Исходный уровень знаний:

План ответа:

• Внешнее и внутреннее строение Плоских червей
• Размножение Плоских червей
• Классификация Плоских червей, многообразие видов
• Особенности строения и развития червей класса Ресничные на примере Молочной планарии
• Особенности строения и развития червей класса Сосальщики на примере Печеночного сосальщика
• Особенности строения и развития червей класса Ленточные на примере Бычьего цепня и др.

Общая характеристика Плоских червей

Количество видов: около 25 тысяч.

Среда обитания: Обитают повсеместно во влажных средах, включая ткани и органы других животных.

Строение: Плоские черви – это первые многоклеточные животные, у которых в ходе эволюции появились билатеральная симметрия, трехслойность, настоящие органы и ткани.

Билатеральная (двусторонняя) симметрия – это значит, что сквозь тело животного можно провести воображаемую ось симметрии, при этом правая сторона тела будет зеркально похожа на левую.

В ходе зародышевого развития у трехслойных животных закладываются три слоя клеток: наружный – эктодерма , средний – мезодерма, внутренний – энтодерма . Из каждого слоя развиваются определенные органы и ткани:

из эктодермы формируются кожные покровы (эпителий) и нервная система;

из мезодермы – мышечная и соединительная ткани, половая, выделительная системы;

из энтодермы – пищеварительная система.

У плоских червей тело сплющено в спино-брюшном направлении, полость тела отсутствует, пространство между внутренними органами заполнено клетками мезодермы (паренхимой).

Пищеварительная система включает рот, глотку и слепозамкнутый кишечник. Поглощение пищи и выделение непереваренных остатков происходит через рот. У ленточных червей пищеварительная система полностью отсутствует, питательные вещества они всасывают всей поверхностью тела, находясь в кишечнике хозяина.

Выделительные органы – протонефридии . Они состоят из тонких ветвящихся канальцев, на одном конце которых находятся пламенные (мерцательные) клетки звездчатой формы, погруженные в паренхиму. Внутрь этих клеток отходит пучок ресничек (мерцательное пламя), движение которых напоминает мерцание пламени (отсюда название клеток). Пламенные клетки захватывают из паренхимы жидкие продукты распада, а реснички гонят их в каналец. Канальцы открываются на поверхности тела выделительной порой, через которую продукты распада удаляются из организма.

Нервная система лестничного типа (ортогон) . Она образована крупным головным парным нервным узлом (ганглием) и отходящими от него шестью нервными стволами: два на брюшной стороне, два на спинной и два по бокам. Нервные стволы соединены между собой перемычками. От ганглия и стволов отходят нервы к органам и коже.

Размножение и развитие:

Плоские черви – гермафродиты. Половые клетки созревают в половых железах (гонадах). Гермафродит имеет как мужские железы – семенники, так и женские – яичники. Оплодотворение – внутреннее, обычно перекрестное, т.е. черви обмениваются семенной жидкостью.

КЛАСС РЕСНИЧНЫЕ ЧЕРВИ

Молочная планария , маленькое водное животное, взрослая особь имеет длину ~25 мм и ширину ~6 мм, тело плоское, молочно-белое. На переднем конце тела находятся два глаза, отличающие свет от тьмы, а также пара щупалец (органы химического чувства), необходимые для поиска пищи. Двигаются планарии, с одной стороны, благодаря работе ресничек, покрывающих их кожу, с другой стороны, благодаря сокращению мышц кожно-мускульного мешка. Пространство между мышцами и внутренними органами заполнено паренхимой, в которой встречаются промежуточные клетки , отвечающие за регенерацию и бесполое размножение.

Планарии – хищники, питающиеся мелкими животными. Рот находится на брюшной стороне, ближе к середине тела, от него идет мускулистая глотка, от которой отходит три ветви замкнутого кишечника. Захватив жертву, планария высасывает глоткой её содержимое. В кишечнике происходит переваривание под действием ферментов (кишечное), клетки кишечника способны захватывать и переваривать кусочки пищи (внутриклеточное пищеварение). Непереваренные остатки пищи удаляются через рот.

