Тип Плоские черви

Теория для подготовки к блоку №3 ОГЭ по биологии: система, многообразие и эволюция живой природы.
Теория для подготовки к блоку №4 ЕГЭ по биологии: система и многообразие органического мира.


Тип Плоские черви


Плоские черви — тип наиболее примитивных трехслойных животных. В отличие от кишечнополостных, у них формируется третий (средний) зародышевый листок – мезодерма.

Описано более 26000 видов, ведущих как свободный, так и паразитический образ жизни. Свободноживущие виды населяют пресные и солёные водоёмы, некоторые способны жить во влажной наземной среде. Длина животных варьирует от нескольких миллиметров до 20-30 метров.

Строение

Форма тела плоских червей, как следует из названия типа, уплощённая. Они билатерально симметричны, то есть через тело можно провести только одну плоскость симметрии. Этот тип симметрии впервые появляется в ходе эволюции именно у плоских червей.

Тело не сегментировано, на переднем конце находится ротовое отверстие, которое ведёт в кишечную полость. В этом плоские черви схожи с кишечнополостными. Однако, в отличии от них, в теле плоских червей можно выделить не просто диффузно разбросанные клетки разных типов, а уже чётко сформированные ткани. Ткани образуют органы, органы составляют системы: пищеварительную, выделительную, нервную и половую.

Органы дыхания и кровеносная система отсутствуют. Обмен газов осуществляется непосредственно через покровы тела, поэтому плоская форма тела выгодно увеличивает площадь поверхности газообмена.

Пространство между внутренними органами и стенкой тела заполнено паренхимой – неспециализированной тканью из среднего зародышевого листка, мезодермы. Паренхима служит для запасания и транспорта веществ, поддерживает форму тела червя и служит опорой для внутренних органов.

Покровы и мускулатура

Эпителиальная и мышечная ткани обособлены, их разделяет прослойка соединительной ткани. Вместе эти три ткани образуют стенку тела червей, которая называется кожно-мускульным мешком. Обычно наружные слои мышечных клеток являются кольцевидными, то есть при их сокращении тело червя сужается и вытягивается. Внутренние слои мышц имеют продольное расположение, с их помощью червь может укорачиваться и изгибаться в разные стороны. Кроме того, имеются дорзовентральные (спинно-брюшные) пучки мышц – они соединяют брюшную и спинную части животного. При их сокращении тело уплощается.

Кожно-мускульный мешок служит для защиты и передвижения червей. С помощью такой высоко организованной мышечной системы плоские черви могут совершать более сложные (по сравнению с кишечнополостными) движения. У свободноживущих видов на эпителии расположены реснички, которые также помогают перемещению. У паразитических червей ресничек нет.

Пищеварительная система

Пищеварительная система состоит из передней кишки (глотки), образованной эктодермой, и средней энтодермальной кишки, в которой собственно и происходит пищеварение. Задней кишки и анального отверстия нет, поэтому остатки непереваренной пищи возвращаются в окружающую среду через ротовое отверстие.

Форма кишечника зависит от размеров и сложности организации червя. У небольших особей он может иметь вид длинной замкнутой трубки. У более крупных червей кишечник ветвится, образуя сложную систему. У паразитических видов может не быть глотки, кишка может быть полностью редуцирована. В этом случае всасывание питательных веществ происходит через наружные покровы всей поверхностью тела.

Нервная система и органы чувств

Нервная система плоских червей устроена гораздо сложнее, чем у кишечнополостных. Вот её характерные отличия:

  • нервные клетки собраны в ганглии, которые в свою очередь связаны в нервные стволы;
  • нервные клетки расположены глубже в теле, что позволяет их обезопасить;
  • происходит цефализация, то есть ганглии, расположенные ближе к голове, играют более важную роль в управлении телом;
  • олигомеризация нервных центров, то есть уменьшение их количества по мере усложнения организма.

В переднем отделе тела располагается крупный мозговой ганглий, от которого кзади отходят два нервных ствола. Стволы соединяются поперечными перемычками, отчего такая система получила название ортогона (имеется в виду ортогональное, то есть перпендикулярное расположение нервных стволов).

Органы чувств развиты слабо. Чем активнее образ жизни червя, тем совершеннее его осязание, зрение и хеморецепция (восприятие химических веществ). У паразитических видов органы чувств обычно атрофированы.

Выделительная система

Продукты жизнедеятельности, часто токсичные для клеток, накапливаются в тканевой жидкости. В отличии от кишечнополостных, плоские черви не имеют возможности выделять продукты обмена непосредственно во внешнюю среду, для этого необходима отдельная система.

Выделительная система состоит из ветвящихся канальцев эктодермального происхождения – протонефридиев. Каждый каналец заканчивается клеткой звёздчатой формы – циртоцитом. На циртоцитах находятся пучки ресничек. При биении ресничек, напоминающих мерцательное пламя, происходит движении тканевой жидкости в канальцы протонефридиев. Все канальцы впадают в более крупные протоки, которые открываются на поверхности тела выделительными отверстиями. Таким образом жидкость с продуктами обмена попадает наружу.

