От кого произошли многощетинковые черви. Класс Многощетинковые (Polychaeta)
По сравнению с другими типами червей кольчатые черви обнаруживают черты более высокой организации и составляют важное звено в эволюции животного мира.
Хотя они относятся к первичноротым, подобно и , но, в отличие от них, имеют вторичную полость тела с собственной эпителиальной выстилкой (так называемый целом).
Свое название эти черви получили за ясно выраженное деление тела на сегменты, или кольца. Отсюда краткое их название «кольчецы». Тип кольчецов генетически связан с другими, более сложными типами - и членистоногих.
У большинства кольчецов имеется хорошо развитая кровеносная система, отсутствующая у червей других типов. Нередко у кольчецов наблюдается развитие органов дыхания, (жабры). Усложнились и органы выделения, построенные по типу метанефридиев. Для кольчецов типична более глубокая дифференциация пищеварительной системы (рот, глотка, пищевод, зоб, желудок, кишечник, анальное отверстие), а также более сложная нервная система, в состав которой входит, кроме надглоточного и подглоточного ганглия и окологлоточного кольца, брюшная нервная цепочка.
Органы чувств кольчатых червей
Дальнейшее развитие получили органы чувств (глаза или их зачатки, щупальца, щетинки и др.; у первичных кольчецов имеются статоцисты). Часть кольчецов в онтогенезе проходит стадию своеобразной личинки - трохофоры, повторяющей в своем развитии некоторые черты отдаленных предков кольчатых червей. Весьма существенным надо считать появление метамерии, суть которой состоит в планомерном повторении в каждом сегменте всех внутренних и внешних органов тела. Важным этапом в эволюции червей явилось развитие у кольчецов параподий - зачатков ног.
Генетическая связь кольчецов с низшими червями, как известно, устанавливается через немертин, изучение которых в школьном курсе зоологии не предусмотрено. Поэтому вопрос о происхождении кольчатых червей в средней школе не может быть рассмотрен соответствующим образом. Учитель должен ограничиться общим указанием на существующих в природе особого типа червеобразных животных (немертин), ряд примитивных черт которых позволяет говорить об их происхождении от древних ресничных червей, а с другой стороны, некоторые особенности строения и развития указывают на их родство с кольчатыми червями. Предки кольчатых червей, по всей вероятности, вели свободно-подвижный хищный образ жизни, что способствовало значительному усовершенствованию их организации. Первоначальная их среда обитания - море, а затем в процессе эволюции часть кольчецов приспособилась к жизни в пресной , а также в почве.
Нервная система кольчатых червей
Вследствие метамерного строения нервной системы каждый сегмент тела имеет ганглии, от которых идут нервы, содержащие как чувствительные волокна, воспринимающие раздражения, идущие от рецепторов, так и двигательные, проводящие раздражения к мускулам и железам червя. Следовательно, у кольчецов имеется анатомо-морфологическая основа для рефлекторной деятельности в широком диапазоне. При этом следует иметь в виду, что головные ганглии червя (над- и подглоточные) с помощью органов чувств получают извне такие раздражения, которые не воспринимаются другими частями тела. Однако, несмотря на ведущую роль-головных нервных центров, у кольчецов безусловно-рефлекторные реакции могут осуществляться и локально, в каждом сегменте тела, имеющем свои ганглии. Более того, замыкание рефлекторной дуги может происходить по типу рецептор - чувствительный аксон - моторный аксон - мышечная клетка. В этом случае центральная нервная система только регулирует уровень активности мускулатуры.
Значение кольчатых червей
Кольчатые черви играют существенную роль в круговороте веществ в природе и занимают видное место во многих биоценозах суши и моря. Не менее велико и практическое значение кольчецов как источник питания для промысловых рыб и как активный фактор почвообразовательного процесса. Некоторые виды морских кольчецов (полихет) обладают способностью избирательно поглощать и накапливать в своем организме рассеянные в воде химические . Так, например, у них обнаружена концентрация кобальта в пределах до 0,002%, а никеля - от 0,01 до 0,08%, т. е. во много тысяч раз более высокая, чем в воде. Такая способность характерна и для других обитателей океана, что открывает для человека перспективу извлечения редких элементов непосредственно из морской воды с помощью беспозвоночных.
Пищевые связи кольчецов весьма разнообразны и затрагивают многие группы беспозвоночных, исключая насекомых, с которыми у них нет прямых пищевых контактов.
Виды кольчатых червей
В настоящее время известно свыше 7000 видов кольчецов, объединяемых в несколько классов, из которых в средней школе изучают только два: класс Многощетинковые кольчецы, или Полихеты, и класс Малощетинковые кольчецы, или Олигохеты. Многощетинковые важны для понимания происхождения кольчатых червей и в то же время представляют интерес как предковая группа по отношению к другим классам кольчецов, а малощетинковые могут служить примером приспособления кольчатых червей к существованию в пресной воде и в почве. Изучение кольчецов в живом виде проводится в школе только на представителях класса малощетинковых (дождевые черви). Ознакомление с многощетинковыми кольчецами проводят на экспонатах зоологических музеев, используя влажные препараты.
К типу кольчатые черви (Annelida) относятся три класса: Многощетинковые черви, Малощетинковые черви и Пиявки. Характеристика типа приводится на примере самого многочисленного класса - Многощетинковых.
Класс Многощетинковые (Polychaeta)
Научное название класса «полихеты» означает в переводе с греческого «многощетинковые». Эти черви самые многочисленные из кольчецов, их насчитывают свыше 5000 видов. Большинство обитает в морских водоемах, населяя все районы и глубины Мирового океана. Они встречаются как в толще воды, так и на дне, проникая в слои грунта или оставаясь на поверхности. Среди полихет есть хищные и мирные виды, т. е. плотоядные и растительноядные. Как те, так и другие при поедании пищи пользуются острыми, сильными челюстями. Пелагические черви гоняются за мальками рыб, донные поедают водоросли, гидроидных полипов, других червей, мелких ракообразных и моллюсков. Живущие в грунте пропускают сквозь кишечник песок с частицами органических веществ.
Многие полихеты строят себе трубки-домики, в которых они прячутся от врагов; другие живут в норах и в случае опасности зарываются в грунт (пескожилы). Продолжительность жизни многощетинковых не превышает 2-4 года. У некоторых видов ярко выражена забота о потомстве (вынашивание молоди - в выводковой сумке и особых полостях или под прикрытием спинных чешуй).
Личинки полихет часто оседают на днище судов и вместе с другими организмами-обрастателями причиняют вред, снижая судоходные качества кораблей. Так как полихеты не имеют твердого скелета, они служат полноценной и легко усвояемой пищей для рыб, составляя важный элемент их кормовой базы.
Полихеты, за единичными исключениями, морские животные, обитающие в исключительно разнообразных экологических условиях.
Строение тела многощетинковых
Тело полихет сегментировано и состоит из головной лопасти (простомиума), сегментов туловища и анальной лопасти (пигидиума). На головной лопасти располагаются органы чувств: осязания (на щупиках), зрения (простые глаза), химического чувства. Тело вытянуто в длину, червеобразное, количество сегментов сильно варьируется. Сегменты туловища могут быть одинаковыми по строению (гомономная метамерия) или разными как по строению, так и по выполняемым функциям (гетерономная метамерия). Метамерией называется расчленение тела животных на сходные участки - метамеры, расположенные вдоль продольной оси тела. Для полихет характерен процесс цефализации - включение одного (или более) сегментов туловища в головной отдел.
Сегменты туловища снабжены парными боковыми двигательными придатками - параподиями. Фактически параподии являются первыми примитивными конечностями, возникшими у беспозвоночных. Каждый сегмент несет пару параподий. Пара-подия состоит из двух ветвей: спинной (нотоподия) и брюшной (невроподия). Каждая из ветвей содержит пучок щетинок. Кроме тонких одинаковых щетинок в ветвях параподий имеются толстые опорные щетинки. Размеры, форма параподий и щетинок в пределах класса весьма разнообразны. Нередко у сидячих форм параподии редуцированы.
