Дождевые червиЧем и как они питаются
Согнав птиц с проса, Петр Евсеевич замечал под ногами Широко известна исключительно положительная роль, которую сыграли (и продолжают играть) дождевые черви (они же Lumbricus terrestris)в процессах создания плодородной и живой почвы. Рассказывать об этом можно бесконечно долго, но это - отдельный разговор. Если в двух словах, то дождевой червяк - это непрерывно работающая мини-фабрика по производству гумуса ( органического вещества почвы). И основные работники на этих фабриках - почвенные микроорганизмы. А сейчас пока - о другом... Среди некоторой части садоводов-цветоводов распространено мнение о вреде, который могут
приносить дождевые черви. Которые (якобы) грызут корни в горшках, обгладывают молодые побеги,
поедают сеянцы, ростки, семена и т.д. Для уничтожения червей придумывают разные способы,
самый безобидный из которых - промораживание грунта. Давайте разберемся - насколько оправданы такие опасения ? А для этого внимательно посмотрим на эту картинку, чтобы понять: как же питаются черви, и есть ли у них зубы ? Глотка - это орган для всасывания пищи, работающий по принципу резиновой груши: при сжимании и последующем разжимании создается разряжение, благодаря которому пища втягивается внутрь. ( Кстати, подобного всасыващего органа нет у пресловутой "сосущей" тли, по этой причине в нее попадает лишь имеющая давление жидкость - сладкий флоэмный сок ). Но вернемся к нашим бара..., то бишь - червям. Зоб - это большая тонкостенная полость, в которой скапливается проглоченная
(всосанная) пища. Желудок - это мускулистая толстостенная камера, внутренняя поверхность которой состоит из твердых зубоподобных выступов. При сокращении стенок желудка они раздробляют (разгрызают, пережевывают, перетирают) пищу на мелкие частицы. И уже в таком состоянии пища поступает в кищечник, где под действием пищеварительных ферментов переваривается, а высвобождающиеся при этом питательные вещества всасываются. Кстати, аналогичным образом желудок устроен у крокодилов и у большинства птиц. Особенности пищеварения делают дождевых червей детритоядными, т.е. они питаются детритом - разлагающейся
растительной органикой (в прикуску с частичками почвы), находящейся на поверхности почвы или
в их подземных норках, а также и в самой почве. Поэтому копролиты, которые оставляет
после себя дождевой червяк - это комочки почвы обогащенной азотом, микроэлементами,
причем имеющие пониженную кислотность благодаря щелочной среде его кишечника. Если внимательно рассматривать картинку, можно заметить, что у червяка - все, как у людей: есть и мозг и нервы и сердце (и даже - не одно!). Т.е. червяк все чувствует и понимает, но только сказать не может. Ну, например, зачем же они выползают после дождя на пешеходные дорожки и гибнут там массово ? (Эта трагическая тайна до сих пор не раскрыта биологами и криминалистами). Хотя этот рассказ - об особенностях питания червей, но все же придется упомянуть и
о его ахиллесовой пяте (у каждого из нас есть слабое место...). Проблема в том,
что для жизни червяку требуется энергия. И получает он ее за счет дыхания (и окисления
кислорода), а для него требуется газообмен между организмом и окружающей средой.
Но, к сожалению, специального органа для газообмена (легкие, жабры и т.д.) у червяка нет,
поэтому он дышит кожей. Для этого она должна быть очень тонкой и постоянно увлажняться.
Какие же практические выводы можно сделать из приведенных рассуждений ?
