Нематоды (лат. Nematoda, Nematodes) или круглые черви – это вторая по величине группа многоклеточных животных на Земле (после членистоногих), выделенная по своему внешнему виду и строению. Формально они относятся к первичнополостным червям, но это уже устаревшая классификация.
Нематоды являются структурно простыми организмами. Взрослые особи нематод состоят из приблизительно 1000 соматических клеток, а также сотни клеток, связанных с репродуктивной системой. Эти круглые черви были охарактеризованы, как «трубка в трубке» на основе желудочно-кишечный тракта, который проходит от рта на переднем конце к анусу, расположенному около хвоста. Нематоды обладают пищеварительной, нервной, выделительной и репродуктивной системами, но не имеют выделенной кровеносной или дыхательной системы. По размеру они варьируются от 0,3 мм до более 8 метров.
Большинство видов нематод раздельнополые с выделенными мужскими и женскими особями. Хотя у некоторых, таких как Caenorhabditis elegans имеет место андродиэция – они представлены гермафродитами и самцами. Оба пола имеют один или две трубчатые гонады (яичники и семенники, зависимо от пола).
Размножение нематод, как правило, основано на спаривании, хотя гермафродиты способны к самооплодотворению. Самцы обычно меньше самок или гермафродитов и часто имеют характерный изогнутый или веерообразный хвост для удержания противоположного пола. Во время спаривания, одна или несколько хитиновых спикул выходят из клоаки и вставляются в половое отверстие самки. Так передается семенная жидкость, которая во время процесса проходит по длине всего самца.
Из-за отсутствия знаний о многих нематодах их систематика является спорной и неоднократно менялась. В различных источниках можно встреть сильно отличающиеся классификации. В большинстве из них по устаревшей информации нематод выделяют, как класс, хотя они уже классифицируются отдельным типом, включающим несколько классов. Но по поводу этого до сих пор идут споры.
Большая таблица (нажмите, чтобы увидеть)
Раньше это был подотряд, но сейчас выделен, как отдельный отряд.
Все указанные подотряды включают в себя несколько семейств, которые, в свою очередь, подразделяются на роды, а те на виды.
Круглые черви могут приспосабливаться к любой экосистеме, поэтому обнаружить их можно в пресной и соленой воде, грунте, в полярных областях и в зоне тропиков. Нематоды распространены повсеместно. Ученые обнаружили червей в каждой части литосферы земли.
Когда нематоды инфицируют человека, у него появляются такие симптомы:
В дальнейшем нематоды начинают проникать в многие органы человека и активно размножаться. В результате человек начинает ощущать сильную слабость, может развиться аллергическая реакция, в редких случаях психические отклонения и прочее. Нематоды у человека сильно снижают иммунитет.
Человек может заразиться нематодами от котов, собак и других животных, при несоблюдении элементарных правил гигиены.
Коричневые полосы на картофельном стебле, вызванные нематодами Trichodoride.
Особое внимание уделяется узкоспециализированному виду червей – золотистой картофельной нематоде (Globodera rostochiensis). С знаком практически каждый, кто на дома или на даче выращивал растения семейства пасленовых. Они предпочитают селиться на корнях картофеля и томатов. Особь развивается в корневище. Цисты распространяются с почвой, ветром, водой и зараженными клубнями. Поэтому при выявлении картофельного нематода зона заражения закрывается на карантин.
Следует знать, что золотистая картофельная нематода, как и другие подобные вредители растений, абсолютно безопасна для человека.
В свободноживущих видов развитие обычно состоит из четырех линек кутикулы во время роста. Различные виды этих нематод питаются очень разнообразной пищей – водорослями, грибами, мелкими животными, фекалиями, мертвыми организмами и живыми тканями. Свободноживущие морские нематоды являются важными и обильными членами мейобентосе (мейофауны, т.е. организмов живущих на дне). Они играют важную роль в процессе разложения, помогают расщеплению питательных веществ в морской среде и чувствительны к изменениям в результате ее загрязнения. Следует отметить круглого червя Caenorhabditis elegans, живущего в почве, который стал модельным организмом для ученых, т.е. применяется в различных экспериментах. Это благодаря тому, что его геном (совокупность генов) давно полностью изучен, и это дает возможность наблюдать изменения организма при манипуляциях с генами.
