Филогения типа Nemathelminth.es
Долгое время происхождение классов типа Nemathelminthes оставалось неясным, и мнения авторов по этому вопросу сильно расходились. Лишь в последнее время, после более углубленного изучения групп, относящихся к этому типу, стало ясно, что все они своими филогенетическими корнями связаны с ресничными червями. В самом деле, признаки организации, общие с ресничными червями, рассеяны в разных классах типа Nemathelminthes. Так, у примитивных коловраток и брюхоресничных червей сохранились еще участки тела, покрытые ресничками. В этих классах органы выделения представлены типичными протонефридиями. Нервная система нематод (особенно у примитивных свободноживущих морских форм) и гастротрих не противоречит основной схеме строения таковой ресничных червей. Глотка пер-вичнополостных червей, в ее более примитивных формах (классы Gast-rotricha, Nematoda и Kinorhyncha), сходна с массивной глоткой прямокишечных турбеллярий. Положение рта на переднем конце тела, характерное для первичнополостных, встречается в пределах отряда Rhabdocoela. В строении половой системы, если не считать раздельнополого состояния у многих представителей типа Nemathelminthes, нет принципиальных отличий от примитивных форм из класса Turbellaria, a у коловраток женский половой аппарат снабжен желточником. Имеются, следовательно, все основания считать, что предками типа Nemathelminthes были какие-то ресничные черви. Значительными отличиями от ресничных червей в организации первичнополостных являются наличие первичной полости тела и задней кишки с анальным отверстием. Однако эти признаки являются результатом прогрессивной эволюции и не препятствуют принятию вышеизложенной теории происхождения типа Nemathelminthes. Интересно, что у некоторых прямокишечных турбеллярий лакуны в паренхиме настолько велики, что в них могут свободно плавать паразитические инфузории. Увеличение и слияние лакун могло привести к появлению обширной первичной полости тела. В строении отдельных классов типа Nemathelminthes имеются, на первый взгляд, значительные отличия от турбеллярий. Для первичнополостных червей характерна сильная кутикуляризация и более или менее полное исчезновение ресничного покрова, а также установление постоянства клеточного состава (коловратки и отчасти нематоды). У нематод отсутствует кольцевая мускулатура, в нервной системе образовалось окологлоточное кольцо, а протонефридии заменены выделительными каналами кожного происхождения. У коловраток выработался коловраща-тельный аппарат; очень сильным изменениям подверглась нервная система, глотка превратилась в жевательную, произошло распадение кож- но-мускульного мешка на отдельные мышцы и т. д. У брюхоресничных и кииоринх кожно-мускульный мешок также дал начало специализированным мышцам и т. д. Все эти отличия, однако, касаются главным образом отдельных органов и тканей и мало затрагивают основной план строения. ТИП СКРЕБНИ (ACANTHOCEPHALES) Скребни — паразитические черви. Тип насчитывает около 500 видов и характеризуется следующими признаками: 1. Исключительно паразитические черви, в половозрелом состоянии обитающие в кишечнике позвоночных животных. 2. Передний конец тела преобразован в специализированный орган прикрепления в виде вворачивающегося хоботка, вооруженного рядами кутикулярных крючьев. 3. Покровы представлены тонкой кутикулой и гиподермой, пронизанной системой лакун. Полость тела первичная. 4. Пищеварительная, кровеносная и дыхательная системы отсутствуют. 5. Скребни раздельнополы. Выводные протоки половой системы нередко соединяются с протоками выделительной системы (устроенной по типу протонефридиев) в общий уро-генитальный канал. 6. Развитие с метаморфозом. Жизненный цикл проходит со сменой животных хозяев. В тип скребней входит только один класс с тем же названием. КЛАСС СКРЕБНИ (ACANTHOCEPHALA) Строение и физиология. Тело скребней имеет более или менее веретеновидную форму (рис. 205) и подразделяется на собственно тело и хоботок, полый внутри и способный вворачиваться, как палец перчатки (рис. 206). Хоботок усажен несколькими рядами загнутых назад кутикулярных крючьев и служит для прикрепления паразита к стенкам кишки хозяина. При помощи мышц-ретракторов хоботок вворачивается
