01423113 General Zoology

PHYLUM ARTHROPODAPHYLUM ARTHROPODAPHYLUM ARTHROPODAPHYLUM ARTHROPODA“joint‐footed” animals

อ. ดร. บญเสฐยร บญสงfscibtb@ku.ac.th

1

http://pirun.ku.ac.th/~fscibtb

How do the Arthropods fit in?Arthropoda

Rotifera Annelida

Arthropoda

Nematoda Mollusca

Platyhelminthes Nemertea

Cnidaria

Platyhelminthes Nemertea

Porifera

unknown common ancestorcommon ancestor

PHYLUM ARTHROPODA

Fossil RecordThese fossilized tracks may push the date of land arthropods back into the Cambrian

Millions of years ago

0 todayCambrian 0

65 – end of dinosaurs

today

first dinosaurs, mammals, birds213 

360 First reptilesFirst amphibians

First fishesFirst land plants

505

590 First ArthropodsCambrian

First invertebrates

590

700

First Arthropods

4,600

PHYLUM ARTHROPODA

ARTHROPODA Gr. Arthron = jointed,

Podos = foot 80% Arthropods segmented bodies paired, segmented

appendages bilateral symmetry a hard, chitinous exoskeleton the largest, most abundant

and diverse phylum

(Figure source: Hickman et al 2001)

(>1 million species) have adapted to nearly

i t thPHYLUM ARTHROPODA

5

(Figure source: Hickman et al., 2001) every environment on earth

Six Key adaptations

1 A hardened exoskeleton – defenses against predation1. A hardened exoskeleton – defenses against predation.

2. Jointed appendages – to enable all movement.

3 T ti ti i li d t d f d3. Tagmatization – specialized segments and fused‐together segments – modification for other functions.

4 R i f i d i4. Respiratory structures – presence of air‐conducting tubes  tracheae.

S i li d di f f5. Specialized sensory structures – diverse ; form of eyes for visualization.

6. Specialized development stages – juvenile; metamorphosis.

PHYLUM ARTHROPODA

General Characteristics

Tagmatization

Complex muscular system Complex muscular system

Reduced coelom in adults; most of body cavity i ti f h lconsisting of hemocoel

Open circulatory system

Respiration by body surface, gills, tracheae, book lungs

Complete digestive system Complete digestive system

Ventral nerve cord; highly developed sensory organs

S ll t ith i d d ti Sexes usually separate, with paired reproductive organs and ducts; often with metamorphosis; parthenogenesis i

PHYLUM ARTHROPODA8

in some

Tagmata

PHYLUM ARTHROPODA9

Integument (1)

โครงรางภายนอกเปนเปลอกแขง โดยม chitin เปนองคประกอบ เรยกวาชน cuticleเรยกวาชน cuticle

ถดเขาไปเปนชน epidermis สรางชน cuticle

C ti l ป ส Cuticle มองคประกอบทางเคมทสาคญ คอ

1. Chitin เปน polysaccharide มไนโตรเจนอยในโครงสราง ไมละลายนาในดางหรอกรดออน

2. Protein ประกอบดวย arthropodin และ resilin ซงสามารถเปลยนรปทาใหเกดการแขงตวของ protein (sclerotization)

3. Lipid และ wax อยผวบนสดของ cuticle ปองกนการระเหย3. Lipid และ wax อยผวบนสดของ cuticle ปองกนการระเหยของนา

4 หนปน สะสมใน cuticle ในรป calcitePHYLUM ARTHROPODA

10

4. หนปน สะสมใน cuticle ในรป calcite

Integument (2)

Cuticle เรยงตวเปนชน ประกอบดวย

1. Epicuticle ชนนอกสด - ม lipid และ wax ไมม chitin

2. Procuticle ชนหนา- ม chitin, protein, calcite และ2. Procuticle ชนหนา ม chitin, protein, calcite และ

pigment และมกแบงออกเปน 2 ชนยอย คอ ชน exocuticle

ช d ti lและ ชน endocuticle

Epidermis อยใต cuticle ม tegumental gland สงทอไปเปด

ออกชน epicuticle สารจากตอมคอ lipid และ wax เซลลชนน

อาจดดแปลงไปเปนตอมอน เชน ตอมพษ ตอมสรางเสนใยอาจดดแปลงไปเปนตอมอน เชน ตอมพษ ตอมสรางเสนใย

PHYLUM ARTHROPODA11

Integument (3)

PHYLUM ARTHROPODA12 (Figure source: Hickman et al., 2001)

Chitin

N-acetyl-D-glucosamine

PHYLUM ARTHROPODA13

Molting or Ecdysis (1)

ชวยเพมขนาดรางกายในขณะทเปลอกทสรางใหมยงไมแขงตว เมอเปลอกแขงตวกจะหยดเพมขนาดเมอเปลอกแขงตวกจะหยดเพมขนาด

Epidermis เตบโตเพมขนาดรวดเรว มการสราง epicuticle ใต ti l cuticle เดม

ม protease และ chitinase ยอย cuticle เดม

Cuticle เกาแยกจาก cuticle ใหม มการสรางชน procuticle ใหม และดน cuticle เดมหลดออกไป

