Тип Круглые черви (Nemathelminthes). Опишите общие черты класса Нематоды (Nematoda) на примере аскариды человеческой. Каковы особенности цикла миграции аскариды в теле человека?

Аскарида человеческая (Ascaris lumbricoides) вызывает заболевание аскаридоз. Взрослые паразиты раздельнополые паразитируют в тонких кишках человека. Самки достигают 40 см в длину, самцы 25 см. У самки тело прямое, у самца с закрученным задним концом. Половое отверстие самки на пояске в передней половине тела, а у самца анальное отверстие у заднего конца тела выполняет дополнительную роль полового отверстия, так как семяизвергательный канал впадает в заднюю кишку. Самки продуцируют огромное количество яиц, выводимых с фекалиями в наружную среду. Аскаридам свойственно анаэробное дыхание, при котором запасные питательные вещества (гликоген) расщепляются в результате обменных процессов с выделением энергии и образованием вредных веществ (валериановая, масляная и другие органические кислоты).

Тело у нематод вытянутое, несегментированное, на поперечном срезе круглое, покрыто толстой многослойной кутикулой, выделяемой кожей. Кутикула представляет собой наружный скелет, который совместно с полостным тургором создает опору для соматической мускулатуры (гидроскелет). Также кутикула предохраняет от механических повреждений, ядовитых веществ, от внутренней среды хозяина, повышает их жизненную стойкость. Кожа представлена клеточным синцитием – гиподермой, которая образует изнутри четыре продольных валика: два боковых, спинной и брюшной. В спинном и брюшном валиках проходят продольные тяжи нервной системы. Под гиподермой залегает продольная мускулатура, которая образует четыре ленты между валиками гиподермы. Мышечные клетки образуют особые придатки – мышечные пузыри, которые подходят к нервным тяжам. Полость тела, залегающая под кожно-мускульным мешком – схизоцель хорошо развита и выполняет кроме транспортной функции и опорную. В полости поддерживается высокий тургор полостной жидкости, что в сочетании с продольной мускулатурой способствует передвижению червей в субстрате. Кишечник имеет три отдела. Передний отдел кишечника дифференцирован и состоит из ротовой полости, глотки, пищевода. Средняя и задняя кишка без отделов. Выделительная система состоит из 1-2 гигантских клеток гиподермы («шейные» или гиподермальные железы). Продольные выделительные каналы залегают в боковых валиках гиподермы. У переднего конца тела имеется поперечный канал, соединяющий продольные выделительные каналы и открывающийся порой наружу. Функцию почек накопления выполняют 1-2 пары фагоцитарных клеток, расположенных около выделительных каналов. Нервная система ортогональная, состоит из окологлоточного ганглиозного кольца и двух стволов – спинного и брюшного, соединённых кольцевыми перемычками – комиссуарами. Органы чувств – осязательные и обонятельные клетки. Половая система самцов и самок отличается. У самок гонады парные. От яичников, имеющих форму тонких трубочек, отходят яйцеводы, переходящие в толстые каналы – матки, от которых отходит непарное влагалище, открывающееся половым отверстием на пояске. У самцов половая система непарная: один семенник в виде тонкой нити переходит в семяпровод, впадающий в толстый семяизвергательный канал. Анус у самцов выполняет функцию клоаки, так как совмещает роль ануса и полового отверстия. Около клоаки у самцов расположены совокупительные спикулы. Спермии без жгутиков и передвигаются амебоидными движениями. Размножение половое или партеногенетическое. Оплодотворение внутреннее. Рассмотрим основные этапы жизненного цикла аскариды.

Самки продуцируют огромное количество яиц, выводимых с фекалиями в наружную среду. Яйца покрыты плотной оболочкой, защищающей зародыша от высыхания, химических воздействий; развиваются в кислородной среде 9-30 дней, после чего в них формируются личинки и яйца называются инвазийными, способными к заражению хозяина. Заражение человека происходит путем проглатывания яиц с личинками с загрязненной едой или почвой. В кишечнике из яиц выходят личинки, проникающие в слизистую кишки, а затем в кровеносные сосуды. Происходит миграция личинок аскарид по большому и малому кругу кровообращения, а затем они концентрируются в капиллярах альвеол легких. Из альвеол личинки проникают в бронхи, трахеи и глотку. При откашливании вместе со слизью личинки заглатываются. При вторичном заглатывании паразитов в личиночном состоянии (первичное заглатывание происходило на фазе яиц) из них вырастают взрослые нематоды.