внутрь тела в особое влагалище — полый мускульный мешок, слепо замкнутый на заднем конце. Само влагалище, в свою очередь, прикрепляется к стенкам тела червя при помощи парных мышц. Тело одето тонким покровом, под которым находится гиподерма, представляющая собой синцитий, т. е. результат слияния клеток эмбриональной эктодермы. Гиподерма пронизана системой каналов, или лакун. В толще гиподермы залегают немногочисленные и довольно крупные ядра. Здесь же откладываются и запасы гликогена, который является для скребней, как и для других эндопаразитов
Рис. 205. Скребни. А — гигантский (с. 173), основным источником энер-скребень Macracanthorhynchus hiru-dinaceus из свиньи; Б — скребень чет-ковидный Moniliformis moniliformis из ежа (по Бремзеру)
разует парные выпячивания, так называемые лемниски, которые в виде двух лентовидных тяжей лежат по обе стороны влагалища хоботка. Функция лемнисков до сих пор остается неразгаданной. Предполагается, что они принимают участие в процессах вворачивания и выворачивания хоботка. Кожно-мускульный мешок состоит из двух слоев: наружного — из кольцевых и внутреннего — из продольных мышечных волокон. Кнутри от мышц помещается обширная полость тела (рис. 207,5). Пищеварительная система отсутствует в связи с паразитизмом, и питание совершается через покровы тела. По-видимому, скребни, подобно ленточным червям, воспринимают продукты пищеварения хозяина из содержимого его кишечника. Возможно, что важную роль играют при этом бесчисленные тончайшие канальцы, открывающиеся наружу микропорами, которые пронизывают поверхностный слой покровов скребней.
Нервная система очень проста. Она состоит из непарного мозгового ганглия, залегающего внутри влагалища хоботка, ближе к его заднему концу. От ганглия отходят тонкие нервные веточки вперед, к хоботку, а кроме того, два более толстых боковых нервных ствола, выходящих из влагалища хоботка, пересекающих полость тела и затем направляющихся вдоль стенок тела назад. Из органов чувств описаны лишь два небольших чувствительных сосочка — у основания хоботка и на его вершине, а также возле полового отверстия.
Органы выделения найдены лишь у немногих видов. Например, у гигантского скребня (Macracanthorhynchus hiru-dinaceus) они имеют характер несколько видоизмененных протонефридиев. Это два древовидно разветвленных пучка, состоящих из множества тонких веточек, каждая из которых заканчивается колбовид-ной клеткой с мерцательным,пламенем, обращенным в про- свет канальца (рис. 207,Б). Канальцы впадают в главные собирательные каналы протонефридиев, открывающиеся в выводные протоки половой системы. Таким образом, у скребней выделительная и половая системы соединены. Половая система. Скребни раздельнополы. Половые органы парные, и развитие их связано с особым соединительным тяжем, или лигамен-том, который тянется от заднего конца хоботкового влагалища через полость тела к заднему концу животного. Самец (см. рис. 206, Б) имеет два овальных семенника с семяпроводами. Оба семяпровода сливаются в семяизвергательный канал, в который вливается содержимое нескольких (чаще 6) цементных одноклеточных желез. Секрет желез служит для замыкания женского полового отверстия после совершившейся копуляции. Конец семяизвергательного канала окружен мощной мускулатурой и представляет совокупительный орган. Последний вдается в особый мешочек — совокупительную сумку, которая открывается наружу на заднем конце тела. Сумка может выворачиваться наружу и при копуляции охватывает задний конец тела самки. Женская половая система у молодых особей состоит из двух яичников, залегающих внутри лигамента. С возрастом яичники распадаются на значительное количество яйцевых комков, которые сначала поступают внутрь лигамента, а затем через разрыв стенки последнего в полость тела. Каждый яйцевой комок состоит из нескольких десятков молодых яйцевых клеток. По мере созревания яиц они оплодотворяются еще в яйцевых комках, а затем отделяются от ком-
