Схема размножения плоских червей

Плоские черви (тип Platyhelminthes) — уникальная группа организмов с разнообразными способами размножения. В статье рассмотрим схемы их размножения: бесполое и половое, а также эволюционные адаптации к окружающей среде. Понимание этих процессов углубляет знания о биологии плоских червей и важно для экологии, медицины и паразитологии, поскольку многие виды являются паразитами, влияющими на здоровье человека и животных.

Общая характеристика плоских червей

Тип включает около 25000 подвидов, которые имеют свои корни в свободноживущих трехслойных организмах, схожих с ленточными червями.
Эти организмы делятся на две основные категории:

• хищники, обитающие как в пресной, так и в соленой воде;
• паразиты, которые поселяются в организмах людей и животных, вызывая различные заболевания.

Плоские черви делятся на ресничных, сосальщиков и ленточных. Их размеры варьируются от 1 мм до 10 метров в длину. Тело этих червей обладает симметрией.
Среди всех плоских червей только ресничные являются свободно живущими, в то время как остальные виды являются паразитами.
Паразитические представители имеют свою классификацию, которая включает:

• гирокотилиды — обитают и развиваются в теле химеровых рыб;
• моногенеи — встречаются в промысловой рыбе;
• цестодообразные — паразитируют на ракообразных и рыбах;
• аспидогастры — живут в моллюсках, рыбах и черепахах;
• трематоды — поражают живые организмы, включая людей;
• цестоды — наиболее распространенные плоские гельминты, встречающиеся в человеческом организме.

Несмотря на схожесть в строении различных типов, у них есть и свои уникальные особенности.

Эксперты в области биологии отмечают, что плоские черви обладают уникальными механизмами размножения, которые варьируются в зависимости от их вида. Многие из них являются гермафродитами, что позволяет им иметь как мужские, так и женские половые органы. Это свойство значительно увеличивает шансы на успешное размножение, особенно в условиях, когда встреча с партнером может быть затруднена.

Некоторые виды плоских червей, такие как планарии, способны к бесполому размножению через регенерацию. При этом, если червь будет разрезан на части, каждая из них может вырасти в полноценного индивидуума. Это удивительное свойство делает плоских червей объектом изучения в области регенеративной медицины.

Таким образом, разнообразие способов размножения плоских червей подчеркивает их адаптивные способности и эволюционные преимущества, что делает их важными для изучения в контексте биологии и экологии.

Плоские черви фехтуют пенисами

Внутреннее строение плоских червей

Тельце плоского червя включает 3 слоя. Для каждого характерны свои функции:

• эктодерма – представляет собой наружный покров;
• эндодерма – внутренние ткани;
• мезодерма – межполостная часть.

Кишечник пролегает между эктодермой, которая служит для образования покровов, и энтодермой – из нее состоит кишечная система. Мезодерма представляет собой промежуточный зародышевый слой.

Во внутреннем строении присутствует кожно-мускульный мешок, в его составе эпителий и мышечная ткань, представленная в виде волокон. Волокна могут иметь кольцевое и продольное строение, они обволакивают тело червя одним сплошным мешком. За счет сокращения мышц черви двигаются.

Тело плоского червя имеет форму удлиненного листа, оно немного приплющено в спинно-брюшном отделе.

Интересные факты

Вот несколько интересных фактов о схеме размножения плоских червей:

1. Половое и бесполое размножение: Плоские черви, такие как планарии, могут размножаться как половым, так и бесполым способом. В бесполом размножении они способны к регенерации: если червь будет разрезан на несколько частей, каждая из них может вырасти в нового червя. Это делает плоских червей уникальными в плане их способности к восстановлению и размножению.

2. Гермафродитизм: Многие плоские черви являются гермафродитами, что означает, что у них есть как мужские, так и женские половые органы. Это позволяет им спариваться с любым другим представителем своего вида, увеличивая шансы на успешное размножение в условиях, когда партнеров может быть недостаточно.

