Как и чем питаются дождевые черви. Хлорагогенная желтая ткань
Рот, находящийся на переднем конце тела, ведет в небольшую ротовую полость со складчатыми стенками, за которой следует мускулистая глотка (рис. 10). Благодаря тому, что глотка соединена сложным переплетом мышечных волокон со стенкой тела, она не только совершает глотательные движения и прессует заглатываемые вещества, но может также выворачиваться наружу через широко открытый рот. Эти движения допускают захватывание таких предметов, как листья, камешки и пр., употребляемых для питания или для других целей.
В толще глоточной стенки и за ее пределами находятся многочисленные глоточные железы, протоки которых открываются непосредственно в глотку или в особый карман в спинной утолщенной части стенки ее. Глоточные железы выделяют слизистую жидкость, обволакивающую заглатываемые пищевые частицы. В этом отношении их деятельность сходна с деятельностью слюнных желез других животных. Но, кроме того, глоточные железы вырабатывают вещество, переваривающее белки; оно активно в щелочной среде и сходно по своему действию с ферментом, поступающим в кишечник из поджелудочной железы у позвоночных. Таким образом, химическая обработка белков начинается у дождевых червей уже в ротовой полости, что, вероятно, связано с необходимостью возможно более полного извлечения белковых веществ из пищи, как правило, исключительно бедной этими веществами. Глотка переходит в пищевод (рис. 10). Это довольно узкая цилиндрическая трубка, стенки которой обладают хорошо развитой мускулатурой. По бокам пищевода имеются 1—3 пары боковых карманов (рис. 10) — так называемые известковые железы.
У некоторых видов они расположены в толще стенки пищевода и потому снаружи незаметны. Эти железы называются известковыми вследствие того, что в них под микроскопом находят кристаллы углекислой извести. Что эти железы вырабатывают известь — доказывается фактом значительного обогащения ею пищевых масс при прохождении их через кишечник (количество углекислой извести в содержимом кишечника может возрастать от 0.8 до 1.3—1.8%). Предполагалось, что роль этих желез состоит в нейтрализации кислот, содержащихся в заглатываемом грунте. Это предположение стоит в хорошем соответствии с указанной выше необходимостью наличия щелочной среды для деятельности пищеварительных ферментов. Однако вряд ли этим исчерпывается роль известковых желез. Относительно их функции существует много других предположений, притом самых разнообразных; уже это показывает, что функцию известковых желез приходится считать невыясненной.
За пищеводом находится объемистое расширение кишечной трубки — так называемый зоб (рис. 10), занимающий 2—3 сегмента. В нем накопляется заглоченная пища, которая оттуда порциями поступает в следующие отделы кишечника. При отсутствии такого приспособления организм не успевал бы справиться с переработкой поступающего материала. Зоб имеет довольно тонкие эластичные стенки, благодаря чему он хорошо растягивается. Непосредственно сзади зоба находится другое расширение кишечной трубки — мышечный желудок. Внутри он выстлан эпителием с толстой кутикулой, а стенка его состоит из кольцевого и продольного слоев мускулатуры, причем особенно сильно развит внутренний, кольцевой слой, имеющий «перистую» структуру, наподобие продольного слоя мускулатуры стенки тела. Задача желудка — растирание пищи; в этом процессе главную роль играет, так же как у кур и других зерноядных птиц, трение друг о друга минеральных частиц грунта, между которыми находятся органические пищевые вещества. Дарвин наблюдал, что песчинки и кусочки кирпича, прошедшие через кишечник дождевых червей, принимают вместо угловатой окатанную форму. Имеются новые наблюдения и опыты, доказывающие значение минеральных частиц грунта для перетирания пищи в кишечнике червей; при их отсутствии (например, если поместить червей в торф) они голодают, несмотря на обильный корм в виде листьев (Зражевский, 1953).