Рис. 207. Анатомия и гистология скребней. А — женский половой проток в продольном разрезе (по Кайзеру); Б — поперечный разрез скребня в задней трети тела (по Стрелкову); В— строение протонефридия (по Петроченко): Переднее отверстие маточного колокола, 2 — лигамент, 3 — стенка маточного колокола, 4 — щелевидное отверстие маточного колокола, 5 — зрелое яйцо, проходящее из колокола в узкий яйцевод, 6 — яйцевод, 7 — матка, 8 — влагалище, 9 — женское половое отверстие, 10 — покровы, // — гиподерма, 12 — лакуны гиподермы, 13 — слои мышц, 14 — первичная полость тела, 15 — яйцевые комки, 16 — колбовидные клетки с мерцательным пламенем, 17 — главный собирательный канал протонефридия
ков и, подобно последним, плавают в полости тела. Половой проток самки устроен своеобразно (рис. 207, А). Это канал, начинающийся широко открытой в полость тела воронкой, или маточным колоколом. Помимо широкого переднего отверстия колокол на заднем конце переходит в два узких яйцевода, а на спинной стороне снабжен еще особым щелевидным отверстием, что позволяет сортировать яйца, поступающие в колокол из полости тела, а именно: узкие каналы яйцеводов пропускают только оплодотворенные, одетые оболочкой и начавшие дробиться яйца, которые имеют веретеновидную форму. Значительно более крупные незрелые яйца и яйцевые комки, попав в колокол, не проходят в яйцеводы и выбрасываются обратно в полость тела. Оба яйцевода впадают в следующий отдел полового протока — непарную длинную матку, заканчивающуюся более узким влагалищем. Влагалище открывается наружу на заднем конце животного. Развитие и жизненный цикл. Жизненный цикл скребней обыкновенно связан с метаморфозом и со сменой хозяев. Из яйца развивается продолговатая личинка с венчиком крючков на переднем конце. Личинки и взрослые скребни состоят из сравнительно небольшого числа клеток. У некоторых скребней (Neorhynchus и др.) число клеток постоянно. Гиподерма содержит всего 6 ядер, лемниски — 3, ретракторы хоботка — 4 и т. д.; богаче всего клетками нервная система. Для дальнейшего развития яйца с личинками должны быть проглочены промежуточным хозяином. Роль промежуточных хозяев для скребней, живущих в половозрелом состоянии в водных позвоночных (рыбах, амфибиях, в водоплавающей птице), играют главным образом ракообразные; для скребней из наземных позвоночных — это насекомые. Так, например, яйца Echinorhynchus salmonis из сигов развиваются в рачках-бокоплавах Pontoporeia, яйца гигантского скребня из свиньи — в личинках майских жуков и бронзовок и т.. д.
Рис. 208. Яйцо и личинки скребня Polymorphus (из Петроченко). А — яйцо; Б — личинка, вышедшая из яйца; В —сформированная личинка; Г — инкапсулированная личинка из полости тела промежуточного хозяина В кишечнике промежуточного хозяина личинка выходит из яйца, пробуравливает стенку кишки и попадает в полость тела. Здесь личинка сбрасывает крючочки, растет и постепенно превращается в почти сформированного молодого скребня; недоразвитой остается только половая система. При завершении метаморфоза происходит вворачивание хоботка во влагалище, задний конец тела впячивается (рис. 208), и личинка, приобретшая почти шаровидную форму, окружается плотной соедини-тельнотканой капсулой. В таком виде она может сохранять жизнеспособность неопределенно долгое время. При проглатывании промежуточного хозяина позвоночным (окончательным хозяином) его тело переваривается, и личинка скребня выходит из капсулы. Хоботок паразита выворачивается и внедряется в стенку кишки окончательного хозяина. Через некоторое время начинает функционировать половая система скребня. У некоторых видов жизненный цикл проходит еще более сложно (рис. 209): так, у Corynosoma strumosum — паразита кишечника тюленя — первым промежуточным хозяином является рачок-бокоплав Ponto-poreia. Рачки эти служат пищей рыбам. В кишечнике рыб личинки скребней высвобождаются из тела рачка, проходят сквозь стенку кишки рыбы и вновь инкапсулируются в полости ее тела. Никакого развития в теле рыбы личинки не претерпевают. Они достигают половой зрелости лишь в кишечнике тюленя после поедания им зараженной рыбы. Патогенное значение скребней довольно значительно. Гигантский скребень (Macracanthorhynchus hirudinaceus) встречается главным образом в свинье. Это крупный червь, достигающий длины 25 см и более и обладающий сравнительно коротким хоботком, которым он внедряется в стенку кишки, нарушая ее целостность. Личинки его живут, как сказано, в полости тела личинок бронзовок и майских жуков. Эти личинки жуков встречаются в земле, и свиньи поедают их, разрывая землю.