Примечание. На показанной картинке отсутствует изображение второй половины организма, которая изъята по цензурным соображениям, дабы не превращать статью в источник XXX-информации...:-) Хотя, если серьезно, то все органы размножения у этих червей расположены как раз на голове, со стороны брюшка (на рисунке не показаны). Кроме того, раскрою еще один их секрет: среди дождевых червей нет деления на мальчиков и девочек, хотя размножаются они парами. И в заключение - анекдот (бородатый) в тему. Для более полного знакомства с темой ниже приведена информация о дождевых червях из классического английского учебника по биологии: Биология Д.Тейлор, Н.Грин, У.Стаут (D.J.Taylor, N.P.O.Green, G.W.Stout BIOLOGICAL SCIENCE) Дождевой червь (Lumbricus terrestris) — животное с длинным цилиндрическим телом, достигающее в длину приблизительно 12–18 см. Передний его конец конусообразный, а задний сплющен в дорсо-вентральном направлении. И хотя дождевой червь живет на суше, он не смог до конца преодолеть все проблемы, связанные с наземным образом жизни. Спасаясь от высыхания, он живет под землей, прорывая нору во влажной почве, и покидает ее лишь по ночам, отправляясь на поиски пищи или полового партнера. Различия во внешнем строении тела многощетинкового червя (Nereis) и дождевого червя обусловлены приспособлением последнего к наземному образу жизни. Тело дождевого червя имеет обтекаемую форму и лишено каких-либо выростов, наличие которых могло бы препятствовать свободному передвижению червя в почве. Простомиум (головная лопасть - первый сегмент) расположен над ртом, он небольшой и округлый, на нем нет чувствительных придатков. Все сегменты, за исключением первого и последнего, несут по четыре пары щетинок; две из них расположены вентрально (на брюшной стороне), а две дорсо-латерально. Щетинки выходят из расположенных в стенке тела щетинковых мешков. Они могут втягиваться внутрь или выводиться наружу под действием специальных мышц. Щетинки облегчают передвижение червя по земле, а также используются для защиты: цепляясь ими за стенки норы, червяк прочно удерживается в ней. Самые длинные щетинки, расположенные на сегментах 10–15, 26 и 32–37, используются при копуляции. Еще одна структура, используемая при копуляции, — поясок, расположенный на сегментах 32–37. Эпидермис пояска содержит множество железистых клеток, образующих на спинной и боковых поверхностях некоторое утолщение, напоминающее по форме седло. Поясок участвует в процессах копуляции и формирования кокона. Ротовое и анальное отверстия червя расположены на противоположных концах тела. Дождевой червь питается детритом (фрагментами разлагающегося органического материала), который червь заглатывает вместе с почвой. Подавляющая часть поглощенной почвы проходит через кишечник и затем выбрасывается на поверхность почвы в виде характерных кучек. Выделяющаяся через спинные поры целомическая жидкость и слизь, секретируемая железистыми клетками эпидермиса, постоянно увлажняют тонкую кутикулу. В результате предотвращается высыхание кутикулы, облегчается газообмен и создается своего рода смазка, облегчающая передвижение червя в почве. Именно через кутикулу происходит газообмен путем диффузии — процесс, зависимый от наличия в эпидермальном слое разветвленной сети капилляров. Все сегменты, за исключением трех первых и одного последнего, несут по паре нефридиев — канальцев, выполняющих функции выделения и осморегуляции. Они открываются на поверхности тела порами. Репродуктивная система дождевого червя, как и поведение, связанное с размножением, отличается большой сложностью, что, возможно, объясняется наземным образом жизни и необходимостью предохранять от высыхания гаметы и оплодотворенные яйца. Lumbricus гермафродит (т.е. у каждой особи имеются и мужские и женские репродуктивные органы). Контакт дождевых червей друг с другом происходит очень редко, но когда это происходит, спариваться могут две любые особи, поскольку обе они гермафродиты. В результате происходит взаимообмен спермой и оба червя оплодотворяются. Половые органы дождевых червей сосредоточены на переднем конце тела. Внешние признаки, связанные с половым размножением, приведены на рисунке ниже. Спаривание и последующая откладка оплодотворенных яиц — процесс очень сложный. Спаривающиеся особи располагаются рядом друг с другом во взаимно противоположных направлениях, так что голова одного из партнеров оказывается направленной в сторону хвостового отдела другого и наоборот (см. фото). Передний конец дождевого червя (вид с брюшной стороны) Размножение дождевых червей 1. Схема строения головы дождевого червя Примечание. Фото и иллюстрация из учебника Biology