Тело полихет покрыто тонкой кутикулой, образованной однослойным покровным эпителием. В эпителии находятся одноклеточные железы, которые выделяют слизь на поверхность тела червей. У сидячих полихет кожные железы выделяют вещества для строительства трубочек, в которых обитают черви. Трубочки могут быть инкрустированы песчинками или пропитаны углекислым кальцием.
Под эпителием расположены два слоя мускулатуры - кольцевой и продольный. Кутикула, эпителий и слои мускулатуры образуют кожно-мускульный мешок. Изнутри он выстлан однослойным эпителием мезодермального происхождения, который ограничивает вторичную полость тела, или целом. Таким образом, целом располагается между стенкой тела и кишкой. В каждом сегменте целом представлен парой мешков, заполненных целомической жидкостью. Она находится под давлением, в ней плавают отдельные клетки - целомоциты. Соприкасаясь над и под кишечником, стенки мешков образуют двуслойную перегородку - мезентерий (брыжейку), на которой кишечник подвешен к телу. На границе между сегментами стенки соседних целомических мешков формируют поперечные перегородки - диссепименты (септы). Таким образом, септы делят целом на определенное число поперечных отделов.
Функции вторичной полости тела: опорная (жидкий внутренний скелет), распределительная (транспорт питательных веществ и газообмен), выделительная (транспорт продуктов обмена к органам выделения), половая (в целоме происходит созревание половых продуктов).
Рот ведет в мускулистую глотку, в которой у хищных видов могут находиться хитиновые челюсти. Глотка переходит в пищевод, а затем следует желудок. Вышеперечисленные отделы составляют переднюю кишку. Средняя кишка имеет вид трубки, снабжена. собственной мышечной обкладкой. Задняя кишка короткая, открывается анальным отверстием на анальной лопасти.
Полихеты дышат через всю поверхность тела или с помощью жабр, в которые превращаются некоторые части параподий.
Кровеносная система замкнута. Это значит, что в теле животного циркулирует только по системе сосудов. Имеются два крупных продольных сосуда - спинной и брюшной, которые в сегментах связаны между собой кольцевыми сосудами. Под эпителием и вокруг кишечника образуется очень густая капиллярная сеть. Капилляры также оплетают извитые канальцы метанефридиев, где кровь освобождается от продуктов обмена. Сердца нет, его функции выполняет пульсирующий спинной сосуд, а иногда - кольцевые сосуды. По брюшному сосуду кровь течет спереди назад, а по спинному - сзади наперед. Кровь может быть окрашена в красный цвет, за счет присутствия железосодержащего дыхательного пигмента, а может быть бесцветной или иметь зеленоватый оттенок.
Органы выделения у примитивных полихет представлены протонефридиями, а у высших - метанефридиями. Метанефридий представляет собой длинный каналец, открывающийся в целом окруженным ресничками отверстием. С канальцами метанефридия срастаются половые воронки (половые протоки), и образуется нефромиксий, служащий для выведения продуктов обмена и половых клеток. Метанефридии располагаются метамерно: по 2 в каждом сегменте тела. Выделительную функцию также выполняет хлорагогенная ткань - видоизмененные клетки целомического эпителия. Хлорагогенная ткань функционирует по принципу почки накопления.
Нервная система многощетинковых
Нервная система состоит из парных мозговых ганглиев, окологлоточного нервного кольца и брюшной нервной цепочки. Брюшная нервная цепочка образована двумя продольными нервными стволами, на которых в каждом сегменте располагаются два сближенных ганглия. Органы чувств: органы осязания, химического чувства и зрения. Органы зрения могут быть достаточно сложно устроены.
Размножение многощетинковых
Многощетинковые черви раздельнополы, половой диморфизм не выражен. Гонады формируются практически во всех сегментах, протоков не имеют, половые продукты выходят в целом, а из него через нефромиксии наружу. У некоторых видов половые продукты выводятся в воду через разрывы стенки тела. Оплодотворение наружное, развитие протекает с метаморфозом. Личинка полихет - трохофора - плавает в планктоне при помощи ресничек. У трохофоры по бокам кишечника залегают две крупные мезодермальные клетки - телобласты, из которых впоследствии развиваются мешки вторичной полости тела. Такой способ закладки целома называется телобластическим и свойствен первичноротым животным.
Кроме полового размножения у полихет присутствует бесполое размножение, приуроченное к периоду созревания половых продуктов. В это время некоторые виды поднимаются со дна (атокные формы) и ведут планктонный образ жизни (эпитокные формы). Эпитокные формы морфологически сильно отличаются от атокных. У этих животных задняя часть тела может образовывать голову и отделяться от передней части. В результате процессов регенерации образуются цепочки особей.
Полихеты служат пищей для многих видов рыб - бентофагов, крупных ракообразных и морских млекопитающих.
В школе учащиеся знакомятся с полихетами на примере представителей двух семейств - нереид и пескожилов. В дополнение к сведениям, изложенным о них в школьном учебнике, ниже приводятся некоторые дополнительные данные.
Нереиды
Учащимся следует сообщить, что в природе существует свыше 100 видов нереид. Они относятся к подклассу бродячих полихет. Тело нереид чаще бывает окрашено в зеленые тона, отливающие всеми цветами радуги. Нереиды Белого моря питаются ламинариями и другими водорослями, а также мелкими животными; некоторые виды нереид из морей проникают через устья рек на рисовые поля, где подгрызают молодые ростки риса, нанося вред всходам. Одна из тропических нереид даже переселилась па сушу и стала жить вдали от морского берега на плантациях бананов и какао, где она обитает во влажной среде, питаясь гниющими листьями и плодами. Эти факты показывают, что морские формы полихет могут приспосабливаться к жизни в пресной воде и на суше, что проливает свет на происхождение кольчецов, живущих в пресных водоемах и во влажных почвах (олигохеты, пиявки).
Одни виды нереид обитают только в чистой воде и не выносят присутствия в ней даже малого количества сероводорода, а другие могут жить в загрязненных водоемах с гниющими в иле органическими веществами. Следовательно, нереиды, подобно другим гидробионтам, могут служить индикаторами качества воды.
В результате искусственного переселения нереид из Азовского моря в Каспийское существенно улучшилось питание населяющих его ценных пород рыб. Так, например, ил, богатый детритом, раньше лежал на дне Каспийского моря как бы «мертвым капиталом», теперь он служит пищей нереидам, которые, в свою очередь, составляют основной корм рыб (осетра, севрюги, леща и др.). Успех акклиматизации нереид, проведенной под руководством академика Л. А. Зенкевича, открыл широкие перспективы для реконструкции кормовой базы не только Каспийского, но и Аральского моря и повлек за собой ряд других аналогичных мероприятий по реконструкции морской фауны.
Нереиды способны образовывать временные связи условно-рефлекторного типа. Так, например, одна из беломорских нереид систематически освещалась одновременно с кормлением в момент выхода ее из трубки. Через несколько сеансов червь стал выползать на одно только освещение, без подкрепления этого раздражителя кормом. Затем этот рефлекс был переделан на затемнение, а еще позже - на изменение степени освещения.
Трохофоры нереид обладают замечательной маневренностью в плавании, чему способствует не только обтекаемая форма личинки, но еще в большей степени - своеобразные движения ресничек в поясках, покрывающих тело трохофоры. Это движение создает особые токи воды, увлекающие личинку вперед, а изменение режима работы ресничек позволяет ей передвигаться в самых различных направлениях. Используя принципы движения трахофоры, в США была предложена модель подводной лодки с роторными двигателями. Таким образом, знание особенностей трохофоры нашло применение в технике, после того как личинка кольчецов стала объектом бионики.
Пескожилы
В илистых и песчаных грунтах литорали обитают зеленовато-бурые полихеты-пескожилы (длиной 20-30 см), ведущие роющий образ жизни. Они относятся к подклассу сидячих полихет и питаются растительным дотритом, заглатывая и пропуская через свой кишечник грунт с органическими остатками.
На литорали Белого моря во время отлива можно видеть следы деятельности пескожилов в виде множества ловчих воронок и конусовидных выбросов песка. Пескожилы устраивают в верхних слоях прибрежных отмелей изогнутые норы с двумя выходами на поверхность. На одном конце норы образуется воронка, а на другом - пирамидка . Воронка - это осевший около рта червя носок в результате всасывания пескожилом грунта вместе с гниющими водорослями, а кочка - очередная порция выброшенного наружу песка, прошедшего через кишечник червя. Подсчеты показали, что пескожилы за сутки способны обновить и переработать до 16 т грунта на 1 га морского побережья.