Рис. 209. Жизненный цикл скребня Corynosoma strumosum (по Догелю): Взрослый скребень из кишечника тюленя, 2 — яйца скребня, вышедшие из кишечника зараженного тюленя в воду, 3 — рачок Pontoporeia, заглатывающий яйца скребня, 4 — личинка скребня в полости тела рачка, 5 — рыба, поедающая рачка, 6 — личинка скребня, инкапсулированная в полости тела рыбы. Тюлень заражается скребнями, поедая рыбу с личинками паразита
Некоторые виды скребней, например Pomphor-hynchus laevis, вызывают серьезные кишечные заболевания пресноводных рыб. Иногда в кишечнике одного усача имеется около 300 скребней (рис. 210), что приводит к глубоким изъязвлениям стенки кишки. Скребни рода Polymorphus— паразиты уток — могут наносить серьезный ущерб птицеводству, так как нередко становятся причиной массовой гибели птиц, в особенности молодняка. Филогения скребней. Относительно происхождения типа Acanthocephales нет единого мнения Чаще скребней сближают с нематодами, указывая на цилиндрическую форму тела, сходство в строении гиподермы, присутствие у них первичной полости тела и раздельнополость. Однако сближение это не имеет достаточных оснований. Тело скребней становится цилиндрическим лишь после фиксации. В отличие от нематод гиподерма пронизана лакунами, имеются протонефридии, а половая система устроена принципиально иначе.
Существует и другая точка зрения, по которой скребни считаются группой, близко родственной приапулидам. В молодом состоянии тело некоторых представителей класса Priapulida (с. 242) подразделяется на покрытую шипами голову (ее считают гомологом хоботка скребней), гладкую шейку, подобную основной части хоботка скребней, и туловище. Выделительными органами у приапулид служат протонефридии, притом открывающиеся в половые протоки, подобно тому как это имеет место у скребней. Существенные черты различия между приапулида-ми и скребнями объясняют паразитическим образом жизни последних. Наконец, наиболее старая гипотеза сближает скребней с плоскими червями. В пользу этого говорит устройство хоботка, похожего на вооруженные венчиками крючьев сколексы цестод, отсутствие пищеварительной системы, органы выделения в виде протонефридиев и, наконец, усматриваемые некоторыми авторами следы ортогона в строении нервной системы скребней. Однако не следует забывать, что сходство в строении прикрепительных органов и отсутствие кишечника у скребней и цестод связано с их паразитическим образом жизни и скорее всего носит конвергентный характер. По-видимому, следует рассматривать скребней, как самостоятельный тип животных, связанных в своем происхождении с плоскими червями, к которым они все-таки наиболее близки. Вероятнее всего, это слепая ветвь эволюции плоских червей, развивавшаяся параллельно с типом Nemathelminthes, но независимо от него и ушедшая в сторону узкой специализации, обусловленной паразитическим образом жизни.
