Geleedpotigen (Arthropoda) zijn een stam van koudbloedige, ongewervelde dieren. Tot de geleedpotigen behoren bekende groepen als de insecten, spinnen, duizendpoten en kreeftachtigen. Met ongeveer 80-85% van alle beschreven soorten is het verreweg de grootste stam van het dierenrijk.
Geleedpotigen kenmerken zich door hun meerdelige (gelede) poten, en het harde exoskelet van chitine, vaak verstevigd met calciumcarbonaat. Het lichaam van een geleedpotige bestaat uit segmenten, die gedurende de ontwikkeling met elkaar kunnen vergroeien. Om groei mogelijk te maken verliezen geleedpotigen om de zoveel tijd hun exoskelet, een proces genaamd vervelling. Veel soorten, in het bijzonder insecten, zijn gevleugeld.
Vanbinnen hebben alle geleedpotigen een open bloedsomloop. De ademhalingsorganen zijn sterk aangepast aan de omgeving waarin ze leven. Voorbeelden zijn de kieuwen bij crustaceeën, tracheeën bij insecten, en boeklongen bij spinnen en schorpioenen.
De grootste geleedpotigen komen voor in zee. Voorbeelden zijn de 20 kilogram zware Japanse reuzenkrab met een pootspanwijdte van 3,5–4 meter, en de uitgestorven zeeschorpioenen waarvan de Jaekelopterus eveneens enkele meters lang kon worden. Tot de kleinste geleedpotigen behoren microscopisch kleine mijten en sluipwespen. De groep kent een lange fossiele geschiedenis die teruggaat tot het vroege Cambrium.
Diversiteit thumb|Branchinecta brushi heeft met Boeckella palustris het hoogterecord van kreeftachtigen op 5930 m op een stratovulkaan in Chili; (2010): Branchinecta Brushi N. SP. (Branchiopoda: Anostraca: Branchinectidae) from a Volcanic Crater in Northern Chile (Antofagasta Province): A New Altitude Record for Crustaceans' in Journal of Crustacean Biology, Volume 30, Issue 3, p. 445–464 Geleedpotigen maken qua aantal soorten een groot deel uit van de eukaryoten. (2016): 'Patterns in Palaeontology: How and why did the arthropod shed its skin? Moulting in living and fossil arthropods' in Palaeontology Online, Volume 6, Article 7, p. 1-10. Gearchiveerd op 7 juni 2023. De insecten alleen al tellen, exclusief niet-ontdekte soorten, ongeveer 5 tot 10 miljoen soorten, (2000): 'How many species of arthropods? Erwin's estimate revised' in Biological Journal of the Linnean Society, Volume 71, Issue 4, p. 583–597 en volgens sommige theorieën wel 30 miljoen. Voor 1980 waren er slechts 200.000 soorten beschreven; in 2008 waren dat er al 1.000.000. Tot de geleedpotigen behoren de zespotigen (voornamelijk insecten), de achtpotige spinachtigen, de tien- tot veertienpotige kreeftachtigen, de duizendpotigen (duizend- en miljoenpoten) en de uitgestorven trilobieten.
Geleedpotigen komen in vrijwel alle omgevingen voor. Eenoogkreeftjes zijn zeer wijdverbreid, terwijl er tot dieper dan 4000 meter kreeftachtigen te vinden zijn. Springstaarten en springspinnen zijn aangetroffen op de Mount Everest boven de 6700 meter, terwijl springstaarten en de mijten Oribatida tot de vaste bewoners van Antarctica behoren. De pekelkreeftjes Artemia leven in zeer zoute omgevingen en kevers, mijten en kreeftachtigen zijn gevonden in warmwaterbronnen, terwijl de laatsten ook in veel ondergrondse wateren te vinden zijn. In woestijnen leven veel insecten en spinachtigen en geleedpotigen zijn de enige ongewervelden die kunnen vliegen.
Anatomie Exoskelet Het exoskelet is een belangrijke factor in het succes van de geleedpotigen. Het dient ter bescherming, ondersteuning en aanhechting voor de spieren.