 

Тип Кольчатые черви (Annelida). Опишите основные черты кожно-мышечного мешка, вторичной полости тела, пищеварительной системы. Что такое гомономная и гетерономная метамерия? Каковы особенности организации выделительной, кровеносной и нервной систем?

Кольчатые черви (Annelida) – обширная группа бесскелетных беспозвоночных животных, включающая около 12 тыс. видов. Живут они в морях, пресных водах, на суше. Тип Кольчатые черви открывает в системе животных высший уровень организации – целомических животных. У этого типа в отличие от всех нижестоящих групп животных впервые появляется набор всех систем органов, характерных для высших групп организмов вплоть до млекопитающих и человека. Черты их организации прослеживаются у всех других типов целомических животных вплоть до хордовых. Основные особенности организации типа кольчатых червей как первых целомических животных. 1)Метамерность внешнего и внутреннего строения. Метамерия – это повторение одинаковых сегментов или колец вдоль главной оси тела (от лат. cлов meta – повторение, mera – часть). Гемономные сегменты – разные по морфологическому строению, гомономные сегменты – морфологически однородные. Отдельные сегменты или небольшие их группы могут перестраиваться, специализируясь на выполнении различных функций. Эти изменения могут выражаться в появлении в сегменте каких-либо органов или же в слиянии и даже утрате отдельных сегментов. Тело – червеобразное, разделенное на членики, или сегменты. В каждом сегменте повторяются многие системы органов. Тело кольчатых червей состоит из головной лопасти, сегментированного туловища и анальной лопасти. 2)Имеется кожно-мускульный мешок, состоящий из кожного эпителия, кольцевых и продольных мышц, которые изнутри подстилаются целомическим эпителием. 3)Вторичная полость тела (целом) заполнена целомической жидкостью, которая выполняет роль внутренней среды организма. В целоме поддерживается относительно постоянный биохимический режим и осуществляются многие функции организма (транспортная, выделительная, половая, опорно-двигательная). 4)Кишечник состоит из трех функционально различимых отделов: передней, средней и задней кишки. У некоторых видов имеются слюнные железы. Передний и задний отделы – эктодермальные, а средний отдел пищеварительной системы – энтодермального происхождения. Передний отдел начинается ротовым отверстием, расположенным на перистомиуме с брюшной стороны. Ротовая полость переходит в мускулистую глотку, которая служит для захвата пищевых объектов. Вслед за глоткой следует пищевод, в который открываются протоки желез. У некоторых видов развит маленький желудок. Средний отдел кишечника служит для окончательного переваривания и всасывания питательных веществ. Непереваренные остатки пищи поступают в заднюю кишку. Анальное отверстие открывается обычно на дорсальной стороне анальной лопасти. 5)У большинства кольчецов замкнутая кровеносная система. Кровь течет только по сосудам и имеется сеть капилляров между артериями и венами. Движение крови осуществляется следующим образом: по спинному, наиболее крупному и пульсирующему сосуду кровь течет к головному концу тела, а по брюшному – в обратном направлении. По кольцевым сосудам в передней части тела кровь перегоняется из спинного сосуда в брюшной, а в задней части тела – наоборот. 6)Основными органами выделения являются метанефридии эктодермального происхождения. Каждая пара метанефридиев начинается в одном сегменте воронками, открытыми в целом, от которых выделительные каналы продолжаются в следующем сегменте и открываются там наружу парными отверстиями. Метанефридии - не только органы выделения, но и регуляторы водного баланса в организме. В каналах метанефридиев происходит сгущение продуктов выделения (аммиак превращается в мочевую кислоту), а вода всасывается обратно в целомическую жидкость. Тем самым экономится влага в организме и поддерживается определенный водно-солевой режим в организме. 7)Нервная система состоит из парных мозговых ганглиев и брюшной нервной цепочки с метамерно повторяющимися парными ганглиями в каждом сегменте. Появление головного мозга, расположенного дорсально над глоткой, существенно отличает кольчатых червей от плоских. Парные спинные доли мозга кольчецов разделены на передний, средний и задний ганглии. Эта особенность строения мозга отличает кольчецов от круглых червей. 8)Кольчатые черви обычно раздельнополы, но нередко наблюдается одновременное развитие мужских и женских половых желез (гермафродитизм). 9)Развитие часто протекает с метаморфозом. Типичная личинка у морских кольчецов – трохофора. Таким образом, в организации червей прослеживаются прогрессивные черты целомических животных: наличие целома, метамерность строения, появление кровеносной системы, выделительная система типа метанефридиев, более высокоорганизованная нервная система и органы чувств. Этим кольчецы отличаются от низших плоских и круглых червей. Но ряд черт в организации кольчецов свидетельствует об их родстве с низшими червями: личинки кольчецов – трохофоры имеют первичную полость тела, протонефридии, ортогональную нервную систему и на ранних стадиях – слепой кишечник. Эти особенности иногда встречаются и у взрослых кольчецов из примитивных групп.