มฮอรโมนหลายชนดเกยวของเชน ecdysone กระตนใหเกดการลอกคราบ และมฮอรโมนยบยงการลอกคราบ (molt inhibitingลอกคราบ และมฮอรโมนยบยงการลอกคราบ (molt inhibiting hormone) คอยควบคม ecdysone อกทหนง

PHYLUM ARTHROPODA14

Molting or Ecdysis (2)epicuticle

endocuticle new epicuticle

epidermis

ti lnew procuticle

exuvium

PHYLUM ARTHROPODA15 (Figure source: Hickman et al., 2001)

Segment & Appendages (1)

แตละปลองจะม cuticle เปนเปลอกหมปลอง ปลองแตละปลองเรยกวา scleriteเรยกวา sclerite

Sclerite ม 3 สวนคอ tergum, sternum และ pleuron 2 ขาง

tergumsclerite

sternumpleuron

PHYLUM ARTHROPODA16 (Figure source: http://www.cals.ncsu.edu)

Segment & Appendages (2)

เปลอกปลองแตละปลองจะมเยอเชอม (articular membrane) พบทบภายในทาใหงอและเหยยดตวได

รยางคมหลายขอ แตละขอเรยกวา podomere

ระหวาง podomere มรอยบม ระหวาง podomere มรอยบม

ระหวางขอเกดจดสมผสทม

ti l d l condylecuticle หนาแขงเรยกวา condyle

Condyle เปนศนย

ในการยกลาตวขน-ลง

และชวยเสรมขอตอใหและชวยเสรมขอตอให

แขงแรงเพอใชแบกนาหนกตว

PHYLUM ARTHROPODA17

Muscular system ระบบกลามเนอเจรญด สวนใหญเปนกลามเนอลายมดสน ยดระหวางปลองของลาตว และระหวาง podomere ของรยางค โ ไป ป ใ dโดยไปยดกบเปลอกดานในทเรยกวา apodeme

มกลามเนอ 2 ชดทางานตรงขามกน คอ flexor muscle ขนาดใหญทางดานทอง และ extensor muscle ขนาดเลกอยตรงขามใหญทางดานทอง และ extensor muscle ขนาดเลกอยตรงขาม

เซลลประสาทสงความรสกไปกลามเนอ มจานวนนอย ซ ป ส ส ส 1 ซ ส เซลลประสาทสงความรสก 1 เซลลสามารถควบคมการทางานเสนใยกลามเนอไดหลายเสน

Extensor muscle

Flexor muscle

PHYLUM ARTHROPODA18

Coelom & Circulation

Coelom มขนาดเลก ในระยะตวเตมวยม coelom เหลออยรอบอวยวะสบพนธcoelom เหลออยรอบอวยวะสบพนธ (gonocoel)

Hemocoel แทรกกระจายทวไปในชองตว Hemocoel แทรกกระจายทวไปในชองตว

ระบบหมนเวยนเปนแบบเปด ประกอบดวย หวใจ เลอด และ hemocoelหวใจ เลอด และ hemocoel

เลอดสวนใหญม hemocyanin เปนตวจบออกซเจน บางชนดม hemoglobin หรอออกซเจน บางชนดม hemoglobin หรอ platelet เหมอนสตวชนสง heart

dorsal vessel

PHYLUM ARTHROPODA19 (Figure source: http://www.cals.ncsu.edu)

Gas exchangeMayfly

พวกทอยในนาจะใช gill ในการแลกเปลยนแกส

Mayfly

เหงอกจงตองชมชนเสมอเพราะจะนาออกซเจนทละลายในนาเขาไปในแผนเหงอก

พวกทอยบนบกจะม book lung book lung gหรอ tracheal system

ออกซเจนจากอากาศจะเขาไปออกซเจนจากอากาศจะเขาไปตามทอเขาสเนอเยอโดยตรง

การแลกเปลยนแกสของพวกทอย การแลกเปลยนแกสของพวกทอยบนบกจะมประสทธภาพมากกวาพวกทอยในนา

PHYLUM ARTHROPODA20

Digestive system (1)

แบงออกได 3 ตอนคอ

Fore gut หรอ Stomodeum ผนงดานในทอบดวย cuticle ประกอบดวย ปาก หลอดอาหารและ กระเพาะอาหาร

Mid gut หรอ Mesenteron ไมม cuticle บภายในทอ มทอ จาก ตอมนายอยมาเปด มหนาทยอยและดดซมอาหาร

Hind gut หรอ Proctodeum ผนงดานในของทอบดวย cuticle เปนทางผานกากอาหาร มการดดนาและเกลอแรจากกากอาหารกลบไปใช

PHYLUM ARTHROPODA21 (Figure source: http://www.cals.ncsu.edu)

Excretory system (1)

