Як дихає дощовий черв’як

У кільчастих хробаків, до яких відносяться і дощові черв’яки, немає спеціальних органів, що відповідають за дихання. Газообмін відбувається у них за допомогою дифузії всього тіла, тобто, вони «дихають шкірою».

Органи дихання черв’якам не потрібні, так як кільчасте будова і циліндрична форма забезпечує оптимальне співвідношення об’єму і площі поверхні, задіяної в отриманні кисню. Враховуючи те, що черв’яки досить мало рухаються, можна говорити, що такого дихання через шкіру їм цілком достатньо.

Втім, черви мають кровоносну систему, на відміну від одноклітинних організмів і деяких видів комах, в крові дощового черв’яка розчинений гемоглобін, який розноситься по тілу за допомогою скорочення великих судин при русі хробака. Це поширює кисень по всьому тілу, сприяє підтримці дифузії. Великі судини – це одна вена і одна артерія, саме стільки судин є у хробака (крім капілярів, розташованих під кутикулою).

Як такої шкіри, як у ссавців, у дощового черв’яка, в принципі, немає, є дуже тонкий покрив – кутикула. Така шкіра зволожується епітеліальним секретом, і завдяки своїй мінімальній товщині дозволяє хробакові дихати. Однак від висихання така шкіра не захищена, тому черв’яки повинні жити в якійсь вологому середовищі, щоб захистити шкіру від пересихання. Кисень попередньо розчиняється у воді, яка покриває тіло хробака, і тільки потім всмоктується в кров через капіляри. Якщо шкіра хробака пересихає, він не може отримувати з навколишнього середовища кисень і гине.

Так як дощовий черв’як практично не виходить на поверхню, така система дихання виявляється вкрай вигідною для нього – він може брати для газообміну кисень безпосередньо з грунту. Між частинками землі достатньо кисню, щоб забезпечити їм хробака. Під час дощу черв’яки виповзають з-під землі на поверхню, пов’язано це з тим, що вода склеює частки землі, і між ними не залишається повітря. Щоб отримати необхідний кисень, черв’яки повинні піднятися на поверхню.

Для перевірки дихання дощового черв’яка можна провести нескладний експеримент: у банку насипається земля, зверху укладається кілька черв’яків. Через короткий час черв’яки зариються в землю, але якщо полити землю водою, вони піднімуться на поверхню. Аналогічним чином дихають всі кільчасті черви – за допомогою шкіри, всією поверхнею тіла.

Кровоносна система дощового хробака: короткий опис, будова та особливості

Кольчасті хробаки – практично найбільший вид вищих тварин, які вільно живуть у ґрунті, морській і прісній воді. Цей вид хробаків має більш складну організацію, ніж у круглих черв’яків або плоских.

• Дощовий хробак: будова
• Природна потреба
• Кровоносна система дощового хробака
• Функціональні особливості
• Кишківник
• Склад крові
• Транспортування клітин кисню
• Травна і нервова системи

У хробаків виду кольчасті вперше з’являються вторинна порожнина, високоорганізована система кровопостачання і нервова система.

Дощовий хробак: будова

У поперечному розрізі тільце практично кругле. Середня довжина – близько 30 см. Поділяється воно на 150-180 члеників, або сегментів. Поясок, що знаходиться в передній третині тіла, виконує свою функцію в період статевої активності (дощовий хробак – гермафродит). З боків члеників знаходиться по чотири жорстких добре розвинених невеликих щетинок. Вони сприяють переміщенню тіла хробака в ґрунті.

Колір тільця червонувато-коричневий, причому на черевці трохи світліше, ніж на спині.

Природна потреба

Система кровообігу є у всіх тварин, починаючи з вториннополісних кольчастих хробаків. Вона сформувалася внаслідок збільшення життєвої активності (порівняно, наприклад, з плоскими хробаками). Життя в постійному русі вимагає стабільної енергійної роботи м’язів, що, в свою чергу, викликає потребу в збільшенні клітин кисню, що надходить, і поживних речовин, які доставити може тільки кров.

