اسکلت بیرونی سخت هستند. این ویژگی ساده به این حیوانات اجازه داده است که در طیف وسیعی از محیط‌ها رشد کنند و به یکی از موفق‌ترین گروه‌های حیوانات روی زمین تبدیل شوند.

زائده های مشترک به سخت پوستان اجازه می دهد تا آزادانه و کارآمد در زیستگاه های آبی خود حرکت کنند. آنها همچنین سخت پوستان را قادر می سازند تا غذا را بگیرند و پردازش کنند و همچنین از خود در برابر شکارچیان دفاع کنند. شاخک های بلند و باریک سخت پوستان از بارزترین و مهم ترین ویژگی های آنهاست. این زائده ها برای سنجش محیط، حرکت و تغذیه استفاده می شوند. علاوه بر این، آنتن ها نقش مهمی در ارتباط، هم در درون گونه و هم با حیوانات دیگر دارند.

آنتن ها یا اولین شاخک ها ظریف ترین و حساس ترین آنتن های سخت پوستان هستند. آنها در درجه اول برای لمس و چشیدن استفاده می شوند و همچنین در کمک به جهت گیری حیوان بسیار مهم هستند. جفت دوم آنتن، حسگرهای آنتن، بسیار طولانی تر و قوی تر از آنتن ها هستند. بسیاری از گونه های سخت پوستان دارای دمی هستند که به آنها در شنا کمک می کند.