Het exoskelet bestaat uit een dunne buitenste laag van proteïne, de epicuticula, en een dikke binnenste laag van chitine-proteïne, de procuticula. Die laatste bestaat weer uit de exocuticula aan de buitenzijde en endocuticula aan de binnenzijde. In de exocuticula wordt chitine verbonden met proteïne door een proces van biomineralisatie vergelijkbaar met looien waarbij door fenolen chitine-proteïne-ketens van sclerotine ontstaan die extra hardheid leveren en waardoor deze laag hydrofoob wordt. De mate waarin dit plaatsvindt, kan variëren en daarmee variëren de eigenschappen van verschillende delen van het exoskelet. Bij veel kreeftachtigen, enkele duizendpotigen en de uitgestorven trilobieten is het exoskelet versterkt met calciumcarbonaat. Het exoskelet wordt uitgescheiden door het onderliggende epidermis.
miniatuur|154px|Een vervellende cicade Het exoskelet maakt dat groei en voortbeweging bemoeilijkt worden. Door eens in de zoveel stadia te vervellen wordt groei mogelijk gemaakt. Daarbij worden enzymen aangemaakt die vooral het endocuticula oplossen, waarna het wordt afgeworpen en achtergelaten of in het geval van enkele soorten op wordt gegeten. Een nieuw exoskelet wordt aangemaakt dat in eerste instantie nog zacht is. Door lokaal de bloeddruk te verhogen en water of lucht in te nemen, wordt dit opgerekt. Door dit oprekken en door looien hardt het skelet binnen enkele uren uit. In de dagen tot weken na het vervellen kan extra endocuticula aangemaakt worden. Het vervelproces wordt ingezet door het afgeven in het bloed van het steroïde prohormoon ecdyson. Tijdens het vervellen is een geleedpotige kwetsbaar voor roofdieren en daarnaast kost het proces veel energie, zodat mogelijk tot 90% van de sterfgevallen van geleedpotigen tijdens deze fase valt.
Enkele geleedpotigen als krabben zijn in staat tot regeneratie waarbij ledematen die afgeworpen zijn, zoals wel gebeurt bij het ontsnappen aan roofdieren, opnieuw aangroeien. Een rudimentair uitsteeksel groeit terug dat zich bij de eerstvolgende vervelling vormt tot nieuw ledemaat.
Opmerkelijk onder ongewervelden is dat geleedpotigen geen trilhaartjes hebben, zelfs niet als larve. Dit hangt samen met de aanwezigheid van het exoskelet.
Voortbeweging Om voort te kunnen bewegen, is het exoskelet opgedeeld in verschillende segmenten over het lichaam en buisjes over de ledematen. Bij de verbindingen tussen de segmenten en buisjes is het exoskelet dun en flexibel doordat hier het exocuticula ontbreekt. Ook is het skelet hier gevouwen zodat de segmenten en ledematen kunnen buigen. De poten van geleedpotigen bevatten meestal bicondylaire gewrichten waarbij aan elke zijde een condylus fungeert als kop die draait in een kom. Hoewel deze gewrichten meestal slechts een vrijheidsgraad kennen, zijn deze eenassige scharniergewrichten bij veel insecten paarsgewijs dicht bij elkaar geplaatst, zodat deze samen vrijwel als kruiskoppeling fungeren. Geleedpotigen kunnen deze eenvoudige vormen gebruiken, omdat de belastingen relatief laag zijn, het cuticula zo hard is en omdat de dragende oppervlaktes dicht bij de rotatieas liggen, zodat de wrijving beperkt blijft. Bij gewervelden moet het oppervlak relatief groter zijn doordat de relatieve krachten hoger liggen en omdat het hier gebruikte kraakbeen veel zwakker is. Gewrichtsbanden zijn niet nodig, omdat de gewrichten onderdeel uitmaken van het exoskelet en deze kunnen dus ook de maximale uitslag niet limiteren.
thumb|De uitgestorven Aysheaia De evolutie van het bewegingsapparaat van geleedpotigen begon met een voorouder met een week lichaam die net als de verwante fluweelwormen zoals de uitgestorven Aysheaia beweegbare lichaamsuitstulpingen hadden. Deze ledematen kregen net als het lichaam segmenten en ontwikkelden zich zo tot arthropodia, poten met meerdere geledingen. De arthropodia kwamen steeds meer in de spreidstand te staan, zodat het lichaam van een geleedpotige tussen de poten in hangt. De veelzijdigheid van deze ledematen heeft belangrijk bijgedragen aan het succes van de geleedpotigen.
