节肢动物与人类的关系(节肢动物与人类的关系利弊)

节肢动物

节肢动物(Arthropoda)是动物中最大的一个门类，在目前已知的100多万种动物中，它约占85％。

该门类动物的身体分为头、胸、腹三部分，附肢分节，故名节肢动物。

节肢动物对环境的适应力特强，在地球的绝大部份生境里，都可以找到它们的足迹，包括海水、淡水、高山、空气、土壤，甚至是动物及植物的体内及体外。

节肢动物与人类的关系极为密切，部份对人类有利，但亦有不少对人有害。

特征：

1.身体两侧对称，身体分节，像环节类动物，但部分体节融合成特别部位，如头部及胸部。有些节肢动物，例如蜘蛛类，头部及胸部进一步融合成头胸部。每个特化部位的机能亦作相应的变化。

2.身体的附肢，例如足部、触角、口器等都分节。附肢的功能亦高度特化，负责感觉、行走、游泳、进食、以至生殖等。

3.体壁坚硬，主要由几丁质组成，可提供保护，包括防止水份散失及抵御外敌，亦作为外骨骼之用，可提供支撑，及与附着在体壁内的肌肉协调形成杠杆系统，使身体能活动自如。

由于体壁坚硬，防碍生长，节肢动物需要在生长期蜕皮多次，但蜕皮时容易被天敌猎食。

4.节肢动物的循环系统是开管式的，血液在靠近背面心脏与体腔之间循环。

感官系统甚为发达，眼有单眼和复眼两种。复眼用作视物，而单眼用作感光。另外，还有触觉、味觉、嗅觉、听觉及平衡器官，好些昆虫还有特别的发声器。

5.节肢动物的呼吸系统颇为多样化，可以利用体表、鳃(水生的)及气管(陆生的)呼吸。蜘蛛等则利用书肺进行呼吸。

节肢动物的品种极多，分类亦极之复杂，门之下可分为数个亚门，每个亚门之下又有若干个纲。这里只介绍较为人熟悉的几个纲。

三叶虫纲Agraulos(已绝灭)

甲壳纲Crustacea

十足目Decopoda

肢口纲Merostomata

剑尾目Xiphosura

蛛形纲Arachnoidea

螨形目Acariformes

蝎目Scorpiones

拟蝎目Pseudoscorpiones

避日目Solifugae

盲蛛目Opiliones

蜘蛛目Araneae

鞭蝎目Uropigi

鞭蛛目Amblypygi

昆虫纲Insecta

无翅亚纲Apterygota

蛛颚目Archaeognatha

缨尾目Thysanura

弹尾目Collembola

有翅亚纲Apterygota

蜉蝣目Ephemeroptera

蜻蜓目Odonata

石蝇目Plecoptera

直翅目Orthoptera

竹节虫目Phasmida

革翅目Dermaptera

纺足目Embioptera

网翅目Dictyoptera

等翅目Isoptera

啮虫目Psocoptera

食毛目Mallophaga

虱目Siphuncelata

半翅目Hemiptera

缨翅目Thysanoptera

脉翅目Neuroptera

长翅目Mecoptera

毛翅目Trichoptera

鳞翅目Lepidoptera

双翅目Diptera

蚤目Siphonaptera

膜翅目Hymenoptera

鞘翅目Coleoptera

唇足纲Chilopoda

地蜈蚣目Geophilomorpha

蜈蚣目Scolopendromorpha

石蜈蚣目Lithobiomorpha

蚰蜓目Scutigeromorpha

倍足纲Diplopoda

条马陆目Polydesmida

姬马陆目Julida

旋马陆目Spirostreptida

仿生学

仿生学是生物学、数学和工程技术学等学科相互渗透、交叉而形成的一门新学科。作为一门独立的学科，仿生学出现于20世纪60年代初。

它主要研究生物的结构和性质、能量转换和信息传递，把得到的知识用来改善现有的机械、仪器、建筑结构和工艺过程。

目前，仿生学的研究主要集中在感觉器官的模拟;大脑神经细胞、神经网络的模拟;动物定位、导航功能的模拟;生物力学和生物化学的模拟等方面。这些生物模拟已成为现代发展新技术的重要途径之一。

几个仿生实例

（1）带锯刺的小草和锯子相传我国古代的著名工匠鲁班，他在土木工程方面有许多创造发明。

有一次，鲁班上山伐木被野草划破了手。

他摘下草叶轻轻一摸，发现叶子边缘有许多锋利的小齿。

于是鲁班就在铁片上做出小齿，经过反复试验和改进，终于发明了当时急需的木工用锯子。

（2）飞蓬草和轮子飞蓬草是菊科植物，生长在山坡、草地、牧场或林带边缘。它的茎直立高达60厘米。由于它枯后根断，遇风飞旋，因此叫飞蓬。传说古人是受飞蓬的启示后发明轮子的。

