Кольчатые черви: представители и характеристика
Кольчатые черви по классификации относятся к группе беспозвоночных животных, типу первичноротых, имеющих вторичную полость тела (целом).
Тип кольчатых червей (или кольчецов) включает 5 классов:
- поясковые черви (пиявки),
- малощетинковые (дождевой червь),
- многощетинковые (нереида, пескожил) черви,
- мизостомиды,
- динофилиды.
К этому типу относятся около 18 тысяч видов червей. Свободноживущие кольчецы распространены по всей нашей планете, они обитают в пресноводных и соленых водоемах, почве.
Некоторые представители кольчатых червей — эктопаразиты и мутуалисты. Встречаются среди них кровососущие, хищники, фильтраторы и падальщики. Важное биологическое значение имеют аннелиды, которые перерабатывают почву.
К этой группе принадлежат характерные представители кольчецов – малощетинковые черви и пиявки. Аэрацию и рыхление 1 кв.м почвы осуществляют в среднем от 50 до 500 кольчецов.
Многообразием отличаются морские формы кольчатых червей, которые встречаются на разных глубинах и на всей территории Мирового океана. Они играют важную роль в пищевых цепочках морских экосистем.
Кольчатые черви известны со среднего кембрийского периода.
Считается, что они произошли от низших плоских червей, так как определенные особенности их строения свидетельствуют об сходстве этих групп животных.
Многощетинковых червей выделяют как основной класс типа кольчатых. От них позднее в ходе эволюции в связи с переходом к наземному и пресноводному образу жизни произошли малощетинковые, которые дали начало пиявкам.
Все кольчатые черви имеют характерное строение.
Основная характеристика: их двусторонне-симметричное тело можно условно разделить на головную лопасть, сегментированное туловище и заднюю (анальную) лопасть. Число сегментов туловища может достигать от десятков до нескольких сотен.
Размеры варьируют от 0,25 мм до 5 м. На головном конце кольчецов размещены органы чувств: глаза, обонятельные клетки и ресничные ямки, реагирующие на действие различных химических раздражителей и воспринимающие запахи, а также органы слуха, имеющие строение подобно локаторам.
Органы чувств могут быть расположены и на щупальцах. Тело кольчатых червей разделено на сегменты в виде колец. Каждый сегмент в определенном смысле представляет собой самостоятельную часть целого организма, так как целом (вторичная полость тела) разделен перегородками на сегменты в соответствии с наружными кольцами.
Поэтому этому типу присвоено такое название – «кольчатые черви». Значение такого деления тела огромно. При повреждении червь утрачивает содержимое нескольких сегментов, остальные остаются сохранными, и животное быстро регенерирует.
Метамерия (сегментация) внутренних органов, и соответственно, систем органов кольчатых червей обусловлена сегментацией их тел. Внутренней средой организма кольчецов является целомическая жидкость, которая заполняет целом в кожно-мускульном мешке, состоящем из кутикулы, кожного эпителия и двух групп мышц – кольцевых и продольных.
В полости тела поддерживается биохимическое постоянство внутренней среды, и могут реализоваться транспортная, половая, выделительная, опорно-двигательная функции организма.
У более древних многощетинковых червей на каждом сегменте тела имеются параподии (парные примитивные конечности со щетинками). Одни виды червей передвигаются за счет сокращения мышц, а другие, используя параподии.
Ротовое отверстие находится на брюшной стороне первого сегмента. Пищеварительная система кольчатых червей сквозная.
Кишечник делится на переднюю, среднюю и заднюю кишку. Кровеносная система кольчатых червей замкнутая, состоит из двух основных сосудов – спинного и брюшного, которые соединены между собой кольцевыми сосудами наподобие артерий и вен.
Кровь червей этого типа может быть разного цвета у различных видов: красная, зеленая или прозрачная. Это зависит от химической структуры дыхательного пигмента в крови. Процесс дыхания осуществляется всей поверхностью тела червя, но у некоторых видов червей уже имеются жабры.