За мышечным желудком следует средняя кишка, которая идет до заднего конца тела. По всей длине средней кишки тянется глубокая спинная складка, или тифлозол, благодаря которой на поперечных разрезах контур полости кишечника принимает подковообразные очертания (рис. 11). Физиологическое значение этой своеобразной черты организации кишечника ясно: таким путем достигается увеличение всасывающей поверхности кишечника. Стенка кишечника содержит большое количество железистых клеток, вырабатывающих слизистый секрет и пищеварительные ферменты. Среди последних, как и в глотке, имеются ферменты, переваривающие белки, и, кроме того, ферменты, превращающие крахмал в сахара (мальтозу и глюкозу); в кишечнике происходит также превращение жиров в растворимое состояние. Таким образом, у червей, как и у позвоночных, питательные вещества в виде растворов всасываются стенкой кишечника. Продвижение пищи совершается действием мускулатуры кишечника, которая состоит из внутреннего кольцевого и наружного продольного слоев мышц (следует обратить внимание на то, что расположение слоев здесь обратное таковому в стенке тела). У некоторых видов имеется несколько слоев мышц в стенке кишечника.
Читайте также: Ткани во время войны
На последних 10—15 сегментах тела кишечник лишен спинной складки, а его эпителий приобретает реснички. Эта часть называется задней кишкой. Всасывания в ней уже не происходит, а только совершается процесс формирования комочков испражнений, т. е. тех копролитов, которые имеют столь важное значение для почвенной структуры. На последнем сегменте тела кишечник открывается наружу заднепроходным отверстием, имеющим вид вертикальной щели. Интересен спор двух знаменитых натуралистов прошлого века по вопросу о пище дождевых червей — Этьена Клапареда (Франция), превосходного знатока беспозвоночных (в частности, кольчатых червей), и Чарльза Дарвина (Англия). Клапаред нашел в разных частях кишечника дождевых червей остатки измельченных листьев, перемешанных с землей, и на этом основании полагал, что землю черви заглатывают только с той целью, чтобы заглоченные ими растительные остатки лучше растирались. Дарвин, не отрицая того, что черви питаются опавшими листьями и другими растительными остатками, в то же время утверждал, что и заглатываемая земля используется ими для питания. Он наблюдал, что обильно заселены червями и те места, где они могут питаться только землей, богатой органическими веществами (например, аккуратно выметаемые дворы).
Все дальнейшие исследования подтвердили правильность наблюдений Дарвина. Вопрос о способности червей выбирать себе пищу мы затронем в дальнейшем, когда будем говорить о функциях их нервной системы и органов чувств. Большое значение имеет количество земли, поглощаемой и перерабатываемой в кишечнике дождевых червей. Оно оказалось огромным: взвешиванием копролитов установлено, что черви, населяющие культурные почвы, пропускают через кишечник за 24 часа количество грунта, равное весу их тела. Для того чтобы закончить рассмотрение кишечника, упомянем о характерной ткани, облекающей снаружи всю среднюю кишку и спинной кровеносный сосуд и заполняющей спинную складку кишечника.
При вскрытии живого или только что убитого дождевого червя привлекают внимание желтый цвет и рыхлая бархатистая поверхность средней кишки, на которой контрастно выступают красные кровеносные сосуды. Эта ткань называется хлорагогенной, или желтой. Связь ее с кишечником чисто топографическая: она — измененная часть выстилки полости тела (перитонеального эпителия), прилегающая к кишечнику. Желтая ткань состоит из крупных клеток, плазма которых заполнена каплями веществ, имеющих желтоватую окраску. Происхождение и природа этого вещества, а вместе с тем и функция самой ткани, не вполне ясны.
Одни исследователи считают эту ткань местом накопления запасных питательных материалов, наподобие жировой ткани позвоночных. И действительно, включения клеток желтой ткани содержат жир, белок и вещество, сходное с гликогеном (животным крахмалом). В то же время известно, что эта ткань содержит большое количество мочевой кислоты, что инородные вещества, введенные в виде растворов в полость тела (краски), скапливаются в клетках хлорагогенной ткани и что конечные азотистые продукты обмена веществ, подлежащие выведению из организма, обычно имеют желтый или бурый цвет. Все это заставляет думать о выделительной функции этой ткани. Очень вероятно, что наряду с накапливанием запасных питательных веществ клетки желтой ткани имеют способность извлекать из циркулирующей в ней крови и жидкости, заполняющей полость тела, отбросы, образующиеся в процессе обмена веществ. Попадая внутрь клеток желтой ткани, эти вещества выключаются из тока крови и делаются безвредными. Постепенно накапливаясь в клетках этой ткани, они могут длительно там оставаться, но могут и выделяться из организма, так как клетки желтой ткани часто отрываются и попадают в полость тела, а оттуда выводятся наружу вместе с выбрызгиванием полостной жидкости через спинные поры.