3. Копуляция и обмен спермы: При половом размножении плоские черви участвуют в сложных процессах копуляции, которые могут включать обмен спермы. Некоторые виды используют специальные структуры, называемые пенисами, для передачи спермы друг другу. Это может происходить в течение нескольких часов, и после этого черви могут откладывать оплодотворенные яйца, которые развиваются в личинок.

Эти особенности делают плоских червей интересными объектами для изучения в области биологии и эволюции.

Тип Плоские черви: Класс Ресничные черви (Турбеллярии)

Паренхима

Заполняет промежутки между органами, выполняет опорную функцию и служит резервуаром для питательных веществ.

Пространство между кожей и внутренними органами занимает мезенхима — соединительная ткань, укреплённая коллагеновыми волокнами, которые выполняют роль скелетных элементов и точек прикрепления для мышц. Через мезенхиму кислород, питательные вещества и продукты обмена веществ перемещаются по принципу простой диффузии, поступая из внутренних органов. Мезенхима состоит из клеток двух типов: основных клеток с большим количеством вакуолей и стволовых клеток (необластов), которые способны превращаться в клетки различных типов. В отличие от многих других групп животных, соматические клетки плоских червей не могут делиться митозом, поэтому только необласты могут быть источником новых клеток. Это делает их важными для процессов регенерации и бесполого размножения.

Нервная система

Представлена парными узлами (ганглиями) и отходящими от них продольными стволами, которые соединяются кольцевыми перемычками. Такой тип нервной системы называется стволовым (ортогон).

У большинства плоских червей основная масса нервных клеток сконцентрирована в головном конце тела. Многие виды имеют кольцо из ганглиев в головном отделе (мозг) с отходящими от него продольными нервными стволами. У некоторых видов даже имеются примитивные органы чувств — глазки. Многие плоские черви, особенно паразитические, — гермафродиты [10] .

Тип Плоские черви. Белая(молочная) планария

Выделительная система

Выделительная система протонефридиального типа представляет собой сеть канальцев, которая начинается в паренхиме с клеткой, обладающей пучком ресничек, и завершается общим выделительным протоком.

Пищеварительная система

Состоит из ротового отверстия и двух отделов кишечника: переднего, представленного глоткой, и среднего, слепо замкнутого. Непереваренные остатки пищи, как и у кишечнополостных, выводится наружу через ротовое отверстие. У некоторых паразитических плоских червей (например, ленточных) пищеварительная система вообще отсутствует и питательные вещества поступают через покровы.

Как правило, плоские черви не имеют анального отверстия, и непереваренные остатки пищи выводятся наружу через рот. Однако некоторые виды со значительной длиной тела всё-таки имеют анус, а некоторые представители имеют сложный разветвлённый кишечник, открывающийся наружу несколькими анусами. Кишка выстлана одним слоем эндодермальных клеток, которые расщепляют пищу и всасывают питательные вещества. У многих паразитических форм пищеварительная система редуцирована, поскольку необходимое питание обеспечивается хозяином и всасывается всей поверхностью тела [10] .

Кровеносная система

У всех типов плоских червей отсутствует кровеносная система. Эту роль выполняет паренхима. Именно благодаря ей осуществляется перенос питательных веществ.

Половая система

Половая система формируется из мезодермы. У одной особи присутствуют и женские, и мужские половые железы.

Семенники – мужская половая железа, которая вырабатывает семенную жидкость. Женские железы представлены яичниками, которые производят яйцеклетки.

Некоторые черви могут размножаться бесполовым способом – делением. При поперечном разрезе тела на две части, каждая половинка не погибнет, а начнет процесс регенерации недостающих частей. Таким образом, из одного червя получится два.

Размножение плоских червей

Основная масса плоских червей размножается половым способом, однако существуют и виды, которые могут размножаться бесполым путем. В семенниках происходит образование семенной жидкости, которая через специальные каналы попадает в семенные мешочки. Яичники располагаются по бокам, и из них яйцеклетки поступают в семяприемник, где происходит их оплодотворение.

Дыхание

У плоских червей нет полноценной дыхательной системы. Процесс дыхания осуществляется сквозь внешнюю поверхность, кишечные паразиты имеют анаэробный или бескислородный тип дыхания. Черви, живущие в свободной среде, являются аэробами.