Класс Малощетинковые (Oligochaeta)
Научное название этого класса «олигохеты» происходит от греческого слова, которое означает «малощетинковые». Олигохеты произошли от полихет путем изменения некоторых черт строения в связи с переходом их в другие среды обитания (в пресную воду, в почву). Так, например, они полностью утратили параподии, щупальца, а некоторые виды - и жабры; исчезла личиночная стадия - трохофора - и появился кокон, защищающий яйца от воздействия частиц грунта.
Размеры олигохет колеблются в пределах от 0,5 мм до 3 мм. Известно около 3000 видов олигохет, подавляющее большинство которых - обитатели почв. Несколько сот видов живет в пресной воде и очень немногие (несколько десятков видов) относятся к морским формам.
Олигохеты - обитатели почвы или пресных вод, морские представители крайне малочисленны. Параподии у олигохет редуцированы, от них в ограниченном числе сохраняются только щетинки. Олигохеты - гермафродиты.
Строение тела малощетинковых
Тело олигохет вытянуто, имеет гомономную сегментацию. Процессы цефализации не наблюдаются, органы чувств на головной лопасти отсутствуют. Каждый сегмент тела несет 4 пучка щетинок, число и форма которых различны. Тело заканчивается анальной лопастью.
Тело олигохет покрыто тонкой кутикулой, которую выделяет однослойный эпителий, богатый слизистыми железами. Выделяемая слизь необходима червю для обеспечения процессов дыхания, а также облегчает передвижение животного в грунте. Особенно много желез сосредоточено в области пояска - особого утолщения на теле, который принимает участие в процессе копуляции. Мускулатура - кольцевая и продольная, продольная развита сильнее.
В пищеварительной системе олигохет наблюдаются усложнения, связанные с особенностями питания. Глотка - мускулистая, ведет в пищевод, который расширяется в зоб. В зобу пища накапливается, набухает и подвергается воздействию ферментов, расщепляющих углеводы. В пищевод впадают протоки трех пар известковых желез. Известковые железы служат для удаления из крови карбонатов. Карбонаты затем поступают в пищевод и нейтрализуют гуминовые кислоты, которые содержатся в гниющих листьях - пище червей. Пищевод впадает в мускулистый желудок, в котором пища перетирается. На спинной стороне средней кишки образуется впячивание - тифлозоль, что увеличивает всасывательную поверхность кишечника.
В кровеносной системе роль «сердец» выполняют первые пять пар кольцевых сосудов. Дыхание происходит через всю поверхность тела. Кислород, растворенный в слизи, диффундирует в густую капиллярную сеть, расположенную под покровным эпителием.
Органы выделения - метанефридии и хлорагогенная ткань, покрывающая наружную поверхность средней кишки. Отмершие хлорагогенные клетки склеиваются в группы и образуют особые бурые тела, которые выводятся наружу через непарные поры, находящиеся на спинной поверхности тела червей.
Нервная система типичного строения, органы чувств развиты слабо.
Размножение малощетинковых
Половая система гермафродитна. Половые железы располагаются в нескольких половых сегментах. Оплодотворение наружное, перекрестное. Во время копуляции черви склеиваются слизью пояска и обмениваются спермой, которая собирается в семяприемниках. После этого черви расходятся. На пояске образуется слизистая муфточка, которая сползает по направлению к переднему концу тела. В муфточку откладываются яйцеклетки, а затем выжимается сперма партнера. Происходит оплодотворение, муфточка сползает с тела червя, ее концы замыкаются, и образуется кокон, внутри которого происходит прямое развитие червей (без метаморфоза).
Олигохеты могут размножаться бесполым путем - архитомией. Тело червя делится на две части, передняя часть восстанавливает задний конец, а задняя часть - головной.
Дождевые черви играют важную роль в почвообразовательных процессах, разрыхляя почву и обогащая ее гумусом. Земляные черви служат пищей птицам и животным. Пресноводные олигохеты - важнейший компонент в питании рыб.
Ознакомление учащихся с малощетинковыми червями можно провести на живых объектах. Из пресноводных олигохет особенно доступны наиды и трубочники, а из почвенных обитателей - различные дождевые черви и энхитреиды (горшечные черви). Кроме наблюдений, в уголке живой природы можно поставить ряд элементарных опытов, в частности, по регенерации, которая у олигохет выражена в достаточной степени.
Дождевые черви
В учебнике зоологии описывается обыкновенный дождевой червь - один из представителей семейства люмбрицид. Однако фактически в работе с учащимися учителю придется иметь дело с тем конкретным видом, особи которого будут извлечены из почвы пришкольного участка или добыты на экскурсии по изучению почвенной фауны определенного биоценоза (поля, луга, леса и т. д.). И хотя в основных чертах все эти черви сходны, но в деталях отличаются друг от друга в зависимости от видовой принадлежности.
Важно, чтобы дети узнали о существовании многих видов дождевых червей, приспособленных к различным условиям жизни в природе, а не ограничивались бы односторонним представлением о них только на основе материалов учебника. В семействе люмбрицид, например, насчитывается около 200 видов, объединяемых в несколько родов. Видовое определение червей основано на ряде признаков: размерах и окраске тела, числе сегментов, расположении щетинок, форме и положении пояска и других наружных и внутренних особенностях строения. Следует также сообщить учащимся, что в благоприятных ландшафтах биомасса дождевых червей может достигать 200-300 кг на 1 га земли.
Знакомясь с внешним строением дождевых червей, учащиеся должны обратить внимание на слабое развитие щетинок, которые, однако, играют существенную роль в передвижении червей в грунте. На экскурсии легко убедиться в прочной фиксации тела дождевого червя в норке. Можно сообщить учащимся, что у основания каждой щетинки лежит по маленькой щетинке, которыми заменяются старые по мере их стирания.
Наблюдая в уголке живой природы за поведением червя во время зарывания его в землю, учащиеся должны познакомиться с «механикой» этого процесса и уточнить, роль в ней щетинок. Дождевой червь действует передним концом тела, как тараном. Частицы почвы он расталкивает в стороны во время вздутия передней части тела, куда нагнетается жидкость сокращением мускулатуры. В этот момент щетинки головного отдела упираются в стенки хода, создавая «заякоривание», т. е. упор для подтягивания задних отделов, причем щетинки этих последних прижимаются к телу, уменьшая трение о почву во время движения. Когда головной отдел снова начинает перемещаться вперед, щетинки остальной части тела упираются в грунт и создают опору для выдвижения головы.
В связи с жизнью в почве у дождевых червей по сравнению со свободноживущими олигохетами произошло недоразвитие щетинок, а также упростился рецепторный аппарат. В наружном покрове расположены различный чувствительные клетки. Одни из них воспринимают световые раздражения, другие - химические, третьи - осязательные и т. д. Наибольшей чувствительностью отличается головной конец, в меньшей степени - задний. Самая слабая чувствительность наблюдается в средней части тела. Эти различия обусловлены неодинаковой густотой распределения чувствительных клеток.
Всякое вредное или неприятное воздействие внешнего; фактора вызывает у дождевого червя оборонительную реакцию: зарывание в землю, сокращение тела, выделение на поверхности кожи слизи. Следует провести элементарные опыты, которые показали бы отношение червей к различным раздражителям. Так, например, постукивание по стенке садка вызывает отрицательный вибротаксис (червь прячется в норку). Яркий свет заставляет червя уползать в тень или скрываться в норку (отрицательный фототаксис). Однако на слабый свет червь реагирует положительно (направляется к источнику света). Воздействие даже очень слабого раствора уксусной кислоты на головной конец вызывает отрицательный хемотаксис (сокращение передней части тела). Если поместить червя на фильтровальную бумагу или на стекло, он стремится переползти на землю. Здесь действует отрицательный тигмотаксис (избегание чуждого субстрата, от которого исходит необычное раздражение). Сильное прикосновение к заднему концу влечет за собой вытягивание переднего - червь как бы убегает. Если прикоснуться к нему спереди, то движение головного конца прекращается, а хвостовой конец производит попятное движение. Эти опыты нельзя проводить непосредственно на поверхности земли, так как черви зароются в грунт (защитная реакция).