Размножение и развитие . Ресничные – гермафродиты. Оплодотворение перекрестное. Оплодотворенные яйца попадают в кокон, который червь откладывает на подводные предметы. Развитие прямое.

КЛАСС СОСАЛЬЩИКИ

КЛАСС ЛЕНТОЧНЫЕ ЧЕРВИ

Бычий цепень – ленточный червь, достигает в длину от 4-х до 12 метров. Тело включает головку с присосками, шейку и стробилу – ленту члеников. Самые молодые членики находятся у шейки, самые старые представляют собой мешочки, заполненные яйцами, находятся на заднем конце, где они отрываются один за другим.

Размножение и развитие . Бычий цепень – гермафродит: в каждом его членике имеется один яичник и множество семенников. Наблюдается как перекрестное оплодотворение, так и самооплодотворение. Задние членики, заполненные зрелыми яйцами, открываются, и, с калом, выводятся наружу. Крупный рогатый скот (промежуточный хозяин) может проглотить яйца вместе с травой, в желудке из яиц выходят микроскопические личинки с шестью крючками, которые сквозь стенку кишечника попадают в кровь и разносятся по всему телу животного и заносятся в мышцы. Здесь шестикрючная личинка растет и превращается в финну – пузырек, внутри которого находится головка цепня с шейкой. Человек может заразиться финками, съев недостаточно прожаренное или проваренное мясо зараженного животного. В желудке человека из финки выходит головка, которая прикрепляется к стенке кишечника. От шейки отпочковываются новые членики – червь растет. Бычий цепень выделяет ядовитые вещества, которые вызывают у человека кишечные расстройства и малокровие.

Развитие свиного цепня имеет сходный характер, его промежуточным хозяином кроме свиньи и кабана может быть и человек, тогда в его мышцах развиваются финки.

Развитие широкого лентеца сопровождается сменой двух промежуточных хозяев: первый – рачок (циклоп), второй – рыба, съевшая рачка. Окончательным хозяином может быть человек или хищник, съевший зараженную рыбу.

Новые понятия и термины: мезодерма, кожно-мускульный мешок, тегумент, гиподерма, редукция, протонефридии (пламенные клетки), ортогон, стробила, ганглий, гонады, гермафродит, прямое и непрямое развитие, окончательный и промежуточный хозяин, мирацидий, церкария, финна, членик, вооруженный и невооруженный цепень.

Литература:

1. Билич Г.Л., Крыжановский В.А. Биология. Полный курс. В 3-х т. – М.: ООО Издательский дом «Оникс 21 век», 2002
2. Пименов А.В., Пименова И.Н. Зоология беспозвоночных. Теория. Задания. Ответы.: Саратов, ОАО издательство «Лицей», 2005.
3. Чебышев Н.В., Кузнецов С.В., Зайчикова С.Г. Биология: пособие для поступающих в вузы. Т.2. – М.: ООО «Издательство Новая Волна», 1998.

Развитие происходит обычно с метаморфозом, реже - без него.

В тип Плоские черви входят следующие классы: Ресничные черви (Turbellaria), Сосальщики (Trematoda), Ленточные черви (Cestoda) и др.

Строение и жизненные отправления

Форма тела плоских червей весьма разнообразна. Большинство их имеют листообразную или лентовидную форму. У лентовидных червей тело обычно разделено на ряд члеников. Длина тела плоских червей колеблется от нескольких миллиметров до 18 м.

Мускулатура кожно-мускульного мешка слагается из двух слоев мышечных волокон: наружного кольцевого и внутреннего продольного. Кроме того, отдельные пучки мышечных волокон идут наклонно через паренхиму от спинной стороны тела к брюшной. Такое строение мускулатуры позволяет червю совершать различные движения, а также вытягивать и сокращать тело в длину.

Полость тела заполнена рыхлой массой соединительнотканных клеток - паренхимой, в промежутках между которыми циркулирует межтканевая жидкость. В паренхиме заложены пищеварительные, выделительные и половые органы.

Кровеносная система, как у всех первичнополостных животных, отсутствует.

Половая система гермафродитная и очень сложна. Обычно в эту систему, помимо семенников и яичников, входят различные придаточные образования, обеспечивающие процесс оплодотворения яйцеклеток сперматозоидами, снабжение яйца необходимыми для развития эмбриона питательными веществами и создание вокруг яйца защитных оболочек.