Форма тела нематод цилиндрическая или, правильнее, веретеновидная, так как по направлению к обоим концам тело обыкновенно сужается ( рис. 178). Поперечное сечение тела круглое. На переднем полюсе тела лежит рот, близ заднего конца животного, на его брюшной стороне - порошица.
Вдоль тела у большинства нематод проходят 4 продольные линии: 2 по бокам и 2 по середине спинной и брюшной сторон. На брюшной стороне тела находится, кроме того, выделительное отверстие (недалеко позади рта), а у самки еще и половое отверстие. Как правило, никаких придатков, кроме небольших бугорков и щетинок, тело не имеет.
Снаружи нематоды одеты сложно устроенной многослойной кутикулой. Кутикула представляет своеобразный наружный скелет нематод, который совместно с полостным тургором создает опору для соматической мускулатуры (гидроскелет). Важна и защитная роль кутикулы, предохраняющей нематод от механических повреждений и ядовитых веществ.
Под кутикулой залегает гиподерма, она имеет либо клеточное строение, либо представляет продукт слияния клеток первичного типичного эпителия личинки - синцитий. Соответственно четырем продольным линиям гиподерма образует четыре обращенных внутрь валика. Под гиподермой лежит мускулатура, которая у Nematoda состоит лишь из одного слоя, а именно - продольных волокон. Мускульный слой несплошной, но разбит валиками гиподермы на 4 продольные ленты. При сокращении спинные и брюшные ленты действуют как мышцы антагонисты, и тело нематод способно изгибаться только в дорзовентральной плоскости. При этом червь, как правило, передвигается на боку. Таким образом, функционально брюшной стороной будет одна из боковых сторон нематоды - правая или левая.
Строение мышечных волокон крайне своеобразно. Каждая мышечная клетка имеет форму длинного веретена (например, у лошадиной аскариды достигает 0,5 см длины), от центра которого на стороне, обращенной к полости тела, выдается большой пузыревидный придаток ( рис. 179). Периферия волокна содержит тончайшие сократительные фибриллы, тогда как середина и пузыревидный придаток состоят из цитоплазмы; в придатке помещается и ядро мышечной клетки.
Между кожно-мускульным мешком залегает довольно обширная полость тела ( рис. 180). История развития, а также характер стенок полости говорят, что это первичная полость тела , непосредственно граничащая с окружающими ее органами.
Помимо опорной функции первичная полость играет важную роль в обменных процессах. Через полость тела происходит транспорт веществ, усвоенных из пищи, от кишечника к мускулатуре и половой системе. Через нее же частично осуществляется вынос продуктов обмена к органам выделения. Таким образом, первичная полость тела берет на себя функцию внутренней среды организма, подобной кровеносной системе.
Полость тела содержит водянистую жидкость, которая у некоторых нематод, например у лошадиной аскариды, едкая от присутствия в ней валериановой кислоты.
В целом для нематод характерна общая особенность гистологии - полное отсутствие ресничных образований (даже сперматозоиды лишены хвостика).
Вопрос 1. Какая форма тела у нематоды?
Форма тела нематод веретеновидная, так как тело их по направлению к обоим концам обыкновенно сужается. Поперечное сечение тела круглое.
Вопрос 2. Назовите особенности строения нематоды.
В строении нематоды можно отметить следующие особенности:
- тело нечленистое, покрыто плотной кутикулой;
- кожно-мускульный мешок содержит слабо выраженную кольцевую и хорошо развитую продольную мускулатуру в виде четырех лент (сгибая и разгибая тело в спинно-брюшном направлении, нематоды могут ползти вперед, лежа на боку);
- между слоем мышц и внутренними органами имеется полость; эта первичная полость тела выполняет функции внутренней среды организма и гидроскелета, обеспечивает независимое от стенок тела движение кишечника и участвует в обмене веществ и их транспорте;
- ротовое отверстие располагается на переднем конце тела;
- выделительная система представлена одноклеточными кожными железами, - выделяющими растворимые продукты обмена;
- кровеносной и дыхательной систем нет;
- нервная система образована окологлоточным нервным кольцом с несколькими нервными стволами;
- половая система представлена яичниками и семенниками; как правило, нематоды раздельнополы;
- органы чувств развиты слабо.