При содержании червей в садках можно наблюдать втягивание ими в норку листьев. Если лист фиксировать на месте, не давая ему двигаться, то червь после 10-12 безуспешных попыток приблизить добычу к норке оставляет ее в покое и захватывает другой лист. Это указывает на способность червей варьировать стереотипное поведение в соответствии с конкретными обстоятельствами. По мнению Дарвина, черви всякий раз захватывают листья так, чтобы они втаскивались в норку более или менее свободно, для чего придают им соответствующую ориентировку. Однако последние наблюдения показали, что черви добиваются нужных результатов путем проб и ошибок.
Некоторые ученые вслед за Дарвином полагали, что черви могут различать форму предметов и таким образом находить листья, но в действительности оказалось, что дождевым червям (как и многим другим беспозвоночным) свойственно отыскивать пищу с помощью хеморецепторов. Так, в опытах Мангольда (1924) черви различали в листве черешок от верхушки пластинки не по форме, а по неодинаковому запаху этих частей листа. В настоящее время признается, что дождевые черви в процессе ползания по земле могут воспринимать очертания и размещение окружающих их предметов на основе осязательных и кинестетических ощущений.
У дождевых червей активность в течение суток неодинакова. Примерно 1 / 3 суток они более деятельны, а в остальное время их активность снижается почти в три раза. Кроме суточного ритма, у дождевых червей существует также сезонный ритм активности. Так, например, на зиму черви уходят глубже в землю и там остаются в норках в состояний анабиоза. Известны случаи нахождения живых червей внутри кусков льда, что указывает на их большую выносливость и способность переносить неблагоприятные условия.
Исследования, проведенные в России и за рубежом, показали положительную роль дождевых червей в улучшении структуры почв и повышении их плодородия.
Жизнь в почве, передвижение в грунте и соприкосновение с грубыми частицами земли влекут за собой механические повреждения нежной кожи дождевого червя, а иногда и разрыв их тела на части. Однако все эти травмы но приводят их к гибели, так как у червей выработались защитные приспособления, обеспечивающие им выживание в естественной среде обитания. Так, например, выделяемая кожными железами слизь обладает свойствами, предохраняющими организм от заражения болезнетворными микробами и грибками, проникающими в ранки и царапины. Кроме того, слизь увлажняет поверхность тела, препятствуя его высыханию, и служит смазкой при движении. Помимо слизистых выделений, большую роль в сохранении жизни червей играют регенеративные процессы, которые особенно важны при механическом расчленении тела на куски.
В школьном уголке живой природы нетрудно поставить опыты по регенерации дождевых червей и наблюдать ход восстановления утраченных частей. В этих процессах играют важную роль головные ганглии, поэтому у некоторых видов червей (например, у навозного дождевого червя), перерезанных пополам, лучше и быстрее регенерирует передний конец.
Приспособленность червей к существованию в почве выражается и в наличии у них прочных коконов, внутри которых развивается небольшое количество яиц. Коконы могут лежать в земле до 3 лет, сохраняя жизнеспособность молоди. Взрослые черви также живут по нескольку лет (от 4 до 10) в садках, где и определялась продолжительность их жизни. В природных условиях многие черви не доживают до естественного конца, так как их поедают кроты в подземных ходах, а на поверхности земли на них нападают и уничтожают жужелицы, крупные многоножки, лягушки, жабы, птицы. В особенности много червей погибает после сильных дождей, когда вода заливает их ходы и норки, вытесняя оттуда и заставляя червей выползать наружу для дыхания.
В условиях эксперимента дождевые черви способны к изменению врожденного поведения на основе выработки у них условных рефлексов. Это было ясно показано в классических опытах Р. Иеркса (1912). Он заставлял проползать дождевого червя через Т-образный лабиринт, состоявший из двух трубок, соединенных под прямым углом. В одном конце поперечной трубки (в правом) находился выход в ящик с влажной землей и листьями, а в другом (левом) - полоска стеклянной шкурки и электроды батарейки. Червь проползал в продольной трубке до ее вхождения в поперечную и затем поворачивал либо вправо, либо влево. В первом случае он попадал в благоприятную обстановку, а во втором испытывал неприятные ощущения: раздражение от стеклянной шкурки и электрический укол при замыкании своим телом электродов. Через 120-180 путешествий червь начинал предпочитать путь, ведущий к ящику. У него вырабатывался условный рефлекс на биологически полезное направление движения. Если электроды и ящик менялись местами, то червь примерно через 65 сеансов приобретал новый условный рефлекс.
Класс Пиявки (Hirudinea)
Медицинская пиявка (Hirudo medicinalis) используется в медицине при заболеваниях кровеносных сосудов, образовании тромбов, гипертонической болезни, склерозе и т. д.
Многощетинковые черви относятся к типу кольчатых червей, являясь, таким образом, родственниками наших обычных дождевых червяков.
Среда обитания
Многощетинковые черви – длиннотелые обитатели моря. Впрочем, часть видов приспособилась к проживанию в пресных водоёмах, а также на суше – в глубоких слоях почвы.
Внешний вид и строение
Сходство с дождевыми червями обнаруживается прежде всего в строении тела, которое разделено на множество сегментов. Длина полихет (так называются многощетинковые черви по-гречески) варьируется от 2 миллиметров до трёх метров.
трубчатый многощетинковый морской червь фото
Сегментов у крупных видов может насчитываться несколько сотен. В каждом членике повторяется набор внутренних органов:
- Целомические мешки;
- Половые протоки;
- Органы выделения.
От каждого членика отходят параподии – выросты лопастевидной формы, на которых имеются хитиновые щетинки. Эта особенность и дала название всей группе червей. У некоторых видов на головном членике находится пучок щупалец, исполняющий роль жабр.
Ещё одна особенность многощетинковых червей – развитые глаза, имеющие сложное строение. Имеется у них и некое подобие вестибулярного аппарата – статоцисты. Это пузырьки, в которых находятся твёрдые шарообразные тела – статолиты.
многощетинковые черви фото
Когда тело изменяет своё положение, статолиты перекатываются по стенкам пузырька и раздражают реснички эпителия, нервный импульс от которых передаётся в центральную нервную систему, после чего животное восстанавливает равновесие.
Всё разнообразие многощетинковых червей делится на свободно плавающие виды и сидячие – прикреплённые ко дну моря.
Питание
Многощетинковые черви питаются либо детритом, то есть разлагающимися органическими остатками, или животной пищей. Сидячие виды добывают детрит из толщи воды с помощью своих щупалец, которые одновременно выполняют функцию жабр.
многощетинковый кольчатый червь фото
Свободно плавающие черви добывают детрит из грунта, поедая его или выкапывая с помощью длинных щупалец. Хищные семейства многощетинковых червей – это, к примеру, нереиды и глицериды.
Размножение
Полихеты в большинстве случаев – раздельнополые животные. Однако настоящих гонад (органов, производящих половые клетки) у них не образуется. Половые клетки появляются из целомического эпителия.
Оплодотворение наружное. Из яиц вылупляются личинки – трохофоры. Это планктонные организмы, имеющие микроскопические размеры и плавающие при помощи множемства ресничек. Через некоторое время они оседают на дно и трансформируются во взрослых животных.
Класс Многощетинковые черви (Pоlychaeta)
Аудиофрагмент "Класс Многощетинковые черви" (00:57)
Многощетинковых червей известно около 7 тыс. видов. Большинство из них обитает в морях. Немногие живут в пресных водах, в подстилке тропических лесов. В морях многощетинковые черви живут на дне, где ползают среди камней, кораллов, зарослей морской растительности, зарываются в ил. Среди этих червей есть сидячие формы, которые строят защитную трубку и никогда ее не покидают. Есть среди них и планктонные виды. Встречаются многощетинковые черви главным образом в прибрежной полосе, но иногда на глубине до 8 тыс. м. В некоторых местах на 1 м 2 морского дна обитает до 90 тыс. многощетинковых червей. Их поедают ракообразные, рыбы, иглокожие, кишечнополостные, птицы. Поэтому некоторых многощетинковых червей специально развели в Каспийском море в качестве корма для рыб.