 

 

Тип Кольчатые черви (Annelida). Покажите основные особенности организации многощитинковых (Polychaeta). Укажите уникальные особенности размножения Polychaeta. В чем заключается биологическая роль многощитинковых в морских экосистемах?

Кольчатые черви (Annelida) – обширная группа бесскелетных беспозвоночных животных, включающая около 12 тыс. видов. Живут они в морях, пресных водах, на суше. Тип Кольчатые черви подразделяется на класс Первичные кольчецы (Archiannelida), класс Многощетинковые (Polychaeta), класс Малощетинковые (Oligochaeta), класс Пиявки (Hirudinea).

Многощетинковые (Polychaeta) – центральный класс кольчатых червей, отличающийся наибольшим числом видов (около 8 тыс.) и экологическим многообразием. Большинство – морские свободноживущие, но есть пресноводные или ведущие паразитический образ жизни. Класс отличается от других кольчецов хорошо обособленным головным отделом с чувствующими придатками и наличием конечностей – параподий с многочисленными щетинками. Они преимущественно раздельнополые. Развитие с метаморфозом.

Тело состоит из головного отдела, сегментированного туловища и анальной лопасти. Голова образована головной лопастью (простомиум) и ротовым сегментом (перистомиум), который бывает нередко сложным в результате слияния с 2-3 туловищными сегментами. Рот расположен вентрально на перистомиуме. На голове у многих полихет имеются глазки и чувствующие придатки. На туловищных сегментах имеются парные боковые выросты со щетинками – параподии – примитивные конечности, при помощи которых полихеты плавают, ползают или зарываются в грунт. Каждая параподия состоит из базальной части и двух лопастей – спинной (нотоподия) и брюшной (невроподия). У основания параподии на спинной стороне имеется спинной усик, а на брюшной – брюшной – чувствующие органы полихет. Нередко спинной усик превращен в перистые жабры. Параподии вооружены пучками щетинок, из органического вещества, близкого к хитину. Среди щетинок несколько крупных – ацикул, к которым изнутри прикрепляются мышцы, приводящие в движение параподию и пучки щетинок. Конечности полихет совершают синхронные движения подобно веслам. Тело полихет покрыто однослойным кожным эпителием, который выделяет на поверхность тонкую кутикулу, м.б. ресничный эпителий, роговая трубочка, пропитанная известью (от железистых клеток). Под кожей – кольцевая и продольная мускулатура. По бокам имеются пучки веерообразных мышц, приводящие в движение лопасти параподий. Слой кутикулы (плотный кожный покров), эпителий, кольцевые и продольные мышцы и целотелий (ткань, выстилающая целом и покрывающая внутреннюю поверхность мышечной системы и поверхность внутренних органов) в своей совокупности образуют кожно-мышечный мешок.

Животные этого класса имеют удлинённую червеобразную форму тела. Тело сегментировано и состоит из большого числа «колец», отсюда и название типа.