เปลยนแปลงมาจาก coelomoduct โดยเปลยนแปลงไปเปนตอมตามโคนของรยางคตางๆ เชน coxal gland antennal glandตามโคนของรยางคตางๆ เชน coxal gland, antennal gland, maxillary gland

ส ป i i id ของเสยจากตอมจะเปน ammonia หรอ uric acid

ในแมลง ทอขบถายจะเปลยนแปลงมาจากทอทางเดนอาหารเรยกวา Malpighian tubule เปนเสนฝอยอยรอบทอทางเดนอาหารสวนทาย

ผนงของทอดดซบ nitrogenous waste จากเลอดเขามาในทอและเปลยนรปเปน guanine crystal g y

Guanine crystal จะเขาสทางเดนอาหาร และปนออกมากบกากอาหาร

PHYLUM ARTHROPODA22

อาหาร

Excretory system (2)

PHYLUM ARTHROPODA23

Nervous system

ระบบประสาทเจรญด และมการรวมศนยอยทหว (cephalization)อยทหว (cephalization)

หวมอวยวะรบความรสกทสาคญ เชน ตา หนวด รยางครอบปาก brainหนวด รยางครอบปาก

ปมประสาทสวนหวขนาดใหญเปนสมอง มปมประสาทตามขอปลอง (segmental

brain

มปมประสาทตามขอปลอง (segmental

ganglia) ของลาตวอกหลายปม

ปมประสาทจะเชอมตอกนดวย ปมประสาทจะเชอมตอกนดวยเสนประสาท (ventral nerve cord) 1 ค

Arthropods ชนสง จะมจานวนปม Arthropods ชนสง จะมจานวนปมประสาทนอยลง เสนประสาท 2 เสนมกมาชดกนรวมเปนเสนเดยว

PHYLUM ARTHROPODA25

ventral nerve cord(Figure source: http://www.cals.ncsu.edu)

Reproduction (1)

เพศแยกเกอบทงหมด ยกเวน พวกทยดเกาะอยกบท เชน เพรยงคอหาน male(Lepas sp.) มเพศรวม

ม sexual dimorphism อวยวะท ม sexual dimorphism อวยวะทแสดงความแตกตางระหวางเพศ มกพบทหนวด รยางคอก รยางคทอง

female

รงไข และอณฑะจะมเปนค ตาแหนงจะแตกตางกนไป แตจะอยใกลกบ ชองสบพนธเสมอ

ชองสบพนธอาจจะเปนชองเดยวหรอเปนคกได และมกจะอยทโคนของเปนคกได และมกจะอยทโคนของรยางคขาเดน

PHYLUM ARTHROPODA26

Reproduction (2)

มกจะม copulation เพศผจะดดแปลงรยางคบางอนมาทาหนาทยดเกาะตวเมยและทาหนาทสงสเปรมเขาไปผสมกบไข พวกทอยบนบก การปฏสนธจะเปนแบบปฏสนธภายในตว พวกทอยในนา การปฏสนธมไดทงแบบปฏสนธภายในและภายนอกตว

ไขมไขแดงมาก มกม metamorphosis จงมตวออนหลายระยะ parthenogenesis พบในบางกลม เชน ไรแดง เพลยออน

PHYLUM ARTHROPODA27 aphidsMoinacopulationinsects egg

Classification (Hickman, 2001)

Subphylum Trilobita - trilobitesSubphylum ChelicerataSubphylum Chelicerata Class Merostomata - horseshoe crabs Class Pycnogonida - sea spiders Class Arachnida - spiders, scorpions, mites, ticks, etc.

Subphylum Crustaceat d d b l i d hi d k ill b ostracods, copepods, barnacles, isopods, amphipods, krill, crabs,

shrimp, lobster, fairy shrimp, water fleas etcSubphylum Uniramia –insects and myriapodp y y p Class Diplopoda - millipedes Class Chilopoda - centipedes Class Pauropoda - pauropods Class Symphyla - garden centipedes Class Insecta insects

PHYLUM ARTHROPODA28

Class Insecta – insects

How do the Arthropods fit in?

Crustacea

il bi

ChelicerataUniramia

Trilobita

Nematoda Rotifera

C id i

Platyhelminthes Nemertea

Annelida

PoriferaCnidaria

unknown common ancestor

PHYLUM ARTHROPODA

Phylum Arthropoda

Subphylum Trilobita 

Subphylum Chelicerata 

Subphylum Crustacea 

Subphylum Uniramia 

Class MerostomataClass PycnogonidaClass Arachnida

Class BranchiopodaClass MalacostracaClass Copepoda *

Class Chilopoda Class DiplopodaClass InsectaClass Arachnida

p pClass Ostracoda *Class Cirripedia *

Class Insecta

* In some textbook, these are listed as subclasses within the class Maxillopoda. 

