Дождевой червь

1.Систематическое  положение.

2.Связь  строения дождевых  червей со средой  обитания и образом  жизни

3.Численность  и его биология.

4.Размножение  и развитие

5.Роль  дождевых червей  в почвообразовании 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1

Систематическое положение. 

     Дождевые (почвенные) черви– беспозвоночные животные, относящиеся к типу Кольчатые черви Annelidae, подтипу Поясковые Clitellata, классу Малощетинковые кольчецы Oligochaeta.

     Деление класса олигохет на отряды ещё окончательно не установилось (ЗенкевичЛ.А.-1968,) По другим данным класс олигохет делится на отряд  Гаплотаксиды Haplotaxida и Подотряд Высшие Малощетинковые Lumbricina (Догель В. А.- 1981,).

     Существуют  следующие семейства :

1. Семейство Эолосомы (Aeolosomatidae).
2. Семейство Наидиды, или Водяные змейки (Naididae).
3. Семейство Трубочники, или Тубифициды (Tubificidae)
4. Семейство Энхитреиды (Enchytraeidae)
5. Семейство Гаплотаксиды (Haplotaxidae)
6. Семейство Люмбрикулиды (Lumbriculidae)
7. Семейство рачьих пиявок (Branchiobdellidae)
8. Семейство Мегасколециды (Megascolecidae)
9. Семейство Настоящие дождевые черви, или Люмбрициды  (Lumbricidae)

2

Связь строения дождевых червей со средой обитания и образом жизни. 

      Наибольшее  значение для дождевых червей имеют  некоторый минимум влажности  и наличии перегноя в почве. Большая  часть поверхности суши в той  или иной степени заселена червями. Они живут во всех странах света, ими заселены и тундровые почвы, и луга всевозможных типов, и степи, и полупустынные местности. Отсутствуют они только в пустынях ( если они не орошаются искусственно ), в сильно засоленных почвах и в торфяных болотах. Дождевые черви нуждаются в относительно влажной почве, но после сильных дождей могут выползти на поверхность в связи с недостатком воздуха в затопленной почве. По данным П. Ю. Шмидта, дождевые черви могут терять до 78,5% содержащейся в них воды и таким образом они оказываются устойчивыми к не очень продолжительному высыханию в почве.

     Дождевые  черви хорошо приспособлены к  жизни в почве. Дождевые черви имеют вытянутое "червеобразное" тело.  Головной отдел у них не выражен. Головная лопасть, как правило, лишена глаз и придатков. На анальной лопасти (пигидиуме) также нет никаких придатков. Такое упрощение внешнего строения связано с адаптациями к роющему образу жизни.

       Передний конец слегка утолщен  и отличается более темной  окраской, чем задний- более тонкий  и плоский. Все вытянутое тело червя (длиной 15- 30 см) разделено на множество колец, или сегментов, число которых может доходить до 180. При ползании червь сперва выносит свой передний конец, задерживается им за неровности почвы и подтягивает к нему задний. Затем задний упирается в землю, а передний снова вытягивается вперед. При таком движении тело червя попеременно то вытягивается, то сокращается, укорачиваясь и удлиняясь. Эта способность изменять форму тела зависит  от хорошо развитой мускулатуры, которая лежит у червя в под кожей двумя слоями. Непосредственно под кожей лежит слой кольцевых мышц, которые при сокращении сдавливают тело и делают его тоньше и длиннее. Под кольцевыми мышцами лежат пучки продольных мышц, при сокращении которых тело, напротив, укорачивается. Наблюдая червя, можно видеть эти волны сокращений, которые пробегают по его телу.

      Кроме движения по прямой линии, червь обладает способностью свободно извиваться в  разные стороны. Движения этого рода зависят от сокращения продольных мышечных пучков только с одной какой - нибудь  стороны их тела.

      Обязательным  условием успешного передвижения земляного  червя по субстрату является способность  задерживаться о поверхность, по которой он ползает. Это осуществляется благодаря тонким щетинкам, которые тянуться вдоль тела четырьмя рядами, по 2 щетинки в каждом ряду. В рыхлой земле при движении  червь действует своим заостренным мускулистым передним концом, как клином, раздвигая частички земли в стороны и протискиваясь между ними. Если же земля очень плотно утрамбована и первый способ передвижения не возможен, то червь «проедает» себе дорогу, поглощая частички почвы и выбрасывая ее через анальное отверстие. Однако этот способ передвижения очень медленный. Длина норок у Lumbricus terrestris («обыкновенный дождевой червь») доходит до 80 см.