(Peter H. Raven, Kenneth A. Mason, Jonathan B. Losos Susan R. Singer ) Питание дождевых червей детритомДетрит представляет собой свежую или разложившуюся органическую материю, обычно встречающуюся на поверхности почвы. Организмы, питающиеся детритом, называются детритоядными или детритофагами. Примером таких животных могут служить дождевые черви. Детритофаги обычно участвуют в первой стадии переработки мертвого материала и поэтому играют важную роль в экосистеме. Дождевой червь потребляет фрагменты детрита, в особенности остатки растений, находящиеся на поверхности почвы или в норке, куда они затаскиваются животным. Кусочки пищи измельчаются, смачиваются щелочным секретом, выделяемым глоткой, и проглатываются. Дождевые черви могут питаться и органическими веществами, находящимися в почве, которую они заглатывают во время рытья норок. Пищеварительный тракт дождевого червя имеет вид прямой трубки, которая простирается от ротового отверстия до анального. Каждый его участок имеет свою специализацию в переваривании и всасывании поглощенной пищи. Любой непереваренный материал выделяется через анальное отверстие в виде характерных катышек. Впервые на важную роль дождевых червей в поддержании структуры и плодородия почвы обратил внимание Чарлз Дарвин. В плодородной почве может насчитываться до двух миллионов дождевых червей на гектар. Проходя через кишечник червя почва размельчается и обогащает ся различными элементами, а затем в виде экскрементов выносится на поверхность. Это улучшает ее структуру и обеспечивает своего рода вспахивание. По приблизительным оценкам, такой оборот почвы составляет около 50 тонн на гектар в год. Конечные продукты азотистого обмена червей в свою очередь добавляют питательные вещества в почву; эти вещества в дальнейшем могут использовать растения. Связывание избытка кальция в виде его солей уменьшает кислотность почвы, что в целом улучшает рост растений. Вырытые червями ходы обеспечивают хорошую аэрацию почвы и дренаж, в результате чего большее количество кислорода поступает к корням растений. Затаскивая детрит с поверхности почвы в свои норки, земляные черви увеличивают общую скорость разложения органических веществ и продуктивность экосистемы. Газообмен дождевых червейДождевой червь относится к группе кольчатых червей. У него нет никаких особых органов, предназначенных специально для газообмена, и газообмен происходит путем диффузии через всю поверхность тела. Специализированные органы им в сущности и не нужны, так как благодаря цилиндрической форме тела отношение площади поверхности к объему у них велико, а при своей относительно малой активности они расходуют не так много кислорода. Однако у кольчатых червей имеется кровеносная система (в отличие от некоторых более простых животных и одноклеточных организмов), а в их крови растворен дыхательный пигмент гемоглобин. Сокращения крупных кровеносных сосудов прогоняют кровь вместе с растворенными в ней газами по всему телу; это же способствует и поддержанию крутых диффузионных градиентов. Тонкая кожа дождевого червя (кутикула) постоянно увлажняется секретом находящихся в эпителии желез. В эпителии непосредственно под кутикулой расположены капилляры. Расстояние между кровеносными сосудами и поверхностью тела невелико и это обеспечивает быструю диффузию кислорода в кровь. Дождевые черви практически ничем не защищены от высыхания и поэтому стараются держаться только во влажной среде. Кровеносная система дождевого червяДля кольчатых червей характерно наличие вторичной полости тела (целома), благодаря которой стенки тела отделены от внутренних органов; это обеспечивает относительную независимость движений таких, например, внутренних структур животного, как кишка. Однако с развитием целома возникла необходимость и в развитии транспортной системы, обеспечивающей связь всех частей тела между собой, а также с внешней средой. Поэтому именно на уровне вторичнополостных впервые появляется кровеносная система, связывающая кишку и стенку тела. У дождевого червя, например, имеется хорошо развитая кровеносная система, и кровь циркулирует по телу в замкнутой системе сосудов. По всей длине тела дождевого червя проходят два главных сосуда — спинной (дорсальный) и брюшной (вентральный). В каждом сегменте они соединены друг с другом поперечными перемычками. У переднего конца животного пять пар таких поперечных сосудов способны ритмично сокращаться и играют роль насосов. Впрочем, определенную насосную функцию выполняют и главные сосуды. Кровь содержит красный пигмент гемоглобин, который растворен в ее плазме, а не сосредоточен в особых клетках (красных кровяных тельцах, или эритроцитах), как у позвоночных. Гемоглобин разносит кислород по всему телу. Нервная система дождевого червяУ кольчатых червей (примером может служить дождевой червь) объединение нейронов привело к образованию нервной системы, состоящей из одного продольного тяжа, идущего по всей длине тела — брюшной нервной цепочки. Эта цепочка состоит из посегментно расположенных парных узлов (ганглиев), соединенных нервными тяжами. От каждого узла отходят сегментарные нервы к органам и тканям этого сегмента. Вследствие однонаправленного способа локомоции (передвижения) у этих животных обособилась голова. Эта структура помогает находить и заглатывать пищу и, поскольку она первой сталкивается с новыми элементами окружающей среды, именно в ней сосредоточены главные сенсорные органы, воспринимающие информацию извне. Повышенный