Длина многощетинковых червей от 2 мм до 3 м. Тело вытянуто, слегка сплющенное в спинно-брюшном направлении либо цилиндрическое. Как у всех кольчатых червей, тело многощетинковых состоит из сегментов, число которых у разных видов колеблется от 5 до 800. Кроме множества туловищных сегментов имеется головной отдел
и анальная лопасть
.
На голове у этих червей расположены пара щупиков (пальпы) , пара щупалец (антенны) и усики . Это органы осязания и химического чувства.
По бокам каждого сегмента тела заметны мускулистые выросты - органы движения, которые называют параподиями
(от греч. пара
- "возле" и подион
- "ножка"). Параподии содержат в себе своеобразную арматуру - пучки щетинок, способствующие жесткости органов движения. Червь загребает параподиями спереди назад, цепляясь за неровности субстрата, и таким образом ползет вперед.
У сидячих форм червей происходит частичная редукция параподий: нередко они остаются только в передней части тела.
Тело малощетинковых червей покрыто однослойным эпителием. У сидячих форм червей выделения эпителия могут затвердевать, образуя вокруг тела плотный защитный чехол. Кожно-мускульный мешок состоит из тонкой кутикулы, кожного эпителия, кольцевых и продольных мышц.
Под кожным эпителием расположены два слоя мышц: поперечные, или кольцевые, и продольные. Под слоем мышц имеется однослойный эпителий, который изнутри выстилает вторичную полость тела, или целом, а также образует перегородки между сегментами.
Пищеварительная система начинается ртом, который находится на брюшной стороне головной лопасти. Кишечник состоит из трех отделов: передней, средней и задней кишки.
В мускулистой глотке у многих хищных червей имеются хитиновые зубцы , служащие для схватывания добычи. Средняя кишка - в виде прямой трубки. Анальное отверстие располагается на анальной лопасти. Бродячие многощетинковые черви в основном хищники, а сидячие питаются взвешенными в воде мелкими органическими частичками и планктоном.
Органы дыхания. У многощетинковых червей газообмен осуществляется или всей поверхностью тела, или участками параподий, внутрь которых заходят кровеносные сосуды. У некоторых сидячих форм дыхательную функцию выполняет венчик щупалец на головной лопасти.
Кровеносная система у кольчатых червей замкнутая. Это значит, что в любом участке тела червя кровь течет только по сосудам. Имеются два главных сосуда - спинной и брюшной .
Один сосуд проходит над кишкой, другой - под ней. Соединяются они между собой многочисленными полукольцевыми сосудами. Сердца нет, а движение крови обеспечивается сокращениями стенок спинного сосуда, в котором кровь идет сзади наперед, в брюшном - спереди назад.
Выделительная система представлена парными трубочками , расположенными в каждом сегменте тела. Каждая трубочка начинается широкой воронкой, края которой усажены мерцательными ресничками. Воронка обращена в полость тела, а противоположный конец трубочки открывается на боковой стороне тела наружу. С помощью системы трубочек продукты распада, которые накапливаются в целомической жидкости, выводятся наружу.
Нервная система состоит из парных надглоточных, или мозговых, узлов, парного брюшного нервного ствола и нервов, отходящих от них.
Органы чувств наиболее развиты у бродячих многощетинковых червей. Многие из них имеют глаза (у некоторых видов даже способные к аккомодации). Органы осязания и химического чувства расположены на антеннах, пальпах, усиках и параподиях. У многощетинковых червей есть органы равновесия (статоцисты). Некоторые виды способны к люминесценции.
Размножение. Большинство многощетинковых червей раздельнополы . Половые железы формируются почти в каждом сегменте. Зрелые половые клетки (у самок - яйцеклетки, у самцов - сперматозоиды) попадают сначала в целом, а потом через канальцы выделительной системы выводятся наружу, в воду. Оплодотворение у многощетинковых червей наружное ; родители после этого погибают. После дробления из яиц развивается планктонная личинка, которая плавает с помощью ресничек. Через некоторое время она оседает на дно, а затем превращается во взрослого червя. У некоторых видов наблюдаются брачные игры и борьба за территорию.
У некоторых многощетинковых червей бывает и бесполое размножение . Червь делится поперек, а потом каждая половина восстанавливает недостающую часть тела. При этом иногда образуется временная цепочка, включающая до 30 червей.
Многощетинковые черви (например, нереис , 2 ) служат пищей для многих рыб. Некоторые черви (палоло ) употребляются в пищу людьми.
Щетинки, расположенные по бо кам каждого сегмента, являются орга нами движения. На фоне множества туловищных сегментов выделяется го ловной отдел. На нём расположены органы чувств (щупики, усики, иног да глаза). Заканчивается тело аналь ной лопастью.
Нереиды. Силлиды. Палоло
Многощетинковые - морские свободноживущие кольчатые черви. Ведут бентосный, интерстициальный, редко, планктонный образ жизни.
рис. 1.
А - вид сверху, Б - вид сбоку (глотка в выдвинутом
состоянии), В - вид сбоку (глотка во втянутом
состоянии): 1 - простомиум, 2 - глазки, 3 - перистомиум,
4 - пальпы, 5 - челюсти, 6 - глотка, 7 - параподия,
8 - тентакулы, 9 - щетинки, 10 - рот.
Как у всех аннелид, тело многощетинковых червей состоит из головного отдела, сегментированного туловища и анальной лопасти. Голова образована головной лопастью (простомиумом) и ротовым сегментом (перистомиумом). На голове многих полихет имеются глазки и чувствующие придатки (щупальца, пальпы, усики), на перистомиуме снизу располагается рот (рис. 1).
У большинства видов каждый из туловищных сегментов несет пару примитивных конечностей - параподий (рис. 2). Каждая параподия состоит из базальной части, спинной лопасти и брюшной лопасти. Спинная лопасть имеет спинной «усик», брюшная лопасть - брюшной «усик». Спинной «усик» некоторых видов преобразуется в перистые жабры. Параподии пронизаны щетинками, ккрупным щетинкам-ацикулам прикрепляются мышцы, приводящие параподию в движение. Движение параподий - синхронное.
рис. 2.
1 - спинная лопасть, 2 - брюшная
лопасть, 3 - спинной усик, 4 - брюшной
усик, 5 - щетинки, 6 - ацикулы.
Кожно-мускульный мешок имеет типичное для аннелид строение, в состав которого входят кутикула, однослойный эпителий и два слоя мышц (рис. 3). Кольцевые мышцы располагаются под эпителием, продольные мышцы - под кольцевыми. Продольные мышцы располагаются четырьмя «лентами», две из этих лент находятся на спинной стороне тела, две - на брюшной. По бокам тела имеются пучки мышц, приводящие параподии в движение.
Внутренняя сторона продольных мышц выстлана эпителием мезодермального происхождения. Полость тела ограничивается не мышцами, как у круглых червей, а имеет свою эпителиальную выстилку - целомический эпителий. За счет этого целомического эпителия образуются двухслойные поперечные перегородки между сегментами (диссепименты). Вторичная полость разделяется диссепиментами на камеры, в каждом сегменте находится пара целомических мешков, заполненных жидкостью. Целомическая жидкость выполняет транспортную, выделительную, гомеостатическую и опорно-двигательную функции.
рис.3.
1 - эпителий, 2 - кольцевые мышцы, 3 - продольные
мышцы, 4 - жабры, 5 - спинная лопасть параподии,
6 - опорная щетинка (ацикула), 7 - воронка
метанефридия, 8 - мышцы параподии, 9 - канал
метанефридия, 10 - косая мышца, 11 - брюшной
кровносный сосуд, 12 - яичник, 13 - брюшной усик
параподии, 14 - брюшная лопасть параподии, 15 -
кишечник, 16-целом, 17-спинной кровеносный сосуд.