Bij de weinig beweeglijke uitstulpingen zal voortbeweging nog in een golfbeweging met een kronkelend lichaam zijn gebeurd, zoals bij vissen en slangen. Naarmate de poten meer konden bewegen, namen deze de golfbeweging over en nam de kronkelbeweging van het lichaam af, iets waartoe het exoskelet ook dwong. Kronkelbewegingen zijn echter niet bij alle geleedpotigen verdwenen. Zo beginnen duizendpoten te kronkelen met hun lichaam als ze sneller gaan lopen en neemt het aantal poten in standfase af. Ook bij de larven van holometabole insecten en in beperkte mate bij pissebedden maakt het lichaam nog een golfbeweging. Bij miljoenpoten wordt de golfbeweging wel met alleen de poten uitgevoerd.
Met zoveel ledematen zijn zeer veel gangen mogelijk, maar er is een voorkeur om een paar van ledematen een tegengestelde beweging te laten maken, met de ene in de standfase en de andere in de zwaaifase. De meer ontwikkelde geleedpotigen hebben kortere lichamen met minder ledematen.
Zespotigen thumb|Driepootsgang van Cataglyphis fortis
Bij zespotigen is de voorkeursgang die waarbij de buitenste poten aan de ene kant en de middelste aan de andere worden verzet en daarna andersom. Daarbij staan steeds drie poten aan de grond, wat de stabiliteit ten goede komt, aangezien een driepoot statisch stabiel is.
Hoewel deze afwisselende driepootsgang veel voorkomt, kennen insecten net als gewervelden verschillende gangen voor verschillende snelheden. Zo gaat de bekende bananenvlieg over van een langzame golfbeweging naar een vierpootsgang en uiteindelijk de snelle tripod, al zijn de overgangen hiertussen minder abrupt dan bij gewervelden. Wandelende takken en wandelende bladeren gebruiken een vierpootsgang bij langzaam lopen en gaan over naar een driepootsgang als ze versnellen. Kakkerlakken gebruiken twee gangen, een om langzaam en een om snel te lopen, maar beide zijn driepootsgangen.; ; ; ; (2013): 'Quantification of gait parameters in freely walking wild type and sensory deprived Drosophila melanogaster in eLife. Gearchiveerd op 26 mei 2022. Bij de kakkerlak Nauphoeta cinerea is echter waargenomen dat deze voor de snelle gang overgaat naar een metachrone golfbeweging, waarbij de passen van de ipsilaterale poten – de poten aan dezelfde zijde – elkaar opvolgen.
Zwemmen thumb|left|Pleopoden bij een Litopenaeus setiferus thumb|Achterwaartse vluchtreactie Bij geleedpotigen is het zwemmen waarschijnlijk pas ontwikkeld vanuit het lopen. Zo hebben tienpotigen vijf paar looppoten of pereopoden, terwijl het achterlijf vaak vijf paar zwempoten pleopoden heeft waarmee zij peddelen. Daarbij zijn zwemkrabben goede zwemmers. Kreeftachtigen kennen een achterwaartse vluchtreactie.
Bootsmannetjes worden wel rugzwemmers genoemd omdat ze met de spatelvormige poten ondersteboven zwemmen. Daarnaast kunnen ze ook vliegen.
De watervlo Daphnia slaat met zijn tweede paar antennes om zich voort te bewegen.
Vliegen
Insecten zijn de eerste dieren die konden vliegen. Het aantal fossiele insecten is zeer beperkt voor het Paleozoïcum en geen ervan is geconserveerd in barnsteen. Het oudste fossiel van een vliegend insect is waarschijnlijk de 325 miljoen jaar oude Delitzschala bitterfeldensis. De 400 miljoen jaar oude Rhyniognatha hirsti is wel als het oudste vliegende insect gekenmerkt, maar was mogelijk een duizendpotige.; (2017): 'The presumed oldest flying insect: More likely a myriapod?' in PeerJ, 5:e3402. Gearchiveerd op 7 juni 2023. Waarschijnlijk vormde insectenvlucht zich echter al bij Pterygota of gevleugelde insecten in het Laat-Devoon of Carboon uit vleugelloze Apterygota.