поток информации от этих органов в нервную систему привел к утолщению передних нервных узлов, т. е. образованию своего рода примитивного «головного мозга». Такое сосредоточение кормодобывающих, сенсорных и нервных структур в головном отделе называют цефализацией, т. е. попросту развитием головы. Следует отметить, что этот термин относится к развитию всех особенностей, отличающих голову от остального тела, а не только к развитию головного мозга. В последнем случае говорят об энцефализации. Нервная система кольчатых червей построена по плану, типичному для всех других беспозвоночных животных. Расширенный передний отдел нервной цепочки образует пару церебральных ганглиев (головных узлов), расположенных над глоткой и связанных с брюшной нервной цепочкой окологлоточными тяжами. Локомоция у дождевого червяПередвижение всего живого организма с одного места на другое называется локомоцией. Локомоция с помощью мышц возможна только при наличии скелета. У кольчатых червей, например дождевого, он гидростатический, т.е. образован целомической жидкостью, давление которой поддерживает и изменяет форму тела. Полость тела (целОм)дождевого червя окружена стенками, состоящими из двух слоев мышц-антагонистов: наружного кольцевого и внутреннего продольного. Межсегментные перегородки-септы разделяют кольцевую мускулатуру животного на самостоятельные единицы, тогда как продольные мышцы тянутся через несколько сегментов. Локомоция осуществляется благодаря координированной активности обоих мышечных слоев, а также мышц, приводящих в движение щетинки, расположенные на нижней стороне тела червя. При передвижении дождевого червя вперед сокращение кольцевых мышц начинается на переднем конце тела и захватывая сегмент за сегментом, распространяется волной через все тело. Сократившиеся мышцы в каждом сегменте давят на целомическую жидкость, которая растягивает расслабленные продольные мышцы и изменяет форму сегмента — он становится длиннее и тоньше. Благодаря этому передний конец червя продвигается вперед. Щетинки, имеющиеся на всех сегментах тела, кроме первого и последнего, при сокращении кольцевых мышц втягиваются и таким образом не препятствуют продвижению тела вперед. По мере продвижения переднего конца тела продольные мышцы в заднем его конце сокращаются, и эта часть тела, утолщаясь, прижимается к окружающей почве. Щетинки здесь выдвигаются и помогают этому отделу закрепиться на месте. Это имеет особое значение при рытье, так как, продвигаясь вперед, червь может с силой давить на почву. Вслед за кольцевыми мышцами быстро начинают сокращаться продольные, и эта волна сокращения тоже проходит по всей длине тела. Таким образом, в разное время разные части тела могут продвигаться вперед (при сокращении кольцевых мышц) или оставаться неподвижными (при сокращении продольных мышц). Суммарный эффект — плавная перистальтическая волна сокращений, идущая вдоль всего тела червя при его движении вперед. Изменив последовательность сокращения мышц (т. е. направление волны), червь способен ползти назад. Работа мышц контролируется сложной сетью внутри- и межсегментарных нейронов. Через сегменты проходит брюшная нервная цепочка и при этом в каждом из них есть свои сегментарные нервы. Это позволяет контролировать работу каждого отдельного сегмента и всего организма в целом. В брюшной нервной цепочке проходит гигантский аксон, который тянется вдоль всего тела животного и проводит импульсы от переднего конца к заднему. При раздражении чувствительных рецепторов головы импульсы по гигантскому аксону идут к продольным мышцам, вызывая их сокращение и в результате этого передний конец тела отдаляется от раздражителя. В брюшной цепочке есть также два продольных латеральных (боковых) волокна, проводящих импульсы от заднего конца к голове. Если раздражитель действует в области заднего конца, то импульсы по латеральным нервам передаются в головной конец и обеспечивают подтягивание задней части тела вперед. Такова основа реакций избегания у дождевого червя. Локомоция дождевого червя Сегментарная иннервация продольной мускулатуры дождевого червя (вид со спинной стороны). Подобным же образом иннервируются и кольцевые мышцы. А вот что и как пишут о дождевых червях в Большой российской энциклопедии ( Статья БРЭ ). ДОЖДЕВЫЕ ЧЕРВИ (земляные черви), группа семейств малощетинковых червей, включающая крупные формы (Megadrili), обитающие в почве. Группа выделена на основе особенностей их экологии, размеров тела и некоторых морфологических признаков. В массе появляются после дождя (отсюда название) на поверхности мокрой почвы, на краях луж, в городских условиях - на асфальте около газонов. Это явление связывают с миграционной активностью червей, способных свободно ползать по поверхности почвы в условиях высокой влажности воздуха, или с недостатком кислорода в залитых водой почвенных порах и токсичностью почвенной влаги, растворяющей органические кислоты. Тело дождевого червя имеет цилиндрическую форму и состоит из нескольких десятков или сотен сегментов. Длина тела варьирует от 15 мм, например, у видов родов дендробена (Dendrobaena), эйзениелла (Eiseniella), до 1 м и более у тропических видов семейства мегасколециды (Megascolecidae).