Пищеварительная система состоит из трех отделов. Передний отдел имеет эктодермальное происхождение. Начинается ротовым отверстием, расположенным на перистомиуме с брюшной стороны. Ротовая полость переходит в мускулистую глотку. У хищных видов глотка состоит из нескольких слоев кольцевых и продольных мышц, вооружена сильными хитиновыми челюстями и может выворачиваться наружу (рис. 1Б). За глоткой следует пищевод, в который отрываются протоки слюнных желез. У некоторых видов имеется маленький желудок. Средний отдел имеет энтодермальное происхождение. Служит для окончательного переваривания пищи и всасывания питательных веществ. В задней кишке, имеющей эктодермальное происхождение, формируются фекальные массы. Анальное отверстие располагается обычно на спинной стороне анальной лопасти.
В состав замкнутой кровеносной системы входят спинной, брюшной, кольцевые и периферические кровеносные сосуды. По крупному и пульсирующему спинному кровеносному сосуду кровь течет к головному концу тела, по брюшному - в обратном направлении. В передней части тела кровь перегоняется по кольцевым сосудам из спинного сосуда в брюшной, в задней части тела - из брюшного в спинной. От кольцевых сосудов отходят артерии к параподиям и жабрам (рис. 4В).
рис. 4. Схема внутреннего строения
многощетинковых червей:
А - нервная и выделительная системы (вид сверху),
Б - пищеварительная система и целом (вид сверху),
В - кровеносная, пищеварительная и нервная системы
(вид сбоку): 1 - надглоточный головной ганглий, 2 -
окологлоточный коннектив, 3 - ганглии брюшной нервной
цепочки, 4 - нервы, 5 - метанефридии, 6 - рот,7 - ротовая
полость, 8 - глотка, 9 - пищевод, 10 - кишка, 11 - мышцы
глотки, 12 - целом, 13 - диссепимент, 14 - яичник, 15 -
спинной кровеносный сосуд, 16 - брюшной
кровеносный сосуд, 17 - кольцевые кровеносные сосуды.
Газообмен происходит в кровеносных капиллярах покровов или жабр. У одних видов жабры образуются из параподиальных «усиков», у других - из придатков головы.
Органы выделения - метанефридии, каждый сегмент имеет пару метанефридиев. Метанефридий состоит из воронки (нефростома) и канала. Воронка выстлана ресничками и располагается в целомической камере. Отходящий от воронки канал пронизывает перегородку между сегментами и в соседнем сегменте открывается наружу выделительным отверстием (нефропорой). Работа метанефридиев заключается в удалении ненужных продуктов жизнедеятельности из целомической жидкости. Дополнительную выделительную функцию выполняют хлорагогенные клетки целомического эпителия, в которых откладываются зерна гуанина и соли мочевой кислоты.
Нервная система состоит из нервного окологлоточного кольца с ганглиями и брюшной нервной цепочки (рис. 4А). Надглоточный парный ганглий развит сильнее, чем подглоточный, поэтому его иногда называют «мозгом». Нервная цепочка берет начало от подглоточного узла и представляет собой посегментно расположенные пары нервных узлов, соединенных между собой поперечными и продольными комиссурами. От ганглиев отходят нервы к различным органам. Органы чувств развиты в различной степени. У многих видов имеются глаза, у всех - обонятельные и осязательные рецепторы.
Многощетинковые - раздельнополые животные. Гонады формируются на стенке целома и имеют мезодермальное происхождение. У одних видов половые железы развиваются во всех сегментах тела, у других - в части сегментов. Половые клетки из гонад сначала попадают во вторичную полость. Из целома гаметы попадают в воду или через разрывы тела (родительское поколение при этом погибает), или через особые протоки (целомодукты или нефромиксии). Оплодотворение - наружное. Развитие - с превращением. Личинка полихет называется трохофорой. Трохофора имеет округлую форму, теменной султан ресничек, экваториальный ресничный пояс, радиально-симметричную нервную системы, протонефридии и первичную полость тела (рис. 5). На заднем конце тела личинки с правой и левой стороны от кишечника появляются две клетки - телобласты. Из телобластов будут формироваться мезодерма и далее мезодермальные органы. Трохофора последовательно превращается в метатрохофору, затем - в нектохету. У метатрохофоры образуются личиночные сегменты. У нектохеты формируются головные ганглии и брюшная нервная цепочка. Нектохета преобразуется в молодого червя. Личинки ведут планктонный образ жизни, выполняя функцию расселения.
рис. 5.
А - внешний вид трохофоры, Б - схема строения трохофоры,
В - схема строеня метатрохофоры, Г - схема строения
нектохеты: 1 - теменной султан ресничек, 2 - экваториальный
ресничный пояс, 3 - рот, 4 - протонефридии, 5 - кишечник,
6 - телобласты, 7 - анальное отверстие, 8 - щетинки, 9 - глазки.
рис. 6.
Половое размножение может сопровождаться явлением эпитокии. Эпитокия - резкая морфофизиологическая перестройка организма многощетинкового червя с изменением формы тела (расширение сегментов, появление плавательных параподий и яркой окраски) в период созревания половых продуктов.
Полихеты могут размножаться не только половым, но и бесполым способом путем почкования (рис. 6) или фрагментации.
Нереиды (Nereis sp.) (рис. 7) ведут придонный образ жизни, могут зарываться в ил, могут плавать над поверхностью дна. Хищники. В связи с подвижным образом жизни имеют хорошо развитые мускулатуру и органы чувств. У некоторых нереид половое размножение сопровождается эпитокией: Nereis virens в период размножения всплывают к поверхности воды, выметывают половые клетки, после чего погибают или съедаются птицами и рыбами. Из оплодотворенных яйцеклеток развиваются личинки, которые, поплавав, оседают на дно и развиваются во взрослых особей.
рис. 7. Нереида
(слева) и
пескожил
(справа)
Нереиды имеют кормовое значение. Для усиления кормовой базы осетровых рыб из Азовского моря в Каспийское море завезли Nereis diversicolor, которые прижились и успешно размножаются на новом месте.
Пескожилы (Arenicola sp.) (рис. 7) поселяются на плоских песчаных отмелях, зарываются глубоко в песок. Форма тела и способ питания пескожилов сходны с таковыми дождевого червя. Параподии редуцируются в связи с роющим образом жизни. При рытье используются сильная мускулатура тела и гидравлический способ движения путем проталкивания полостной жидкости из одного конца тела в другой. Так же, как и нереиды, пескожилы - излюбленный корм рыб.
рис.8. Сидячие
полихеты:
А - сертулярии,
Б - спиробранхусы.
Сидячие полихеты (рис. 8) - сборная группа многощетинковых червей, ведущих прикрепленный образ жизни. Имеют в своем эпителии железистые клетки, выделяющие секрет, из которого строится защитная извитая или спирально закрученная роговая трубочка. По мере построения трубочка пропитывается известью. Полихеты этой группы никогда не покидают своих убежищ. Из трубочек высовываются только головные концы с веерообразными жабрами. Жабры - часто ярко окрашены, представляют собой видоизмененные придатки головы. У многих видов сидячих полихет на жабрах располагаются многочисленные глаза. При приближении хищника эти полихеты молниеносно сокращают тело и прячутся в глубину трубки.
Параподии у большинства видов сидячих полихет редуцируются в связи с прикрепленным образом жизни.
рис. 9. Боковое
почкование полихеты
Syllis ramosa
У Trypanosyllis зона почкования располагается на хвостовом конце родительского организма. Здесь формируется «пучок» половых особей разного возраста. По мере созревания старшие особи отпочковываются и уплывают.
У Autolytes (рис. 10) имеет место чередование бесполого и полового поколений. Бесполое поколение ведет бентосный образ жизни, размножается почкованием, у некоторых видов - продольное множественное почкование. Половое поколение - эпитокное, с выраженным половым диморфизмом. Самки и самцы совершают у поверхности воды «брачный танец», после выброса сперматозоидов самцы погибают. Самки вынашивают яйца на себе, после выхода личинок - также погибают.
рис. 10. Размножение
полихеты автолитес:
А - множественное почкование, Б -
"брачный танец": 1 - родительская
особь, 2 - дочерние особи("почки"),
3 - самка, 4 - самец.