PHYLUM ARTHROPODA

Classification

PHYLUM ARTHROPODA31

(Figures source: Sierwald & Bond, 2007)

Subphylum Trilobita

Trilobite สญพนธเมอ 200 ลานปมาแลว สญพนธเมอ 200 ลานปมาแลว ลาตวรปไข ผวตวแขง มหนปนสะสมบางบรเวณมหนปนสะสมบางบรเวณ

รางกายแบงเปน 2 สวนคอ สวนหว (cephalon) และ( p )สวนลาตว (trunk)

ดานหลงมรองตามยาวพาดอย 2 รอง ทาใหแบงลาตวเปน 3 สวน (trilobe) ตามยาว

หว มหนวด 1 ค มตาประกอบ 1 ค ลาตว มรยางคขาเดนปลองละ 1 ค

ปPHYLUM ARTHROPODA

32รยางคขาเดนแตกเปน 2 แขนง (biramous)

(Figures source: http://www.trilobites.info/)

Subphylum Trilobita

- Fossil evidence of the molting sequence - Trilobite enrollment

PHYLUM ARTHROPODA33

(Figures source: http://www.trilobites.info/)

Subphylum Chelicerata สวนใหญเปนสตวบก

ไมม antenna และ mandible

ลาตวแบงเปน 2 สวนคอ Prosoma

(cephalothorax) และ Opisthosoma( p ) p

(abdomen)

Cephalothorax มรยางค 6 ค คท 1 คอp

chelicerae ปลายเปนกามหนบ, คท 2 คอ

pedipalpi, อก 4 ค คอ ขาเดน (walking legs)pedipalpi, อก 4 ค คอ ขาเดน (walking legs)

Abdomen ม 12 ปลอง ไมมรยางคเคลอนทเลย

แตมรยางคททาหนาทอน เชน book lungแตมรยางคททาหนาทอน เชน book lung

และ book gill แลกเปลยนแกส,

pectines รบความรสก

PHYLUM ARTHROPODA34

pectines รบความรสก(Figure source: Hickman et al., 2001)

Class Merostomata (1) - horseshoe crab, King crab

Carapace กวางรปครงวงกลมคลายเกอกมา คลมสวน prosoma เอาไวทงหมดเอาไวทงหมด

ตาประกอบดานขาง 1 ค จบความเคลอนไหวสงตางๆ ได Pedipalpi ตวผในขอสดทายโปงเปนกระเปาะ ปลายสดงอเปนตะขอPedipalpi ตวผในขอสดทายโปงเปนกระเปาะ ปลายสดงอเปนตะขอ ใชเกยวเกาะหลงตวเมย

บรเวณ coxa ของ pedipalpi กบ coxa ของขาเดน 3 ค แรกม

PHYLUM ARTHROPODA36 แผงขน เรยกวา gnathobase (Figure source: Hickman et al., 2001)

Class Merostomata (2)

T h l iTachypleus gigas

Opisthosoma เชอมกบสวนหนาโดยมโครงสรางคลายบานพบ ไ

Carcinoscorpius rotundicauda

สามารถขยบได มหนามดานขางรบความรสก รยางคสวนทองทสาคญคอ genital operculum ใหญ 1 แผน + book gill 5 ค Telson เปลยนแปลงมาจาก tergum ทาหนาทยนพนใหตวพลก

PHYLUM ARTHROPODA37

Telson เปลยนแปลงมาจาก tergum ทาหนาทยนพนใหตวพลก ในกรณทหงายทอง

(Figure source: Hickman et al., 2001)

Class Merostomataopisthosoma  prosoma

telsontelson

carapace

compoundeye

book gillschelicerae

walking legs

PHYLUM ARTHROPODA

Class Arachnida (1) - arachnids

เปน arthropod กลมแรกทขนมาอยบนบก รางกายแบงเปน 2 สวนคอ prosoma มรยางค 6 ค และ

opisthosoma ไมมรยางคทใชเคลอนท Chelicerae และ pedipalpi เปนรยางคทชวยในการลาเหยอและ

PHYLUM ARTHROPODA

43สบพนธ

(Figure source: Hickman et al., 2001)

Class Arachnida (2)

ปากดด ไมม mandible ปลอยนายอยออกมายอยเหยอนอกตว อาหารทยอยแลวเปนของเหลวจะถกดดเขาสรางกายผาน pumping stomach

ตาเดยวหลายค ไมมหนวด แตตามผวตวจะมขนแขง (tactile h ) hair) ทาหนาทรบสมผส พบมากทรยางค

PHYLUM ARTHROPODA44

tactile hair

Order Araneae - spidersAraneaology

แมงมมเปน predator ชวยกาจดแมลงศตรพช

Ch li โ Chelicerae มตอมพษอยตรงโคน และมาเปดออกท fang

ปลาย pedipalpi ตวผจะโปงเปนกระเปาะ ปลาย pedipalpi ตวผจะโปงเปนกระเปาะ (tarsal organ) ใชถายสเปรมเขาไปปฏสนธกบไขในเพศเมย

ป ส b k l /t hTarantula

แลกเปลยนแกสดวย book lung/trachea Simple eyes 1-4 ค จบการเคลอนไหวของภาพของภาพ

มตอมสรางใย (silk gland) ในชองทองและสงออกมาทอวยวะชกใย (spinnerets) ป ไ ไ เปนตม เคลอนไหวได