      Кожа  дождевого червя обильно  выделяет  слизь, которая защищает кожу дождевых червей от механических повреждений и высыхания.

      Дышат черви всей поверхностью тела. При  подсыхании кожи обмен газов прекращается, и червь погибает.

      Из  органов чувств у червей лучше всего развито осязание. Самые малейшие сотрясения почвы черви чувствуют превосходно и моментально прячутся в свои норки.

      Хорошо  развито у них обоняние, благодаря  чему черви находят пищу по запаху.

      Органы  зрения у червя отсутствуют. Тем не менее, все тело обладает чувствительностью к свету.

      Зимуют  эти черви в нижней части своих  ходов, ниже глубины промерзания  почвы; при высыхании почвы во время летней засухи они также  спускаются в глубокие ее горизонты. Продолжительность жизни этого  вида точно не известна, но, по некоторым наблюдениям, не меньше 5-6 лет. 
 

3

Численность и его биология. 
 

     Семейство Настоящие  дождевые черви, или Люмбрициды ( Lumbricidae) включает около 200 видов (в Европе 35). Не следует, однако, думать , что название «дождевые черви» обозначает какое-то одно определённое семейство олигохет; оно применяется ко всем более или менее крупным представителям пяти различных семейств этого класса. На первый взгляд , они действительно до некоторой степени сходны между собой; зоологи различают эти семейства главным образом по особенностям строения внутренних органов, в частности органов размножения, по расположению пояска , щетинок и по другим признакам. Наиболее хорошо изученным видом семейства Люмбрициды является всем известный «обыкновенный дождевой червь» – Lumbricus terrestris, длиной 20-30 см и до 1 см толщиной, носящий местами народное название большой «выползок».

     К роду Lumbricus принадлежит 10 видов. Самым обычным у нас является малый красный червь, или малый выползок (Lumbricus rubellus). Но самым распространённым и часто встречающимся у нас видом является серая алолобофора (Allolobophora caliginosa), называемая иногда пашенным червем.

     Дождевые  черви питаются растительными остатками в почве и играют важную роль в почвообразовании. В пресных водоемах нередко можно видеть олигохет с длинными щетинками (рис. 182) или живущих в вертикальных трубках и образующих плотные поселения на дне. Они питаются взвешенными органическими остатками и являются полезными фильтраторами, играющими существенную роль в очистке вод.

     Общая морфофизиологическая характеристика.  Длина тела варьирует от нескольких миллиметров до 3 м. Тело длинное, червеобразное, сегментированное. Число сегментов колеблется от 5—б до 600. На первом сегменте тела после головной лопасти  
 

Общая морфофизиологическая характеристика.  Длина тела варьирует от нескольких миллиметров до 3 м. Тело длинное, червеобразное, сегментированное. Число сегментов колеблется от 5—б до 600. На первом сегменте тела после головной лопасти находится рот. На анальной лопасти располагается анальное отверстие. Движутся олигохеты сокращая мускулатуру тела. На теле имеются многочисленные щетинки.

       Кожно-мускульный мешок. Тело покрыто слоем кожного эпителия, часто с большим количеством железистых клеток. Кожа выделяет тонкую кутикулу. Обильное выделение слизи защищает кожу дождевых червей от механических повреждений и высыхания. Под кожей, как и у полихет, у них залегают кольцевые и продольные мышцы, изнутри выстланные целомическим эпителием.

     Пищеварительная система. Кишечник проходит по всей длине тела. В переднем отделе кишечника дождевого червя обособлены ротовая полость, мускулистая глотка, относительно узкий пищевод, зоб и желудок (рис. 183). В стенках пищевода имеются три пары известковых желез, секреты которых нейтрализуют гуминовые кислоты в пище дождевых червей. Из желудка пища поступает в среднюю кишку, где происходит всасывание питательных веществ. Непереваренные остатки пищи и минеральные частицы почвы поступают в короткую заднюю кишку и удаляются через анальное отверстие наружу. В средней кишке дорсально расположена внутренняя продольная складка — тифлозоль, свешивающаяся в просвет кишки и увеличивающая всасывательную поверхность кишечника.