Палоло (Eunice viridis) обитают в Тихом океане. Половому размножению этих червей предшествует бесполое. При этом передняя часть тела остается на дне, а задняя отпочковавшаяся часть тела преобразуется в эпитокные особи, заполненные половыми продуктами, и всплывает к поверхности океана. Здесь происходит выброс половых клеток в воду и оплодотворение. Во всей популяции всплытие эпитокных особей происходит одновременно, как бы по сигналу. Массовое появление размножающихся полихет происходит в октябре или ноябре в день новолуния. Зная сроки размножения палоло, рыбаки в массе вылавливают начиненных «икрой» полихет, которые используются в пищу.
Практические занятия
Лабораторная работа .
Тема: Особенности строения многощетинковых червей
Цель: Изучить морфологические и анатомические особенности строения многощетинковых червей, связанные со средой и образом жизни.
1. Систематика
Тип Кольчатые черви Annelida
Подтип Беспоясковые Aclitellata
Класс Многощетинковые Polychaeta
Подкласс Бродячие Errantia
Вид Нереис Nereis pelagica
Подкласс Сидячие Sedentaria
Вид Пескожил Arenicola marina
2. Теоретические сведения
Тип кольчатые черви (Annelida)
Среди всех червей – кольчатые черви – это самая высокоорганизованная группа червей. В организации кольчатых червей многое появляется впервые. Впервые у них появляется настоящая сегментация тела, то есть тело не только снаружи, но и внутри особыми перегородками – диссепиментами поделено на сегменты. Появляется головной отдел тела, который представлен двумя лопостями. В целом их тело делится на 3 отдела: голову, сегментированное туловище и задний отдел тела – пигидиум, или анальная лопасть. Большинство из них имеют гомономную сегментацию, то есть все сегменты одинаковы, или почти одинаковы, в отличие от гетерономной сегментации, свойственной более организованным животным.
Кольчатые черви – это первые животные, у которых развивается вторичная полость тела – целом. Целом выполняет выделительную функцию, в нем диффузно транспортируются вещества и созревают половые продукты.
Пищеварительная система состоит из трех функционально различных отделов: передней, средней и задней кишки. Часть аннелид имеет слюнные железы, связанные с передней кишкой. Стенки кишки у кольчецов в отличие от круглых червей образованы не одним слоем клеток, а несколькими.
Дыхательная система у кольчатых червей, как и в других типах червей отсутствует, и газообмен осуществляется через всю поверхность тела, хотя у некоторых, например, у полихет, есть выросты тела, которые рассматривают как примитивные жабры. Однако кровеносная система у них имеется; она состоит из кровеносных сосудов, они пронизывают все их тело и образуют сплетения во всех тканях.
Сердца нет, и его функцию выполняет спинной кровеносный сосуд, стенки которого периодически пульсируют и гонят кровь к переднему концу тела, а по брюшному кровеносному сосуду кровь течет наоборот. Эти два основных сосуда в каждом сегменте соединены кольцевыми кровеносными сосудами, которые у некоторых (малощетинковые) могут также пульсировать. Кровь разносит по организму питательные вещества, поступающие из органов пищеварения и кислород, поступивший через покровы тела.
Выделительная система метанефридиального типа. Она представлена самостоятельными сегментарными выделительными трубочками. В каждом сегменте в целом открывается воронкой выделительная трубочка, которая, пронизывая стенку диссепимента, наружу открывается отверстием в следующем сегменте. Метанефридии соединяют целом с внешней средой, поэтому их еще называют целомодукты. Продукты распада поступают в целомическую жидкость, здесь они накапливаются и через метанефридии выводятся наружу. Обычно в каждом сегменте имеется пара метанефридиев.
Нервная система состоит из парных головных ганглиев, которые называют «головным мозгом», расположенным дорсально над глоткой. От «головного мозга» отходят два нервных ствола, соединяющие его с первой парой узлов брюшной нервной цепочки, огибая с двух сторон глотку.
Органы чувств представлены отдельными структурами, зрительными (глаза) и обонятельными ямками. Размножаются кольчатые черви бесполым и половым способом. Бесполое размножение происходит путём деления.
Обычно это раздельнополые животные, размножение происходит путем деления, но нередко у них развиваются и мужские, и женские половые железы, то есть наблюдается гермафродитизм. Развитие у них прямое, (то есть из яйца выходит маленький червь), у других – с метаморфозом, образуется плавающая личинка – трохофора, совсем не похожая на взрослую особь.
Таким образом, в организации кольчатых червей наблюдается ряд признаков, которые позволяют отнести их к группе высших червей:
Наличие целома, настоящая метамерия, более сложного строения нервная система и органы чувств, наличие кровеносной системы и примитивных органов дыхания, органы выделения метанефридиального типа. Всеми этими признаками они отличаются от плоских и круглых червей.
Однако следует отметить, что кольчатые черви имеют и некоторые признаки низших червей. Личинка кольчатых червей - трохофора имеет первичную полость, органы выделения - протонефридии, нервная система типа ортогон, и на первых этапах развития личинки, кишечник ее замкнут. Все перечисленные признаки встречаются иногда и у взрослых кольчатых червей.
Тип кольчатые черви делится на два подтипа: беспоясковые и поясковые и на 6 классов: Первичные кольчецы (Archiannnelida), класс Многощетинковые (Polychaeta), класс Малощетинковые (Oligochaeta), класс Пиявки (Hirudinea), класс Эхиуриды (Echiurida) и класс Сипункулиды (Sipunculida).
Класс Многощетинковые (Polychaeta )
От всех других кольчатых червей полихет отличает хорошо обособленный головной отдел с придатками, выполняющими чувствующую функцию, развитые параподии со щетинками; раздельнополость, развитие с метаморфозом.
Внешнее строение. Полихеты имеют вытянутое, слегка сплющенное, цилиндрическое тело, состоящее из трех отделов: головы, туловища и анальной лопасти - пигидия. Предротоавя лопасть - простомиум и пигидий к сегментам не относятся, так как имеют иное строение. Простомиум - головная лопасть, несет придатки-антенны (лат. Antenna – pes) или щупальца, выполняющие функцию осязания и более крупные щупики – пальпы – выполняют функцию осязания, а также направляют пищу в рот, и глаза. Второй отдел головы – ротовой сегмент – перистомиум – образуется из слияния 2-3 туловищных сегментов. Он похож на сегменты туловища, но более крупный, и не несет параподий. На этом отделе вентрально располагается рот и перистомальные усики.
Процесс слияния сегментов с образованием обособленного головного отдела получил название – цефализация.
Все сегменты туловища несут по бокам кожно-мускульные выросты – параподии. Каждая из них состоит из центральной, базальной части, от нее отходят две лопасти – спинная и брюшная. На каждой лопасти находится по тонкому придатку – усику, они выполняют обонятельную и осязательную функции. У многих полихет спинной усик разрастается и выполняет дыхательную функцию, то есть функцию жабры, обеспечивает газообмен. Кроме того, каждая ветвь параподий несет пучки щетинок. Параподии могут выполнять несколько функций: органов чувств, локомоторную, дыхания. Лучше всего параподии развиты у бродячих форм.
Кожно-мускульный мешок состоит из однослойного эпителия, и под ним располагаются два слоя мышечных волокон. Снаружи эпителий выделяет тонкий слой кутикулы. В эпителии находятся железистые клетки, секрет, выделяемый этими клетками, образует трубочки вокруг тела сидячих полихет. Наружный слой – кольцевой, внутренний – продольной мускулатуры. По бокам имеются пучки веерообразных мышц, приводящих в движение параподии. Ползающие полихеты имеют наиболее сложную структуру кожно-мускульного мешка.
Вторичная полость тела несет несколько функций: опорно-двигательную, транспортную, гомеостатическую, выделительную. В целоме дозревают половые продукты. Производные целома – целомодукты – служат для выведения половых продуктов наружу.
Пишеварительная система состоит из передней, средней и задней кишки. Средняя кишка – эндодермального происхождения. Передняя кишка дифференцирована на буккальный отдел, глотку и пищевод. Глотка – продолжение буккального отдела, имеет мощную мускулатуру и узкий просвет. На границе между буккальным отделом и глоткой некоторые виды имеют челюсти, что свойственно хищным формам. Сидячие же имеют слабо развитую глотку. За глоткой следует пищевод, открывающийся в среднюю кишку. В передней части пищевода имеются слюнные железы. Верхние их протоки открываются в переднюю часть пищевода. Иногда есть маленький желудок. Средняя кишка имеет относительно широкий просвет и более тонкие стенки. В ней происходит окончательное переваривание пищи и всасывание питательных веществ в кровь и тканевую жидкость, благодаря мощному сосудистому сплетению вокруг стенки кишки. Средняя кишка образует иногда парные слепые выросты – боковые карманы. У растительноядных особей средний отдел кишечника извитой. Задний отдел кишечника заканчивается анальным отверстием на дорсальной стороне анальной лопасти.