Яка кровоносна система у дощового хробака? Дві головних артерії – спинна і в черевній порожнині. У кожному членику між артеріями проходять закільцьовані судини. З них дещо злегка втовщені і вкриті м’язовою тканиною. У цих посудинах, що виконують роботу серця, м’язи, скорочуючись, проштовхують кров у черевну артерію. Кільцеві «серця» на виході в спинну артерію мають спеціальні клапани, що не дають кровотоку піти в неправильному напрямку. Усі судини поділяються на велику мережу найтонших капілярів. Кисень до них надходить з повітря, а з кишечника всмоктуються поживні речовини. Капіляри, що знаходяться в м’язових тканинах, віддають вуглекислий газ і продукти розпаду.

Кровоносна система дощового хробака замкнута, оскільки вона за весь час руху не змішується з рідиною порожнини. Це дає можливість суттєво примножити темп обміну речовин. У тварин, які не володіють системою перекачування крові, теплообмін нижче вдвічі.

Кровоносна система дощового хробака

Поживні речовини, які всмоктав кишківник при русі хробака, розподіляються через добре сформовану систему кровообігу.

Її схема досить складна для цього виду тварин. Над і під кишечником уздовж усього тіла проходять судини. Посудину, що проходить у спині, забезпечено мускулатурою. Вона, стискаючись і розтягуючись, хвилеподібно штовхає кров від задньої до передньої частини тіла. У передніх члениках (в окремих видів хробаків це 7-11, в інших – 7-13) посудина, що йде по спинці, повідомляється з кількома парами судин, що проходять поперечно основним (зазвичай їх 5-7). Кровоносна система дощового хробака цими судинами імітує сердечки. Мускулатура у них розвинена значно сильніше інших, тому вони є головними у всій системі.

Функціональні особливості

Функції кровоносної системи дощового черв’яка схожі з функціями гемодинаміки хребетних. Кров, що вийшла з сердечок, потрапляє в посудину, що знаходиться в черевній порожнині. У ньому відбувається рух до заднього кінця тільця хробака. По своєму шляху ця кров розносить поживні речовини по більш дрібних судинах, що знаходяться в стінках тільця. У період статевого дозрівання кров надходить і до статевих органів.

Будова кровоносної системи дощового хробака така, що судини в кожному органі переходять у найдрібніші капіляри. Кров з них перетікає в судини, розташовані поперек основних, з яких кров стікає в спинну артерію. Мускулатура є у всіх кровоносних судинах, навіть найдрібніших. Це дозволяє крові не застоюватися, особливо в периферичній частині системи кровопостачання цього типу кільчастих.

Кишківник

У цій частині тіла черв’яка знаходиться особливо густе сплетіння капілярів. Вони ніби обплутують кишечник. Частина капілярів приносить поживні речовини, інша частина розносить їх по всьому тілу. М “язи судин, що оточують кишечник цього виду кольчастих, не настільки сильні, як спинної судини або серця.

Склад крові

Кровоносна система дощового хробака на просвіт червона. Це пояснюється тим, що в крові знаходяться речовини, близькі за своєю хімічною структурою до гемоглобіну, що входить у кров’яний склад хребетних. Відмінність полягає в тому, що ці речовини знаходяться в плазмі (рідкій частині кров’яного складу) в розчиненому вигляді, а не в кров’яних тільцях. Сама кров дощового хробака – це клітини без кольору, декількох типів. Вони по своїй будові схожі з безбарвними клітинами, що входять до складу крові хребетних.

Транспортування клітин кисню

Клітини кисню у хребетних з органів дихання переносять гемоглобін. У крові дощових хробаків речовина, схожа за складом, теж приносить кисень усім клітинам тіла. Єдина відмінність в тому, що у хробаків органів дихання немає. Вони «вдихають» і «видихають» поверхнею тіла.

Тонка захисна плівка (кутикула) і епітелій шкіри хробака разом з великою капілярною мережею шкіри гарантують хороше поглинання кисню з повітря. Капілярна павутинка настільки велика, що знаходиться навіть в епітелії. Звідси кров пересувається через стінкові судини тіла і поперечні судини в основні стовбурові русла, завдяки чому все тіло збагачується киснем. Червонуватий відтінок тіла цього виду кільчастих дає саме велика капілярна мережа стінок.

Тут потрібно врахувати, що найтонша плівка, що покриває тільце дощового хробака (кутикула), дуже легко зволожується. Тому спочатку кисень розчиняється в краплях води, які утримуються шкірним епітелієм. З цього випливає, що шкірні покриви повинні бути завжди зволожені. Таким чином, стає зрозуміло, що вологість навколишнього середовища – одна з важливих умов для життя цих тварин.