Выделительная система представлена парными протонефридиями, метанефридиями или миксонефридиями (прообразы почек), имеющимися в каждом сегменте.
Нервная система кольчатых червей включает крупный нервный ганглий (прообраз головного мозга) и брюшную нервную цепочку из более мелких ганглиев в каждом сегменте. Большинство кольчатых червей раздельнополы, но у некоторых вторично развился гермафродитизм (как у дождевого червя и пиявки).
Оплодотворение осуществляется внутри организма либо во внешней среде.
Значение кольчатых червей очень велико. Следует отметить их важную роль в пищевых цепях в естественной среде обитания. В хозяйстве люди стали использовать морские виды кольчецов как кормовую базу для выращивания ценных промысловых видов рыб, к примеру осетровых.
Дождевой червь издавна используется в качестве наживки при рыбной ловле, как корм для птиц. Польза от дождевых червей огромна, так как они аэрируют и разрыхляют почву, что увеличивает урожаи сельскохозяйственных растений.
В медицине широко применяются пиявки при гипертонии, повышенной свертываемости крови, так как они выделяют особое вещество (гирудин), обладающее свойством уменьшать свертываемость крови и расширять кровеносные сосуды.
Особенности строения кольчатых червей
Кольчатые черви — наиболее высокоорганизованные черви. Они – самый прогрессивный тип червей. Особенности, отличающие этот тип червей от других типов – наличие целлома и метамерность строения. Исходя из этого кольчатых червей можно назвать целомическими животными с высокой организацией.
Кроме того, кольчатые черви играют очень важную роль в биоценозе.
Они распространены повсеместно. Самые разнообразие – морские формы кольчецов. Важную роль играют кольчатые черви, обитающие в земле и разлагающие сложные органические соединения.
Также немаловажную роль кольчецы играют не только в биоценозе природы, но и для здоровья человека. Например, пиявки, на которых основана гирудотерапия, помогают излечивать больных от достаточно сложных заболеваний без применения медикаментов.
Если подробнее останавливаться на строении кольчатых червей что можно обнаружить, что у некоторых кольчецов обострено зрение, а глаза могут располагаться не только на голове, но и на теле, щупальцах.
Также у этого типа червей развиты вкусовые ощущения, и, исходя из исследований ученых-биологов, у них есть зачатки логического мышления. Это обусловлено тем, что черви могут находить острые углы.
Если рассматривать внутреннее строение, то также можно отметить множество черт, свидетельствующих о прогрессивном строении кольчатых червей.
Примером тому может служить, то, что большинство кольчатых червей раздельнополы, лишь малая часть – гермафродиты. Развитие с метаморфозом происходит у многощетинковых червей и без метаморфоза у малощетинковых и пиявок.
Особое строение имеет и кровеносная система типа кольчатых червей, ведь перекачивание крови осуществляется за счет сосудов. Кроме того кровеносная система замкнутая, что также в свою очередь говорит о прогрессивных чертах строения кольчатых червей.
Также важнейшим отличием кольчатых червей от всех основных типов червей является появление головного мозга, расположенного дорсально над глоткой.
Особый интерес представляет размножение кольчатых червей и способы привлечения особ противоположного пола. Один из таких способов – свечение. Черви используют его не только в размножении, но и при защите. Они приманивают хищников к себе и при помощи свечения приучают их поедать неважные для червя части тела, которые он легко может восстановить без ущерба для организма.
Если рассматривать классы червей, некоторые из которых подробно описаны в курсовой, можно также выделить определенные особенности каждого класса.
Наиболее разнообразны по форме и цветам многощетинковые черви, большая часть которых обитает в морях.
Большинство из них ведут роющий образ жизни, зарываясь в субстрат или прикрепляясь к нему. Известны также сидячие полихеты и ползающие полихеты. Они осуществляют движение за счет щетинок, которые зачастую имеют яркую расцветку всех цветов радуги.