Развитие плоских червей происходит в большинстве случаев с метаморфозом, когда животное, прежде чем достигнуть половозрелости, проходит ряд личиночных стадий. Значительно реже их развитие идет без подобных сложных

К плоским червям относится и другой класс - это ленточные черви, которые, в свою очередь, подразделяются на отряды лентецов и цепней.

Эти черви отличаются от круглых червей тем, что имеют промежуточного хозяина, в организме которого развиваются их личинки. Как правило, промежуточными хозяевами становятся рыбы и животные.

Ленточные черви в половозрелом состоянии являются обитателями кишечника позвоночных. На переднем конце тела имеется головка - сколекс, являющаяся органом прикрепления, позади нее - зона роста; тело подразделяется на членики, или проглоттиды. Гермафродит. Кишечник редуцирован.

У цепней головка с четырьмя присосками, с помощью которых черви прикрепляются к стенкам кишечника. Далее следует зона роста, или шейка, от которой берут начало членики. По мере роста шейки на ней возникает отчетливая поперечная перетяжка, отделяющая задний участок, превращающийся в проглоттиду.

Матка не имеет выводного отверстия, а значит, яиц в испражнениях обнаружить практически не удается; яйца без крышечки.

При росте гельминта новые членики постепенно отодвигают назад ранее образованные. Таким образом, в передней части тела находятся самые молодые членики, а на конце - старые, самые зрелые.

В процессе перемещения члеников дальше от шейки происходит их созревание, изменяется их форма и внутреннее строение. Молодые членики самые мелкие. Постепенно их размеры увеличиваются, изменяется их половая система, которой совсем лишены молодые, только что образованные членики. Множество члеников, соединенных друг с другом, напоминают цепочку, в которой может быть от 3 до нескольких тысяч члеников.

Как уже говорилось, пищеварительная система у ленточных гельминтов отсутствует, они поглощают пищу всей поверхностью тела.

Жизненный цикл ленточных червей протекает со сменой хозяев и с личиночными стадиями. Постоянными хозяевами являются позвоночные животные и человек, а промежуточными - позвоночные и беспозвоночные.

Тип Круглые черви

Характерные черты организации типа следующие:

1. Тело тонкое, цилиндрическое, вытянутое в длину и заостренное на концах. На поперечном срезе оно круглое (что дало название типу).

2. Кожно-мускульный мешок состоит из наружной многослойной не имеющей клеточного строения кутикулы, расположенного под ней однослойного эпителия и слоя продольных мышечных волокон, благодаря сокращениям которых тело может змеевидно изгибаться.

3. Полость тела -первичная, заполненная жидкостью, находящейся под большим, чем атмосферное, давлением. Полостная жидкость придает телу упругость и благодаря этому выполняет роль гидроскелета. Она также обеспечивает транспорт питательных веществ и продуктов жизнедеятельности.

4. Впервые в животном мире пищеварительная система представлена сквозном пищеварительной трубкой, подразделенной на три отдела - переднюю, среднюю и заднюю кишки. Передний отдел начинается ротовым отверстием, ведущим в ротовую полость и глотку, способную работать как насос. Глотка отделена от средней кишки клапаном. В средней кишке пища переваривается и всасывается. За средней кишкой следует эк-тодермальная задняя кишка, открывающаяся на брюшной стороне тела, анальным отверстием.

5. Выделительная система представлена парой боковых продольных каналов, сливающихся под глоткой в один проток и открывающийся на брюшной стороне тела выделительным отверстием. Конечные продукты жизнедеятельности накапливаются в полостной жидкости, а из нее поступают в выделительные каналы.

6. Нервная система представлена кольцевым окологлоточным ганглием и отходящими от него несколькими продольными нервными стволами, соединенными между собой полукольцевыми нервными перемычками. Имеются органы вкуса, осязания, а у свободноживущих круглых червей есть светочувствительные глазки.