Органы передвижения

Черви передвигаются благодаря кожно-мускульному мешку и ресничкам, которые располагаются на их поверхности. Паразиты же для своего движения применяют присоски.

Образ жизни плоских червей

Большая часть плоских червей ведет паразитическое существование, они обитают на наружных покровах хозяина или в его внутренних органах. Ресничные черви являются свободно живущими, они обитают в пресных водоемах и влажной почве.

Организму человека и животного могут угрожать сосальщики и ленточные черви. Первые обитают преимущественно в печени у человека или животного, они высасывают из стенок печени кровь.

Ленточные черви живут в кишечнике, поскольку у них самих не развита пищеварительная система, питание осуществляется уже переваренной пищей хозяина.

Значение плоских червей

Международное научное название Классы

• Ресничные черви (Turbellaria)

• Паразитические плоские черви:

• Аспидогастры (Aspidogastrea)

• Трематоды (Digenea)
• Моногенеи (Monogenea)
• Ленточные черви (Cestoda)

Плоские черви (лат. Plathelminthes, Platyhelminthes, от древнегреческого πλατύς — широкий и ἕλμινθος — гельминт) представляют собой тип первичноротых беспозвоночных (Protostomia). Члены класса ресничных червей обитают как в пресных, так и в солёных водах, а некоторые виды адаптировались к жизни в влажных наземных условиях. Представители монофилетической группы Neodermata ведут исключительно паразитический образ жизни, их хозяевами могут быть как позвоночные, так и беспозвоночные.

Большинство плоских червей являются микроскопическими (размером около миллиметра и меньше) свободно живущими организмами, которые обитают на дне водоёмов и передвигаются благодаря биению ресничек, покрывающих их тело. Лишь представители двух групп свободноживущих червей (поликладиды и планарии) достигли макроскопических размеров. Несмотря на своё название, не все плоские черви имеют плоскую форму. Вероятно, уплощение тела развилось у макроскопических видов для увеличения соотношения площади к объёму.

У плоских червей отсутствуют циркуляторная и дыхательная системы, а также анус и полость тела. Пространство между внутренними органами заполнено паренхимой — особым типом соединительной ткани. Центральная нервная система традиционно представлена в виде ортогона — системы продольных нервных стволов, соединённых поперечными перемычками и сходящихся к «мозгу», расположенному в передней части тела. Мускулатура тела состоит исключительно из гладких мышц, включая продольные, кольцевые, а также иногда диагональные и спинно-брюшные. Плоские черви являются гермафродитами, с внутренним оплодотворением. У всех, кроме поликладид и паразитических Neodermata, развитие происходит без стадии личинки.

Филогенетическая принадлежность плоских червей остаётся предметом обсуждений. По последним данным (на 2019 год), их ближайшими родственниками могут быть либо брюхоресничные черви (гипотеза Rouphozoa), либо немертины (гипотеза Parenchymia). В любом случае, считается, что они относятся к кладе Spiralia, вместе с моллюсками, кольчатыми червями и щупальцевыми. Это подтверждается эмбриологическими данными, согласно которым многим базальным плоским червям свойственно спиральное дробление.

Традиционно плоские черви делятся на несколько классов: свободноживущие турбеллярии и паразитические — дигенетические сосальщики (печёночная двуустка, кошачья двуустка, шистосомы) и ленточные черви (широкий лентец, бычий цепень, свиной цепень, эхинококк). Однако эта классификация была признана устаревшей ещё в 1980-х годах. Согласно современным взглядам, все паразитические плоские черви относятся к единой группе Neodermata, в то время как Turbellaria образует парафилетический таксон относительно Neodermata.

Ранее в состав типа плоских червей включали ряд других таксонов беспозвоночных с червеобразной формой и без полости тела: немертодерматид, бескишечных турбеллярий и ксенотурбеллид (в настоящее время объединены в тип Xenacoelomorpha), а также гнатостомулид (в настоящее время самостоятельный тип в кладе Gnathifera).