У некоторых видов в задней части тела выделительные каналы расширяются, образуя мочевой пузырь. В нём накапливаются и концентрируются продукты обмена. С помощью выделительной системы из тела червя может также выводиться лишняя жидкость, что особенно важно для пресноводных форм. Без этого механизма пресноводные черви просто не смогли бы поддерживать водно-солевой баланс.

Половая система

Большая часть плоских червей – гермафродиты. Половые железы у них расположены в глубине тела, наружу половые клетки выводятся по протокам. Организация половой системы может значительно отличаться у представителей разных видов.

Мужские половые железы – семенники. От них к совокупительному органу (циррусу) идут семяпроводы. В женской половой системе есть яичники, желточники, яйцеводы и влагалище, открывающееся в половую клоаку. Желточники схожи по строению с яичниками, но содержат желточные клетки – стерильные яйцеклетки с большим запасом питательных веществ для будущей яйцеклетки.

Оплодотворение происходит в половой клоаке. Образовавшаяся яйцеклетка окружается желточными клетками и покрывается скорлупой. Некоторые плоские черви, особенно паразитические виды, могут откладывать единовременно огромное количество яиц.

Классификация

К плоским червям относят пять классов, из которых в школьном курсе рассматривают только три.

Класс Ресничные черви (Turbellaria)

В классе насчитывается более 3500 видов. В отличии от других плоских червей, большинство турбеллярий свободноживущие. Характерные представители класса – планарии (молочная, бурая, траурная, чёрная и т.д.). Они живут в пресной воде, в большом количестве водятся в стоячих и медленнотекущих водоёмах, скрываются под камнями или листьями растений. Размеры ресничных червей – от 2-3 мм до 30 см.

Тело плоское, утолщенное в середине. На переднем конце могут находиться выросты. С помощью ресничек и кожно-мускульного мешка черви могут ползать по различным поверхностям или плыть. Ротовое отверстие обычно находится в средней части тела.

В эпителии турбеллярий рассеяны одноклеточные железы, которые выделяют слизистый или белковый секрет. Слизь, вероятно, помогает перемещению и прикреплению к субстрату, служит для защиты. Белковый секрет может быть токсичен, что отпугивает других хищных животных.

Большая часть ресничных червей – хищники. Они обладают выдвигающейся глоткой, с помощью которой можно заглатывать добычу или отрывать от неё куски. Если тело жертвы покрыто хитиновым панцирем, червь выбрасывает пищеварительные ферменты наружу и размягчает жёсткие покровы. Интересно, что планарии могут использовать «оружие» кишечнополостных: когда червь поедает гидру, её стрекательные клетки не расщепляются, а мигрируют через стенку тела, оказываясь в эпителии червя, защищая его от врагов.

Так как турбеллярии ведут активный образ жизни, у них достаточно хорошо развиты органы чувств. Всё тело покрыто специальными длинными чувствительными ресничками, сенсиллами. Они воспринимают механические или химические раздражения. Также почти у всех ресничных есть органы равновесия и два или более светочувствительных глазка, которые расположены в области головы или равномерно по краю тела.

Ресничные черви гермафродиты, оплодотворение внутреннее, чаще всего перекрёстное, то есть партнёры по очереди оплодотворяют друг друга. Сперма обычно вводится в половую клоаку, но иногда и непосредственно в тело червя (в этом случае совокупительный орган протыкает покровы партнёра). После этого сперматозоиды движутся к яйцеклеткам и оплодотворяют их.

Развитие может быть прямым (из яйца выходит особь, похожая на взрослую) или с превращением (из яйца выходит личинка с ресничками).

Турбеллярии хорошо регенерируют: из небольшого куска тела может развиться полноценный взрослый организм. При наступлении неблагоприятных условий планарии имеют обыкновение распадаться на части и в таком виде пережидать длительное время. После улучшения условий из кусков регенерируют новые организмы. Это пример бесполого размножения ресничных червей.

Класс Сосальщики (Trematoda)

В классе около 4000 видов, все они паразитируют в беспозвоночных и позвоночных животных.

Тело листовидное, размеры небольшие. Печёночный сосальщик достигает иногда 5-7 см в длину, паразиты рыб – до 1,5 м. На брюшной стороне тела расположены присоски: ротовая и брюшная. Снаружи трематоды покрыты слоем слизи, который защищает их от пищеварительных ферментов. Эпителиальные клетки имеют небольшие шипики, с их помощью червь крепится к органам хозяина.

Характерный представитель класса – печёночная двуустка, или печёночный сосальщик (Fasciola hepatica), паразит млекопитающих, в том числе и человека. Он обитает в желчных протоках и питается желчью и слизью. При этом разрушается слизистая, может развиться воспаление протоков, атрофия печеночной ткани, затрудняется отток желчи.