Вопрос 3. Что такое кутикула? В чем ее значение?
Кутикула - это плотное многослойное неклеточное образование на поверхности тела. Представляет собой своеобразный наружный скелет, который создает опору для мускулатуры. Также важна защитная роль кутикулы: она предохраняет тело от механических повреждений и ядовитых веществ.
Вопрос 4. Какова роль полости тела?
Полость тела играет важную роль в обменных процессах. Через нее происходит транспорт усвоенных веществ и пищи от кишечника к мускулатуре и половой системе; частично осуществляется и вынос продуктов обмена к органам выделения. Таким образом, жидкость, заполняющая полость тела, берет на себя функцию внутренней среды организма, подобно крови.
Вопрос 5. Как устроена нервная система нематод?
Нервная система нематод образована окологлоточным нервным кольцом, окружающим переднюю часть пищевода. От кольца вперед отходят несколько коротких веточек; назад направляются шесть стволов, причем два из них, проходящих по срединным спинной и брюшной линиям, мощнее остальных. Оба главных нервных ствола соединяются между собой многочисленными перемычками, которые имеют вид тонких полуколец, опоясывающих тело.
Вопрос 6. Какие отделы составляют пищеварительную систему круглых червей?
Пищеварительная система начинается ротовым отверстием, находящимся на переднем конце тела. Кишечник образует прямую трубку, тянущуюся через все тело. Передний его участок подразделен на ротовую полость и глотку. За глоткой следует слабо дифференцированная кишка, заканчивающаяся анальным отверстием.
Вопрос 7. Опишите развитие аскариды.
Попадая с фекалиями в окружающую среду, яйца при доступе кислорода во влажных условиях и при достаточно высокой температуре (около 25 °С) развиваются, и под их оболочкой образуется личинка. Последняя в яйцевых оболочках попадает в пищеварительную систему человека. В тонкой кишке она освобождается от оболочек, вбуравливается в стенку кишки и попадает в кровь. С током крови переносится в печень, сердце и по легочным артериям - в легкие. В легких личинка выходит в бронхи, вызывая воспалительные явления, сопровождающиеся кашлем. С мокротой личинки попадают в ротовую полость, а затем вторично проглатываются вместе со слюной. В кишечнике развиваются взрослые половозрелые аскариды.
Вопрос 8. Как можно заразиться аскаридами?
Большую роль в распространении яиц аскариды и заражении ими людей играют обычные комнатные мухи. Яйца могут попасть в организм человека с немытых рук, с загрязненной водой, с немытых овощей и фруктов.
Вопрос 9. Какие гигиенические меры нужно соблюдать, чтобы предотвратить заболевание аскаридозом?
Гигиенические меры для предотвращения заболевания аскаридозом: соблюдение правил личной гигиены; обезвреживание фекалий, используемых в качестве удобрений; санитарное благоустройство жилищ (водопровод, канализация); очистка питьевой воды; систематические медицинские осмотры.
Решебник содержит ответы на вопросы учебного издания и выполнен в удобном для чтения формате PDF.
Круглые черви, или нематоды (греч. «нёма» - нить), имеют удлиненное тело в виде струны или нити, в поперечном разрезе круглое. Эта группа червей, подобно плоским, относится к первичноротым животным.
Так как круглые черви произошли от , то они сохранили некоторую общность с ними в строении. Например, у тех и других нет органов дыхания и кровообращения, а глаза настолько слабо развиты, что могут только отличать свет от тьмы. Вместе с тем мышечная и нервная системы нематод по уровню своего развития претерпели ряд упрощений. У них нет поперечной мускулатуры и настоящих ганглиозных узлов, поэтому движения круглых червей не отличаются разнообразием. Нематод легко узнать по змееобразным, «болтающимся» из стороны в сторону колебаниям, которые происходят в результате попеременного сокращения продольно идущих мускульных тяжей. Если эти мышцы действуют одновременно, то нематоды в состоянии слегка укорачиваться или удлиняться.