Читайте также: Протеин для костной ткани
Класс Малощетинковые (Oligochaeta)
Дождевые черви (люмбрициды). Трубочники
Олигохеты, в основном, обитают в пресных водоемах и почве. Тело вытянутое, цилиндрическое. Головной отдел не выражен, головная лопасть, как правило, лишена придатков и глаз. Сегментация тела – гомономная. На первом после головной лопасти сегменте находится рот. Параподии отсутствуют. По бокам тела расположены щетинки, обычно по четыре пучка на каждом сегменте. У половозрелых особей в передней трети тела обычно имеется железистый «поясок». Анальная лопасть также не несет никаких придатков. На анальной лопасти располагается анальное отверстие.
Кожно-мускульный мешок имеет типичное для аннелид строение: кутикула, однослойный эпителий и два слоя мышц (рис. 1). В эпителии много железистых клеток, выделяющих слизь. Слизь защищает кожу от механических повреждений, у почвенных видов – от высыхания.
В пищеварительной системе выделяют следующие органы: рот, ротовая полость, мускулистая глотка, пищевод, зоб, мышечный желудок, средняя кишка, задняя кишка, анальное отверстие. В полость пищевода дождевых червей открываются протоки трех пар известковых желез. Их секреты нейтрализуют гуминовые кислоты, которые имеются в пище дождевых червей. Для увеличения всасывающей поверхности на верхней части кишечника образовалась внутренняя складка – тифлозоль (рис. 1).
Газообмен происходит в подкожной сети капиллярных кровеносных сосудов.
Кровеносная система малощетинковых червей имеет такой же план строения как у многощетинковых: в ее состав входят спинной, брюшной и кольцевые кровеносные сосуды. В отличие от полихет, у олигохет пульсируют кольцевые сосуды в области пищевода, они называются «кольцевыми сердцами». Дыхательный пигмент гемоглобин растворен в плазме крови.
Выделительная система представлена метанефридиями, располагающимися попарно в каждом сегменте. В хлорагогенных клетках целомического эпителия накапливаются твердые экскреты. Хлорагогенные клетки, наполненные экскретами, частично удаляются через воронки метанефридиев.
В состав нервной системы, как у всех аннелид, входят парные надглоточные ганглии, парные подглоточные ганглии и двойная брюшная нервная цепочка. Органы чувств развиты слабо. В эпителии рассеяны многочисленные осязательные, светочувствительные и другие чувствующие клетки. Глаза, как правило, отсутствуют.
Олигохеты обоеполые животные. Половой диморфизм отсутствует. У дождевых червей Lumbricus terrestris половая система имеет следующее строение (рис. 3). Две пары семенников располагаются в 10-м и 11-м сегментах. Сверху они прикрыты тремя парами семенных мешков. В семенных мешках происходит накопление спермы и созревание сперматозоидов. Созревшие сперматозоиды поступают в воронки семяпроводов. Семяпроводы образуют два продольных канала, открывающиеся парными мужскими половыми отверстиями на 15-м сегменте тела.
Два яичника располагаются в 13-м сегменте. Здесь же в 13-м сегменте находятся воронки парных яйцеводов, которые открываются половыми отверстиями в 14-м сегменте. Яичники и воронки яйцеводов прикрыты сверху яйцевыми мешками. В 9-м и 10-м сегментах располагаются две пары семяприемников. Каждый из семяприемников представляет собой впячивание кожи. Отверстия семяприемников, так же, как мужские и женские половые отверстия, располагаются на брюшной стороне тела. В области 32–37-го сегментов находится «поясок». Эпителий сегментов этого участка имеет железки, выделяющие секрет, из которого образуется стенка кокона.
