为什么气管是动物界最高效得得呼吸系统

因为气管只有一个，不是象肺一样有两个，可以互相临时替代。

节肢动物是动物界中种类最多、数量最大、分布最广的一门动物。节肢动物与人类的关系非常密切。

节肢动物有外骨胳，外骨胳具有很好的保护作用。节肢动物是无脊椎动物中真正适于陆地生活的类群。

节肢动物门的主要四个纲为：昆虫纲、甲壳纲、蛛形纲、多足纲。通过四纲代表动物的讲述，使学生获得识别各纲动物的基础知识；这几纲动物对环境的适应以及与人类生活和生产的关系。

节肢动物门主要特征

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

-异律分节
-附肢具关节
-外骨骼

-体腔和血液循环
-消化
-呼吸和排泄

-肌肉
-神经和感官
-生殖与发育

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。