§ 22. Кольчатые черви

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И АРОМОРФОЗЫ КОЛЬЧАТЫХ ЧЕРВЕЙ

Тип Кольчатые черви (аннелиды) — наиболее высокоорганизованная группа червей, насчитывающая около 12 тысяч видов. Свое название они получили за характерное строение тела, разделенного поперечными перетяжками на последовательный ряд колец — сегментов (метамеров). Кольчатые черви обитают в почве, пресных водоемах и соленых морях, играя колоссальную роль в круговороте веществ и формировании почвенного плодородия.

Анатомия кольчатых червей представляет собой качественный эволюционный скачок благодаря комплексу фундаментальных ароморфозов:

• Сегментация тела (метамерия): тело состоит из головной лопасти, сегментированного туловища и анальной лопасти. Внутри каждого сегмента повторяются ключевые внутренние органы — поперечные мышечные пучки, выделительные воронки, нервные узлы и кольцевые кровеносные сосуды;
• Вторичная полость тела (целом): в отличие от первичной полости круглых червей, целом выстлан собственным однослойным эпителием мезодермального происхождения. Целом не сплошной: в каждом сегменте располагается пара изолированных целомических мешков, отделенных от соседних сегментов поперечными соединительнотканными перегородками (диссепиментами). Целомическая жидкость находится в непрерывном движении, служит упругой гидравлической опорой (гидроскелетом), транспортирует питательные вещества, растворенные газы и продукты обмена;
• Кожно-мускульный мешок: состоит из тонкой влажной кутикулы, кожного эпителия с множеством слизистых желез и двух развитых слоев гладких мышц — наружного кольцевого и внутреннего мощного продольного. При сокращении кольцевых мышц тело вытягивается и утончается, а при сокращении продольных — укорачивается и утолщается;
• Замкнутая кровеносная система: впервые возникшая в животном мире транспортная система. Кровь течет строго по сосудам и нигде не изливается в полость тела, что обеспечивает быструю доставку кислорода и питательных веществ к тканям;
• Органы движения: на боках каждого сегмента расположены упругие хитиновые щетинки (у малощетинковых червей) или специализированные мускулистые подвижные лопасти со щетинками — параподии (у морских многощетинковых червей).

Тип Кольчатые черви подразделяется на три основных класса: Малощетинковые (олигохеты), Многощетинковые (полихеты) и Пиявки.

СТРОЕНИЕ И ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ДОЖДЕВОГО ЧЕРВЯ

Классическим представителем класса малощетинковых является обыкновенный дождевой червь, приспособившийся к постоянной подземной жизни в прохладной и влажной почве.

Тело дождевого червя достигает в длину 10–16 см и насчитывает от 100 до 180 сегментов. На каждом членике туловища по бокам сидят по четыре пары коротких упругих щетинок, направленных назад. При движении в земляных норках червь цепляется щетинками за микронеровности грунта, что обеспечивает мощное поступательное отталкивание вперед и полностью исключает соскальзывание тела назад при проталкивании сквозь плотную землю.

Дождевые черви избегают прямых солнечных лучей, ультрафиолет которых смертелен для них, а сухость воздуха моментально иссушает их кожу.

Дыхание и покровы:

Специальных органов дыхания у дождевого червя нет. Газообмен осуществляется исключительно через всю поверхность тела. Необходимый для дыхания атмосферный кислород может растворяться и проникать в кровеносные капилляры только через постоянно влажную кожу. Железистые клетки эпителия выделяют обильную защитную слизь. Эта слизь не только обеспечивает дыхание, но и защищает тело от пересыхания, предохраняет от механических повреждений о крупинки почвы и склеивает частицы грунта в норках.

Пищеварительная система:

Пищеварительный тракт дождевого червя сквозной и анатомически сложно дифференцирован:

1. Рот: расположен на брюшной стороне головного сегмента. Червь заглатывает гниющие опавшие листья и перегной вместе с частицами земли;
2. Мускулистая глотка: мощным всасывающим движением затягивает пищу внутрь;
3. Пищевод и зоб: по пищеводу пища поступает в тонкостенное расширение — зоб, где происходит ее предварительное смачивание и химическая обработка;
4. Мускульный желудок: пища перетирается сокращениями толстых мышечных стенок желудка о заглоченные песчинки;
5. Кишечник: в длинной средней кишке под действием ферментов происходит окончательное переваривание и всасывание питательных веществ в кровь;
6. Анальное отверстие: расположено на конце анальной лопасти, через него непереваренные минеральные остатки почвы выбрасываются наружу в виде характерных комочков (копролитов).