При рассмотрении следующей группы можно также увидеть особенности строения, связанные с образом жизни червей.
И если в предыдущем случае для полихет было характерно большое количество щетинок для плавания и зарывания в ил, то для малощетинковых характерен необособленный головной отдел, обтекаемое тело, маленькое количество щетинок, все это связано с роющим образом жизни, ведь многие малощетинковые живут в земле, воде и единичные особи в море.
Пиявки имеют же приспособления для питания кровью различных животных: хитиновые зубчатые пластины, большое количество желез, выделяющих слизь, а также наличие в теле фермента, который обезболивает укус и сжижает кровь жертвы.
Эхиуриды – морские роющие черви.
Тело их, в отличие от всех других классов червей не сегментировано и часто снабжено хоботком.
Строение дождевого червя
Строение тела | Тело вытянутое, круглое, сегментированное. Симметрия двусторонняя, различаются брюшная, спинная стороны тела, передний и задний конец.
Имеется вторичная полость тела, выстланная эпителием и заполненная жидкостью. Передвижение с помощью кожно-мускульного мешка. |
Пищеварительная система | Пищеварительная система — ротовое отверстие глотка о пищевод зоб желудок средняя кишка задняя кишка анальное отверстие, железы. |
Органы дыхания.
Кровеносная система. Выделительная система |
Кровеносная система замкнутая, состоит из сосудов. Имеются более крупные сосуды — сердца, проталкивающие кровь. Кровь содержит гемоголобин. Полостная жидкость обеспечивает связь кровеносной системы с клетками.
Дыхание всей поверхностью тела. Выделительная система — в каждом сегменте пара нефридий. |
Нервная система, органы чувств | Узлового типа: парный головной ганглий, парные окологлоточные тяжи, соединяющиеся с брюшными.
У многих кольчатых червей имеются органы чувств: глаза, обонятельные ямки, органы осязания. У дождевых червей {в связи с подземным образом жизни) органы чувств представлены осязательными и светочувствительным клетками по всей поверхности тела. |
Размножение | Раздельнополые или вторичные гермафродиты. Оплодотворение перекрестное, внутреннее (у водных форм в воде).
Развитие прямое. У некоторых морских кольчатых червей — с метаморфозом, имеется плавающая личинка. Способны к регенерации. |
Вопрос 1. Какие особенности кольчатых червей позволили им заселить большую часть планеты?
Кольчатые черви приобрели ряд особенностей в строении и физиологии, которые позволили им выжить в разнообразных условиях среды.
Во-первых, у кольчатых червей появились специализированные органы передвижения, что дало относительную независимость от физических свойств среды обитания.
Это параподии у полихет, обеспечивающие передвижение в толще воды и по дну, и щетинки у олигохет, помогающие при передвижении в почве.
Во-вторых, у кольчатых червей значительного развития достигла нервная система и органы чувств. Что позволяет повысить активность образа жизни.
В-третьих, у кольчатых червей наблюдаются механизмы, дающие возможность переносить неблагоприятные условия среды.
Например, для почвенных видов олигохет характерна диапауза (см. ответ на вопрос2), а некоторые виды пиявок способны впадать в анабиоз (см. ответ на вопрос 2).
Вопрос 2. Какие приспособления есть у кольчатых червей для перенесения неблагоприятных условий?
Как это происходит?
У почвенных видов в случае неблагоприятных условий черви уползают на глубину, сворачиваются в клубок и, выделив слизь, образуют защитную капсулу, у них наступает диапауза — состояние, при котором замедляются процессы обмена веществ, роста и развития.
Пиявки, обитающие в холодных водах, могут впадать зимой в анабиоз — такое состояние организма, при котором жизненные процессы настолько замедлены, что отсутствуют все видимые проявления жизни.