Анатомия и физиология

Общая характеристика

Плоские черви — типичные двусторонне-симметричные животные: их тела имеют три основных клеточных слоя: эктодерму (кожный покров и нервная система), мезодерму (мышцы и внутренние органы) и энтодерму (кишечник) [10] . Выражены передне-заднюю и спинно-брюшную оси и головной отдел, к котором концентрируются органы чувств и центральной нервной системы.

Всё тело червей покрыто простым ресничным эпителием, содержащим также железы и сенсорные клетки. Мускулатура плоских червей представлена кошно-мышечным мешком. Это означает, что мышечные волокна равномерно распределены по занимаемой ими площади, вместо того, чтобы разбиваться на отдельные пучки. Ротовое отверстие, расположенное на брюшной стороне тела, ведёт в примитивный мешкообразный кишечник, внутреннюю поверхность которого выстилают ресничные клетки и пищеварительные железы.

У многих других типов животных пространство между кишечником и мускулатурой представляет собой полость, заполненную жидкостью. У плоских червей такая полость отсутствует. Вместо этого внутренние органы либо плотно прилегают друг к другу, либо погружены в паренхиму — особый тип ткани, играющий опорную и запасающую функцию. Они не имеют дыхательной и кровеносной систем, поэтому газообмен осуществляется через всю поверхность тела.

Как правило, обитают плоские черви на дне солёных и пресноводных водоёмов. Однако некоторые виды сумели приспособиться к жизни на суше. По причине отсутствия кутикулы такие животные уязвимы к пересыханию, в связи чем населяют местообитания с достаточной увлажнённостью, такие как листовой опад, лесная подстилка или частицы почвы [10] .

Паразитические формы из группы Neodermata резко отличаются от свободноживущих форм. Их тело покрывает неодермис — слой клеток, отвечающий за транспорт веществ между организмом червя и организмом хозяина, а также подавляющий активность защитных систем организма. Мышечная и нервная система у таких организмов может быть сильно упрощена, а пищеварительная — и вовсе отсутствовать. Некоторые паразитические формы (например, печёночный сосальщик) демонстрируют сложный жизненный цикл со сменой хозяев и чередованием половых и бесполых поколений.

Внешний вид

Большинство свободно живущих плоских червей имеют длину менее 1 мм. Самые мелкие представители этого класса, относящиеся к трематодам, могут достигать всего 0,2 мм в длину. Однако существуют и довольно крупные виды, длина которых превышает 1 см. Например, планария Rimacephalus arecepta, обитающая в озере Байкал, может вырастать до 60 см. Обычно, чем больше размер червя, тем более плоским становится его тело, что связано с особенностями внутреннего транспорта, который осуществляется исключительно за счет диффузии. Паразиты, такие как печёночная двуустка (Fasciola hepatica), могут достигать нескольких сантиметров в длину. Самым крупным представителем плоских червей является широкий лентец (Diphyllobothrium latum), длина которого достигает 25 метров. Некоторые плоские черви, например, морские поликладиды, обладают необычной окраской, из-за чего их часто путают с голожаберными моллюсками и донными гребневиками.

Покровы

Стенка тела-кожно-мускульный мешок. Кожно-мускульный мешок состоит из однослойного эпителия и трех слоев гладких мышц: кольцевые, косые и продольные. У сосальщиков и ленточных червей имеется поверхностный слой-тугумент, у ресничных-реснички.

Мускулатура

Представлена тремя слоями гладких мышц: косые, кольцевые и продольные.

Органы чувств

Органы зрения и статоцисты у свободно живущих организмов, а также органы осязания и вкуса. У ресничных червей присутствуют два светочувствительных глазка и осязательные лопасти, расположенные в передней части тела. У ленточных червей и сосальщиков органы чувств развиты слабо из-за их паразитического образа жизни, однако у них имеются органы химического восприятия.