СИСТЕМЫ ОРГАНОВ ДОЖДЕВОГО ЧЕРВЯ: КРОВООБРАЩЕНИЕ, ВЫДЕЛЕНИЕ И НЕРВНАЯ СИСТЕМА

Внутренние системы органов кольчатых червей отличаются высокой точностью регуляции и сегментарным строением:

• Кровеносная система (замкнутая):

Состоит из двух главных продольных магистралей — спинного и брюшного сосудов, которые в каждом сегменте соединяются полукольцевыми сосудами. В передней части тела (в области пищевода) пять пар кольцевых сосудов имеют толстые мускулистые стенки — это так называемые «кольцевые сердца». Они ритмично сокращаются, перекачивая кровь. По спинному сосуду кровь течет от заднего конца тела к переднему, а по брюшному — спереди назад. От крупных сосудов отходят тончайшие артерии, распадающиеся на сеть микроскопических капилляров в стенке кишечника (где кровь насыщается питательными веществами) и в кожных покровах (где происходит обогащение кислородом).

• Выделительная система (метанефридии):

В каждом сегменте червя расположена пара выделительных органов — метанефридиев. Метанефридий представляет собой длинную извитую трубочку, которая начинается в целоме одного сегмента открытой воронкой, усаженной мерцательными ресничками. Воронка фильтрует целомическую жидкость, после чего каналец прободает поперечную перегородку и переходит в соседний задний сегмент. По ходу извитого канальца, оплетенного кровеносными сосудами, происходит обратное всасывание в организм воды, сахаров и ценных солей, а токсичные продукты обмена концентрируются и выводятся наружу через выделительную пору.

• Нервная система и поведение:

Нервная система состоит из окологлоточного нервного кольца (крупного надглоточного «мозгового» ганглия, подглоточного ганглия и соединяющих их нервных тяжей) и отходящей вдоль всего тела брюшной нервной цепочки. В каждом сегменте брюшная цепочка образует парное расширение — сегментарный нервный узел, от которого отходят нервы к мышцам и коже. Глаз у дождевого червя нет, однако в коже рассеяны тысячи светочувствительных и осязательных клеток. Червь тонко различает свет и темноту (при освещении фонариком быстро уползает в нору) и улавливает малейшие сотрясения почвы. Поведение дождевых червей достаточно сложное: они затаскивают опавшие листья в подземные ходы, запасая корм, а во время засухи или зимних морозов уходят на глубину до двух метров, впадая в оцепенение.

РАЗМНОЖЕНИЕ, РЕГЕНЕРАЦИЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ КОЛЬЧАТЫХ ЧЕРВЕЙ

Дождевые черви — гермафродиты, однако оплодотворение у них исключительно перекрестное:

• Спаривание: две половозрелые особи прикладываются друг к другу брюшными сторонами навстречу головами и обмениваются семенной жидкостью, которая накапливается в специальных семяприемниках;
• Образование кокона: в передней трети тела червя находится заметное утолщение — поясок (32–37 сегменты). Железы пояска выделяют обильную слизистую муфточку. Червь начинает стягивать муфточку через голову. Проходя мимо отверстий половых протоков, муфточка принимает сначала собственные яйцеклетки червя, а затем сперматозоиды партнера из семяприемников;
• Развитие потомства: соскользнув с головного конца червя, муфточка смыкается на концах и превращается в плотный защитный желто-бурый кокон размером с пшеничное зерно. Внутри кокона происходит оплодотворение и прямое развитие зародышей без стадии личинки. Через 3–4 недели из кокона выходят маленькие, полностью сформированные дождевые черви;
• Регенерация: дождевой червь обладает превосходной регенерацией. При разрыве тела хищником или лопатой задний конец червя быстро отрастает заново, восстанавливая утраченные сегменты.

Экологическое и хозяйственное значение кольчатых червей:

• Великие почвообразователи: дождевые черви и мелкие почвенные олигохеты (энхитреиды) непрерывно перекапывают и рыхлят почву на глубину до 1–2 метров. Прокладывая ходы, они улучшают аэрацию (доступ кислорода) и влагопроницаемость грунта, что необходимо для корней растений;
• Создание гумуса: пропуская через кишечник тонны растительного опада и земли, черви обогащают почву органическими веществами, кальцием и формируют прочную комковатую структуру почвы, устойчивую к водной и ветровой эрозии;
• Звено пищевых цепей: черви служат незаменимым кормом для кротов, землероек, ежей, жаб, лягушек, скворцов, грачей и дроздов. Водные малощетинковые черви (трубочник) служат кормом для рыб и очищают дно водоемов от органического ила;
• Медицинское применение: медицинская пиявка издревле используется в медицине (гирудотерапия). Слюнные железы пиявки вырабатывают ценнейшее белковое вещество — гирудин, которое предотвращает свертывание крови, растворяет образующиеся тромбы и нормализует артериальное давление при гипертонии и тромбофлебите.