Вопрос 3. Что позволяет ученым относить полихет, олигохет и пиявок к одному типу?
Все названные животные обладают рядом признаков, характеризующих их принадлежность к одному типу — Кольчатые черви. Все они являются многоклеточными животными с удлиненным червеобразным телом, обладающим двусторонней симметрией и состоящим из отдельных колец (сегментарное строение).
Внутренняя полость этих червей разделена перегородками на отдельные сегменты, внутри которых находится жидкость.
Тип кольчатые черви (Annelides): строение
К кольчатым червям принадлежат первичные кольчецы, многощетинковые и малощетинковые черви, пиявки и эхиуриды.
В типе кольчатых червей насчитывают около 8 тыс. видов. Это наиболее высокоорганизованные представители группы червей. Размеры кольчецов колеблются от долей миллиметра до 2, 5 м.
Преимущественно это свободноживущие формы. Тело кольчецов подразделено на три части: голова, туловище, состоящее из колец, и анальная лопасть. Такого четкого деления тела на отделы нет у стоящих ниже по своей организации животных.
Голова кольчецов снабжена различными органами чувств.
У многих кольчецов хорошо развиты глаза. Некоторые имеют особо острое зрение, и их хрусталик способен к аккомодации. Правда, глаза могут быть расположены не только на голове, но и на щупальцах, на теле и на хвосте. У кольчецов развиты и вкусовые ощущения. На голове и щупальцах у многих из них есть особые обонятельные клетки и ресничные ямки, которые воспринимают различные запахи и действие многих химических раздражителей.
Хорошо развиты у кольчецов органы слуха, устроенные по типу локаторов. Недавно у морских кольчецов эхиурид открыты органы слуха, очень похожие на органы боковой линии у рыб.
С помощью этих органов животное тонко различает малейшие шорохи и звуки, которые в воде слышны гораздо лучше, чем в воздухе.
Тело кольчецов состоит из колец, или сегментов. Число колец может достигать нескольких сотен. Другие кольчецы состоят всего из нескольких сегментов. Каждый сегмент до некоторой степени представляет самостоятельную единицу целого организма.
Каждый сегмент включает части жизненно важных систем органов.
Очень характерны для кольчецов особые органы движения. Они располагаются по бокам каждого сегмента и называются параподиями. Слово «параподии» означает «похожие на ноги». Параподии — это лопастевидные выросты тела, из которых наружу торчат пучки щетинок. У некоторых пелагических полихет длина параподии равна диаметру тела. Параподии развиты не у всех кольчецов. Есть они у первичных кольчецов и многощетинковых червей.
У малощетинковых остаются только щетинки. Примитивная пиявка акантобделла имеет щетинки. Остальные пиявки обходятся в движении без параподии и щетинок. У эхиурид параподии нет, а щетинки есть только на заднем конце тела.
Параподии, узлы нервной системы, органы выделения, половые железы и, у некоторых полихет, парные карманы кишечника планомерно повторяются в каждом сегменте. Эта внутренняя сегментация совпадает с наружной кольчатостью. Многократное повторение сегментов тела названо греческим словом «метамерия».
Метамерия возникла в процессе эволюции в связи с удлинением тела предков кольчецов. Удлинение тела вызвало необходимость многократного повторения сначала органов движения с их мускулатурой и нервной системой, а затем и внутренних органов.
Чрезвычайно характерна для кольчецов сегментированная вторичная полость тела, или целом. Эта полость находится между кишечником и стенкой тела. Полость тела выстлана сплошным слоем эпителиальных клеток, или целотелием.
Эти клетки образуют слой, покрывающий кишечник, мышцы и все другие внутренние органы. Полость тела разделена на сегменты поперечными перегородками — диссепиментами. По средней линии тела проходит продольная перегородка — мезентерий, которая делит каждый отсек полости на правую и левую части.
