节肢动物多样性

节肢动物是地球上最多样化的门，包括昆虫、甲壳动物、蛛形纲动物和多足纲动物，它们是具有硬化外骨骼的节肢动物。

Definition

节肢动物多样性是指节肢动物门内的形态范围，它们是蜕皮动物中的无脊椎动物，其特征是身体分节、几丁质外骨骼、成对的节肢附肢，并通过周期性蜕皮生长。

Scope

本主题概述了节肢动物门及其无与伦比的成功背后的身体结构特征：分为功能区域的节段式身体、几丁质外骨骼、节肢附肢以及蜕皮的生长策略。它涵盖了主要的节肢动物类群，包括昆虫和其他六足动物、甲壳动物、螯肢动物（包括蛛形纲动物）和多足纲动物，以及使节肢动物能够利用地球上几乎所有栖息地的适应性。

Core questions

• 节肢动物的身体结构有哪些特征？
• 主要节肢动物类群在身体区域和附肢方面有何不同？
• 外骨骼如何既能促进又能限制节肢动物的生命？
• 为什么节肢动物，尤其是昆虫，如此多样化？

Key theories

体节愈合（Tagmosis）和附肢特化

节肢动物的成功在于体节组合成功能性体区，如头部、胸部和腹部，以及串联重复的节肢附肢为行走、进食、感知和繁殖而进行的修饰。

外骨骼和蜕皮

几丁质角质层提供保护、支持和肌肉附着点，但由于其无法增大，生长需要蜕皮，即节肢动物特有的周期性脱落和更换外骨骼的过程。

Mechanisms

节肢动物的身体由重复的体节构成，其附肢和区域通过发育特化，形成适应不同功能的独特体区。表皮分泌的角质层，由几丁质硬化，在某些类群中还含有碳酸钙，形成坚硬的外骨骼，横纹肌作用于其上，实现快速的节肢运动。由于角质层不可伸展，动物分阶段生长：荷尔蒙信号触发蜕皮，在此过程中，旧角质层下方形成新的柔软角质层，旧角质层脱落，动物在新的外骨骼硬化之前膨胀。

Clinical relevance

节肢动物在农业中作为传粉者和害虫，在公共卫生中作为疾病载体，在渔业和水产养殖中作为甲壳动物，都具有核心作用；该类群还提供了关键的模式生物，如果蝇 Drosophila。这属于教育范畴，并非临床建议。

History

节肢动物在早期分类中被确认为一个独特的主要类群，并由拉马克和后来的解剖学家进行了比较研究。西德尼·曼顿（Sidnie Manton）20世纪对节肢动物肢体和运动的功能研究塑造了关于节肢动物关系的争论，此后分子系统发育学将节肢动物置于蜕皮动物（Ecdysozoa）演化支内，并解决了该门内部的大部分结构问题。

Key figures

• Jean-Baptiste Lamarck
• Sidnie Manton
• William Wheeler

Seminal works

• pechenik2015
• ruppert2004

Frequently asked questions

为什么节肢动物必须蜕皮？

它们坚硬的几丁质外骨骼无法生长，因此节肢动物必须定期脱落旧外骨骼并形成一个更大的新外骨骼，这个过程称为蜕皮，以增大体型。

哪些节肢动物最多样化？

昆虫是迄今为止最多样化的节肢动物，也是所有动物中物种最丰富的类群，占据了极其广泛的陆地和淡水栖息地。