Нервная система образована парой головных ганглиев. Две перемычки, соединяющие ганглии, образуют окологлоточное нервное кольцо. От кольца вперёд и назад отходят нервные стволы.

Трематоды гермафродиты. У всех сосальщиков женская половая система представлена одним ветвящимся яичником, желточниками и скорлуповыми железами. Их протоки впадают в мешкообразную полость, которая переходит в матку. Матка открывается в половую клоаку. Рядом расположен совокупительный орган, куда поступают сперматозоиды из двух семенников (редко из одного).

При оплодотворении семя попадает в половую клоаку, откуда сперматозоиды движутся к яйцеклеткам. Оплодотворённые яйцеклетки окружаются желточными клетками, покрываются скорлупой и начинают движение из матки наружу.

Жизненный цикл сосальщиков сложный: червь проходит несколько стадий развития со сменой хозяев. Взрослое животное (марита), способное к половому размножению, живёт в основном хозяине – позвоночном. После оплодотворения яйца выходят во внешнюю среду и попадают в воду (чаще всего с фекалиями хозяина). В воде из яйца выходит мирацидий, личинка с ресничками.

Мирацидий активно плавает и ищет себе промежуточного хозяина, моллюска определённого вида. Например, для печёночного сосальщика промежуточный хозяин – малый прудовик. Проникнув внутрь моллюска с помощью специального хоботка, личинка теряет реснички и становится неподвижной спороцистой. Спороциста делится бесполым путём, в результате образуется множество личинок нового поколения. Они питаются тканями моллюска и продолжают размножаться. В итоге из моллюска выходят церкарии – личинки с хвостиками, похожие на взрослых марит. Церкарии прикрепляются к листьям прибрежных растений и инцистируются. Циста может длительное время ожидать, пока его не съест животное-хозяин. Человек может заразиться, если выпьет сырую воду с оторвавшимися цистами.

Кровяные сосальщики (шистосомы) отличаются тем, что они раздельнополы и паразитируют в кровеносных сосудах, вызывая шистосомозы. Их церкарии не образуют цист, а самостоятельно ищут основного хозяина. Личинки червей способны проникать через слизистые или повреждённые покровы животных. Человек может заразиться при купании. Шистосомоз – опасное заболевание, так как черви инициируют нарушения иммунных реакций.

Класс Ленточные черви (Cestoidea)

В этом классе более 3000 видов, все ленточные черви предельно адаптировались к паразитированию.

Тело напоминает тонкую ленту, состоит из головки, шейки и множества члеников. Из-за членистого строения ленточных червей также называют цепнями. Длина червей может достигать 20-30 м. Такие крупные особи называются солитёрами, потому что встречаются обычно только по одиночке.

На головке расположены присоски и крючья, с помощью которых червь крепко цепляется к стенке кишечника. За шейкой следует множество члеников, каждый из которых живёт и развивается самостоятельно.

Пищеварительная система у ленточных червей полностью редуцирована: животные обитают в кишечнике и всасывают поверхностью тела пищу, обработанную ферментами хозяина.

Дыхание анаэробного типа, поэтому при окислении питательных веществ глюкоза расщепляется не полностью. Продукты неполного расщепления выводятся наружу и отравляют организм хозяина.

В каждом членике червя находятся органы выделительной и половой систем. Нервная система развита крайне слабо: по бокам проходят два нервных ствола, а в эпителии разбросаны осязательные клетки.

Ленточные черви гермафродиты. Половые органы развиваются постепенно: самые молодые членики, расположенные рядом с головкой, могут вообще не иметь их. В паренхиме формируется большое число семенников с протоками, которые сливаются в общий семяпровод. Яичник один, крупный, состоит из нескольких долек.

Возможно как перекрёстное оплодотворение, так и самооплодотворение, при котором сперматозоиды вводятся во влагалище соседнего или даже своего членика. По мере созревания яиц членик созревает и в итоге может оторваться от тела червя. Яйца попадают наружу с фекалиями хозяина и могут оседать на листьях растений.

Когда яйцо глотает промежуточный хозяин, из него выходит онкосфера, личинка с шестью крючьями. Для бычьего цепня (Taeniarhynchus saginatus) промежуточными хозяевами являются парнокопытные, для свиного цепня (Taenia solium) – свиньи, собаки, зайцы и кролики. Попадая в кишку животного, онкосфера пробуравливает её стенку и выходит в кровоток, оседая в каком-либо органе. Там личинка преобразуется в финну и дожидается, когда она попадёт в тело следующего хозяина. Обычно заражение происходит, когда основной хозяин поедает промежуточного. Человек может заразиться, употребляя в пищу плохо прожаренное мясо.

В кишечнике из финны выворачивается головка червя и закрепляется на стенке кишки. Молодые членики обособляются от шейки, тело цепня растёт.