（3）蛋壳和屋顶蛋壳呈凸曲面，凸曲面能把外力沿着曲面均匀地分散开来，避免应力集中。

因此，能抵挡很大的外来压力。

人们从蛋壳等生物的凸曲面壳体表现出来的良好抗压能力受到启发，设计了薄壳结构屋顶。

北京火车站的大厅、上海动物园的象房等建筑，都采用了薄壳屋顶。

（4）海豚和潜水艇海豚是游泳能手，时速可达53千米，在追捕食物和逃避敌害时，速度还能增大一倍。

主要原因是海豚的体形呈良好的流线型，还有特殊的皮肤结构像个很好的消振器，所以海豚在水中受到的阻力很小。

现代潜艇的外形很像海豚，还在潜艇表面上覆盖人造海豚皮，使潜艇在水中受到的阻力至少降低一半，使潜艇的速度大大提高，也节约了燃料。

（5）杉树和电视塔云杉为适应山上长年累月的狂风袭击，树干底部显著增粗，形成圆锥形。人们模仿云杉对大风的适应，把建造在风速达80米/秒山顶上的电视塔设计成类似圆锥体，就能抵抗住大风袭击。

（6）飞机和蜻蜓翅膀蜻蜓在长期的进化中有一种抗颤振的结构，那就是在翅膀末端前缘长有“翅痣”，如果把它们切除，蜻蜓就飞不好。现代飞机机翼末端前缘也有类似的“配重区”，用来消除颤振。

（7）狗鼻和电子鼻狗的嗅觉十分灵敏，它的嗅觉比人灵敏100万倍。

现在人们已研制成功比狗鼻灵敏1000倍的电子鼻。

电子鼻是一种气体检测器。

各种电子鼻的构造、原理、灵敏度不尽相同。

它常被用来检验化学物品，鉴别食物好坏，测定空气污染程度，分析密闭舱的气体成分，甚至用来帮助医生诊断疾病。

此外，高分辨力、高灵敏度的电子鼻还可用来代替警犬，进行侦缉、反毒、防卫、救援等工作，因此也叫电子警犬。

（8）蝙蝠和雷达蝙蝠采用回声定位的方式来探测目标。

它在喉内产生超声波，通过口或鼻孔发射出来。

被物体反射回来的超声信号，由蝙蝠的耳朵接收，蝙蝠就根据反射信号判定目标的性质和距离。

雷达的工作原理和蝙蝠的回声定位方式相似。

（9）袋鼠和跳跃器袋鼠是生活在开阔草原、沙漠地区的哺乳动物，它的运动方式十分特殊，用强有力的后肢跳跃前进，每小时可跑40千米～50千米。

跳跃器是模仿袋鼠运动方式的无轮汽车，它能在崎岖不平的地方和沙漠地带通行无阻。

（10）人和机器人机器人早已由科学幻想变成现实，目前世界上成千上万的机器人在各行各业大显身手。

它们模仿人的动作、人的感觉甚至人的思维，代替人在环境恶劣、危险场所或动作要求精细复杂的工作岗位上不知疲劳地工作着。

新一代的机器人还将模仿人的自学本领，更好地代替人的劳动。

节肢动物与人类的关系利弊

节肢动物门ARTHROPODA本门常见的药用动物有蜈蚣、马陆、蝎子、蜘蛛、鼠妇、蛰虫、螳螂、蝉、斑蛰等，是动物界中最大的一门。

据记载，现存的节肢动物己达1百余万种，约占动物界总数的84％，其个体数目则很多，往往不可胜数。

它们的生活环境极其广泛，从海底到高山，从陆地到空中，从淡水、海水至土中、沙漠，各种环境都有它们的踪迹。

它们与人类的关系也很密切和复杂，有害和有益的种类不胜枚举。

在人类与自然作斗争中，节肢动物往往是极其重要的研究对象。

在药用动物中也是如此。

虾、蟹等甲壳动物和某些昆虫及其产物是人类很好的食物，或用作药物、工业原料、玩具等；而甚多的昆虫则是农作物的害虫；某些昆虫，如蚊、蝇、螨等，则威胁着人类的健康，因此节肢动物与人类有着密切的关系。

