Я познаю мир. Живой мир

Человек, впервые увидевший иную турбеллярию, вряд ли назовет её червем. Плоский овальный листок с фестончатыми краями, ярко–желтый, зеленый или черно–красный, медленно ползущий по подводным камням или плывущий над самым дном, волнообразно изгибая края. Правда, в большинстве случаев, чтобы рассмотреть турбеллярию, нужно хорошее увеличительное стекло. Её размер редко достигает пары сантиметров, чаще всего несколько миллиметров, а то и до миллиметра не дотягивают эти забавные существа из обширного типа плоских червей. Среди турбеллярий есть и создания, напоминающие обрезок ремня, есть плоские бляшки, ширина которых больше длины, встречаются и «нормальные», округлые червячки.

image l:href="#"

Если смотреть поверхностным взглядом, то турбеллярии от книдарий недалеко ушли. Перед нами, строго говоря, все тот же «мешок». Кишечная полость у турбеллярий заканчивается тупиком, заднепроходного отверстия у них ёщё нет. Но и кишка, и все прочие внутренние органы лежат в рыхлой массе особых мезодермальных клеток – паренхиме. Хотя тело большинства турбеллярий покрыто ресничками, как у инфузорий, и с помощью этих ресничек они зачастую и передвигаются, но все они имеют и прекрасно развитые мышечные волокна, прямо под кожей покрывающие тело в три плотных слоя. Изгибая широкое плоское тело или только его края, турбеллярии активно ползают по дну и плавают, а некоторые и ползают по суше. В составе нервной системы у них уже есть крупное скопление нервных клеток – головной ганглий, своего рода мозг. У турбеллярий есть глаза, правда, простенькие. Вкус, запах и прикосновения они воспринимают уже не всей поверхностью тела, как книдарии, а специальными органами. Устройство и расположение этих органов таково, что турбеллярия способна довольно точно определять силу и источник «приятных» или «неприятных» сигналов, а «мозг» способен обрабатывать довольно сложную информацию. Разнообразие двигательных реакций .и их целесообразность у турбеллярий намного выше, чем у актинии или медузы.

Давайте попробуем вообразить себя на месте Господа Бога и прикинуть, как можно улучшить конструкцию турбеллярий. Перебрав различные варианты, мы придем к выводу, что усовершенствовать органы чувств, мозг и органы движения не удастся, пока мы не наладим питание этих структур. Увеличение эффективности любой биологической системы требует дополнительной энергии, оперативного переключения энергетических потоков и своевременного удаления биохимических отходов, которые тормозят синтез и снижают КПД клеток и тканей. И вот как раз система распределения пищи между органами и удаление отходов в конструкции турбеллярий – узкое место. У плоских червей пространство между кишкой и кожей заполнено рыхлой массой клеток – паренхимой. Питательные вещества и кислород распространяются по телу очень примитивным путем – клетки паренхимы передают вещества друг другу. Такая эстафета, идущая через клеточные мембраны, дело медленное. По сути, транспорт веществ у турбеллярий устроен не лучше, чем у многоклеточных протист, и гораздо хуже, чем у сосудистых растений, и даже хуже, чем у грибов. Турбеллярии попробовали решить проблему тремя разными путями, в результате чего возникли три ветви развития – ветвь круглых червей, ветвь немертин и ветвь червей кольчатых.

Три ветви

У круглых червей вместо паренхимы, вмещающей внутренние органы, – пустое место, заполненное жидкостью. И именно это «пустое место" и называется полостью тела, а вовсе не полость кишечника, как многие считают. Кстати, у круглых червей сформировался сквозной кишечник, и непереваренные остатки они выбрасывают из кишки через заднепроходное отверстие, а не «выплевывают» через рот. Питательные вещества, всосанные кишкой, выделяются в полостную жидкость, а уже из нее её черпают внутренние органы. Полостная жидкость разносит внутренним органам кислород, который «впитывается» через поверхность тела (особых органов дыхания ещё нет). И в эту же жидкость органы и ткани выделяют продукты обмена. Эти продукты потом выводятся специальными системами клеток умеющих фильтровать полостную жидкость и отделять нужные и полезные вещества от ненужных и вредных. Нервная система и органы чувств у круглых червей несколько сложнее, чем у турбеллярий, но не намного. Тело покрыто плотным многослойным веществом – кутикулой, – которая прикрывает нежную «кожу» червя. Мускулистая глотка вооружена гребнями и шипами, которые действуют подобно челюстям и зубам. А у некоторых в глубине глотки скрывается твердое лезвие, которое особыми мышцами выдвигается наружу, протыкая покровы жертвы. Самая многочисленная группа круглых червей – нематоды. Племя нематод заселило всю Землю. Они живут в морях и океанах, в пресных водах, в почвах всех континентов, в тканях всех без исключения видов и пород многоклеточных организмов. Паразитов среди них предостаточно, например всем известные аскариды. Но не меньше среди нематод свободных хищников. Есть и всеядные нематоды, питающиеся и бактериями, и протистами, и гифами грибов, и просто разлагающейся органикой. Одни захватывают пищевые частицы «челюстями» и переваривают их в кишечнике. Другие – «выплевывают» капельку пищеварительного фермента и всасывают потом полупереварившуюся массу. У нематод, питающихся на растениях, у многих хищных и паразитических нематод пищеварительный фермент «выплевывается» внутрь жертвы, покровы которой предварительно пробиваются стилетом.

image l:href="#"

Строение нематод (А – самец; Б – самка): 1 – ротовая полость; 2 – пищевод; 3 – бульбусы пищевода; 4 – окологлоточное нервное кольцо; 5 – средняя кишка; 6 – яичник; 7 – яйцо в матке; 8 – половое отверстие; 9 – анальное отверстие; 10 – семенник; 11 – семяпровод

Удачная находка

Целом, или вторичная полость тела, стоит того, чтобы сказать о нем пару слов. По сути, это мешок из особых клеток, наполненный жидкостью, занявший место первичной полости тела. Представьте себе, что вы засунули очень прочный и очень эластичный воздушный шарик в щелочку под капотом автомобиля и начали накачивать в него воду. Шарик плотно «обтечет» двигатель и другие детали, заполнив все свободное пространство. Точно так же «облепляет» все внутренние органы целом.

image l:href="#"

Схема строения первичной и вторичной (целом) полости тела: 1 – стенка тела; 2 – внутренние органы; 3 – кишечник; 4 – выстилка целома; 5 – первичная полость; 6 – целом;7 – слой кишечных мышц

Почему и как возник целом и зачем он был первоначально нужен – не может внятно объяснить ни один зоолог. Говорят, что он играет роль гидроскелета. Но чем он в этой роли лучше первичной полости – не говорят. Однако, возникнув, эта штука коренным образом повлияла на процесс формирования многих других органов и внесла в конструкцию животного очень значительные изменения. Одно из самых важных – появление сложных и совершенных целомических органов выделения. Строго говоря, целом сам работает как орган выделения. В целомическую жидкость сквозь стенки целома из других тканей и органов выводятся всякие вредные вещества. Внутри целома они захватываются особыми воронками, нефридиями, и по извитым трубочкам выводятся наружу. Эта конструкция возникает только с появлением целома, до того органы выделения выглядят иначе и работают хуже. В дальнейшем органы выделения совершенствуются, но сохраняют в своей основе первоначальный «целомический» принцип. Эффективное выведение из организма «шлаков» – одно из первых условий, без которого невозможен по–настоящему активный обмен веществ. А активный обмен веществ – залог развития и активной работы мускулатуры и нервной системы. И если животные с первичной полостью тела так и остались червями, то обладатели целома ударились в бурную эволюцию и от них произошли все высокоорганизованные животные.

Аннелиды

Самые совершенные из червей – черви кольчатые, или аннелиды. У них есть целом, они обладают органами дыхания, кровеносной системой, сложной нервной системой и весьма совершенными органами чувств. Предками кольчатых червей тоже были, вероятно, какие–то турбеллярии или, во всяком случае, очень похожие на них существа. Но предками не прямыми. Простенькие турбеллярии просто не могли сразу дать такую сложную конструкцию, как кольчатый червь. Между турбелляриями и кольчецами явно стояла ещё одна (а может, и не одна) группа.

Большинству из нас хорошо знаком только один представитель племени кольчатых червей – дождевой червяк из группы малощетинковых, или олигохет. Однако олигохеты, равно как и некоторые другие классы аннелид, вроде пиявок, ведут весьма специфический образ жизни. Они многое утеряли, и потому мы склонны кольчецов недооценивать. Всеми достоинствами своего типа обладает центральная группа аннелид – многощетинковые, или полихеты. Это обитатели морей, среди которых множество активных хищников. Органы чувств у аннелид развиты прекрасно, не чета глухим и полуслепым плоским и круглым червям. У многих морских полихет есть пара крупных глаз, причем эти глаза способны фокусироваться на предметах и различать мелкие детали. Помимо «главных» глаз, у многих имеются простенькие, как у медуз или турбеллярий, глазки в самых неожиданных местах, например на хвостовой лопасти. У аннелид, кстати, и у дождевых червей тоже есть специальные органы слуха, они способны не только слышать всяческие стуки и шорохи, но и определять направление, в котором находится источник звука. Вкус и обоняние у них тоже достаточно остры, и осязание у них весьма тонкое. Понятно, что для переработки всей поступающей информации необходим сложный аналитический центр. И у аннелид появляется парное скопление нервных клеток, которое уже язык не поворачивается называть скоплением или ганглием. И зоологи называют его, как он того и заслуживает, головным мозгом.

image l:href="#"

Многощетинковые черви:А – нереис; Б – сидячий червь серпуля; В – «морская мышь» (афродита)

Именно головным. У кольчецов впервые в истории появляется четкое расчленение тела на голову и туловище. Есть у них и третий отдел – хвостовая лопасть. Головой называется самый первый сегмент, в котором, кстати, нет целома. В голове помещается мозг, на ней расположены глаза (два или четыре), голова несет особые выросты – щупики, усики и антенны, которыми червяк обследует все, что попадается на пути. Это и органы осязания, и органы обоняния одновременно. А вот рот расположен не на голове, а с брюшной стороны первого туловищного сегмента.

Туловище кольчеца состоит из отдельных сегментов, колец. Отсюда и название этих червей. Каждый туловищный членик имеет свою замкнутую целомическую полость, отделенную перегородкой от соседней.

Да ещё разделенной и вдоль, на правую и левую части.

image l:href="#"

Параподиянерериса

Каждый членик имеет пару собственных органов выделения, свои половые железы, свой маленький нервный центр – парный ганглий.