ТИП КОЛЬЧАТЫЕ ЧЕРВИ (ANNELIDA) Тип кольчатых червей, или кольчецов, охватывает значительное число видов (около 9000) высших червей, обладающих гораздо более сложной организацией, чем предыдущие типы. Главные признаки типа Annelida таковы: 1. Тело кольчатых червей слагается из головной лопасти (просто-миума), сегментированного туловища и задней анальной лопасти (пи-гидия). На головной лопасти большей частью располагаются органы чувств. 2. Имеется хорошо развитый кожно-мускульный мешок. 3. Животные обладают вторичной полостью тела, или целомом; причем каждый сегмент имеет свою пару целомических мешков. Головная и анальная лопасти лишены целома. 4. Ротовое отверстие лежит на брюшной стороне первого сегмента туловища. Пищеварительная система, как правило, слагается из ротовой полости, глотки, средней кишки и задней кишки, открывающейся анальным отверстием на конце анальной лопасти. 5. У большинства кольчецов имеется хорошо развитая замкнутая кровеносная система. 6. Функция выделения выполняется сегментарными органами — не-фридиями. Обычно в каждом сегменте имеется одна пара нефридиев. 7. Нервная система состоит из парного головного мозга, пары окологлоточных нервных стволов, огибающих глотку с боков и соединяющих мозг с брюшной частью нервной системы. Последняя состоит из пары более или менее сближенных, а иногда и слитых вместе продольных нервных тяжей, на которых в каждом сегменте располагаются парные ганглии (за исключением наиболее примитивных форм). У многих кольчатых червей имеются органы чувств — глаза, обонятельные ямки и различного рода щупальцевидные придатки. 8. Наиболее примитивные кольчатые черви раздельнополы; у части аннелид вторично появился гермафродитизм. 9. Дробление яйца идет по спиральному типу и имеет детерминатив-ный характер. 10. У низших представителей типа развитие протекает с метаморфозом, типичная личинка — трохофора. Тип кольчецов делится на два подтипа: Беспоясковые (Aclitellata) и Поисковые (Clitellata). ПОДТИП I. БЕСПОЯСКОВЫЕ (ACLITELLA1 А) Для Aclitellata характерны раздельнополость и очень простое строение полового аппарата. На туловище нет специальной поясковой зоны половых сегментов. Чрезвычайно характерен метаморфоз с мерцательной личинкой трохофорой. К подтипу относится один класс — Многоще-тинковые черви (Polychaeta). КЛАСС I. МНОГОЩЕТИНКОВЫЕ (POLYCHAETA) Многошетинковые — самый богатый представителями класс кольчецов (около 5300 видов), которые за единичными исключениями живут в морях. Многие из них ведут активный образ жизни, ползая по дну, роясь в грунте или плавая в толще воды; другие — сидячие животные, живут в защитных трубках. Немногие представители ведут паразитический образ жизни.
ж Рис. 211. Различные многощетинковые черви. А — Nereis (ползающая форма); Б — Le-pidonotus (ползающая форма), видны чешуевидные элитры — видоизмененные спинные усики паранодий и глотка, выдвинутая из ротового отверстия; В — Phyllodoce (ползающая форма); /" — пескожил Arenicola (роющая форма), в средней части тела видны кустистые жабры, на переднем конце выпяченная глотка; Д — Spirorbis (мелкая сидячая форма, обитающая в известковой спиральной трубочке); Е — Telepus (сидячая форма, обитающая в органической трубке, укрепленной мелкими камешками), из трубки высунут передний конец животного, снабженный длинными щупальцами; Ж — Serpula (сидячая форма, живущая в известковой трубке), на переднем конце перистые «жабры»— видоизмененные пальпы и крышечка, замыкающая вход в трубку, когда животное в нее прячется (А — из Ливанова, Б и Е — из Гаевской, В — из Матвеева, Г, Ц и Ж — по Заксу) Класс полихет характеризуется следующими признаками: чувствительные придатки головной лопасти хорошо развиты, в частности всегда имеется одна пара щупиков, или пальп, которые у сидячих полихет превращены в крону щупальцевидных придатков, часто называемых «жабрами». Каждый сегмент тела несет пару примитивных ножек — парапо-дий, снабженных щетинками.
