12. Псевдоцеломные животные

Ключевые вопросы

Чем объясняется успешное развитие круглых червей?

Какие заболевания вызывают круглые черви у человека и как происходит заражение?

Одним из главных направлений в эволюции животных является развитие полости тела, выстланной со всех сторон мезодермой. Мы наблюдали, как у губок, кишечнополостных и плоских червей постепенно развивался средний слой настоящей клеточной мезодермы, но ни один из этих типов животных не имел полости тела, лежащей между кишкой и стенками тела. Плоский червь, например, подобен плоской трубке. Он имеет полую кишку, полностью окруженную тканями, в то время как тело земляного червя (настоящий целомат) состоит как бы из двух трубок. Он имеет внутреннюю трубку - кишку, заключенную в мышцы и окруженную наружной трубкой - стенкой тела. Целом представляет собой полость, выстланную мезодермой и расположенную между этими двумя трубками (рис. 12-1).

Рис. 12-1. Некоторые представители круглых червей: собственно круглые черви, коловратки и гастротрихи

Существует промежуточная между ацеломатами и целоматами группа животных - псевдоцеломаты, животные, имеющие ложную полость тела. У животных псевдоцеломатов полость тела не везде выстлана мезодермой. Обычно мезодерма выстилает наружную стенку полости, но отсутствует на внутренней стенке, т. е. на поверхности кишки.

Большинство псевдоцеломат принадлежит к типу Aschelminthes, который включает широко распространенных нематод и меньшее число коловраток, волосатиков, гастротрих и родственных им животных. Все они обладают ложным целомом, который все же обеспечивает своеобразную опору для выступающих в полость органов. Эта полость может также функционировать как гидравлическая система, в которой вода оказывает давление на мышечные клетки и помогает движению. Aschelminthes также имеют сквозную кишку с ротовым и анальным отверстиями. Многие из них защищены толстой кутикулой, которую они сбрасывают и замещают новой по мере роста, подобно тому как линяют омары и другие членистоногие.

12.1. Нематоды, часто называемые круглыми червями, - самые неприметные среди процветающих групп беспозвоночных

Какие бы критерии мы ни использовали для характеристики биологического процветания организмов, например, число видов, число особей, разнообразие мест обитания или влияние на другие живые организмы, нематоды, или круглые черви, превышают все минимальные стандарты. Только членистоногие превосходят их в количестве видов, но, по-видимому, не превосходят в общей численности особей. Существует примерно 500 000 видов нематод, из них 15 000 описаны и названы. Кроме того, круглые черви более многочисленны и сфера их обитания более разнообразна, чем у любой другой группы многоклеточных животных. Число червей, обнаруживаемых в любом месте обитания, просто ошеломляющее. Их может содержаться до 90 000 в одном гниющем яблоке, до 1 млн. в одной лопате богатого садового грунта и более 600 млн. на 1 га посадок сахарной свеклы.

Если бы все вещества, составляющие верхние слои Земли, и все предметы на ней стали бы прозрачными, за исключением круглых червей, то стали бы видны контуры большей части того, что теперь на Земле существует. Другими словами, земная кора, и вода, и почти все живые и неживые объекты - все кишит круглыми червями, тем не менее большинство людей едва ли осознает это. На рисунке 12-1 представлено несколько видов нематод.

12.2. Уксусные угрицы являются типичными свободноживущими нематодами, способными существовать в кислой среде

Уксусные угрицы (Turbatrix aceti) обычно заводятся в купленном про запас уксусе, преимущественно непастеризованном. Уксус представляет собой достаточно кислую среду и убивает большинство животных, помещенных в него даже на короткое время. Способность интенсивно развиваться в обычно несвойственных условиях внешней среды является типичной для круглых червей и способствует процветанию этого типа. Эти организмы имеют удивительную устойчивость к внешним условиям и поэтому могут существовать в самых неблагоприятных условиях. Например, некоторые круглые черви живут в такой горячей воде, что до нее невозможно дотронуться.

Рис. 12-2. Продольный и поперечный разрезы типичного круглого червя

Уксусные угрицы, подобно всем круглым червям, имеют тонкое, удлиненное тело, покрытое плотной кутикулой. Отдельная дыхательная система у этих животных отсутствует. Кутикула, которая помогает им так успешно переносить вредные влияния внешней среды, состоит из нескольких слоев сложного белка. При всех своих достоинствах кутикула имеет два основных недостатка. Она является достаточно неэластичной и ограничивает движения червя, поэтому она должна сбрасываться (линька) в процессе роста.