Для них возможно и свертывание, если сокращается одна мышца. Помимо формы тела, нематоды имеют ряд особенностей внутреннего строения, которые позволяют выявить черты дальнейшего усложнения организации круглых червей в сравнении с плоскими, в частности с планариями. У нематод в процессе эволюции появилась настоящая полость тела, в которой находится полостная жидкость, омывающая расположенные в ней внутренние органы пищеварения и размножения. Однако эта полость не имеет собственных стенок (эпителия) и образуется из полости бластулы (бластоцеля), что указывает на принадлежность ее к первичной полости.
Тело нематод не сегментировано, веретеновидной формы - сужается к переднему и заднему концам, в поперечном сечении - круглое. На переднем конце тела апикально расположен рот. На заднем конце тела перед хвостовым отделом располагается анальное отверстие.
Тело покрыто многослойной эластичной прозрачной кутикулой, которую выделяет покровный эпителий - гиподерма. Обычно гиподерма синцитиальна (исчезают границы между клетками), но может иметь и клеточное строение. По окружности тела червя гиподерма образует четыре валика, вдающиеся в полость тела. По своему положению это спинной, брюшной и два латеральных валика. Валики гиподермы делят слой продольной мускулатуры на четыре продольных тяжа, соответственно два - дорзолательных, два - вентролательных. Сокращения спинных и брюшных лент мускулатуры являются антагонистическими, поэтому тело изгибается в дорзовентральной плоскости и червь передвигается на боку. Мышечные клетки очень крупные, состоят из цитоплазматической части, направленной в полость тела, и сократимой части, в которой находятся мышечные фибриллы. Сократимые части клеток прилегают к гиподерме. Кутикула, гиподерма и продольная мускулатура образуют кожно-мускульный мешок.
Между кожно-мускульным мешком и внутренними органами находится обширная полость. Она представляет собой первичную полость тела. Первичная полость тела не имеет собственной эпителиальной выстилки, образуется в результате распада паренхимы (схизоцель). Полость тела заполнена жидкостью, находящейся под давлением. Функции первичной полости тела: опорная (жидкий внутренний скелет), распределительная (транспорт питательных веществ от кишечника к тканям и органам, а также газообмен), выделительная (транспорт продуктов обмена к органам выделения).
Нематоды характеризуются полным отсутствием ресничных образований в теле - даже сперматозоиды у них лишены жгутиков. Редукция мерцательного эпителия произошла вследствие сильной кутикулизации покровов этих животных.
Выделительная система образована одноклеточными кожными (шейными) железами, которые представляют собой видоизмененные протонефридии (клетки без мерцательного «пламени»). В полости тела обычно присутствует одна такая клетка, проток которой открывается выделительной порой на поверхности тела червя. У крупных нематод (например, аскарид) шейная железа связана с длинными экскреторными каналами, залегающими в боковых валиках гиподермы. У нематод выделительную функцию также выполняют особые фагоцитарные клетки, расположенные в полости тела и не имеющие связи с внешней средой. Эти клетки в течение всей жизни червя накапливают в себе нерастворимые продукты обмена и инородные частицы. Такой способ выделения называется «почкой накопления».
Нематоды раздельнополы, четко выражен половой диморфизм (различие по внешнему виду между самками и самцами). Половые органы парные, имеют трубчатое строение. У самок яичники переходят в яйцеводы, яйцеводы - в матки, которые, сливаясь, соединяются с непарным влагалищем. Влагалище открывается женским половым отверстием, приблизительно на середине брюшной стороны тела. У самцов парные семенники переходят в семяпроводы, которые сливаются и образуют мускулистый семяизвергательный канал. Семяизвергательный канал открывается мужским половым отверстием в клоаку, расположенную на заднем конце тела. Оплодотворение внутреннее.
Развитие нематод протекает с метаморфозом: в жизненном цикле обязательно присутствует 4 личиночных и 1 взрослая стадия. Переход от стадии к стадии совершается в процессе линьки - сбрасывания старой кутикулы.