Дыхательная система у разных полихет устроена различно. У некоторых, например, у нереиса органов дыхания нет, и газообмен происходит через всю поверхность тела. Большинство кислорода поглощается параподиями, где особенно густая сеть кровеносных сосудов. Другие дышат жабрами, которые образуются из спинного усика параподий, или у некоторых из придатков головы.
Кровеносная система полихет замкнутая, то есть кровь циркулирует только по кровеносным сосудам и не изливается в полость тела. Имеется два главных кровеносных сосуда: спинной и брюшной. Пульсирует спинной кровеносный сосуд, и по нему кровь гонится вперед, брюшной не сокращается и по нему кровь течет назад. В каждом сегменте эти сосуды соединяются кольцевым сосудом. Кровеносные сосуды образуют еще ряд сплетений. Самые крупные – это кожные (особенно в параподиях), и вокруг пищеварительного тракта.
Выделительная система полихет представлена нефридиями. Метамерное их расположение в каждом сегменте туловища попарно послужило поводом называть их метанефридиями. Каждый метанефридий начинается воронкой – нефростомом, открытой в целомический мешок, от воронки отходит извитая трубка, которая пронизывает диссепимент и открывается наружу на боковой поверхности соседнего сегмента отверстием – нефридиальной парой.
Нервная система состоит из двух слившихся мозговых ганглиев, которые называют надглоточными, и окологлоточных коннектив. Мозговые ганглии еще называют головным мозгом от которого вдоль тела идут нервные тяжи – коннективы, в каждом сегменте на них образуются ганглии, соединенные коммисурами. Такая нервная система имеет вид лестницы и характерна для примитивных полихет. У более высокоорганизованных форм коннективы сближаются или даже сливаются как сливаются и ганглии. В результате чего нервная система имеет вид брюшной нервной цепочки.
У сидячих форм органы чувств подвергаются редукции, хотя некоторые сидячие формы имеют органы равновесия - статоцисты.
Половая система . Полихеты – размножаются как половым, так и бесполым способом. При бесполом размножении тело червя делится на две и более частей. После чего недостающие структуры достраиваются. Наблюдается у полихет и чередование этих двух способов размножения (метагенез). Большинство полихет раздельнополы. Половой диморфизм не выражен. Половые железы – гонады, формируются в стенках целома. Развиваются они в каждом сегменте, и редко – в передних и задних.
Развивающиеся половые клетки попадают в целом, где заканчивают свое созревание. Оплодотворение наружное. Выход половых клеток из полости тела происходит по-разному. В простом случае стенки сегментов, в которых находятся половые клетки, лопаются, и они оказываются в воде, а родительское поколение погибает. У некоторых полихет имеются половые воронки с половыми протоками - целомодуктами, и через них половые продукты выводятся наружу. При отсутствии целомодуктов половые клетки из целома выводятся через нефромиксии, выполняющие одновременно функцию половых и выделительных протоков. Оплодотворение наружное, в воде. Из оплодотворенного яйца развивается личинка – трохофора.
Дальнейшее развитие трохофоры приводит к превращению ее следующие личинки: метатрохофору и нектохету. У метатрохофоры в зоне роста образуются личиночные сегменты. Затем метатрохофора превращается в нектохету, у которой формируется головной ганглий (мозг),брюшная нервная цепочка. Щетинки выставляются наружу – так формируется параподиальный комплекс.
Биологическое значение развития кольчецов с метаморфозом состоит в том, что за счет плавающих личинок осуществляется расселение видов, так как взрослые особи в основном ведут донный образ жизни. Некоторые полихеты проявляют заботу о потомстве, в связи с чем, их личинки малоподвижны. Есть среди полихет иногда и живорождение.
Значение многощетинковых червей:
1.Полихеты является кормом для многих морских животных.
2.Они относятся к числу животных организмов, принимающих участие в очистке морской воды.
3.Полихеты активно участвуют переработке органического вещества, оседающего на дне морей.
4.Являются важным звеном в трофических цепях, они служат объектами акклиматизации. Так, под руководством академика Л.А. Зенкевича в 1939-1940 гг. впервые в мире проведена акклиматизация полихет (Nereis diversicolor) из Азовского моря в Каспийское. Где они успешно прижились и улучшили кормовую базу, особенно для ценных осетровых рыб.
5.Некоторые полихеты используются в пищу, например, тихоокеанского червя палоло (Eunice viridis).
3. Задания
Задание 1. На рисунках рассмотреть внешнее строение полихет, зарисовать внешний вид переднего участка тела Nereis pelagic а (Зеликман, рис. 81 А, Б), строение параподии и заднего конца тела полихеты (Зеликман, рис. 82), изучить схему внутреннего строения многощетинковых червей (рис. 1).
Рис. 1. Схема внутреннего строения
многощетинковых червей:
А – нервная и выделительная системы (вид сверху),
Б – пищеварительная система и целом (вид сверху),
В – кровеносная, пищеварительная и нервная системы
(вид сбоку): 1 – надглоточный головной ганглий, 2 – окологлоточный коннектив, 3 – ганглии брюшной нервной цепочки, 4 – нервы, 5 – метанефридии, 6 – рот,7 – ротовая полость, 8 – глотка,
9 – пищевод, 10 – кишка, 11 – мышцы глотки, 12 – целом, 13 – диссепимент, 14 – яичник, 15 – спинной кровеносный сосуд, 16 – брюшной кровеносный сосуд, 17 – кольцевые кровеносные сосуды.
Задание 2. Рассмотрите строение параподий многощетинковых червей. Изучите и на рисунке 2 дайте обозначения нотоподию, невроподию, расположение опорных щетинок (ацикул), брюшной и спинной усики.
Задание 4.
Изучите, обозначьте и дайте подробное описание строению выделительной системы полихет и ее связи с целомом (рис.4).
|
Задание 4. Изучить размножение и развитие полихет, и выполнить рисунок 178 (Шарова И.Х.)
4. Терминология
Архитомия -________________________________________________________
__________________________________________________________________
Ацикула – _________________________________________________________
__________________________________________________________________
Диссепименты – ____________________________________________________
__________________________________________________________________
Дейтоцеребрум – __________________________________________________
__________________________________________________________________
Коннективы – _____________________________________________________
__________________________________________________________________
Невроподия – ______________________________________________________
__________________________________________________________________
Нотоподия – ______________________________________________________
__________________________________________________________________
Параподия – _______________________________________________________
__________________________________________________________________
Перистомиум – ____________________________________________________
__________________________________________________________________
Простомиум – _____________________________________________________
__________________________________________________________________
Целомодукты – _____________________________________________________
__________________________________________________________________
Пальпы – _________________________________________________________
__________________________________________________________________
Пигидий – _________________________________________________________
__________________________________________________________________
Нефромиксий – _____________________________________________________
__________________________________________________________________
5. Вопросы для обсуждения
1. Какими прогрессивными чертами организации обладают полихеты в сравнении с круглыми и плоскими червями?
2. Каковы особенности внешнего строения полихет?
3. Являются ли параподии полихет органами движения? Как они устроены и какую функцию выполняют?
4. Чем представлены кровеносная и дыхательная системы полихет? От чего зависит степень их развития?
5. Почему полихет называют вторичнополостными животными? Чем отличается вторичная полость тела от первичной?
6. Каковы особенности строения нервной системы полихет в сравнении с круглыми червями?
7. Какими органами чувств обладают полихеты и где они располагаются?
8. В чем сходство и различие пищеварительной системы хищных и сидячих полихет?
9. Как устроена половая система полихет? Каковы особенности их размножения?
10. Каково строение выделительной системы полихет? Отличие метанефридиев от протонефридиев.
11. Как взаимосвязаны кровеносная и дыхательная системы полихет? От чего зависит степень их развития?