Навіть найменший пересихання шкіри припиняє дихання. Бо кровоносна система дощового хробака не приносить клітин кисню. Не дуже довго він може протриматися в таких умовах, використовуючи внутрішні запаси води. Виручають залози, розташовані в шкірі. Коли ситуація стає дійсно гострою, дощовий хробак починає утилізацію порожньої рідини, частинами вибризкуючи її з пір, розташованих на спинці.

Травна і нервова системи

Система травлення дощових хробаків складається з передньої кишки, середньої і задньої. У зв’язку з необхідністю жити більш активно, харчова система дощових хробаків пройшла кілька етапів удосконалення. У травного апарату з’явилися відділи, за кожним з яких закріпилася певна функція.

Основний орган цієї системи – кишкова трубка. Вона поділяється на ротову порожнину, горлянку, стравохід, шлунок (м’язисте тіло), середню і задню кишки, анальний отвір.

У стравохід і ковтку виходять протоки желез, які впливають на проштовхування їжі. У середній кишці їжа обробляється хімічно, і продукти травлення всмоктуються в кров. Залишки виходять через анальний отвір.

По всій довжині тільця хробака, з боку черевики, проходить нервовий ланцюжок. Таким чином, кожен членик має свої розвинені нервові грудочки. У передній частині нервового ланцюжка знаходиться кільцева перемичка, що складається з двох сполучених вузлів. Вона називається окологлоточним нервовим кільцем. Від нього розходиться мережа нервових закінчень по всьому тілу.

Травна, кровоносна і нервова система дощового хробака значно ускладнені, у зв’язку з прогресом усього виду кільчеців. Тому, порівняно з іншими видами хробаків, вони мають дуже високу організацію.

15.4: Молюски та кільчасті

Молюска є переважаючим типом у морських середовищах, де, за оцінками, 23 відсотки всіх відомих морських видів належать до цього типу. Це другий за різноманітністю вид тварин з понад 75 000 описаних видів. Назва «молюск» означає м’яке тіло, так як найдавніші описи молюсків прийшли зі спостережень за неочищеними, м’якотілими каракатицями (родичами кальмарів). Хоча форми тіла молюска різняться, вони поділяють ключові характеристики, такі як вентральна, м’язова стопа, яка зазвичай використовується для пересування; вісцеральна маса, яка містить більшість внутрішніх органів тварини; і спинна мантія, яка є клаптем тканини над вісцеральною масою, що створює простір, який називається мантійна порожнина. Мантія може виділяти або не виділяти оболонку карбонату кальцію. Крім того, багато молюски мають в гирлі зіскрібає структуру, звану радула (рис. \(\PageIndex<1>\) ). М’язова стопа різниться за формою і функціями в залежності від виду молюска (описано нижче в розділі про різноманітність молюсків). Це висувний, а також висувний орган, який використовується для руху та кріплення. Молюски – еуцеломати, але целомічна порожнина обмежена порожниною навколо серця у дорослих тварин. Мантійна порожнина, що утворилася всередині мантії, розвивається незалежно від целомічної порожнини. Це багатоцільове простір, що містить зябра, задній прохід, органи для зондування частинок їжі у воді та вихід для гамет. Більшість молюсків мають відкриту кровоносну систему з серцем, яке циркулює гемолімфу на відкритих просторах навколо органів. Восьминоги і кальмари є винятком з цього і мають замкнуту кровоносну систему з двома серцями, які рухають кров через зябра, і третє, системне серце, яке перекачує кров через решту тіла.

1. Молюски мають радула для вискоблювання їжі.
2. Молюски мають черевні нервові канатики.
3. Тканина, що знаходиться під оболонкою, називається мантією.
4. Мантійна порожнина містить гемолімфу.

Різноманітність молюсків

Цей тип складається з семи класів: Аплакофора, Моноплакофора, Поліплакофора, Бівальвія, Гастропода, Цефалопода та Скафопода.