У дождевых червей хорошо развита мускулатура тела; передвигаясь в почве, они раздвигают её частицы. Каждый сегмент несёт от 4 до нескольких десятков пар коротких щетинок, служащих опорой при движении. Тело покрыто кутикулярным эпителием с многочисленными железистыми клетками, выделяющими слизь. Окружая тело, она защищает его от механических повреждений и облегчает передвижение. Глаза у дождевых червей отсутствуют. В покровах имеется большое количество светочувствительных и осязательных клеток. Ротовое отверстие ведёт в кишечник, проходящий по всей длине тела. Он дифференцирован на мускулистую глотку, пищевод, зоб, желудок, среднюю и заднюю кишку. Дождевые черви питаются отмершими растительными остатками и играют большую роль в их разложении и образовании гумуса почвы. В стенках пищевода расположены 3 пары известковых желёз, выделения которых нейтрализуют кислую реакцию почвенной массы, заглатываемой вместе с пищей. Попадающие в желудок крупные песчинки участвуют в перетирании грубой растительной пищи. Кровеносная система представлена спинным и брюшным сосудами, связанными пульсирующими кольцевыми сосудами, или «кольцевыми сердцами». Дыхание осуществляется через покровы тела. Кислород переносится гемоглобином, придающим крови красный цвет. Нервная система состоит из пары надглоточных ганглиев и брюшной нервной цепочки. Дождевые черви - гермафродиты: мужские и женские половые органы сосредоточены в передней части тела. В период полового созревания на теле развивается железистый поясок, охватывающий несколько сегментов. Для большинства дождевых червей характерно перекрёстное оплодотворение с копуляцией, при которой (на уровне пояска) происходит обмен мужскими половыми продуктами. Созревающие яйца попадают в слизистую муфту пояска, постепенно сползающего через головной конец тела. При прохождении мимо отверстий семяприёмников в муфту попадает чужая сперма, оплодотворяющая яйца. После сбрасывания муфты с тела червя концы её смыкаются, покровы уплотняются, и она превращается в яйцевой кокон, внутри которого протекает эмбриональное развитие. Из кокона выходят сформированные молодые черви. Дождевые черви широко распространены во всех природных зонах, кроме полярных пустынь. В умеренном поясе они особенно многочисленны в чернозёмных почвах, где их количество достигает 100-500 особей на квадратный метр. Черви, в т. ч. широко распространённый пашенный червь (Aporrectodea caliginosa), строят и поддерживают систему почвенных ходов, внутри которых передвигаются и питаются. Они укрепляют стенки ходов своими слизистыми выделениями, привлекающими обильную микрофлору, которая развивается в выстилке ходов и служит источником пищи червей. Некоторые виды дождевых червей, например, обыкновенный дождевой червь (Lumbricus terrestris), питаются опавшей листвой, перемещая её в глубокие слои почвы. Деятельность дождевых червей - один из важнейших факторов почвообразования. Они перемещают вдоль почвенного профиля огромную массу органического и минерального материала, которая во много раз превышает массу самих червей, и выносят на поверхность до 30 т/га почвы из глубоких горизонтов. Установлено, что мощность гумусового горизонта совпадает с глубиной ходов дождевых червей. Создавая систему ходов, они способствуют аэрации глубоких горизонтов почвы и регуляции её водного режима. Мировая фауна дождевых червей насчитывает около 1500 видов. На территории России встречается более 60 видов, в основном из семейства настоящих дождевых червей (Lumbricidae). Многие виды имеют широкое распространение, например, обычные для зоны умеренного климата обыкновенный дождевой червь, малый красный червь (Lumbricus rubellus), сизый червь (Octolasion lacteum), пашенный червь, компостный, или навозный, червь (Eisenia foetida). Разработана технология интродукции дождевых червей в малоплодородные земли, в которых их активность способствует быстрому формированию гумусового горизонта, в т. ч. в новоорошаемых землях аридных районов Центральной Азии и Закавказья, а также на засолённых маршах в Нидерландах. В разных странах широко распространено культивирование дождевых червей в промышленных масштабах с целью переработки органических отходов (отстойных илов, отходов животноводства, отраслей промышденностисти, работающих на раститительном и животном сырье, и др.) и получения высококачественного удобрения («вермигумуса») для закрытого грунта и небольших хозяйств. Широко используются главным образом компостный червь и высокопродуктивная гибридная раса данного вида, выведенная в США, получившая название «красный калифорнийский червь». Кроме того, биомасса дождевых червей, развивающихся в вермикультуре (искусственное разведение дождевых червей), представляет ценный продукт, который после определённой обработки используется как кормовая добавка в птицеводстве и рыбоводстве, а также как сырьё для фармацевтической промышленностисти. Для тех, кто хочет узнать больше: |