ใยแมงมมเปนสารโปรตน ทาหนาทหลายอยางเชน ดกเหยอ หมไข หมสเปรม ชวย

PHYLUM ARTHROPODA45

อยางเชน ดกเหยอ หมไข หมสเปรม ชวยเคลอนท Golden garden spider(Figure source: Hickman et al., 2001)

Order Scorpionida - scorpions

Prosoma 6 ปลอง ม carapace คลมดานหลง

Pedipalpi เปนกามขนาดใหญใชจบเหยอ

Opisthosoma แบงเปน 2 ตอนคอ mesosoma ปลองกวาง 7 ปลอง และ metasoma 5 ปลองและ metasoma 5 ปลอง

Metasoma แคบยาว ปลองสดทายมหนามแหลมงอ 1 อนและม venomหนามแหลมงอ 1 อนและม venom gland มาเปดปลายสดของหนาม

Opisthosoma ปลองท 2 ดานทองมpรยางครบความรสกเรยกวา pectines

Viviparous และมพฤตกรรมเลยงด Emperor scorpion

PHYLUM ARTHROPODA48ลกออน

p p

(Figure source: Hickman et al., 2001; http://www.ub.ntnu.no)

Order Acarina - ticks and mites Acarology

รางกายแบงเปน 2 สวนคอ สวนหว (gnathosoma) และ สวนทอง (g )(idiosoma)

Gnathosoma ขนาดเลก มรยางค 2 คหนาเทานน

Idiosoma รปไขขนาดใหญ มขา 4 คไ ป ใ ไมมตา เพศแยก ปฏสนธภายใน

ตวออนมขา 3 ค เมอลอกคราบจงมขา 4 ค

Tick

ค สวนใหญเปนปรสตทงของพช และสตว เหบ (tick) มขนาดใหญ ขาคทายๆ ม 8 เหบ (tick) มขนาดใหญ ขาคทายๆ ม 8 ขอ

ไร (mite) มขนาดเลกกวา ขาจะม 6 ขอ

PHYLUM ARTHROPODA49

ไร (mite) มขนาดเลกกวา ขาจะม 6 ขอMite(Figure source: Hickman et al., 2001)

Class Pycnogonida - sea spider

มขนาดเลก ประกอบดวยสวนหว (cephalon) เปนแทงสน มตา 4 ค ดานหนาเปนงวงยนออกไป และสวนลาตว (trunk) ม 4 ปลอง ป ปลองแรกเชอมตดหว

Chelicerae ขนาดเลกหรอไมม, pedipalpi เปนขอตอสนๆ O l ใ Ovigerous legs พบเฉพาะตวผ ใชอมตวออน

ขาเดน 4 คยาวมาก ปลายสดงอเปนตะขอใชยดเกยว ป ป ป กนสตวอน (carnivorous) เปนอาหาร หรอเปนปรสตภายนอกของ

หอยหลายชนด

PHYLUM ARTHROPODA50

(Figure source: Hickman et al., 2001)

Subphylum Crustacea สวนหวมรยางคทสาคญ 5 ค ม antenna 2 ค (พวกบนบกม 1 ค) ( ) ปากมรยางค 3 คคอ mandible 1 ค,

maxillae 2 ค; protopodite

มตา 2 ประเภท คอ nauplius eye อยกลางหว 1 ตา และ compound eye 1 คอยทดานขางของหว

รางกายแบงเปน 2 สวนคอ

endopoditeexopodite

cephalothorax ทม carapace คลม และ abdomen

procuticle มแตชน endocuticle รยางคพนฐาน - biramous

PHYLUM ARTHROPODA52

- uniramous(Figure source: Hickman et al., 2001)

Subphylum Crustacea

ปลองทม anal เรยกวา telsonNauplius larva

ระบบขบถาย ประกอบดวย antennal glands หรอ maxillary glandsโ l l โดยมากมตวออนเรยกวา nauplius larva

ใชเหงอก (gill) ในการแลกเปลยนแกส เพศแยก ยกเวน พวกทเกาะกบท เชน

เพรยงหน

PHYLUM ARTHROPODA53 (Figure source: Hickman et al., 2001)

Subphylum Crustacea

• have mandibles, 2 pairs of maxillae, and 1 pair of legs per segment

• cephalothorax:• cephalothorax:• 2 pairs of antennae•mandibles• 1st and 2nd maxillae• 3 pairs of maxillipeds5 i f lki l• 5 pairs of walking legs

• abdomen:• usually has 6 segments• usually has 6 segments• # 1‐5 have pairs of swimmerets• last segment has a pair of uropodsand a telson

PHYLUM ARTHROPODA

Subphylum CrustaceaClass Branchiopodap• water fleas, fairy shrimp, brine shrimp•marine and freshwater• important zooplankton

Subphylum CrustaceaClass Ostracoda

• have a bivalved carapace •marine and freshwater•marine and freshwater• reduced number of appendages• bioluminescence