Полость тела круглого червя заполнена жидкостью, которая служит для сохранения формы тела и поддержания внутренних органов, а также для передачи давления, возникшего в одной части тела, во все остальные.

Многие круглые черви раздельнополые. Это значит, что существуют индивидуумы разного пола. Сперма продуцируется самцами, яйца - самками. У уксусной угрицы яйца после копуляции развиваются в организме самки. Маленькие черви, похожие на взрослых особей, выходят из яиц в матке и рождаются полностью сформированными. Для развития яиц требуется около восьми суток, а для превращения молодых особей в половозрелых примерно месяц. У некоторых других нематод яйца откладываются до вылупления.

Уксусная угрйца отличается от других животных способностью использовать уксусную кислоту в качестве пищи. Для других видов нематод в качестве пищи могут служить такие вещества, которые используются только метаболическими системами бактерий. Кроме того, круглые черви выделяют такие необычные химические вегцества, которые способны производить только бактерии. Это ни в коей мере не означает, что бактерии тесно связаны с круглыми червями, но показывает, как две разные группы организмов могут использовать те же самые необычные пути для удовлетворения своих пищевых потребностей и освобождения от продуктов распада.

12.3. Некоторые круглые черви - паразиты. Примерно 50 видов круглых червей могут существовать в организме человека

У каждого вида позвоночных, у большинства беспозвоночных и у многих растений имеются паразитические круглые черви. В организме у человека могут существовать анкилостома, трихинелла и Wucheria bancrofti - нематода, вызывающая слоновую болезнь.

Анкилостома является паразитом человека, вызывающим тяжелое хроническое заболевание. Яйца анкилостом развиваются в земле после выхода вместе с фекальными массами из тела зараженного человека. После вылупления из яиц анкилостомы претерпевают две линьки и развиваются в ювенильные формы, которые способны активно проникать через кожу человека. В организме человека они мигрируют с током крови в печень, легкие, трахею и гортань хозяина, а оттуда попадают в кишечник, который служит местом локализации взрослых червей. В ротовом отверстии анкилостомы имеются острые затвердевшие структуры, с помощью которых они разрывают стенку кишечника хозяина, что может приводить к значительной потере крови. Считается, что в мире заражены анкилостомозом более 600 млн. человек. Одной из лучших мер профилактики этого заболевания является всего лишь ношение обуви.

Некоторые паразитические нематоды , например Wucheria bancrofti, имеют промежуточных хозяев. Множество этих животных размножается в лимфатических узлах и капиллярах тела человека. Они образуют переплетения в виде клубков, блокирующих ток лимфы. Результатом прекращения оттока лимфы являются огромные обезображивающие опухоли, обычно возникающие на конечностях, мошонке или груди. Это явление называют слоновостью.

Передача слоновости от человека к человеку включает вторичного хозяина и специфический биологический ритм. Самка паразита производит массу мельчайших молодых червей внутри лимфатических сосудов хозяина. Они появляются в периферической крови человека каждую ночь только с 22.00 до 2.00 ч ночи. Именно в эти часы комары, питающиеся человеческой кровью, проявляют наибольшую активность. Именно этот биологический ритм дает возможность червям попадать в их вторичного хозяина - комара.

После изменения формы и размера в организме комара они передаются при укусе другому человеку.

В мире, по-видимому, имеется около 30 млн. человек, страдающих от трихинеллеза, заболевания, возникающего в результате употребления в пищу недостаточно проваренного или прожаренного мяса. Обычно источником заражения оказывается свинина, хотя можно заболеть и в результате употребления в пищу мышечных тканей любого другого животного, питающегося мясом.

Взрослые самец и самка трихинеллы живут в кишечнике человека или других животных и, по-видимому, не приносят им никакого вреда. После копуляции самец погибает, а самка проникает глубоко в стенку кишечника. Здесь в течение трех месяцев живородящая самка производит более тысячи мелких червей; с током крови они разносятся во все части тела хозяина. Ювенильные формы червей вторгаются в мышечные ткани, особенно в мышцы языка, гортани, диафрагмы и ребер. Там они инцистируются. Наиболее опасна стадия инцистирования паразита, поскольку именно в это время могут возникать мышечные спазмы, массивные геморрагии и даже смерть хозяина, которым часто оказывается человек.

Черви остаются живыми и сохраняют свою инфекционность даже в трупе хозяина на протяжении значительного времени. Если зараженное мясо скормлено, например, свиньям или крысам, в кишечнике этих хозяев инцистированные формы превращаются во взрослых червей, и цикл начинается сначала. Инцистированные черви гибнут при тщательной термической обработке мяса.