Внутренний транспорт

Как и другие многоклеточные животные, плоские черви вынуждены поддерживать водно-ионный баланс с окружающей средой. Паразитические виды и обитатели морских вод вынуждены бороться с обезвоживанием, а пресноводные формы, напротив, должны препятствовать избыточному накоплению воды в тканях, поскольку вода стремится проникнуть внутрь их тела всилу осмоса. Для этих целей у плоских червей имеются специальные органы выделения — протонефридии. На их концах в мезенхиме находятся так называемые клетки мерцающего пламени, которые за счёт интенсивного биения жгутиков загоняют воду с растворёнными веществами из мезодермы в протонефридии. Далее вода движется по тонким канальцам, выстланным клетками с микроворсинками и жгутиками, которые всасывают обратно часть воды и растворённых в ней веществ. Излишек воды и растворённых в ней солей покидает тело червя через отверстие — нефридиопор, которым кончается протонефридий [10] .

Репродуктивная система

Плоские черви являются гермафродитами. У паразитических видов наблюдается сложный жизненный цикл.

Локомоция

Свободноживущие турбеллярии могут передвигаться различным образом. Некоторые скользят по поверхности дна (или другого субстрата) или же плавают с помощью ресничек расположенных на поверхности тела. Другие могут использовать для той же цели мышцы. У разных турбеллярий можно наблюдать широкий спектр движений. Их тело может сокращаться или вытягиваться, они могут изгибать тело под большим углом, поворачиваться во всех направлениях, совершать ундулирующие движения. По телу некоторых из них пробегают перистальтические волны. Механизм локомоции в основном коррелирует с массой тела — более мелкие трубеллярии чаще используют только лишь движение ресничек (перистальтика, если таковая наблюдается, предназначена для процесса пищеварения), а более крупные задействуют мышцы тела. У некоторых групп, вентральная поверхность тела образует специализированный орган локомоции, которая осуществляется путём его сокращения. Отдельные крупные турбеллярии

В отличие от свободноживущих турбеллярий, эндопаразиты Neodermata имеют ограниченные способности к локомоции, проявляемые в основном в тех фазах жизненного цикла, в которых паразиту требуется покинуть предыдущего хозяина и найти, а потом заразить нового. Трематоды, например, имеют покрытый ресничками эпидермис на стадии мирацидия, который помогает личинке свободно плавать в воде до встречи с хозяином — брюхоногим моллюском [17] . На более поздней стадии развития трематод, церкарии, эти формы обладают мускулистым хвостом, позволяющим им плавать в поисках очередного хозяина (которым является позвоночное животное) [18] . Аспидогастры имеют одну личиночную стадию, на которой имеется ресничная плавающая личинка [19] .

У моногеней имеется одна промежуточная стадия развития — свободноплавающая личинка онкомирацидий. Её эпидермис несёт несколько поясов ресничных клеток с помощью которых личинка может плавать [20] . Моногенеи в своём большинстве являются эктопаразитами, и, в отличие от трематод, сохраняют ограниченную подвижность на стадии взрослой особи. Чередуя прикрепление к телу хозяина с помощью прикрепительного диска расположенного на задней части особи и с помощью головной присоски, червь может передвигаться по поверхности тела хозяина [21] .

Многие виды эндопаразитических ленточных червей обходятся вообще без механизмов локомоции. Это происходит в тех случаях, когда жизненный цикл червя не предполагает водную фазу, как например происходит у представителей рода Taeni >

Эволюция

Происхождение и положение среди других билатерий

Согласно данным молекулярной биологии, плоские черви принадлежат группе Spiralia (или Lophotrochozoa), являясь дальними родственниками моллюсков и кольчатых червей. Однако более точно установить их филогенетическое положение пока не представляется возможным. Результаты, получаемые в различных работах по филогеномике исследованиях, весьма противоречивы, и не позволяют сделать однозначных выводов о взаимном родстве спиральных животных. В настоящий момент некоторую поддержку получили две гипотезы: Rouphozoa и Parenchymya.

Экологическая роль плоских червей в экосистемах

Плоские черви, относящиеся к типу Platyhelminthes, играют важную роль в экосистемах благодаря своим разнообразным функциям и взаимодействиям с другими организмами. Эти беспозвоночные обитают в различных средах, включая пресные и соленые воды, а также в почве, что делает их значимыми компонентами экосистем.