Полость тела заполнена жидкостью, которая по своему химическому составу очень близка к морской воде. Жидкость, заполняющая полость тела, находится в непрерывном движении. Полость тела и полостная жидкость выполняют важные функции. Полостная жидкость (как и всякая жидкость вообще) не сжимается и поэтому служит хорошим «гидравлическим скелетом».
Движением полостной жидкости могут переноситься внутри тела кольчецов различные питательные продукты, выделения желез внутренней секреции, а также кислород и углекислый газ, участвующие в процессе дыхания.
Внутренние перегородки защищают организм при тяжелых ранениях и разрывах стенки тела.
Например, дождевой червь, разрезанный пополам, не погибает. Перегородки не позволяют полостной жидкости вытекать из тела. Внутренние перегородки кольчецов, таким образом, предохраняют их от гибели. Морские корабли и подводные лодки тоже имеют внутренние герметические перегородки. Если борт пробит, то вода, хлынувшая в пробоину, заливает только один поврежденный отсек. Остальные отсеки, не залитые водой, сохраняют плавучесть поврежденного корабля.
Так и у кольчецов нарушение одного сегмента их тела не влечет за собой гибели всего животного. Но не все кольчатые черви имеют хорошо развитые перегородки в полости тела. Например, у эхиурид полость тела не имеет перегородок. Прокол стенки тела эхиуриды может привести ее к гибели.
Кроме дыхательной и защитной роли, вторичная полость выполняет роль вместилища для половых продуктов, которые вызревают там, прежде чем выводятся наружу.
Кольчецы, за немногими исключениями, имеют кровеносную систему. Однако сердца у них нет. Стенки крупных сосудов сами сокращаются и проталкивают кровь через тончайшие капилляры.
У пиявок функции кровеносной системы и вторичной полости настолько совпадают, что эти две системы совмещаются в единую сеть лакун, по которым течет кровь. У одних кольчецов кровь бесцветная, у других окрашена в зеленый цвет пигментом, который называется хлоркруорин. Часто кольчецы имеют красную кровь, по составу сходную с кровью позвоночных.
Красная кровь содержит железо, которое входит в состав пигмента гемоглобина. Некоторые кольчецы, зарываясь в грунт, испытывают острый дефицит кислорода.
Поэтому у них кровь приспособлена к тому, чтобы особенно интенсивно связывать кислород. Например, у полихеты Magelona papillicornis развит пигмент гемэритрин, который содержит железа в пять раз больше, чем гемоглобин.
У кольчецов по сравнению с низшими беспозвоночными обмен веществ и дыхание протекают гораздо интенсивнее. У некоторых многощетинковых кольчецов развиваются специальные органы дыхания — жабры. В жабрах разветвляется сеть кровеносных сосудов, и сквозь их стенку кислород проникает в кровь, а затем разносится по всему телу.
Жабры могут быть расположены на голове, на параподиях и на хвосте.
Сквозной кишечник кольчецов состоит из нескольких отделов. Каждый отдел кишечника выполняет свою особую функцию. Рот ведет в глотку. У некоторых кольчецов в глотке располагаются сильные роговые челюсти и зубчики, помогающие крепче схватывать живую добычу. У многих хищных кольчецов глотка служит мощным орудием нападения и защиты.
За глоткой следует пищевод. Этот отдел часто снабжен мышечной стенкой. Перистальтические движения мышц медленно проталкивают пищу в следующие отделы. В стенке пищевода располагаются железы, фермент которых служит для первичной переработки пищи.
За пищеводом следует средняя кишка. В отдельных случаях бывают развиты зоб и желудок. Стенка средней кишки образована эпителием, очень богатым железистыми клетками, которые вырабатывают пищеварительный фермент. Другие клетки средней кишки всасывают переваренную пищу. У одних кольчецов средняя кишка в виде прямой трубки, у других она изогнута петлями, третьи имеют с боков кишечника метамерные выросты.