7. Круглые черви -раздельнополые животные, размножающиеся только половым способом. У аскариды самцы и самки внешне различимы (половой диморфизм). Половая система имеет трубчатое строение: у самки парные яичники, яйцеводы, матки и непарное влагалище, у самца - непарный семенник, семяпровод, семяизвергательный канал, совокупительный аппарат. Оплодотворение внутреннее, развитие обычно проходит с неполным превращением (со стадией личинки).

Рис 11.6. Внешний вид (а) и внутреннее строение (б) аскариды: 1 - ротовое отверстие; 2 - глотка; 3 - кишечник; 4 - влагалище; 5 - матка; 6 яйцевод; 7-яичник; 8 - семяизвергательный канал; 9 - семенник; 10 - семяпровод.

Цикл развития сложный, связан с выходом яиц во внешнюю среду и миграциями личинок в организме человека. Оплодотворенные яйца, покрытые плотными защитными оболочками, из кишечника человека попадают в почву. При наличии кислорода и достаточно высокой температуры в них примерно в течение месяца развивается личинка. Яйцо становится заразным (инвазионным). С загрязненной водой и пищевыми продуктами яйца попадают в тонкий отдел кишечника человека. Здесь личинки освобождаются от оболочки, пробивают своим упругим телом слизистую оболочку кишки и проникают в кровеносные сосуды. С током крови через воротную и нижнюю полую вены они попадают в правое предсердие, правый желудочек и в легкие (по легочным артериям). Из легочной ткани проникают в бронхи, из них в трахею, а затем в глотку. За время миграции личинки развиваются в присутствии кислорода. Из глотки они попадают в кишечник, где и завершают свой цикл развития. Продолжительность жизни около года.

Круглые черви имеют повсеместное распространение и высокую численность особей, что указывает на биологический прогресс этой группы животных. Их предками считают древних ресничных червей.

Известно более 12,5 тыс. видов плоских червей. Они объединены в три класса: ресничные, или турбеллярии, сосальщики и ленточные.
Появление первых плоских червей относят к протерозою и связано с приобретением ряда ароморфозов: 1.Многоклеточность и образование трех слоев стенки тела: экто-, энто- и мезодермы; формирование кожно-мускульного мешка. 2. Дифференцировка клеток на большое количество клеточных типов. 3.Билатеральная симметрия. 4. Появление переднего конца тела с комплексом органов чувств: зрения, обоняния, осязания. 5. Возникновение нервной системы, состоящей из боковых нервных стволов, соединенных между собой многочисленными перетяжками. 6. Образование пищеварительной системы, включающей передний и средний отделы, обеспечивающие полостное пищеварение. 7. Появление выделительной системы, состоящей из отдельных клеток - протонефридиев. 8. Формирование постоянных половых желез - половой системы. (В.Б. Захаров. Биология. Справочные материалы. М.,1997)

ЭКОЛОГИЯ ПЛОСКИХ ЧЕРВЕЙ

Класс Ресничные черви

Класс Ресничные черви насчитывает около 3000 видов, живущих в морских и пресных водоемах, редко в почве. Представителем свободноживущих реснич-ных червей является белая (молочная) планария, оби-тающая в пресных водо-емах (рис.26.1). Планария имеет тело листовидной формы длиной 1-2 см, с расширенным передним и заостренным задним концом.

Тело планарии образо-вано кожно-мускульным мешком,покрытым однослойным ресничным эпи-телием. Между эпители-альными клетками распо-ложены кожные железы, выделяющие слизь, раз-новидность кожных желез - рабдиты - выполняют защитную функцию. Под эпителием находится три слоя мышечных волокон (кольцевой, диагональный и продольный). За счет сокращения кожно-мускульного мешка и биения ресничек планария может плавать в толще воды и ползать по субстрату.

Пищеварительная сис-тема состоит из передней и средней кишки, за-канчивающейся слепо. Рот располагается на брюшной стороне и ведет в эктодермальную глотку, переходя-щую в среднюю кишку энтодермального проис-хождения. Кишечник имеет три основные ветви, от которых отходят слепые отростки. Пищеварительная система замкнута слепо, поэтому ротовое отверстие служит для выбрасывания непереваренных остатков. Переваривание пищи осуществляется внутриклеточно и внеклеточно благодаря ферментам, которые выделяются железами, расположенными в глотке и стенках кишечника.