Клас Аплакофора («не несе пластин») включає черв’якоподібних тварин, що живуть переважно на глибоких океанських днищах. Ці тварини не мають панцира, але мають арагонітові спікули на шкірі. Представники класу Monoplacophora («несуча одна пластина») мають єдину, шапкоподібну оболонку, що огороджує корпус. Моноплакофори вважалися вимерлими і відомі лише як скам’янілості до відкриття Neopilina galatheae в 1952 році. Сьогодні вчені виділили майже два десятки живих видів.

Тварини класу Polyplacophora («несуть багато пластин») широко відомі як «хітони» і несуть бронеподібний, восьмипокритий панцир (рис. \(\PageIndex\) ). Ці тварини мають широку черевну стопу, яка пристосована для кріплення до скель і мантію, що виходить за межі панцира у вигляді пояса. Вони дихають ктенідіями (зябрами), присутніми вентрально. У цих тварин є радула, модифікована для вискоблювання. Одноразова пара нефридии для виведення присутній.

Малюнок \(\PageIndex\) : Цей хітон з класу Polyplacophora має восьмипокритий панцир, що свідчить про його клас. (Кредит: Джеррі Кіркхарт)

Клас Bivalvia («дві раковини») включає в себе молюски, устриці, мідії, гребінці, геодучки. Вони зустрічаються в морських і прісноводних місцях проживання. Як випливає з назви, двостулкові укладені в пару раковин (або клапанів), які шарнірно закріплені на спинній стороні. Тіло сплющене з боків. Харчуються вони шляхом фільтрації частинок з води і радула відсутня. Вони обмінюються газами за допомогою пари ктенідій, а екскреція і осморегуляція здійснюються парою нефридій. У деяких видів задні краї мантії можуть зливатися, утворюючи два сифони, які вдихають і видихають воду. Деякі двостулкові, такі як устриці та мідії, мають унікальну здатність виділяти та відкладати вапняний перламутр або «перламутр» навколо сторонніх часток, які потрапляють у порожнину мантії. Це властивість комерційно експлуатується для виробництва перлів.

Черевоногі («стопа шлунка») включають відомих молюсків, таких як равлики, слимаки, конхи, морські зайці та морські метелики. Черевоногі включають черепашкові види, а також види зі зменшеним панциром. Ці тварини несиметричні і зазвичай мають згорнутий панцир (рис. \(\PageIndex\) ).

Малюнок \(\PageIndex\) : (а) Як і у багатьох черевоногих молюсків, ця равлик має стопу живота і згорнутий панцир. (б) У цього слимака, який також є черевоногих, відсутня панцир. (кредит a: модифікація роботи Мюррея Стівенсона; кредит b: модифікація роботи Розендаля)

Вісцеральна маса у лускатого виду характерно скручена, а стопа модифікована для повзання. Більшість черевоногих несуть голову з щупальцями, які підтримують очі. Комплексна радула використовується для вискоблювання частинок їжі з субстрату. Мантійна порожнина охоплює ктенідії, а також пара нефридій.

До класу Cephalopoda (тварини «нога голови») входять восьминоги, кальмари, каракатиці, наутілус. Головоногі включають в себе лушпиння і скорочено-панцирні групи. Вони демонструють яскраве забарвлення, як правило, спостерігається у кальмарів і восьминогів, які використовуються для маскування. Здатність деяких восьминогів швидко коригувати свої кольори, щоб імітувати фоновий малюнок або вражати хижака – один з найбільш вражаючих подвигів цих тварин. Всі тварини цього класу є хижаками і мають дзьобові щелепи. У всіх головоногих молюсків добре розвинена нервова система, складні очі, замкнута кровоносна система. Стопа лопатева і розвинена в щупальця і воронку, яка використовується для пересування. Присоски присутні на щупальцях у восьминогів і кальмарів. Ктенідії укладені у велику мантійну порожнину і обслуговуються великими кровоносними судинами, кожен з яких має своє серце.

Головоногі молюски (рис. \(\PageIndex\) ) здатні швидко переміщатися за допомогою реактивного руху, стискаючи мантійну порожнину, щоб примусово викинути потік води. Головоногі мають окремі статі, а самки деяких видів доглядають за яйцями тривалий період часу. Хоча шкаралупа значно зменшена і внутрішня у кальмарів і каракатиць, і відсутня зовсім у восьминогів, наутілуси живуть всередині спіральної, багатокамерної оболонки, яка заповнена газом або водою для регулювання плавучості.

