Arthropoda, phylum van tweezijdig symmetrische dieren met uitwendige skeletten (exoskeletten), meervoudig gesegmenteerde lichamen en gepaarde, beweegbare aanhangsels. Met inbegrip van spinnen, mijten, schaaldieren, duizendpoten en insecten, zijn ze vrijwel alomtegenwoordig en omvatten 75% van de bekende diersoorten (meer dan 923 000 soorten wereldwijd; meer dan 33 670 in Canada).
Structuur
Arthropoda onderscheiden zich door een cuticulair exoskelet, afgescheiden door een onderliggende laag van epidermale cellen. Het exoskelet bestaat uit eiwit en chitine (een stof die lijkt op cellulose) en heeft 2 lagen: een buitenste epicuticula, die vaak was bevat die het waterverlies vermindert, en een binnenste procuticula. Het exoskelet bestaat uit platen (sclerieten) en cilinders van harde cuticula die met elkaar verbonden zijn door flexibele gebieden (articulaire membranen). Bij sclerieten is de buitenste procuticula de harde exocuticula; de rest is de zachtere endocuticula.
Beweging
Omdat de exocuticula afwezig is in de gewrichten, kunnen geleedpotigen aanhangsels bewegen en het ene lichaamssegment op het andere buigen. Beweging ontstaat door samentrekking en ontspanning van gestreepte spiervezels. De meeste geleedpotigen gebruiken hun aanhangsels voor beweging, bijvoorbeeld als peddels bij waterdieren of als poten bij landdieren.
Groei
Jonge geleedpotigen groeien door periodiek hun exoskelet af te werpen en te vervangen (vervellen), een proces dat door hormonen (vooral ecdysteron) wordt gestuurd. De lichaamsholte wordt gevuld met bloed, en een zwak ontwikkeld hart voert het bloed door 1 of meer slagaders. Het bloed van geleedpotigen is gewoonlijk kleurloos omdat het de ademhalingspigmenten van gewerveld bloed mist. Aquatische geleedpotigen ademen met behulp van kieuwen gedragen op aanhangsels of lichaamssegmenten; terrestrische vormen, door boeklongen (membranen gerangschikt als bladeren van een boek) of tracheale buizen.
Zintuigen
Exoskeletale zintuigen omvatten haren die gevoelig zijn voor geluid, tast, geur, smaak, vochtigheid of temperatuur, en vaak 2 samengestelde ogen en 1 of meer enkelvoudige ogen. Zintuiglijke informatie wordt verwerkt in een centraal zenuwstelsel dat bestaat uit een brein dat verbonden is met een ventraal (onderzijde) zenuwkoord van gepaarde ganglia (zenuwmassa’s) die in de lengte verbonden zijn door gepaarde bindweefsels.
Dieet
Arthropoden voeden zich met levend of dood organisch materiaal of kunnen parasiteren op andere dieren. De structuur van darm en monddelen varieert met het dieet. De uitscheidingsorganen zijn kieuwen, antenneklieren, coxaalklieren of Malpighian tubuli.
Voortplanting en ontwikkeling
De meeste geleedpotigen hebben gescheiden geslachten. Het sperma wordt gewoonlijk in een verzegelde verpakking (spermatofoor) aan het vrouwtje doorgegeven; dit proces wordt vaak voorafgegaan door uitvoerig gedrag. Pas uitgekomen juvenielen zijn kleiner dan en verschillen vaak van de ouders in vorm, voedsel en gewoonte. Dergelijke juvenielen worden volwassen door hormoongestuurde metamorfose.
Grenzen aan de grootte
De grootte van geleedpotigen wordt beperkt door oppervlakte-volume verhoudingen. De oppervlakte van een geleedpotige varieert met het kwadraat van zijn lineaire afmetingen; zijn gewicht varieert met de kubus. Grote geleedpotigen zijn dus relatief zwaarder dan kleinere en kleine geleedpotigen hebben een relatief grotere oppervlakte.
Kleine, terrestrische vormen moeten vochtige microhabitats bezetten om uitdroging te voorkomen. Omdat de kracht van spiervezels evenredig is met hun dwarsdoorsnede, zijn grote geleedpotigen relatief zwakker. Grote geleedpotigen zijn te zwaar en te zwak om zich snel te kunnen verplaatsen en hebben ook moeite met ademhalen, aangezien de gasuitwisseling meestal via eenvoudige diffusie verloopt. Daarom zijn grootte en habitat enigszins beperkt onder de terrestrische vormen. Omdat ze door water worden ondersteund, kunnen mariene geleedpotigen zeer groot zijn (lichaamslengte tot 60 cm).