中国应用药用节肢动物的历史是很悠久的。

如蜈蚣、蛰虫、螳螂、僵蚕等早在《神农本草经》中就已有记载。

而在《本草纲目》中所载的虫部，其中大部分即属于本门动物，现今仍为中医所应用，对防病、治病起到一定的作用。

虫类药用于抗癌也有一定的作用，如国外报道，从甲壳类动物红点黎明蟹中提出的活性物质，对鼠体的肿瘤有抑制作用；斑蝥也已证实可用治某些肿瘤。

因此为今后抗癌药物的寻找提供了线索。

节肢动物身体两侧对称，身体分节和具有分节的附肢，体表具有几丁质外骨骼，营自由生活或部分寄生生活。

节肢动物门的主要特征1．异律分节节肢动物与环节动物一样，都具有体节。

但环节动物一般是同律体节，异律分节不显著。

节肢动物则不同，它们异律分节高度发展，身体分部明显，通常可以把身体分为头、胸、腹三部分（如昆虫）；少数分头和躯干两部分（如蜈蚣）；或分为头胸部和腹部两部分（如虾）。

这样把身体明显地分成若干部分，使身体各部分有了进一步分工。

如分为头、胸、腹3部分的（昆虫），头部司感觉、摄食，胸部司运动，腹部司营养、生殖。

这样身体构造更为复杂化，大大地加强了对环境的适应能力。

2．附肢具关节节肢动物具分节的附肢，与环节动物的疣足不同。

环节动物的疣足是体壁的突起，呈叶状构造，没有分节，就是疣足与身体相连的地方也没有关节。

而节肢动物的附肢除少数原始的叶状肢外，与身体相连的地方有关节，附肢本身也具若干关节。

因此节肢动物的附肢能适应多种功能。

节肢动物的感觉、运动、捕食、咀嚼、呼吸甚至生殖都与附肢有密切的关系。

附肢为适应各种不同功能的需要，产生了各种变化，形成多种不同的形状。

具分节的附肢，是本门动物的主要特征之一，节肢动物也因此而得名。

3．外骨骼节肢动物的体表覆盖着坚硬的体壁。

它有保护身体，抵抗化学的或机械的损伤，防止体内水分蒸发和接受刺激的功能，并能与附着的肌肉一起产生强有力的活动，因此称坚硬的体壁为外骨骼。

外骨骼的最外一层是很薄的蜡质，水不能渗透，可防止外界水分的渗入或内部水分的蒸发；其下是较厚的几丁质层。

几丁质是复杂的含氮多糖类，其分子式为（C32H54N4021）N，是外骨骼的主要组成部分。

发展几丁质层又分为外层和内层，外层致密，常为蛋白质或钙质沉积而成，因而成为坚硬的骨片；内层富有弹性。

再其下是分泌外骨骼的表皮细胞。

节肢动物能适应多种生活环境，特别是对陆上生活环境的高度适应能力，具有外骨骼是主要原因之一。

外骨骼在节肢动物的运动能力方面，有较大的作用。

节肢动物的附肢有若干分节，节与节之间有外骨骼以很薄的膜相连，构成了活动关节。

肌肉附着点跨过关节附着在相邻两节的外骨骼上。

当肌肉收缩的时候，外骨骼便起了杠杆的作用，因而产生了相应的运动。

因此外骨骼与脊椎动物的内骨骼虽然在构造上和胚胎起源上是完全不同的，但它的作用与内骨骼却有相似之处。

有一些节肢动物的外层几丁质中，沉积着大量的蛋白质或磷酸钙，使它的硬度增加，相邻各节之间的分节现象也不存在了，这样的外骨骼只起保护作用了，如蟹的背甲。

外骨骼一旦分泌完成后，便不能继续扩大，限制了体内组织器官的生长。

节肢动物为了摆脱外骨骼的限制，在生长过程中产生了脱皮现象。

蜕皮时，表皮细胞分泌一种酶，将几丁质溶解，使角质层破裂，个体钻了出来，并重新形成外骨骼。

在新外骨骼未完全硬化之前，个体得以生长，增大体积。

所以正在迅速成长的节肢动物，其蜕皮次数较多。

不再继续长大时，蜕皮现象也就停止了。

昆虫在变为成虫后，通常不再蜕皮了。

节肢动物正在蜕皮时，是它生活中最脆弱的时期，易受伤害，因此在杀灭虫害时，也可利用这一良好的时机。

4．体腔和血液循环节肢动物的体腔是一种特化了的体腔，内含有血液，称为血腔。

节肢动物的真体腔极为退化，是仅有排泄器官和生殖器官的内腔。

在消化管和体壁之间有很大的血窦，是原体腔或原体腔与真体腔混合而成的。

循环系统的心脏和背血管在消化管的背面，血液由后向前至头部，再由前而后进入血窦，又由血窦通过心孔复流入心脏。

这种循环方式，即血液由心脏流出，经血管至血腔，再经过呼吸器官汇入围心腔，复经心孔流回心脏，故称此为开放式循环。

节肢动物循环系统的复杂程度与呼吸系统是密切相关的，若呼吸器官只局限在身体的某一部分（如虾的腮），那它的循环系统就比较复杂；若呼吸系统分散在身体各部分（如昆虫的气管），那它的循环系统就比较简单。