Subphylum CrustaceaSubphylum CrustaceaClass Copepoda

•mainly marine, some freshwater and terrestrial (e.g. mosses…)• usually the most abundant animal in the plankton•median eyemedian eye

Subphylum CrustaceaClass Cirripediap

• acorn barnacles and gooseneck barnaclesmarine and sessile as ad lts•marine and sessile as adults

• feed with modified appendages called cirriappendages called cirri

Class Cirripedia•modified body form 

cirricirri

penis

mouthanus mouthanus

Peduncle ovary

Adhesive gland

(absent in stalkless barnacles)

ovary

barnacles)

PHYLUM ARTHROPODA

Subphylum CrustaceaSubphylum CrustaceaClass Malacostracal t l f C t• largest class of Crustacea

•marine, freshwater, terrestrial• shows great diversity• shows great diversity

How do the Arthropods fit in?

DiplopodaTrilobitaCh li t

ChilopodaInsectaChelicerata

CrustaceaInsecta

Nematoda Rotifera

Platyhelminthes Nemertea

Annelida

PoriferaCnidaria

unknownunknown common ancestor

PHYLUM ARTHROPODA

Phylum Arthropoda

Subphylum Subphylum Subphylum SubphylumSubphylum Trilobita

Subphylum Chelicerata

Subphylum Crustacea

Subphylum Uniramia

Class BranchiopodaClass MerostomataClass PycnogonidaClass Arachnida

Class Branchiopoda Class MalacostracaClass Copepoda Class Ostracoda

Class Chilopoda Class Diplopoda Class InsectaClass Ostracoda

Class Cirripedia

PHYLUM ARTHROPODA

Subphylum Uniramia• the largest subphylum• comprises ~75% of all known animals• comprises ~75% of all known animals

all otherall otherphyla

Subphylum U i iUniramia

PHYLUM ARTHROPODA

Uniramia Characteristics

• appendages are unbranchedi f• 1 pair of antennae

•mandiblesi f ill ( ll )• 2 pairs of maxillae (usually)

• body is covered with a cuticular exoskeleton

Circulatory System

• open circulatory system consisting of a hemocoel(main body‐cavity) filled with hemolymph (blood)

PHYLUM ARTHROPODA

Subphylum Uniramia

Gas Exchange

• by tracheal system (consists of  thin‐walled tubes) • tracheal tubes open to the outside by spiracles• if juveniles are aquatic, they may have gills

spiraclesspiracles

Uniramia Characteristics

Digestive System• complete with regional specialization

Digestive System

cuticlecuticle

f tforegutmidgut

(where absorption of t i t t k l )

hindgut

nutrients takes place)

PHYLUM ARTHROPODA

Uniramia Characteristics

Excretion•malpighian tubules

ReproductionReproduction• sexual and dioecious

• usually internal fertilization

PHYLUM ARTHROPODA

Class Diplopoda - millipedes

12,000 described species, diplosomite

ตวยาวทรงกระบอก (cylindrical) ประกอบดวย สวนหว (head) และตวยาวทรงกระบอก (cylindrical) ประกอบดวย สวนหว (head) และ

สวนลาตว (trunk) (อก 4 ปลอง, ทองคอปลองทเหลอ)

ปลองทอง กดจากการ ชอมรวมของ te g m ของปลอง 2 ปลอง จงม ปลองทองเกดจากการเชอมรวมของ tergum ของปลอง 2 ปลอง จงม

รยางคปลองละ 2 ค (diplosegment)

PHYLUM ARTHROPODA76 (Figures source: Sierwald & Bond, 2007; http://personal.ecu.edu/pm0623/illacme.html)

Class Diplopoda แลกเปลยนแกสผาน spiracle เขา trachea

กาจดของเสยโดย Malpighian tubulep g

Repugnatorial glands สรางสารพษมกลนฉน (chemical defenses)

เพศแยก ปฏสนธภายใน ตวออนเมอลอกคราบจะเพมจานวนปลองและขา เพศแยก ปฏสนธภายใน ตวออนเมอลอกคราบจะเพมจานวนปลองและขา

PHYLUM ARTHROPODA77 Figures source: http://personal.ecu.edu/pm0623/illacme.html

Class Chilopoda - centipedes

มเปลอกแขงทางดานหลง ลาตวทางดานทองแบน

รยางครอบปากม mandible 1 ค เปนแผนแขง maxillae 2 คๆ แรกชวยผลกอาหารเขาปาก คท 2 เปนขอปลายแหลมชวยจบเหยอ

ปลองแรกของลาตวม maxilliped เปนเขยวพษ 1 คยนไปขางหนาแนบกบสวนหว ใชกดเหยอและปลอยพษออกทางปลายเขยว ตอมนาพษอยทโคนเขยวพษ

ลาตวปลองถดๆ ไปมขาเดนปลองละ 1 ค (ตะขาบมมากกวา 15 ลาตวปลองถดๆ ไปมขาเดนปลองละ 1 ค (ตะขาบมมากกวา 15 ปลอง) ปลายขางอโคงยดพนไดด วงไดรวดเรว