Гастротрихи - очень мелкие животные червеобразной формы. Обитают в пресноводных и морских водоемах. На брюшной стороне тела расположены реснички, с помощью которых животные передвигаются. На заднем конце тела находятся клейкие железы. Нет сплошного кожно-мускульного мешка. Кишечник сквозной, пищеварение внутриклеточное. Органы выделения - два протонефридия. Нервная система образована мозговым ганглием и двумя продольными нервными стволами. Гермафродиты или партеногенетические самки.
Киноринхи - мелкие организмы червеобразной формы, обитают в песке на дне морей. Тело покрыто хитиновыми пластинками, расположенными поперечными рядами, поэтому животные имеют характерный сегментированный облик. Тело состоит из головы, с венчиком крючков или шипиков, шеи и 11 члеников. Кожно-мускульный мешок отсутствует. Мускулатура - поперечнополосатая. Выделительная система образована одной парой протонефридиев. Передняя часть тела может выворачиваться в виде хоботка. Кишечник сквозной. Нервная система представлена окологлоточным нервным кольцом и брюшным нервным стволом. Половые железы парные, животные раздельнополы, развитие протекает с метаморфозом. Рост и развитие сопровождается линьками.
Волосатики имеют очень тонкое длинное тело, напоминающее волос. Взрослые животные темного цвета, а личинки беловатые. Тело волосатиков покрыто кутикулой, которую выделяет гиподерма, мускулатура только продольная. Пространство внутри кожно-мускульного мешка заполнено паренхимой, в которой имеются свободные полости, представляющие собой первичную полость тела. Кишечник полностью или частично редуцирован, питание происходит через всю поверхность тела, осмотрофно. Выделительной системы нет. Нервная система образована окологлоточным нервным кольцом и брюшным нервным стволом.
Головной отдел может втягиваться в туловище. Туловище одето плотным панцирем, в нем располагаются внутренние органы. Нога членистая, мускулистая, заканчивается двумя подвижными пальцами. На уровне пальцев открываются особые цементные железы, выделяющие клейкий секрет, с помощью которого коловратки могут временно или постоянно прикрепляться к субстрату. Кожно-мускульный мешок отсутствует, поперечнополосатые мышцы представлены отдельными тяжами. Полость тела первичная.
Рот ведет в мускулистую глотку. В глотке расположен характерный только для коловраток жевательный аппарат (мастакс), образованный четырьмя хитиновыми пластинками разнообразной формы. С помощью мастакса животные перетирают пищу. Глотка переходит в пищевод. Глотка и пищевод составляют переднюю кишку. Средняя кишка начинается объемистым желудком, который ведет в узкую заднюю кишку. Задняя кишка открывается анальным отверстием в клоаку. Выделительная система - протонефридиальная, имеются пламенные клетки.
Нервная система состоит из крупного надглоточного ганглия и отходящих от него нервов. Органы чувств представлены органами осязания и зрения.
Коловратки раздельнополы, выражен половой диморфизм. Протоки половых желез открываются в клоаку. Животные откладывают крупные яйца, есть живородящие виды. Самцы карликовые, не питаются, у некоторых групп вообще неизвестны. Жизненный цикл представляет чередование полового поколения (самцов и самок) и партеногенетического поколения (только самки). Коловратки служат пищей малькам рыб и водным беспозвоночным.
Картофельная нематода относится к роду галловых нематод. Самец имеет цилиндрическую червеобразную форму тела, а самка - шаровидную. В отличие от подвижных самцов самки неподвижны. Они образуют цисту, заполненную яйцами (200-800 штук), зимующую в почве. Весной из яиц выходят личинки; после третьей линьки они становятся половозрелыми. Личинки и взрослые повреждают не только картофель, но также томаты и огурцы. У пораженных растений развиваются корневые опухоли, окружающие тело нематод. Стебли отстают в росте, листья желтеют и увядают, клубни и плоды мельчают или совсем не образуются. Галловые нематоды поражают культуры тепличные, огородные, бахчевые, плодово-ягодные и технические.
Борьба с нематодами - вредителями сельскохозяйственных культур трудна и сложна, она требует различных агротехнических мероприятий, переборки клубней и луковиц в хранилищах, поддержания определенного режима в них, отбора посевного материала и т. д.