小节肢动物靠全身体表进行呼吸，它的循环系统也可能完全退化了。

如剑水蚤。

恙螨和蚜虫等是没有循环系统的。

5．消化节肢动物的消化系统比较完全，分前肠、中肠和后肠3部分。

前肠和后肠是外胚层向内凹陷而成，因此肠壁上也有几丁质的外骨骼。

这些外骨骼还会形成齿和刚毛等，用来研磨或滤过食物（如虾类）。

当它们蜕皮时，消化管里的前肠和后肠的外骨骼也要脱落，然后再重新分泌形成。

中肠由内胚层形成，是呼吸和消化的地方。

节肢动物头部的附肢，往往变成咀嚼器或帮助抱持食物的构造，有时与头的一部分合称口器（如昆虫）。

节肢动物也有各种消化液，将在各纲中叙述。

6．呼吸和排泄节肢动物的呼吸器官，水生种类有鳃或书鳃，陆生种类有气管或书肺。

鳃是体壁向外的突起，在鳃上的皮肤很薄，便于血液与外界进行气体交换。

书鳃是腹部附肢的书页状突起；气管是由体壁内陷而成的管状构造；书肺是书鳃内陷而成。

由此可见，在水中的呼吸器官不论是鳃或是书鳃都是体表外突而成，以便增加和水的接触面积。

在陆上生活种类的呼吸器官不论是气管或书肺都是体表内陷而成，它除了可增加体壁与空气的接触面积之外，还可使体壁上的水分不易蒸发，因为空气在进入血液或组织以前，仍然是先溶解在体壁表面的一薄层水膜中。

有一些陆生的昆虫，其幼虫生活在水中，它具气管鳃，即鳃中含有气管。

这是对水中生活一种适应。

有些小的节肢动物如水中生活的剑水蚤，陆上生活的蚜虫或恙螨，都可靠全身体表进行呼吸，因此也没有专门的呼吸器官。

在陆地借体表进行呼吸的种类，其体表必须保持一定的潮湿状态，否则便无法进行呼吸而死亡。

节肢动物的排泄器官主要有两种类型：一种是由肾管演变而成的，如甲壳纲的缘腺和颚腺，蛛形纲的基节腺以及原气纲的肾管都属这种类型。

它们的末端有端囊，是退化了的体腔，与此相通的管就是体腔管，有排泄管通到体外。

另一种类型如昆虫或蜘蛛的马氏管，它是肠壁向外突起而成的，其排泄物须经消化管从肛门排出体外。

由此可见马氏管与上述的缘腺、基节腺和肾管的起源是根本不同的。

7．肌肉节肢动物的肌肉系统是由横纹肌组成的，能迅速收缩。

它们的排列与环节动物不同，并非由环肌、斜肌、纵肌组成的皮肌囊，而是由成束肌纤维组成的肌肉并附着在外骨骼的某些地方。

当肌肉迅速而强有力收缩时，就会牵动外骨骼，从而产生敏捷的运动。

8．神经和感官节肢动物的神经系统与环节动物的神经系统基本上是相同的，同属于链状结构。

但由于节肢动物的异律分节，常有一些前后相邻的神经节愈合成一个较大的神经节或神经团。

节肢动物神经节愈合的情况与身体外部分节的消失是密切相关的。

如蜘蛛体外分节不明显，其神经节也都集中在食道的背方和腹方，形成了很大的神经团。

神经节互相愈合时，便失去其原来的链状结构。

原气管纲具2条腹神经索，上面没有明显的神经节，这与涡虫的阶梯式神经系统相似。

节肢动物的感觉器官相当复杂，有司平衡、触觉、视觉、味觉、嗅觉和听觉的感觉器官。

9．生殖与发育节肢动物一般为雌雄异体，且往往雌雄异形。

通常是体内受精，卵裂的方式是表裂，有直接发育，也有间接发育。

间接发育的种类有一至数种不同的幼虫期，有时这些幼虫的生活习性与成虫不同。

也有些节肢动物能进行孤雌生殖，即没有受精的卵就能发育为成虫。

节肢动物是没有无性生殖的。