В период размножения все особи становятся как бы самцами, поскольку у них функционируют только семенники. Черви прикладываются друг к другу брюшными сторонами таким образом, чтобы поясок одного червя располагался на уровне семяприемников другого червя, и обмениваются семенной жидкостью, которая поступает в семяприемники. Обменявшись мужскими половыми клетками, черви расходятся. Поясок начинает секретировать слизистую «муфточку». Через некоторое время созревают яичники, и все особи становятся как бы самками. «Муфточка» начинает сползать с области пояска к переднему концу тела. При продвижении «муфточки» через 14-й сегмент в нее откладываются яйцеклетки, через 9–10-й сегменты – в нее из семяприемников «впрыскиваются» чужие сперматозоиды, происходит оплодотворение. После того, как «муфта» будет сброшена с переднего конца тела, ее концы сомкнутся, и она превратится в яйцевой кокон, внутри которого развиваются молодые черви.
Читайте также: Выращивание изолированных тканей растений
У всех олигохет развитие проходит без личиночных стадий (без метаморфоза). Из яйцевого кокона выходят маленькие червячки, похожие на взрослых.
Бесполое размножение встречается у некоторых видов пресноводных олигохет. Оно может проходить двумя способами. При первом способе происходит поперечное деление материнской особи на фрагменты, каждый фрагмент затем развивается до нормальных размеров. При втором способе родительская особь путем дифференциации участков тела превращается в цепочку из коротких дочерних особей с последующим распадом этой цепочки. У дождевых червей бесполое размножение встречается крайне редко.
Настоящие дождевые черви, или Люмбрициды (Lumbricidae) – семейство олигохет, обитают в почве, единичные виды ведут древесный или полуводный образ жизни.
Один из распространенных представителей этого семейства обыкновенный дождевой червь (Lumbricus terrestris) достигает длины 30 см, толщины 1 см, поясок располагается на 32–37 сегментах (рис. 4). Роет в почве глубокие ходы, уходящие от поверхности на 2 м и более. Каждый сегмент несет по четыре пары щетинок. При рытье дождевые черви, опираясь на щетинки, передним концом тела раздвигают почву. Питается Lumbricus terrestris опавшими листьями и другими растительными остатками, которые собирает ночью на поверхности почвы и уносит в свою норку. Если грунт плотный, то при прокладывании хода почва заглатывается и пропускается через кишечник.
При этом перегной и органические вещества почвы используются в качестве пищи, а песчинки способствуют перетиранию проглоченных кусочков листьев. Прошедшую через кишечник землю черви выбрасывают на поверхности в виде характерных кучек – копролитов.
Дождевые черви имеют большое значение в почвообразовании, на что первым обратил внимание еще Ч. Дарвин. Затягивая в норки остатки растений, они обогащают ее перегноем. Прокладывая в почве ходы, они способствуют проникновению воздуха и воды к корням растений. Заглатывая почву и растительные остатки, дождевые черви ускоряют процессы минерализации и гумусообразования.
Для дождевых червей характерна высокая способность к регенерации. Перерезанный червь не погибает, каждая из его частей восстанавливает недостающие концы. Причем задний конец тела восстанавливается легко, передний – крайне редко и с большим трудом.
Трубочники (Tubificidae) (рис. 5) обитают в пресных водоемах. Передний конец тела обычно погружается в ил, задний конец находится над поверхностью дна и совершает характерные колебательные (дыхательные) движения. Чем меньше в воде кислорода, тем интенсивнее эти дыхательные движения и наоборот. При высоком содержании кислорода трубочники погружаются в ил целиком. Вокруг высовывающейся из грунта части тела многие виды трубочников строят короткую трубочку из частиц ила, склеенных слизью.
Трубочники – грунтоеды, заглатывают ил и пропускают его через кишечник. Пищей служит органический компонент ила. Трубочники переносят даже очень сильное загрязнение водоемов. Их численность у городских и животноводческих стоков достигает нескольких тысяч особей на 1 м 2 дна. Потребляя органику, трубочники способствуют очищению воды. Трубочники – хороший корм для рыб.
Австралийский земляной червь (Meganoscolides australis) – самый крупный из современных олигохет, достигает длины 2,5–3 м. Относится к семейству Акантодрилиды (Acanthodrilidae). Местные жители используют этих червей в пищу.
► Описание других классов типа Кольчатые черви:
► Раздел Двусторонне-симметричные (Bilateria) подцарства Многоклеточные включает также:
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом