Общая характеристика плоских червей
Плоские черви — самые примитивные из всех червеобразных животных. Однако по сравнению с губками и кишечнополостными плоские черви устроены гораздо сложнее. Это двусторонне симметричные уплощенные животные с хорошо развитыми органами и системами органов.
Плоские черви очень разнообразны и обитают в самых различных средах. Наиболее мелкие из них имеют длину всего несколько миллиметров, а крупные достигают нескольких метров. В мире известно около 25 тыс. видов плоских червей.
Пищеварительная система плоских червей состоит из передней и слепо замкнутой средней кишки. Задней кишки у этих червей нет. Представители класса Ленточные черви вообще не имеют кишечника; поглощение пищи у них происходит всей поверхностью тела. У плоских червей впервые в животном мире появляется система органов выделения, предназначенная для выведения из организма вредных продуктов жизнедеятельности. Однако кровеносной и дыхательной систем у плоских червей нет.
Большинство плоских червей ведет паразитический образ жизни, развиваясь внутри других животных и человека. Многие из них в течение жизненного цикла сменяют двух или даже трех хозяев. Следствием паразитизма являются гермафродитизм и огромная плодовитость. Сложно устроенная половая система позволяет одной самке червя производить сотни тысяч яиц. Этим паразиты компенсируют свою очень высокую смертность на личиночных стадиях.
Планария
Под камнями, лежащими на дне озера, пруда или большой лужи, можно встретить очень интересное животное. Оно похоже на небольшой, всего около 2 см длиной, вытянутый листик белого цвета. Это животное называют белой, или молочной планарией и относят к типу Плоские черви (см. рис. учебника, с. 116–117).
Давайте понаблюдаем за ней. Вот планария плавно скользит по камню, по стеблю водного растения, по илистому дну. Такое равномерное перемещение червя возможно благодаря согласованным движениям тысяч микроскопических ресничек, покрывающих его тело. На основании этого признака планарию относят к ресничным плоским червям.
Непосредственно под покровами тела у плоских червей располагаются кольцевые мышечные волокна, а под ними — продольные мышечные волокна. Эпителиальный слой и мышцы образуют единый кожно-мускульный мешок, который позволяет животному сохранять постоянную форму тела. Все пространство между кожно-мускульным мешком и внутренними органами заполнено рыхлой соединительной тканью — паренхимой.
На переднем конце тела планарии видны широкие парные щупальца — органы осязания и темные пятна — глаза, которые способны только отличать свет от темноты. А вот другие органы чувств планарии столь малы, что их можно рассмотреть лишь под микроскопом. С помощью органа равновесия — статоциста — планария различает, где верх, а где низ.
Очень важную роль в жизни планарии играют органы химического чувства, так как именно с их помощью животное находит свою добычу. Медлительные планарии в природе являются свирепыми хищниками. Ориентируясь на растворенные в воде химические вещества, они определяют местонахождение мелких рачков или других червей, нападают на них, прижимают к грунту, иногда даже оборачиваются вокруг жертвы, словно змеи.
Рот у планарий находится не на голове, а в середине нижней части туловища, поэтому планария прижимается к пойманному животному именно этой частью тела, а затем при помощи выдвижной мускулистой глотки заглатывает его. Глотка переходит в разветвленную кишку. Следует отметить, что у планарии, так же как и у гидры, актинии и медузы, отсутствует анальное отверстие и непереваренные остатки выбрасываются наружу через рот.
Планарии — гермафродиты; в теле одной особи присутствуют как мужская, так и женская половые системы.
Выделительная система планарии представлена разветвленными выделительными канальцами, которые начинаются в паренхиме отдельными клетками звездчатой формы. В каждой клетке имеется пучок длинных ресничек, которые постоянно колеблются, словно язычок пламени, создавая ток жидкости в трубочках. Трубочки, сливаясь, образуют более крупные ветви выделительной системы, которые открываются наружу несколькими отверстиями на спинной стороне тела. Жидкость, которая выводится из организма, состоит из воды с растворенными в ней вредными продуктами, образующимися в результате обмена веществ.
В тех же водоемах, где живет молочная планария, можно встретить и других плоских ресничных червей — черную многоглазку и рогатую многоглазку Они тоже мелкие и невзрачные. А вот их морские родственники окрашены ярче и крупнее (могут достигать в длину 60 см). Тело морских плоских червей может быть самого разного цвета — зеленого, желтого, розового, коричневого, черного, красного, фиолетового. Всего в мире насчитывается около 3 тыс. видов ресничных червей.
Наряду с губками и гидрами, планарии являются, наверное, рекордсменами по регенерации, т. е. по восстановлению утраченных частей тела. Опыты показали, что у планарий даже одна двухсотая часть тела сохраняет способность к восстановлению полной организации со всеми присущими плоскому червю органами.
Бескишечные ресничные черви
У молочной планарии, которую изучают на уроках зоологии, есть рот, глотка и кишечник. А вот у ее родственников, бескишечных планарий, кишечника нет. На брюшной стороне этих плоских червей имеется воронка, которая ведет в небольшое углубление — ротовое отверстие. В паренхиме плоского червя развита нежная плазматическая ткань с многочисленными ядрами, не разделенная на отдельные клетки.
Бескишечные ресничные черви захватывают пищу при помощи ресничек, окружающих края ротового отверстия. Затем пищевые комочки попадают в плазматическую ткань, где и происходит процесс внутриклеточного пищеварения.
Зоологи называют ресничных червей латинским словом «турбеллярии». Крошечные турбеллярии, заселившие песчаные пляжи Бретани и Нормандии, совершают ежедневные миграции.
Эти черви живут в содружестве (симбиозе) с одноклеточными зелеными водорослями. Водоросли селятся в поверхностных клетках тела червя и придают червям характерную ярко-зеленую окраску. На протяжении большей части жизни бескишечная планария питается исключительно продуктами, синтезируемыми «квартирантами».
Бескишечная планария конволюта
Водоросли, от которых зависит жизнь этих плоских червей, проникают в организм турбеллярий на самой ранней стадии развития червя. Взрослые бескишечные ресничные черви, размножаясь, откладывают коконы с яйцами. В этих коконах содержатся также особые вещества, привлекающие одноклеточные водоросли. Поэтому через некоторое время все отложенные яйца этих плоских червей оказываются «зараженными» водорослями — зооксантеллами, которые потом оказываются и в теле появившихся из яиц молодых плоских червей. В юном возрасте бескишечные черви питаются самостоятельно при помощи ротового отверстия, но со временем они переходят исключительно на питание органическими веществами, которые вырабатывают водоросли.
Каждый день, едва начинается отлив, миллионы червей выползают на поверхность и ярко-зелеными пятнами расцвечивают желтый песок, обнажаемый отступающим морем. В течение нескольких часов мокрые блестящие черви «загорают» на солнце, а тем временем находящиеся в их теле крошечные водоросли путем фотосинтеза производят сахара, необходимые и им самим, и червям. С началом прилива яркие зеленые пятна исчезают — черви закапываются в песок. Интересно, что помещенные в сосуд с влажным песком, где нет никаких приливов и отливов, черви и там продолжают совершать свои ежедневные вертикальные миграции.
Из органов чувств у плоских червей особенно хорошо развит статоцист — маленький пузырек, расположенный над «головным мозгом» червя и просвечивающийся сквозь покровы тела. Если турбеллярий содержать в аквариуме, то через некоторое время они соберутся на поверхности воды. Однако даже легкое сотрясение сосуда заставляет их опускаться на дно. Эта реакция как раз и обусловлена наличием органа равновесия — статоциста, чувствительного к силе тяжести. Внутри мешочка — находятся крошечные кристаллики углекислого кальция, которые при изменении положения тела касаются или пригибают расположенные внутри статоциста реснички. Сигналы от ресничек проводятся по нервам в нервные центры и передают информацию о том, что положение тела животного изменилось.
Печеночный сосальщик
В жизни эндопаразитов, т. е. животных, которые паразитируют внутри тел организмов-хозяев, имеется ряд преимуществ. Во-первых, температура, при которой они существуют, не подвергается столь резким перепадам. А у паразитов, обитающих внутри тел теплокровных организмов — птиц и млекопитающих, температура окружающей их среды вообще постоянна. Кроме того, внутренние паразиты не имеют врагов — на них никто не охотится, так как они скрыты в теле организма-хозяина.
Эндопаразиты имеют неограниченный запас пищи, которая окружает их со всех сторон, — это либо ткани организма хозяина, либо содержимое его желудочно-кишечного тракта. У некоторых паразитов (например, бычьего цепня) органы пищеварения совсем исчезли. Цепни всасывают питательные вещества всей поверхностью тела.
Черви-паразиты живут в неизменных условиях обитания и в полной темноте, им не надо опасаться врагов и не нужно искать пищу, поэтому некоторые ненужные в таких условиях органы чувств, в частности глаза, у них тоже исчезли, а вслед за этим крайне упростилась и нервная система.
Однако эндопаразиты сталкиваются с другими проблемами. Внутри организма-хозяина ощущается недостаток кислорода, поэтому эндопаразиты используют бескислородный (анаэробный) тип дыхания.
Половая и пищеварительная системы печеночного сосальщика
Для эндопаразитов, обитающих в желудочно-кишечном тракте организма-хозяина, жизненно важно не оказаться случайно вынесенными наружу. Поэтому у этих червей имеются особые крючки и присоски, с помощью которых паразиты удерживаются в теле хозяина.
Перед эндопаразитами стоит еще одна сложная задача: попасть в тело организма-хозяина. Ведь животное, которое впоследствии «приютит» паразита, обязательно должно проглотить или его яйцо, или его личинку. И для того чтобы увеличить шанс заражения новых организмов-хозяев, паразиты должны откладывать огромное число яиц в «надежде», что хотя бы одно из миллионов этих яиц попадает в «цель» — в тело организма-хозяина.
Исключительно паразитический образ жизни ведут плоские черви класса Сосальщики, или Трематоды. Известно свыше 5 тыс. представителей этого класса. В переводе с греческого trematoda означает «имеющие присоски». Ученые предполагают, что сосальщики произошли от ресничных червей и поэтому у них много общих черт с планариями.
Печеночный сосальщик — паразитический плоский червь, который обитает в желчных протоках у овец, коз, крупного рогатого скота, буйволов, верблюдов, свиней, лошадей, зайцев и некоторых грызунов. Встречается он и у человека.
У печеночного сосальщика листовидное, сильно сплющенное в спинно-брюшном направлении тело, которое постепенно суживается к заднему концу. Длина его достигает 30 мм, а ширина 8–13 мм. Окраска тела сосальщика серовато-желтоватая.
В строении сосальщика имеется много особенностей, связанных с паразитическим образом жизни. Ресничный эпителий у печеночного сосальщика отсутствует, а все тело покрыто многослойной плотной оболочкой — кутикулой, которая защищает паразита от воздействия желчи хозяина.
Одно из прежних названий этого червя — печеночная двуустка. Действительно, у этого червя имеются две присоски, которые помогают паразиту удерживаться в желчных протоках организма-хозяина. Рот расположен на дне первой, ротовой присоски. Кишечник сосальщика разветвляется еще больше, чем у планарии. Питается сосальщик кровью и другими тканями своих хозяев.
Печеночный сосальщик обладает очень сложным жизненным циклом, для него характерно чередование нескольких поколений и смена хозяев. Взрослый червь паразитирует в печени рогатого скота — овец, коз, коров. Яйца червя поступают в желчные протоки хозяина и выводятся наружу.
Для дальнейшего развития яйцо должно попасть в воду, что происходит в тех случаях, когда скот выпасают на пойменных лугах или в болотистой местности.
В воде из яйца сосальщика выходит личинка. Она покрыта многочисленными ресничками и способна быстро плавать. Эта личинка отыскивает промежуточного хозяина — брюхоногого моллюска — малого прудовика, внедряется в его мягкие ткани и питается ими. В малом прудовике личинка превращается в бесформенный, неподвижный, лишенный ресничек мешок, в котором формируется несколько личиночных поколений. Таким образом, на стадии личинки происходит дальнейшее размножение. При этом личинки сосальщика размножаются в теле прудовика только бесполым путем, поэтому для печеночного сосальщика малый прудовик — промежуточный хозяин.
Очередное поколение личинок выходит из тела малого прудовика. Эти личинки имеют хвост и способны к активному плаванию. Спустя некоторое время они оседают на подводных частях растений, теряют хвост, покрываются защитной оболочкой и превращаются в цисту. На такой стадии они сохраняют жизнеспособность длительное время. При попадании цисты вместе с травой в кишечник коровы (или других животных) происходит ее заражение печеночным сосальщиком. Циста может попасть и в организм человека, если он пьет некипяченую воду из мелких водоемов или берет в рот травинки, сорванные в болотистых местах.
Заболевшие животные начинают худеть и слабеть. Шерсть у них становится сухой, а потом начинает выпадать. При дальнейшем развитии болезни появляется отечность на нижней челюсти, на груди и животе. Если своевременно не принять меры, животное погибает от истощения.
Основные мероприятия по предохранению коз, овец и коров от заражения печеночным сосальщиком направлены на борьбу с промежуточным хозяином — малым прудовиком. Для этого в местах выпаса скота ликвидируют заболоченные территории, создавая неблагоприятные условия для жизни моллюсков.
Лентец широкий
В бассейнах нижнего течения Лены, Енисея, Оби, Печоры, рек Карелии, на Кольском полуострове, в Прибалтике у человека и многих хищных млекопитающих (собак, лисиц, волков, кошек) встречается крупный паразитический ленточный червь — широкий лентец. Этот червь во взрослом состоянии может достигать длины 15 м. В отличие от бычьего и свиного цепней на головке широкого лентеца нет круглых присосок, зато имеются две продольные присасывательные щели.
Длинное тело червя может состоять из нескольких тысяч члеников. Зрелые членики почти квадратной формы имеют ширину около 1,5 см. Каждый членик несет мужскую и женскую половые системы.
Зрелые членики содержат только матку, наполненную яйцами. Матка расположена в центре членика и имеет форму розетки. Через отверстие в матке созревшие яйца попадают в кишечник хозяина, а оттуда — во внешнюю среду.
Для дальнейшего развития яйца широкого лентеца должны обязательно попасть в воду. Там из них выходит шестикрючная личинка, покрытая длинными ресничками, при помощи которых она передвигается в воде. Для того чтобы развитие лентеца продолжилось, эту личинку обязательно должен проглотить веслоногий рачок-циклоп, т. е. она должна попасть в тело первого промежуточного хозяина.
Внутри этого членистоного личинка теряет ресничный покров и проникает в полость тела. Там она превращается в следующую личиночную стадию — червеобразную.
Наступает еще один важный этап в жизни лентеца. Циклоп, в теле которого находится личинка паразита, обязательно должен быть проглочен рыбой. Чаще всего такими рыбами бывают щука, ерш, окунь, налим, лосось, форель, хариус, сиг.
В организме рыбы, т. е. в теле второго промежуточного хозяина, личинка лентеца проникает в мышцы и превращается в следующую стадию. Эта личинка белого цвета и длиной до 1 см, на ее головке имеются присасывательные щели. Заражение окончательных хозяев (хищных млекопитающих и человека) происходит в том случае, если они поедают сырую (а человек — даже недоваренную) рыбу, в которой находятся живые личинки широкого лентеца. В кишечнике окончательного хозяина личинки закрепляются и начинают расти. Через 5–6 недель паразит становится половозрелым: в нем созревают яйца. Начинается новый жизненный цикл.
Чаще всего заболевание широким лентецом встречается у населения тех районов, где распространен обычай употреблять в пищу свежемороженую, слегка поджаренную или сырую рыбу. На языке врачей эта болезнь называется дифиллоботриозом. У больных появляется тошнота, боли в животе, пропадает аппетит, нарушается работа кишечника, развивается малокровие. Люди быстро утомляются, становятся раздражительными, их мучают головные боли.
При своевременном лечении, после удаления паразита, все эти явления быстро проходят.
Бычий и свиной цепни
К классу Cestoda принадлежит около 3 тыс. видов червей. В переводе с греческого это слово означает «ленточные». Так эти черви названы потому, что тела некоторых из них действительно напоминают длинные узкие ленты. Еще одно название этих животных — цепни. Оно связано с тем, что их тело состоит из многочисленных (до нескольких тысяч) хорошо заметных члеников — словно из звеньев цепи. Наконец, третье название червей — солитеры, т. е. «одиночные».
Цепни являются высокоспециализированными эндопаразитами, т. е. паразитами, обитающими внутри тела других животных. В половозрелом состоянии ленточные черви встречаются в кишечнике позвоночных животных — рыб, амфибий, рептилий, птиц, млекопитающих.
Бычий цепень. Голова с присосками и зрелый членик
Молодые личиночные стадии солитеров живут в полости тела и внутри различных органов.
Длинное тело ленточного червя имеет различные отделы. Передний конец тела — это круглая головка с присосками.
За головкой располагается тонкая шейка. Рост животного в длину идет только в области шейки, поэтому передние, молодые членики небольшие, а удаленные от головки — более крупные. На заднем конце тела расположены зрелые членики. Окраска ленточных червей белая или желтоватая.
Снаружи тело покрыто кутикулой, под ней располагаются слои круговых и продольных мышц. Покровы вместе с мышцами образуют кожно-мускульный мешок. Пространство между внутренними органами заполнено паренхимой.
В процессе эволюции в связи с паразитическим образом жизни ленточные черви полностью утратили кишечник и поэтому всасывают переваренную пищу из кишечника хозяина всей поверхностью тела.
Выделительная система цепней представлена множеством мелких канальцев, которые впадают в четыре главных продольных канала. Каждый из мелких канальцев заканчивается клеткой с «мерцательным пламенем», которое нагнетает в канальцы продукты распада.
Нервная система ленточных червей в связи с паразитическим образом жизни развита слабо, а органы чувств отсутствуют.
Ленточные черви — гермафродитные животные. В каждом членике сначала развиваются органы мужской половой системы, а затем — органы женской половой системы. Мужская половая система состоит из многочисленных семенников, разбросанных в паренхиме. Женская половая система состоит из одного ветвистого яичника. После оплодотворения мужская половая система постепенно исчезает. Зрелые, набитые яйцами членики периодически отрываются от заднего конца тела червя и выходят из тела организма-хозяина с экскрементами.
Для паразитических червей характерна огромная плодовитость. Одна — особь может произвести до 600 млн яиц в год.
В человеческом организме могут паразитировать бычий и свиной цепни.
Длина тела свиного, или вооруженного, цепня достигает 2–3 м. На головке этого червя находятся четыре присоски и развитый хоботок, который вооружен двумя рядами крючьев. Именно поэтому этот цепень и получил название «вооруженный». И присоски, и крючья нужны цепню для того, чтобы удерживаться в теле хозяина (см. рис. учебника, с. 119).
Во взрослой стадии свиной цепень паразитирует в кишечнике человека, а его промежуточным хозяином являются дикие и домашние свиньи.
Яйца вооруженного цепня выводятся наружу с испражнениями человека. Следующий этап развития червя — это заражение промежуточного хозяина — свиньи. Из яиц, попавших в кишечник свиньи, выходит личинка, которая называется «онкосфера». Она имеет вид маленького шарика с шестью хитиновыми крючками. С их помощью личинка вбуравливается в стенки желудка или кишки, проникает в кровеносные сосуды и с током крови разносится по телу, попадая в мышцы, печень, сердце, легкие или мозг свиньи. Здесь онкосфера превращается в другую личиночную стадию — финну. Личинка растет, достигая размеров крупной горошины, а ее тело становится полым, представляя собой пузырь, наполненный жидкостью. Внутрь финны вдается зачаток головки цепня. Дальнейшего развития червя в теле свиньи не происходит.
Для продолжения жизненного цикла финна должна попасть в организм окончательного хозяина. Обычно это происходит, когда человек употребляет в пищу непроваренную, непрожаренную или непросоленную свинину. В кишечнике человека головка финны выворачивается наружу. Паразит с помощью присосок и крючьев прикрепляется к стенке кишечника, начинает расти, на его теле начинают образовываться отдельные членики.
Изредка человек может служить не только окончательным, но и промежуточным хозяином свиного цепня. В этом случае характер заболевания зависит от того, в каком органе и в каком количестве находятся личинки паразита. В особо тяжелых случаях, когда финны формируются, например, в мозге или в печени, наступает смерть.
Другим распространенным эндопаразитом человека является бычий цепень. Длина тела взрослого бычьего цепня достигает 4–10 м. Ширина конечных члеников — 7 мм, а их длина 16–30 мм. На головке находятся четыре присоски, но крючья отсутствуют. Поэтому другое название этого паразитического ленточного червя — невооруженный цепень.
Зрелый членик цепня содержит до 175 тыс. яиц. Находясь в кишечнике человека, цепень периодически отделяет от тела зрелые членики, которые выделяются наружу с испражнениями. Ежедневно из организма больного выделяется до 5 млн яиц. В кишечнике человека паразит может жить до 10 лет.
Промежуточный хозяин бычьего цепня — крупный рогатый скот. Коровы заражаются, проглатывая яйца паразита вместе с травой. В кишечнике из яйца освобождается зрелая личинка — онкосфера, имеющая шесть крючьев. Ее задача — проникнуть из кишечника в кровеносные сосуды. С кровью онкосфера попадает в различные органы и превращается в следующую стадию — финну. Размер финны невелик, с горошину. Чаще всего она локализуется в мышцах. Человек заражается бычьим цепнем, когда употребляет в пищу сырую или плохо прожаренную говядину. У людей, зараженных этим червем, наблюдается тошнота, рвота, боли в животе.
Жизнь бычьего цепня в кишечнике человека была подробно изучена зоологами-паразитологами. Эти ученые специально проглатывали зрелых личинок цепня и таким образом заражали себя паразитами. После этого они в течение нескольких месяцев вели тщательные наблюдения за своим состоянием и жизнью развивающихся цепней.
В начале прошлого века многие женщины добровольно заражали себя солитерами. Они полагали, что черви избавят их от лишней полноты, так как обитающие в кишечнике паразиты будут усваивать часть пиши.
Эхинококк
Это один из самых мелких ленточных червей и в то же время один из самых опасных паразитов человека.
По сравнению с бычьим и свиным цепнями и с широким лентецом эхинококк — настоящий пигмей: длина тела половозрелой особи составляет всего 3–6 мм, при этом его тело состоит всего из 3–4 члеников.
Головка эхинококка, так же как и головка свиного солитера, имеет присоски и хоботок, вооруженный двумя рядами крючьев. Матка находится только в заднем членике.
Половозрелая форма паразита обитает в тонкой кишке собак, лисиц, волков, шакалов, кошек. Обычно в кишечнике хищника паразитирует около тысячи особей эхинококка. Из отделившихся члеников яйца эхинококка попадают во внешнюю следу, где заглатываются промежуточными хозяевами — крупным рогатым скотом, овцами, свиньями, верблюдами, оленями, реже лошадьми, кроликами и грызунами. Все эти животные заражаются при поедании травы, на которой находятся яйца паразита.
Из попавших в желудок яиц эхинококка выходят шестикрючные личинки — онкосферы. Они проникают через стенки желудка в кровеносные сосуды и током крови разносятся по всему организму, оседая в самых разных органах. Здесь развивается следующая стадия — финна, или эхинококковый пузырь. Это плотный шар, наполненный бесцветной жидкостью. Финна растет медленно (иногда 20–30 лет), образуя на своей внутренней стенке дочерние пузыри с многочисленными головками, возникающими в особых выводковых капсулах. Иногда пузыри эхинококка могут достигать нескольких десятков килограммов.
Хищники заражаются финнами эхинококка, поедая внутренности животных. Домашние собаки и кошки заражаются на скотомогильниках или при скармливании им внутренностей забитых животных.
Человек тоже может заразиться эхинококком. В этом случае он станет промежуточным хозяином. Поэтому и у него в организме (например, в печени или даже в головном мозге), так же как у овец или коров, будет медленно развиваться огромная финна, избавиться от которой можно только оперативным путем.