Впервые у ресничных червей появляется выделительная система. Она представлена двумя каналами, каждый из которых одним концом открывается наружу. Эти каналы многократно разветвляются и дают начало более узким канальцам, заканчива-ющимся крупными звездчатыми клетками, которые расположены В паренхиме. Звездчатые клетки вбирают из паренхимы жидкость. На внутренней поверхности этих клеток в просвет канальца отходит пучок ресничек. Колебания ресничек способствуют постоянному току жидкости в канальцы и далее по канальцам через протоки к выделительным порам. Такую выделительную систему называют протонефридиальной. Она выполняет функции осморегуляции и удаления продуктов диссимиляции.

Нервная система состоит из скопления нервных клетокголовного ганглия (узла) и отходящих от него нервных стволов. Ее главная особенность - концентрация нервных элементов на головном конце. Между соседними нервными стволами имеется система тонких перемычек. Это лестничный тип строения нервной системы. V Органы чувств представлены примитивными глазками, орга-нами равновесия - статоцистами (замкнутыми мешочками с камешками из углекислой извести внутри). В коже есть осязательные клетки.

Размножение планарий может происходить бесполым и половым путями. Бесполое размножение осуществляется поперечным делением тела на две части. Деление начинается поперечной перетяжкой тела позади глотки. Каждая половина регенерирует недостающие части тела.

Половая система ресничных червей гермафродитна; она сложно устроена. Сперматозоиды образуются в многочисленных семенниках, а яйцеклетки - в парных яичниках, расположенных в передней части тела. Яичник коротким яйцеводом соединен семяприемником, в котором происходит оплодотворение. В яйцеводы открываются протоки желточников и скорлуповых желез, секрет которых необходим для формирования кокона. Оплодотворение перекрестное. В коконе развиваются маленькие планарий. Ресничные черви произошли, вероятно, от фагоцителлообразных предков.

Класс Сосальщики

Жизненный цикл печеночного сосальщика:1 - взрослая особь из желчных ходов печени рогатого скота, 2 - яйцо, 3 - мирацидий (во внешней среде), 4 - развитие личиночных стадий в организме промежуточного хозяина - малого прудовика, 5 - свободноплавающая церкария, 6 -инцистировавшиеся на траве адолескарии.

Представителем сосальщиков являетсяпеченочныц сосальщик .Его размеры 3 - 5 см. Обитает во взрослом состоянии в желчных протоках печени, в желчном пузыре травоядных животных и у человека. Форма тела - листовидная. На переднем конце тела и на брюшной стороне расположены ротовая и брюшная присоски, с помощью которых сосальщики удерживаются в теле хозяина.

Кожно-мускульный мешок состоит из эпителия, лишенного ресничек, и трех слоев мышц.

Пищеварительная система представлена ртом, находящимся на переднем конце тела, мускулистой глоткой, пищеводом и разветвленным, слепо замкнутым кишечником.

Выделительная система протонефридиального типа. Центральный канал проходит посередине тела и заканчивается выделитель-ной порой.

Нервная система состоит из окологлоточного нервного кольца и отходящих от него трех пар нервных стволов, связанных между собой перемычками.

Органы чувств развиты слабо. Только у личинок, плавающих свободно в воде, имеются глазки.

Печеночный сосальщик - гермафродит. Половое размножение происходит в окончательном хозяине. Мужская половая систем> состоит из пары семенников, семяпроводов, сливающихся в семяизвергательный канал, и копулятивного органа. К женской половой системе относят яичник, желточники, семяприемник, которые открываются в камеру - оотип, где происходят оплодот-ворение и формирование оплодотворенных яиц. Из оотипа яйца поступают в матку и выводятся наружу через отверстие.

Сосальщики очень плодовиты. В течение недели одна особь продуцирует до 1 млн. яиц. Для дальнейшего развития яйца обязательно должны попасть в воду. В воде из яиц выходят личинки, покрытые ресничками. Затем они должны попасть в промежуточного хозяина, где происходит бесполое размножение.

