Question

В чем преимущества и недостатки наружного скелета членистоногих

Answer 1

Впервые скелетные образования возникли у простейших. Скелет радиолярий (лучевиков) , состоящий у большинства этих созданий из кремнезёма, придаёт им необычайную красоту. Не случайно немецкий биолог Эрнст Геккель в своём известном атласе рисунков «Красота форм в природе» много места уделил радиоляриям. Скелет помогает им «парить» в толще воды, а кроме того, защищает от поедания (не всякий хищник способен переваривать их острые скелетные иглы) . Беря в руки кусок мела, мы часто не подозреваем, что мел образован неисчислимым множеством останков фораминифер. Когда-то эти раковинки тоже защи­щали своих хозяев от поедания хищниками. 
Вообще, защита — одна из основных задач скелета. У многих беспозвоночных животных (губок, коралловых полипов и др. ) тело насыщено острыми скелетными иглами, что делает его малосъедобным для хищников. 
Можно выделить два направления дальнейшей эволюции скелета. Первое — формирование наружного скелета (например, раковины моллюсков, панцирь ракообразных, твёрдый покров насекомых) . Второе — развитие внутреннего скелета (у радиолярий, губок, позвоночных животных) . 
Долгое время на суше господствовали исключительно животные с наружным скелетом. Он весьма удачно защищает его обладателей от нападения врагов, служит опорой их телу, помогает передвижению. Иногда ему достаётся самая неожиданная роль. Корабельному червю (один из видов моллюсков) остаток раковины помогает просверливать ходы в древесине, которой он питается. Основной материал для раковин моллюсков и фораминифер, скелета полипов — известь, т. е. карбонат кальция. (Из почти чистого карбоната кальция состоят мел и скорлупа куриных яиц. ) Но вещество это довольно плотное, тяжёлое. Животные с внешним известковым скелетом на суше весьма неповоротливы. Медлительность улиток даже вошла в поговорку. 
Самый совершенный наружный скелет — у членистоногих. Они сумели «найти» для него более удачный и лёгкий материал — хитин. Для большей прочности хитин может пропитываться той же известью. Твёрдые щитки, покрывающие тело животного, соединяются друг с другом более мягкими перепонками. Это позволило членистоногим иметь характерные для них членистые конечности «на шарнирах» , столь незаменимые при передвижении по суше. Их скелеты напоминают суставчатые рыцарские латы. Мышцы крепятся к такому скелету изнутри (что можно увидеть при разделывании клешней рака) . В конечном итоге благодаря всем этим приспособлениям членистоногие сумели завоевать сушу. 
К сожалению, наружный скелет членистоногих имеет и ряд недостатков. Он не может нарастать по мере роста животного, поэтому мешает росту. Чтобы расти, животному приходится время от времени покидать свой скелет — претерпевать линьку. Сразу после линьки животное быстро растёт, пока не затвердеют его новые покровы. Но в этот период оно легко уязвимо для хищников. Лишённое опоры, оно вдобавок почти не может двигаться (в особенности если живёт на суше) . На время линьки животные обычно прячутся в укромные места. 
И ещё одно несовершенство наружного скелета. С уверенностью можно сказать, что муравьи размером с быка и тому подобные гигантские насекомые могут существовать лишь в произведениях писателей-фантастов. У гигантской стрекозы, жившей в каменноугольном периоде палеозойской эры, размах крыльев достигал 70 см. Но это, вероятно, рекорд. В реальности «муравью-быку» понадобился бы столь толстый и тяжёлый наружный скелет, что он не смог бы его носить. У водных членистоногих предельный размер тела несколько больше, чем у наземных, но ненамного. Более перспективным в эволюционном плане оказался путь развития не наружного, а внутреннего скелета.