Одной из ключевых экологических ролей плоских червей является их участие в пищевых цепях. Они могут быть как хищниками, так и жертвами, что способствует поддержанию баланса в экосистемах. Например, некоторые виды плоских червей, такие как планарии, являются хищниками, поедающими мелких беспозвоночных, тем самым контролируя их популяции. В то же время, плоские черви сами служат пищей для различных животных, включая рыбы, птицы и млекопитающие, что делает их важным звеном в пищевых сетях.

Кроме того, плоские черви участвуют в разложении органических веществ. Многие из них обитают в почве и водоемах, где они помогают перерабатывать мертвые организмы и растительные остатки. Этот процесс разложения способствует возвращению питательных веществ в почву и водные экосистемы, что, в свою очередь, поддерживает здоровье и продуктивность этих сред. Таким образом, плоские черви способствуют поддержанию биогеохимических циклов, таких как углеродный и азотный циклы.

Плоские черви также могут служить индикаторами экологического состояния. Изменения в их популяциях и разнообразии могут сигнализировать о нарушениях в экосистемах, таких как загрязнение или изменение климата. Например, некоторые виды плоских червей чувствительны к изменениям в качестве воды, и их исчезновение может указывать на ухудшение экологической ситуации в водоемах.

Наконец, плоские черви участвуют в симбиотических отношениях с другими организмами. Некоторые виды, такие как сосальщики, могут паразитировать на хозяевах, что может оказывать значительное влияние на здоровье и популяции этих хозяев. В то же время, существуют и взаимовыгодные симбиотические отношения, где плоские черви могут помогать своим партнерам в защите от хищников или в поиске пищи.

Таким образом, плоские черви играют многообразную и значимую роль в экосистемах, способствуя поддержанию баланса, переработке органических веществ и служа индикаторами экологического состояния. Их изучение и понимание их функций в экосистемах имеют важное значение для сохранения биоразнообразия и устойчивости природных систем.

Вопрос-ответ

Как размножаются плоские черви?

Для плоских червей характерно внутреннее оплодотворение, как правило, перекрёстное: две особи обмениваются сперматозоидами. Характерно также бесполое размножение частями тела — фрагментация. У плоских червей хорошо развита регенерация.

Какова половая система плоских червей?

Они гермафродиты. Имеются мужские половые железы — семенники и женские — яичники. В паренхиме расположены многочисленные пузырьки — семенники. От них идут трубчатые семяпроводы, по которым мужские гаметы (сперматозоиды) поступают к совокупительному органу.

Как происходит размножение у червей?

Размножение происходит через поясок, внутри которого яйца оплодотворяются и развиваются. Поясок занимает несколько передних сегментов червя, выделяясь относительно остального тела. Выход из пояска маленьких червей происходит в виде кокона, а через 3—4 месяца они вырастают до размеров взрослых особей.

Каков жизненный цикл плоских червей?

Стадии жизненного цикла фасциолы можно выстроить следующим образом: марита (окончательный хозяин) → яйцо (вода) → мирацидий (вода) → спороциста (промежуточный хозяин) → редия (промежуточный хозяин) → церкарий (вода) → адолескарий (вода).

Советы

СОВЕТ №1

Изучите основные этапы размножения плоских червей, включая как бесполое, так и половое размножение. Это поможет вам лучше понять их жизненный цикл и адаптацию к окружающей среде.

СОВЕТ №2

Обратите внимание на различные виды плоских червей и их уникальные механизмы размножения. Например, некоторые виды могут размножаться фрагментацией, что является интересным аспектом их биологии.

СОВЕТ №3

Используйте визуальные материалы, такие как схемы и иллюстрации, чтобы лучше усвоить информацию о размножении плоских червей. Визуализация поможет вам запомнить ключевые моменты и процессы.

СОВЕТ №4

Не забывайте о значении плоских червей в экосистемах. Понимание их размножения может помочь вам осознать их роль в природе и важность сохранения биоразнообразия.