Бесполое размножение личинок печеночного сосальщика протекает в теле моллюска (малого прудовика). В результате образуется поколение личинок, по строению напоминающих взрослого сосальщика, но отличающихся мускулистым хвостовым придатком. На этой стадии личинки покидают тело прудовика и плавают в водоеме, а затем оседают на прибрежной раститель-ности. Образуются цисты, внутри которых личинки некоторое время сохраняют жизнеспособность. С пищей личинки могут попасть в организм окончательного хозяина (коровы или человека), в кишечнике которого оболочка цисты растворяется, личинка внедряется в печень, растет и превращается во взрослую особь. Человек заражается печеночным сосальщиком при употреблении кипяченой прудовой воды или с овощами и фруктами, немытыми в этой воде. Для предупреждения заболевания не надо тать сырой воды из водоемов.

Выделительная система протонефридиального типа. Два вы-делительных канала тянутся по бокам вдоль тела. В каждом членике боковые каналы соединены поперечными каналами.

Нервная система состоит из нервного ганглия, расположенного в головке, и двух боковых стволов, проходящих вдоль тела.

Бычий цепень - гермафродит. Членики, нахо-дящиеся ближе к головке, не имеют развитой половой системы. По мере роста в члениках развивается сначала мужская, а затем женская половая система.

Мужская половая система состоит из семенников, семяпроводов, семяизвергательного канала и копулятивного органа.

Женская половая система имеет ветвистый яичник, яйцевод, открывающийся в оотип. В оотип также открываются желточники; с ним связаны неразветвленная, слепозамкнутая матка и влагалище. В задних (зрелых) члениках цепня хорошо видна только разветвленная матка, заполненная яйцами.

Членики бычьего цепня могут самостоятельно выползать из анального от-верстия. В матке, внутри оболочки яйца, форми-руется шестикрючный заро-дыш. Для дальнейшего развития этот зародыш дол-жен попасть в промежуточ-ного хозяина. Этим хо-зяином для бычьего цепня является крупный рогатый скот. Промежуточный хозяин заражается, заглаты-вая членики или яйца, ко-торые с фекалиями могут оказаться на траве. В же-лудке скота оболочки яиц растворяются. Из них выходят личинки, которые проникают с током крови в мышцы. В мышцах зародыш превращается в следующую личиночную стадию - финку, имеющую вид пузырька, заполненного жидкостью, внутрь которого ввернута головка. Человек съедает финозное мясо, плохо обработанное термически, и заражается бычьим цепнем. В кишечнике человека головка выворачивается из пузырька, с помощью присосок прикрепляется к стенкам кишечника, и от шейки начинают отпочковываться членики.

Иногда человек становится промежуточным хозяином, для свиного цепня. Это может случиться при рвоте уже зараженного человека, когда зрелые членики попадают из кишечника в желудок человека: оболочки яиц растворяются, личинки выходят из них и с током крови попадают в различные органы (печень, легкие, глаза, мозг), где и формируются финны.

Жизненный цикл свиного цепня. 1-яйцо цепня с онкосферой внутри, 2- финна, развивающаяся в мышцах свиньи, 3- половозрелая особь, 4- зрелый членик

животных. Длина от 0,1 мм до 20 м. Их вытянутое, билатеральносимметричное тело уплощено в спино-брюшном направлении и напоминает по форме пластину или ленту. У большинства видов оно лишено всяких следов сегментации, однако у ленточных червей - разделено на членики. У многих паразитических видов развиваются разнообразные органы прикрепления: округлые или вытянутые присоски, хоботки и хитиновые крючья.

Плоские черви являются трехслойными животными. У них в онтогенезе между эктодермой , из которой развиваются покровы, и энтодермой , дающей начало кишечнику, образуется мезодерма . Из нее развиваются клетки паренхимы , заполняющие все пространство между внутренними органами. У плоских червей развит мощный кожно-мускульный мешок, состоящий из кожного эпителия и лежащих под ним кольцевых, продольных и диагональных мышц. Кроме того, между спинной и брюшной сторонами тела располагаются отдельные пучки спино-брюшных мышц. Благодаря такому разнообразию мускулатуры, плоские черви способны совершать сложные движения: сокращать и вытягивать тело, сужать и расширять его, а также скручивать и волнообразно изгибать.