Малюнок \(\PageIndex\) : (a) nautilus, (b) гігантські каракатиці, (c) рифові кальмари та (d) восьминіг із синім кільцем є членами класу Cephalopoda. (кредит a: модифікація роботи J.Baecker; кредит b: модифікація роботи Адріана Мохедано; кредит c: модифікація роботи Silke Baron; кредит d: модифікація роботи Angell Williams)

Члени класу Скафопода («човнові ноги») розмовно відомі як «черепашки бивнів» або «зубні раковини». Зубні оболонки відкриті з обох кінців і зазвичай лежать закопані в пісок з переднім отвором, що піддається впливу води, і зменшеним головним кінцем, що виступає з задньої частини оболонки. Зубні раковини мають радулу і ногу, модифіковану в щупальця, кожна з цибулинним кінцем, який ловить і маніпулює здобиччю (Малюнок \(\PageIndex\) ).

Малюнок \(\PageIndex\) : Antalis vulgaris демонструє класичну форму Dentaliidae, яка надає цим тваринам загальну назву «панцир бивня». (кредит: Жорж Янсуне)

Аннеліда

Phylum Annelida – це сегментовані черв’яки, які зустрічаються в морських, наземних та прісноводних середовищах існування, але наявність води або вологості є критичним фактором для їх виживання в наземних середовищах існування. Назва phylum походить від латинського слова annellus, що означає маленьке кільце. Описано приблизно 16 500 видів. До складу входять дощові черв’яки, багаточастотні черв’яки та п’явки. Як і молюски, кільчасті виявляють протостомний розвиток.

Анеліди двосторонні симетричні і мають червоподібний вигляд. Їх особливий сегментований план тіла призводить до повторення внутрішніх і зовнішніх особливостей в кожному сегменті тіла. Такий тип плану тіла називається метамеризмом. Вважається, що еволюційною перевагою такого плану тіла є здатність, яку він дозволяє еволюцію незалежних модифікацій у різних сегментах, які виконують різні функції. Потім загальне тіло можна розділити на голову, тіло та хвіст.

Фізіологічні процеси Аннеліди

Шкіра анелідів захищена кутикулою, яка тонша за кутикулу екдізооан і не потребує линьки для зростання. Хітинові розширення, подібні до волосся, закріплені в шкірі і виступають з кутикули, звані chaetae, присутні в кожному сегменті в більшості груп. Чаети – це визначальний характер анелідів. Поліхетні черв’яки мають парні, незрощені кінцівки, які називаються параподіями на кожному сегменті, що використовується для руху та дихання. Під кутикулою розташовані два шари м’язи, один біжить по її окружності (круговий) і один проходить довжиною хробака (поздовжній). Анеліди мають справжню целому, в якій органи розподіляються і купаються в целомічній рідині. Анеліди мають добре розвинену повноцінну травну систему зі спеціалізованими органами: ротом, м’язовим глоткою, стравоходом та культурою. Вид поперечного перерізу сегмента тіла дощового хробака показаний на малюнку \(\PageIndex\) ; кожен сегмент обмежений мембраною, яка ділить порожнину тіла на відсіки.

Аннеліди мають замкнуту кровоносну систему з м’язовими перекачують «сердечками» в передніх сегментах, спинними і вентральними кровоносними судинами, що проходять по довжині тіла зі зв’язками в кожному сегменті, і капілярами, які обслуговують окремі тканини. Газообмін відбувається по всій вологій поверхні тіла. Виведення здійснюється парами примітивних «нирок», званих метанефридиями, які складаються з звивистих канальців і відкритої війчастої воронки, присутньої в кожному сегменті. Аннеліди мають добре розвинену нервову систему з двома вентральними нервовими канатиками і нервовим кільцем зрощених гангліїв, присутніми навколо глотки.

Малюнок \(\PageIndex\) : У цій схемі, що показує основну анатомію анелідів, травна система позначена зеленим кольором, жовтим позначена нервова система, червоним позначена кровоносна система.

Анеліди можуть бути як однодомними з постійними гонадами (як у дощових черв’яків і п’явок), так і роздільностатеві з тимчасовими або сезонними гонадами (як у поліхет).

Це відео та анімація забезпечує крупним планом погляд на анатомію annelid.