ศ ป t h ใช เพศแยก ตวผปลอย spermatophore ลงพนแลวตวเมยใชรยางคปลายหางเกบไปผสมกบไขภายในตว

PHYLUM ARTHROPODA81

Class Chilopoda (2)

PHYLUM ARTHROPODA82

(Figures source: Hickman et al., 2001; Edgecombe & Giribet, 2007)

Class Pauropoda คลายกงกอ ปลองลาตวเกดจากปลอง 2 ปลองเชอมรวมกน (เชอมเฉพาะสวน tergum)

หวมหนวดซงมปลายแยก 3 แขนง ลาตวม 11 ปลอง (นบดาน sternum) ปลองแรกและสดทายไมมขา

(นบดาน tergum ม 6 ปลอง) เปลอกดานหลงมขนเลกๆ รบความรสก ไมมตา ลาตวนมสขาว ขนาดเลกมาก (1-2 mm) อาศยอยในดนชน กนเสนใยราเปนอาหาร

PHYLUM ARTHROPODA87 (Figures source: Hickman et al., 2001; http://www.tolweb.org)

Class Symphyla

คลายตะขาบทงสวนหวและลาตวแตมขนาดเลก ยาวประมาณ 8 มม. 12 ป 12 ลาตวม 12 ปลอง มขาเดน 12 ค

จานวนปลองเมอนบทางดานทองจะนอยกวาดานหลง เพศแยก บางชนดสบพนธแบบ parthenogenesis

PHYLUM ARTHROPODA88 (Figures source: http://www.bubblebee.org; http://www.tolweb.org)

Class Insecta - insects

กลมสตวทมจานวนชนดมากทสดในโลก

ป ไ ไ เปนสตวไมมกระดกสนหลงกลมเดยวทบนได ม metamorphosis

รางกายแบงเปน 3 สวน คอ head, thorax และ abdomen

Head มทงตาเดยว (ocelli) และตาประกอบทเหนภาพ หนวด 1 คใชรบความรสก ปากอยดานลางสวนหว

Thorax ม 3 ปลอง มรยางคเกยวกบการเคลอนททงปก 2 ค และขา 3 คขา 3 ค

Abdomen ม 11 ปลอง ไมมรยางคเคลอนทแตมรยางคชวยส i lสบพนธ ดานขางม spiracle

กฏวทยา (Entomology)

PHYLUM ARTHROPODA89

Subphylum UniramiaSubphylum UniramiaClass Insecta

• 3 tagmata:g

head- has 1 pair of antennae

thorax- has 3 pairs of legs

- has 1 pair of antennae- may have wings

abdomen- may have 2 pairs of wings

PHYLUM ARTHROPODA

Major Orders of InsectsOrder # spp. Examples

PHYLUM ARTHROPODA91

Large impact on humans

Class Insecta, Subclass PterygotaDivision ExopterygotaDivision Exopterygota

Order ColeopteraOrder Coleoptera beetles

-top pair of wings is modified into an armor-like coveringinto an armor like covering called an elytra

Class Insecta, Subclass PterygotaDivision ExopterygotaDivision Exopterygota

Order DipteraOrder Diptera Flies, mosquitoes

-have only 1 pair of flying wingsy p y g g-2nd pair of wings are reduced to halteres + used in balance

Insect: External Anatomy

PHYLUM ARTHROPODA98 (Figure source: Hickman et al., 2001)

Insect mouthparts (1)

Chewing type

PHYLUM ARTHROPODA99

(Figure source: Hickman et al., 2001)

Insect mouthparts (2)Piercing-Sucking type Sucking type

Lapping type

Mosquito Butterfly House fly

PHYLUM ARTHROPODA100

(Figure source: Hickman et al., 2001)

q y y

Compound eye of an insect

PHYLUM ARTHROPODA101

(Figure source: Hickman et al., 2001; http://www.flickr.com)

Insect Legs

PHYLUM ARTHROPODA102

Insect: Internal Anatomy

PHYLUM ARTHROPODA103

(Figure source: Hickman et al., 2001)

Metamorphosis• Ametamorphosis or Ametabolous

I t ll d th h i llImmatures are called young; they are physically similar to adults in every way except size and sexual maturity.

PHYLUM ARTHROPODA104

Order Thysanura, Order Collembola etc. (Figure source: http://www.cals.ncsu.edu)

• Incomplete or Hemimetabolousmetamorphosismetamorphosis

Immatures are called nymphs or, if aquatic, naiads. Maturation of wings, external genitalia, and other adult structures occurs in small steps from molt to molt.

Order Hemiptera, Order Orthroptera,Order Odonata etc.

PHYLUM ARTHROPODA105 (Figure source: Hickman et al., 2001)

• Complete or Holometabolous metamorphosismetamorphosis

Immature forms (larvae) that are very different from adults.