Evolutie en fylogenie
Arthropoda zijn waarschijnlijk meer dan 570 miljoen jaar geleden in Precambriaanse zeeën geëvolueerd uit dezelfde voorouder of voorouders als polychaete annelida (wormen met veel haarachtige aanhangsels). De oudst bekende fossielen (lagere Cambrium, 544-520 miljoen jaar oud) zijn divers en vele behoren tot groepen die nog steeds bestaan. Deze feiten suggereren dat de splitsing van lijnen al veel eerder plaatsvond. Het is niet zeker of de geleedpotigen zijn geëvolueerd uit één gemeenschappelijke voorouder of uit verschillende, niet-verwante voorouders. Geleedpotigen worden ingedeeld in 4 subphyla, die hieronder worden beschreven.
Trilobitmorpha
Trilobieten, nu uitgestorven, overheersten in Paleozoïsche zeeën, 544-250 miljoen jaar geleden.
Chelicerata
Cheliceraten zijn de enige geleedpotigen die geen antennes hebben. Het lichaam bestaat uit een cephalothorax (vergroeide kop en borststuk) en opisthosoma (achterlijf), en draagt een paar tangachtige voedingsaanhangsels, een paar pedipalpen en 4 paar looppoten. De groep omvat degenkrabben, zeespinnen en spinachtigen (spinnen, teken, mijten, schorpioenen), met meer dan 64.550 beschreven soorten (3225 in Canada).
Crustacea
De schaaldieren, met meer dan 31.300 bekende soorten, zijn hoofdzakelijk marien met enkele zoetwater- en landvormen. De kop draagt 2 paar antennen, een paar gesteelde of ongesteelde samengestelde ogen, 2 onderkaken en 2 paar bovenkaken. De segmentatie en de aanhangsels van borststuk en abdomen variëren naargelang de soort en de levenswijze. De aanhangsels zijn tweeslachtig en aangepast aan filtratie, ademhaling, zwemmen, graven, het grootbrengen van jongen en paren. Tot dit subfylum behoren watervlooien, roeipootkreeftjes, zeepokken, krabben, kreeften, garnalen, enz.
Uniramia
Het subfylum omvat de myriapoda (duizendpoten, miljoenpoten, symfylen en pauropoden) en de insecten. Er zijn ongeveer 760 000 soorten bekend (ongeveer 30 580 in Canada) – de grote meerderheid zijn insecten. Sommige wetenschappers leggen een verband tussen de eeneiramigen en de schaaldieren van het subphylum Mandibulata wegens hun gelijkaardige kopstructuur. De meeste eencelligen hebben een paar antennes en onderkaken, en 1 of 2 paar bovenkaken (vaak op de middellijn vergroeid). Insecten hebben 3 paar onvertakte poten; myriapoden hebben er meer. De meeste volwassen insecten hebben 1 of 2 paar vleugels. De lichaamssegmenten zijn gegroepeerd in samengestelde lichaamssecties (2 voor myriapoda, 3 voor insecten).
Verwante groepen
Drie andere phyla worden dikwijls met geleedpotigen beschouwd wegens gelijkaardige structuur. Onychophoranen omvatten 70 bekende soorten van terrestrische, rupsachtige dieren van de tropen en het zuidelijk halfrond. Het lichaam is zacht, bedekt met een soepele cuticula en aangepast om zich in kleine ruimten te persen.
Onychophoranen bezitten een paar antennes, een paar klauwachtige onderkaken, vele paren ventrale, ongewrichte ledematen en inwendige organen met zowel kenmerken van anneliden als van geleedpotigen.
Tardigrades (waterberen) zijn kleine (0,3-1,2 mm), 8-potige dieren die leven in de waterfilm op mos, in de bodem of in zoet of zout water, en zich voeden met plantencellen, detritus of andere dieren. Zij hebben kenmerken gemeen met zowel gastrotrichs (phylum van aquatische, enigszins wormachtige organismen) als met geleedpotigen. Er zijn ongeveer 400 soorten bekend (48 in Canada).
Pentastomiden omvatten ongeveer 90 soorten (2 in Canada) van zeer gespecialiseerde tongwormen die de longen van gewervelde dieren, meestal reptielen, aantasten. Er is gesuggereerd dat ze verwant zijn aan spinachtigen, myriapoden of schaaldieren.