Задняя кишка заканчивается анальным отверстием.
Специальные органы-метанефридии-служат для выделения жидких продуктов обмена веществ. Часто они служат для выведения наружу половых клеток — сперматозоидов и яйцеклеток. Метанефридии начинаются воронкой в полости тела; от воронки идет извитой канал, который в следующем сегменте открывается наружу.
В каждом сегменте располагаются два метанефридия.
Размножаются кольчецы бесполым и половым путем. У водных кольчецов часто встречается бесполое размножение. При этом их длинное тело распадается на несколько частей. Через некоторое время каждая часть восстанавливает голову и хвост.
Иногда голова с глазами, щупальцами и мозгом образуется в середине тела червя еще до того, как он разделится на части. В этом случае отделившиеся части уже имеют голову со всеми необходимыми органами чувств.
Полихеты и олигохеты сравнительно хорошо восстанавливают утраченные части тела. Такой способностью не обладают пиявки и эхиуриды. Эти кольчецы утратили сегментированную полость тела. Отчасти поэтому, видимо, способность к бесполому размножению и восстановлению утраченных частей у них отсутствует.
Оплодотворение яиц у морских кольчецов происходит чаще всего вне тела материнского организма. В этом случае самцы и самки одновременно выбрасывают половые клетки в воду, где и происходит оплодотворение.
У морских многощетинковых кольчецов и эхиурид дробление оплодотворенных яиц приводит к развитию личинки, которая нисколько не похожа на взрослых животных и носит название трохофоры.
Трохофора короткое время живет в поверхностных слоях воды, а затем оседает на дно и постепенно превращается во взрослый организм.
Пресноводные и наземные кольчецы чаще всего гермафродиты и имеют прямое развитие.
Свободной личинки у пресноводных и наземных кольчецов нет. Это связано с тем, что пресная вода имеет солевой состав совсем иного свойства, чем морская. Для развития жизни морская вода более благоприятна. Пресная же вода содержит даже некоторые ядовитые поны (например, магния) и для развития организмов менее пригодна.
Поэтому развитие пресноводных животных почти всегда происходит под прикрытием специальных малопроницаемых оболочек. Еще более плотные оболочки — скорлупки — образуются у яиц наземных кольчецов.
Плотные оболочки предохраняют здесь яйцеклетки от механических повреждений и от высыхания под палящими лучами солнца.
Практическое значение кольчатых червей все более возрастает в связи с развитием интенсивности биологических исследований.
У нас в СССР впервые в истории мировой науки осуществлена акклиматизация некоторых беспозвоночных для усиления кормовой базы моря. Например, полихета Nereis, акклиматизированная в Каспийском море, стала важнейшим пищевым объектом осетра и других рыб.
Дождевые черви не только служат наживкой при рыбной ловле и пищей для птиц.
Они приносят огромную пользу человеку, разрыхляя почву, делая ее более пористой. Это благоприятствует свободному проникновению воздуха и воды к корням растений и увеличивает урожаи сельскохозяйственных культур.
Роясь в земле, черви проглатывают кусочки почвы, измельчают их и выбрасывают на поверхность хорошо перемешанными с органическим веществом. Выносимое на поверхность червями количество грунта поразительно велико.
Если бы распределить по всей поверхности суши почву, перепахиваемую дождевыми червями за каждые 10 лет, то получился бы слой плодородной земли толщиной в 5 см.
Пиявки применяются в медицинской практике при гипертонических заболеваниях и угрозе кровоизлияния.
Они впускают в кровь вещество гирудин, которое препятствует свертыванию крови и способствует расширению кровеносных сосудов.
Тип кольчецов включает несколько классов. Наиболее примитивными являются морские первичные кольчецы — архианнелиды.
Многощетинковые кольчецы и эхиуриды — обитатели моря. Малощетинковые кольчецы и пиявки — в основном обитатели пресных вод и почвы.