Тип круглые черви или Nemathelminthes – один из самых многочисленных среди царства животных. Насчитывается больше 20 000 видов.
Предками их считают турбеллярий, но в ходе эволюции круглые черви обрели особые черты строеня, что позволило им образовать отдельную группу.
Выделяют следующие классы круглых червей:
Размеры варьируют от 80мкм до 8 метров. Самки обычно крупнее самцов. Все представители обладатели двусторонней симметрии.
Форма тела чаще цилиндрическая или веретенообразная, характерно отсутствие сегментации. Плотная кутикула полностью покрывает тело снаружи. Полость тела у круглых червей окружена кожно-мускульным мешком. Она содержит жидкость, которая заполняет пространство между внутренними органами. Служит опорой и выполняет транспортную функцию.
Пищеварительная система круглых червей имеет более прогрессивное строение. Круглые черви отличаются от плоских червей наличием анального отверстия. Также у них отдельно выделяют заднюю кишку.
Пищеварительный тракт делится на три части: переднюю, среднюю и заднюю. Пища поглощается через ротовое отверстие, попадает в глотку и пищевод. Переваривание пищевого комка идет в среднем отделе, а после всасывания питательных веществ, остатки выводятся наружу.
Движение пищи теперь осуществляется только в одном направлении, что поспособствовало более качественному пищеварению.
Выделительную функцию выполняет шейная железа, крупное одноклеточное образование, от которого отходит пара боковых канальцев. Они открываются наружу выделительной порой.
Аммиак способен выходит из тела круглых червей через кожные покровы путём диффузии.
Большинство представителей типа — раздельнополые организмы. Часто самки и самцы имеют различный внешний вид (явление полового диморфизма). Развитие бывает прямое, без личиночной стадии, так и непрямое со сменой хозяев.
Половая система круглых червей представлена в виде трубок. У самцов это чаще одна трубка, которая делится на специализированные отделы. Вначале расположен семенник, где идет продукция сперматозоидов, которые через семяпровод попадают в семяизвергательный канал. Он открывается в дистальную часть кишечника – клоаку. С помощью копулятивных органов (кутикулярные иголочки), сперматозоиды выводятся наружу.
Половые пути самки состоят из двух парных трубок. Они слепозамкнуты в начальном отделе, здесь находятся яичники, где идет постоянное размножение половых клеток. Гаметы перемещаются по яйцеводам и попадают в матку, где происходит внутреннее оплодотворение.
Яйца круглых червей окружены тонкой оболочкой, в редких случаях она толстая. Есть виды способные к живорождению.
Она представлена окологлоточным кольцом и продольными нервами. Кольцо расположено в области глотки и служит основным ассоциативным органом. Вентральный и дорсальный нервы непосредственно отходят от главного ганглия, и залегают в гиподерме, другие нервные волокна не связаны с ним.
Органы чувств круглых червей развиты слабо. Есть химическая рецепция, органы осязания, свободноживущие морские виды обладают светочувствительными клетками.
На дистальном конце тела круглых червей находятся хвостовые железы, секретируемая жидкость которых необходима для крепления к субстрату.
Также круглые черви в своем жизненном цикле часто используют промежуточных хозяев для полноценного развития. Кольчатым червям это не характерно. Кольчатые черви отличаются от круглых червей наличием замкнутой кровеносной системы, представленной брюшным и спинным сосудами.
Питание нематод зависит от образа жизни, одни употребляют водоросли и бактерии, другие питаются за счет организма хозяина, есть и хищные виды.
Круглые черви неотъемлемая составляющая пищевых цепочек. Свободноживущие особи поглощают бактерии, простейших, а сами стают кормом для рыб, рачков.
Виды, живущие в земле, питаются перегнившей органикой, таким образом, участвуют в почвообразовании.
Круглые черви могут заражать грибы и растения, значительно снижая урожайность. Нематоды проникают в корневую систему и приводят к отмиранию корневища, тем самым угнетая рост растений. Наиболее часто заражаются злаковые и овощные культуры (луковая, картофельная, пшеничная нематоды).
