Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2008 №4
Шрифт:
6. Тип Плоские черви
Предположим, что кишечнополостное животное легло на дно. Такое положение представляется вполне рациональным, если, например, имеет место постоянное горизонтальное течение. Если течение ослабеет впоследствии, то это можно скомпенсировать собственным движением. Что из того, что имелось у радиальносимметричных предков можно приспособить для активного движения? Реснички и мышечные клетки. Реснички имеют тот недостаток, что, будучи клеточными органеллами, они пригодны лишь для очень некрупных организмов или как дополнительный двигатель. Что реально у плоских червей и наблюдается. Другой ресурс — мышечные клетки. Следует просто увеличить их количество, и получится кожно-мускульный мешок, согласованные сокращения которого позволят вполне внятно передвигаться
Увеличение количества мышечных клеток создает еще одну проблему — тело червя становится достаточно толстым, и поступление веществ от клеток, выстилающих кишечную полость, к остальным клеткам за счет диффузии становится недостаточно эффективным. А двигательная активность как раз такой эффективной передачи требует. Плоские черви решают эту проблему разветвлением кишечной полости, веточки которой близко подходят к разным участкам тела.
Еще одна проблема, с которой приходится сталкиваться плоским червям, также проистекает от утолщения тела. Куда девать ненужные продукты обмена образующиеся в клетках — например, избыток азота, который у людей выводится в виде мочевины, а у некоторых других животных в виде иных соединений? У двуслойных кишечнополостных вопрос решался просто — клетки и экто- и энтодермы могли непосредственно выбрасывать их во внешнюю среду. А у многослойных червей продукты оказываются и внутри организма тоже. Приходится обзавестись специальными клетками, чья функция — очистка внутренней среды организма путем выброса наружу вредных веществ, т. е. тех, чьи концентрации становятся нежелательно высокими.
Так в основном устроены свободно живущие в водной среде плоские черви, относящиеся к классу Ресничных. Есть еще немало паразитических плоских червей, измененных и упрощенных так, что мать родная не узнает, но ими пусть занимаются специалисты или те, у кого глисты.
7. Тип Круглые черви или Нематоды
Тем, у кого глисты и эта глава рекомендуется. Но паразитические круглые черви не сильно отличаются по облику от свободноживущих. В сечении все нематоды действительно круглые. По сравнению с плоскими червями круглые имеют два усовершенствования.
Во-первых, появляется кутикула — защитная пленка, выделяемая клетками эктодермы и покрывающая тело червя. Наличие кутикулы, предохраняющей нематод от быстрого высыхания, позволило им освоить такую среду обитания как почва. Речь идет, конечно, только о горизонтах почвы, где воздух почти постоянно насыщен водяными парами, но и это большое завоевание.
Во-вторых, у нематод появляется первичная полость тела. То пространство, между кишечной полостью и наружными покровами, которое у плоских червей заполняли мышечные клетки и клетки рыхлой паренхимы, теперь заполняется жидкостью. Клетки паренхимы и, частично, мышечные клетки при этом редуцируются.
Появление полости решает немало проблем. Теперь обмен веществами между клетками через полостную жидкость происходит намного эффективней и отпадает необходимость в разветвленном, как это было у плоских червей, кишечнике. А неразветвленный кишечник позволяет, наконец-то, обзавестись анальным отверстием — простым, но полезным приспособлением. Другое применение — опорное: столбик несжимаемой жидкости, заключенный даже в тонкую кутикулу, создает некое подобие скелета, достаточно прочное, чтобы крошечные нематоды могли существовать в почве в воздушной среде (плоских червей просто размазало бы по субстрату). Рациональней становится и работа выделительной системы,
Нематоды и сегодня богатая видами и повсеместно распространенная группа животных. За создание полости тела им пришлось заплатить исчезновением части мускульного мешка. Усеченная мускулатура и круглое сечение делают их никудышными пловцами. Но для донных и почвенных обитателей, коими является огромное большинство нематод, круглое сечение благо, а примитивность движений — невеликая беда.
8. Тип Кольчатые черви
Напомним себе, что в существовавшем когда-то в архее мире червей — существ, не умевших кусаться, размер был очень важен. Он позволял проглотить более мелких, а более крупные никем не могли быть проглочены. Все нематоды мелкие. И у желеобразных плоских червей больших размеров достигли лишь паразиты кишечника позвоночных, и то «недавно», тогда, когда эти позвоночные появились.
Всякая конструкция имеет свои оптимальные размеры, имеет минимальные и максимальные, за пределами которых она нежизнеспособна. Это было справедливо по отношению к клетке, справедливо и по отношению к червю. Покрытое тонкой кутикулой, нежное тело червя очень ранимо, причем тем более, чем он крупнее — это с одной стороны. С другой, некоторые системы или не рассчитаны на обслуживание большого тела, или попросту отсутствовали за ненадобностью.
Самые крупные черви — кольчатые. Как и нематоды, они имеют поверхностную кутикулу и полость тела. Полость тела кольчецов называется вторичной или целомом, и развивается из специальных зачатков — парных полых целомических мешков, которые разрастаясь, вытесняют первичную полость тела. Эволюционно полость нематод и целом — совсем разные полости, но конструктивно отличия не принципиальны. Конструктивных новшеств тоже немало.
A. У нематод распределение по телу питательных веществ, поступающих из кишечной трубки, и кислорода, поступающего через внешние покровы, происходило через полостную жидкость пассивно. Для более крупного животного этого недостаточно, нужно искусственно ускорить циркуляцию жидкости. Появляется насос, сократимая мышечная камера — сердце, и система шлангов — сосудов. Так у кольчецов появляется кровеносная система.
Б. Кольчатые черви — сегментированные животные, они состоят из головного и хвостового отсека, возникающих как передний и задний концы самой ранней личинки, и многих одинаковых отсеков, большинство из которых образуются постепенно по мере роста личинки. Сегментированность упрощает, упорядочивает рост червя, а также решает и другие проблемы. Как большие корабли делят на герметичные отсеки, так и составленное из многих сегментов тело кольчатого червя становится менее уязвимым при внешних воздействиях. Ряд систем дублируется посегментно и для таких, например, как выделительная система это выход из положения, поскольку конструктивно она не рассчитана на большой объем жидкости. Нервная система кольчецов принимает вид, характерный для сегментированных животных: окологлоточные скопления + брюшная нервная цепочка с узлами в каждом сегменте.
B. Личинка, трохофора, заслуживает отдельного упоминания. Она имеет форму яйца и снабжена ресничками по экватору и на тупом (головном) конце. Маленькая личинка еще не имеет мускульного мешка для того, чтобы двигаться, но ее крошечные размеры позволяют и двигаться, и загонять себе пищу с помощью ресничек. Вспомним, что также конструктивно устроены и инфузории, преуспевающая группа одноклеточных организмов. Жизнеспособность, даже эффективность, личиночной стадии — немаловажный фактор успеха трохофорных животных в конкурентной борьбе.
Г. Большой размер создает проблемы со снабжением тела кислородом. Все ранее рассмотренные группы получали кислород через поверхность тела. Но объем растет пропорционально кубу измерения, а поверхность только квадрату. Площадь поверхности можно, однако, существенно увеличить, сделав ее складчатой. У кольчатых червей появляются на каждом сегменте парные выросты, состоящие из мышечных волокон и покрытые эктодермой с кутикулой — параподии. Поступление кислорода через параподии увеличивается не только из-за большей теперь площади поверхности тела, но и потому также, что параподии способны шевелиться. Согласованные движения параподий также могут убыстрять плавание червя, хотя эта их функция едва ли очень существенна для кольчецов.