Order Coleoptera, Order Diptera,Order Hymenoptera,Order Lepidoptera etc.p p

PHYLUM ARTHROPODA106 (Figure source: Hickman et al., 2001)

Insect Hormone (1)

แมลงสรางฮอรโมนควบคมการเจรญเตบโตไดเชนเดยวกบสตวชนสง ฮอรโมน

ทพบไดแก

1. Brain hormone (BH) หรอ Prothoracicotropic hormone (PTTH)

สรางจาก neurosecretory cell เปนเซลลประสาทสวนหนงของสมอง BH จะ

ทาหนาทควบคมการสรางฮอรโมนอนๆ

2. Ecdysone เปนฮอรโมนในการลอกคราบ (molting hormone, MH) สราง

จาก prothoracic gland เปนตอมอยทสวนหวหรอบรเวณอก ถาในเลอดม

ecdysone มากแมลงกจะลอกคราบ

3 Juvenile hormone (JH) สรางจาก corpora allata อยเหนอหลอด3. Juvenile hormone (JH) สรางจาก corpora allata อยเหนอหลอด

อาหารใกล ๆ กบเสนประสาทเชอมปมประสาทสมอง ฮอรโมนนจะกระตนใหตว

ออนลอกคราบเปนตวออนอกระยะหนง แตไมเปนตวเตมวย ระดบฮอรโมนนออนลอกคราบเปนตวออนอกระยะหนง แตไมเปนตวเตมวย ระดบฮอรโมนน

ตองลดลง ตวออนจงจะพฒนาไปเปนตวเตมวย

ทง MH และ JH ถกควบคมโดยฮอรโมนจาก brain hormone

PHYLUM ARTHROPODA107

Insect Hormone (2)

PHYLUM ARTHROPODA108 (Figure source: Hickman et al., 2001)

Pheromone (1)

pheromone เปนสารทสรางขนและปลอยออกนอกตว มผลตอ

ส ช พฤตกรรมของสตวชนดเดยวกนเทานน

สวนมากจะมผลในการดงดดทางเพศเปน sex attractant

แมลงสรางฟโรโมนไดหลายประเภท จากอวยวะภายในหลายแหง

ป ฟโ โ ป ไ ช องคประกอบทางเคมของฟโรโมนมกเปนกรดไขมนหลายชนดท

ระเหยได และสารเคมอนๆ หลายชนด

แมลงชนดเดยวกนจะรบรจากอวยวะสมผส เชน หนวด รยางคปาก

หนวดรบฟโรโมนมากทสด ฟโรโมนสรางไดจากทงแมลงตวผและ หนวดรบฟโรโมนมากทสด ฟโรโมนสรางไดจากทงแมลงตวผและ

ตวเมย

PHYLUM ARTHROPODA109

Pheromone (2) ฟโรโมนทพบบอยๆ ไดแก

1. Sex pheromone มผลทาใหเพศตรงขามทไดกลนตดตามมาพบเพอผสม ไ พนธกนได เชน

- แมลงสาบตวเมยปลอยฟโรโมนลอยไปในอากาศลอใหตวผเขามาผสมพนธ - ผเสอกลางคน (ยปซมอท) ตวเมยสรางฟโรโมน ตวผมหนวดสามารถรบ( )

ฟโรโมนไดไกลหลายไมล - ผงนางพญา สรางฟโรโมนราชน (queen pheromone) จากตอมบรเวณ

ใ ใ ป ป แมนดเบลลอใหตวผมาผสมพนธ และทาใหผงงานซงเปนตวเมยเปนหมน ผงงานไดรบฟโรโมนราชนในเวลาปอนอาหารใหนางพญา 2. Trail หรอ Scent pheromone เพอบอกใหทราบถงทศทางในการไปหา2. Trail หรอ Scent pheromone เพอบอกใหทราบถงทศทางในการไปหาอาหาร กลบรง พบในพวกผงและมด 3. Alarm pheromone เปนฟโรโมนเตอนภยและเพอใหออกมาปองกนตว ใ พบในผง

ปจจบนสามารถสงเคราะหฟโรโมนบางชนดได เชน ฟโรโมนเพศของแมลงวนทอง ซงเปนสาร methyl eugenol เมอนาไปผสมกบอาหารจะลอให

PHYLUM ARTHROPODA110

แมลงวนทอง ซงเปนสาร methyl eugenol เมอนาไปผสมกบอาหารจะลอใหแมลงวนทองตวผเขามาตดกบดกได จงเปนการกาจดแมลงไดวธหนง

Social Behavior

แมลงเปนสตวไมมกระดกสนหลงทสามารถตดตอสอสารระหวางสมาชกในชนดเดยวกนไดด ทาใหมการรวมกลมกนเพออาศยอย

ดวยกน มการแบงหนาทกนในอาณาจกรของมน ชวยเหลอซงกนและกน มด ปลวก ผง เปนตวอยางทดของการอยรวมกน ป ใ ป สงคมของปลวกจะแบงสมาชกในสงคมออกเปน 3 วรรณะคอ

sexuals, workers และ soldier

PHYLUM ARTHROPODA111 sexuals workers soldier

ecological role pest natural enemies

aquaculturegarden

t / itpollinators

vector/parasitefood

112

bioindicators