Вторичная полость тела (целом) у полихет устроена весьма разнообразно: в наиболее примитивном случае отдельные группы мезенхимных клеток покрывают изнутри мышечные ленты и наружную поверхность кишечника; в более сложном случае целомический эпителий может полностью покрывать кишечник и мышцы; целом представлен полностью в случае развития парных метамерных целомических мешков. Целом является гидроскелетом, участвует в процессах размножения, выделении веществ их транспорте, выполняют опорно-двигательную, гомеостатическую функции. В теле червей целом представлен двумя мешками, ограниченным целотелием. Каждый сегмент имеет свою пару целомических мешков. Головная и анальная лопасти лишены целома.

Пищеварительная система: кишечник состоит из трех функционально различных отделов: передней, средней и задней кишки. У некоторых видов имеются слюнные железы. Полихеты в основном обладают кожным дыханием, у некоторых видов имеются спинные кожные жабры, образующиеся из параподиальных усиков или придатков головы. Дышат они кислородом, растворенным в воде. Газообмен – в густой сети капилляров кожи или жаберных придатков. Кровеносная система замкнутая и состоит из спинного и брюшного стволов, соединенных кольцевыми сосудами, а также из переферических сосудов. Кровь часто красного цвета, за счет гемоглобина, растворенного в крови. У примитивных полихет кровеносной системы нет, а гемоглобин растворен в нервных клетках. Выделительная система представлена метанефридиями, по паре в каждом сегменте. Каждый метанефридий состоит из воронки, выстланной внутри ресничками и открытой в целом. Движением ресничек в нефридий загоняются твердые и жидкие продукты обмена. От воронки нефридия отходит канал, пронизывающий перегородку между сегментами и в другом сегменте открывается наружу выделительным отверстием.

Нервная система состоит из мозговых ганглиев и брюшной нервной цепочки с метамерно повторяющимися парными ганглиями в каждом сегменте. Появился головной мозг, расположенный дорсально над глоткой. Парные спинные доли мозга разделены на передний, средний и задний ганглии. Органы чувств; глаза неинвертированного типа, органы обоняния, осязания – чувствующие клетки, органы равновесия – статоцисты.

Многощетинковые являются раздельнополыми, половой диморфизм не выражен. Половые железы формируются во всех сегментах за исключением передних и самых задних. Половая железа находится на стенке целома. Затем гонады лопаются, и половые клетки попадают в целом, где достигают полную зрелость. У некоторых имеются половые протоки. Оплодотворение наружное. Размножение половое, бесполое или метагенез (чередование этих типов). Бесполое размножение происходит путем поперечного деления тела червя на части (стробиляция) или почкованием, процесс сопровождается регенерацией недостающих частей тела. Половое размножение нередко связано с явлением эпитокии. Эпитокия – это резкая морфофизиологическая перестройка организма червя с изменением формы тела в период созревания половых продуктов: сегменты становятся широкими, ярко окрашенными, с плавательными параподиями. У червей, развивающихся без эпитокии, самцы и самки не изменяют своей формы и размножаются в донных условиях. У видов с эпитокией несколько вариантов жизненного цикла: у нереид (Nereis virens) самцы и самки становятся эпитокными и всплывают на поверхность моря для размножения, после чего погибают или становятся жертвой птиц и рыб. Из оплодотворенных в воде яиц развиваются личинки, осевшие на дно, из которых формируются взрослые особи;

Важнейшими чертами развития полихет являются спиральное детерминированное дробление оплодотворенных яиц, телобластическая закладка мезодермы, метаморфоз с образованием личинки – трохофоры (трохофора-метатрохофора-нектохета). Появлением примитивных черт организации на стадии трохофоры и метатрохофоры (первичная полость, протонефридии, ортогон). Биологическое значение развития многощетинковых червей с метаморфозом заключается в том, что плавающие личинки (трохофоры, метатрохофоры) обеспечивают расселение видов, которые во взрослом состоянии ведут донный образ жизни. У некоторых полихет наблюдается забота о потомстве, и их личинки малоподвижны и утрачивают функцию расселения. В ряде случаев наблюдается живорождение.

Биологическое и практическое значение полихет в океане очень велико: важное звено в цепях питания, очистка морской воды, переработка органического вещества, кормовое значение.