Різноманітність Аннеліди

Філум Аннеліда включає класи Polychaeta і Clitellata (рисунок \(\PageIndex\) ); останній містить підкласи Oligochaeta, Hirudinoidea і Branchiobdellida.

Дощові черв’яки – найпоширеніші представники підкласу Oligochaeta, що відрізняються наявністю клітели, кільцевої структури в шкірі, яка виділяє слиз для зв’язування спарюваних особин і утворює захисний кокон для яєць. Вони також мають кілька, зменшених chaetae (oligo- = «мало»; -chaetae = «волоски»). Кількість і розмір chaetae значно зменшується в олігохетах порівняно з поліхетами (полі- = «багато»; -chaetae = «волоски»). Чаети поліхет також розташовані всередині м’ясистих, плоских, парних придатків на кожному сегменті, званому параподією.

До підкласу Hirudinoidea відносяться п’явки. До істотних відмінностей п’явок від інших анелідів відноситься розвиток присосок на передньому і задньому кінцях, а також відсутність чает. Додатково сегментація стінки тіла може не відповідати внутрішньої сегментації целомічної порожнини. Ця адаптація може дозволити п’явкам набухати при ковтанні крові від хребетних господарів. Підклас Branchiobdellida включає близько 150 видів, які виявляють схожість з п’явками, а також олігохетами. Всі види є облігатними симбіонтами, що означає, що вони можуть вижити лише пов’язані зі своїм господарем, головним чином з прісноводними раками. Харчуються водоростями, які ростуть на панцирі раків.

Малюнок \(\PageIndex\) : (а) дощовий черв’як і (б) п’явка є обома кільчастими. (кредит a: модифікація роботи «шизоформа» /Flickr; кредит b: модифікація роботи «Сара Г. » /Flickr)

Підсумок розділу

Тип Молюска – велика, переважно морська група безхребетних. Молюски проявляють різноманітну морфологію. Багато молюски виділяють вапняний панцир для захисту, але у інших видів панцир зменшений або відсутній. Молюски – протостоми. Спинний епідерміс у молюсків видозмінюється, утворюючи мантію, яка охоплює мантійну порожнину і вісцеральні органи. Ця порожнина відрізняється від целомічної порожнини, яку зберігає доросла тварина, оточуючи серце. Дихання полегшується зябрами, відомими як ктенідії. Хітиновий скребок під назвою Радула присутній у більшості молюсків. Молюски в основному дводомні і діляться на сім класів.

До складу Аннеліди входять червоподібні, сегментовані тварини. Сегментація буває як зовнішньою, так і внутрішньою, яка називається метамеризмом. Аннеліди – протостоми. Наявність хітинових волосків під назвою chaetae характерно для більшості членів. У цих тварин добре розвинена нервова і травна системи. Багаточастотні кільчасті мають параподії, які беруть участь у русі та диханні. Присоски видно в загоні гірудінея. Системи розмноження включають в себе окремі статі і гермафродитизм.

Мистецькі зв’язки

Ілюстрація \(\PageIndex\) : Яке з наведених нижче тверджень про анатомію молюска помилкове?

А. молюски мають радулу для вискоблювання їжі.
Б. молюски мають черевні нервові канатики.
С. тканину під оболонкою називається мантією.
Г. мантійна порожнина містить гемолімфу.

Відповідь

Глосарій

Аннеліда тип черв’яків, як тварин з метамеризмом чаета хітинова проекція з кутикули, знайденої в кільчастих клітеллум спеціалізована смуга зрощені сегменти в деяких кільчастих, який допомагає в розмноженні ктенідія спеціалізовані зябра у молюсків Лофототрохозои клада безхребетних організмів, що є сестра Група на Ecdysozoa мантія спеціалізовані епідерміс, який охоплює всі вісцеральні органи і виділяє оболонок в молюсків метамеризм мають ряд структур тіла, які схожі внутрішньо і зовні, такі як сегменти Молюска тип протостомів з м’якими тілами і без сегментації перламутр вапняної секреції, вироблених двостулкових молюсків для лінії внутрішньої сторони оболонок, а також для покриття сторонніх твердих частинок радула язик, як вискоблювання органу з хітиновий орнаментація знайти в більшості молюсків

Автори та атрибуції