Строение и физиология. Форма тела вытянутая, лишь слегка сплющенная в спинно-брюшном направлении или правильно цилиндрическая. Туловище состоит из различного числа (от 5 до 800) сегментов (рис. 211). По количеству сегментов различаются формы малосегментные, или олигомерные (Dinophilus, рис. 212; Myzostomum и их родичи), и формы многосегментные, или полимерные (большинство представителей Polychaeta). Передний, или предротовой, участок тела — простоми-ум и задний, или анальная лопасть, — пигидиум отличаются от сегментов туловища и являются особыми, не метамерными частями тела. Сегменты туловища в более простых случаях совершенно равноценны, или гомо-номны, имеют одинаковый вид и содержат приблизительно одинаковые органы. Такая гомономность есть признак примитивной организации и лучше всего выражена у свободноподвижных, бродячих форм. Гетеро-номность, или разноценность сегментов в разных областях тела, проявляется резче всего у сидячих полихет как следствие неодинаковых условий жизнедеятельности передней части тела, высовывающейся из трубки, и задней, всегда скрытой в глубине жилища.
Тело многощетинковых кольчецов, как правило, снабжено различными придатками, служащими отчасти для
Рис. 212. Схема организации Dinophilus — олигомерного представителя Polychaeta (по Беклемишеву): / — темснняч пластинка, 2 — глаз, 3 — венчики ресничек. 4 — совокупительный орган, 5 — анус, 6 —половое отверстие, 7 — задняя кишка, 8— кишечник. 9 — семенник, 10 — рот, нф! — нф!У — нефридии Рис. 213. Передний (А) и задний (Б) концы тела Nereis pelagtca (по Иванову): / — щупальце (антенна), 2 — пальп, 3 — перисто-мнальные усики, 4 — глаза, 5 — простомиум, 6 — обонятельная ямка, 7 — перистомиум, 8 — пара-подии, 9 — щетинки, 10 — спинной усик, // — пи-гидий, 12 — анальные усики, 13 — просвечивающий спинной кровеносный сосуд движения, частью органами чувств. Сильнее развиты придатки на головном отделе, где они имеют иной характер, чем на туловище. Головной отдел состоит из предротового участка — простомиума, или головной лопасти, и перистомиума, который несет ротовое отверстие и представляет первый сегмент, но часто является результатом слияния нескольких (2—3) передних сегментов (рис. 213). Процесс цефализации — включения одного или более туловищных сегментов в головной отдел — наблюдается не только у кольчецов, но и у членистоногих. Наиболее постоянные и характерные придатки простомиума — пара щупиков, или пальп. Здесь же расположена пара или более органов осязания— щупалец (антенны), имеющих разнообразную величину и форму. На перистомиуме нередко в различном количестве развиваются усики, или цирры. Пальпы и антенны иннервируются головным мозгом, усики же — передним концом брюшной нервной цепочки.
Для туловища характерно присутствие парных боковых выростов — параподий (рис. 214). Это короткие, мускулистые и подвижные выросты тела, по сути дела первые, еще очень примитивные конечности, появляющиеся у беспозвоночных. Они расположены по бокам тела метамерно, по паре на каждый сегмент. Параподия состоит из базальной нерасчлененной части и двух ветвей: спинной (нотоподия) и брюшной (невропо-дия). От основания спинной и брюшной лопастей параподий отходит по тонкому щу-пальцевидному придатку — усику, имеющему обонятельное и осязательное значение. Каждая из ветвей параподий содержит пучок щетинок, торчащих из нее концами наружу. Щетинки тонки и эластичны и состоят из органического вещества, близкого к хитину. Основаниями своими щетинки каждого пучка лежат в мешковидном впячи-вании стенки параподий. Каждая шетинка
Рис. 214. Параподия Nereis petagi- са (по Иванову): Спинной усик, 2 — лопасти спинной ветви параподий, 3 — щетинки, 4 — лопасти брюшной ветви параподий, 5 — брюшной усик. 6 — брюшная ветвь параподий, 7 —опорные, щетинки, 8 — спинная ветвь параподий Рис. 215. Типы параподий. А — Nereis; Б — Phyllodoce; В ~ Eunice (из Абрикосова и Ле- винсона):
|