     Кровеносная система олигохет сходна по строению с таковой у полихет. Имеются спинной и брюшной пульсирующие сосуды, которые связаны кольцевыми сосудами. В отличие от полихет, у малощетинковых червей кольцевые сосуды в области пищевода пульсируют и называются  «кольцевыми сердцами». В крови присутствует дыхательный пигмент — гемоглобин, который растворен в плазме крови, в отличие от позвоночных животных, у которых гемоглобин находится в красных кровяных тельцах. Кровеносная система выполняет у олигохет транспорт веществ, кислорода и продуктов обмена.

      Выделительная система представлена метанефридиями. Способность метанефридиев эконо-

мить  влагу в организме путем реабсорбции  воды обеспечивает приспособленность  олигохет к жизни на суше. Твердые  экскреты накапливаются в хлорагоген -ных клетках целомического эпителия. Частично эти клетки, наполненные экскретами, удаляются через воронки нефридиев или через особые поры в стенке тела.

     Нервная система представлена, как у всех кольчецов, парой надглоточных ганглиев (мозгом) и брюшной нервной цепочкой.

     Органы чувств у малощетинковых червей развиты слабее, чем у большинства многощетинковых, в связи с роющим образом жизни. Глаза, как правило, отсутствуют. В коже олигохет имеются многочисленные чувствующие клетки: светочувствительные, осязательные и др. Дождевые черви чутко реагируют на факторы света, влажности и температуры. Этим объясняются их вертикальные миграции в почве в течение суток и по сезонам. 

Половая система олигохет гермафродитная (рис. 184). Гермафродитные особи олигохет од-

нотипные, в отличие от половозрелых особей полихет с половым диморфизмом. Гермафродитизм в животном мире — это приспособление к увеличению плодо- витости, так как все 100% особей в попу- ляции могут откладывать яйца. Половые железы у дождевого червя сосредоточены в передних сегментах тела. Семенники (две пары) расположены в 10-м и 11-м сегментах тела и прикрыты тремя парами семенных мешков. В семенных мешках накапливается сперма, вытекающая из семенников. Здесь происходит созревание сперматозоидов. Спермии поступают в мерцательные воронки семяпроводов. Семяпроводы сливаются попарно по левой и правой сторонам тела, и образуются два продольных канала, открывающихся парными мужскими половыми отверстиями на 15-м сегменте т е л а . Ж е н с к а я п о л о в а я с и с т е м а представлена парой яичников, расположенных на 13-м сегменте, и парой яйцеводов с воронками, открывающихся половыми отверстиями на 14-м сегменте. В 13-м сегменте диссипименты образуют яйцевые мешки, прикрывающие яичники и воронки яйцеводов. К женской половой системе относятся еще особые кожные впячивания на 9-м и 10-м сегментах — две пары семяприемников с отверстиями на брюшной стороне тела.  
 

4

Размножение и развитие 
 
 

   Размножение и развитие. У половозрелых дождевых червей развивается железистый поясок на 32—37-м сегментах. В период размножения сначала все особи становятся как бы самцами, так как у них развиты только семенники. Черви соединяются головными концами навстречу, при этом поясок каждого червя располагается на уровне семяприемников другого червя (рис. 185). Поясок выделяет слизистую «муфту», соединяющую двух червей. Таким образом, спаривающиеся черви объединены двумя перевязями из слизистых муфт в области их поясков. Из мужских отверстий обоих червей выделяется сперма, которая по особым бороздкам на брюшной стороне тела поступает в семяприемники другой особи.

     Обменявшись мужскими половыми продуктами, черви расходятся. Через некоторое время у червей созревают яичники и все особи становятся как бы самками.«Муфта» из области пояска сползает к переднему концу тела благодаря перистальтическим движениям тела червя. На уровне 14-го сегмента в муфту попадают яйцеклетки из женских половых отверстий, а на уровне 9—10-го сегментов выпрыскивается «чужая» семенная жидкость. Так происходит перекрестное оплодотворение. Затем муфточка сползает с головного конца тела и замыкается.   

   Образуется  яйцевой кокон с развивающимися яйцами. Кокон дождевых червей по форме напоминает лимончик желто-бурого цвета; размеры его 4—5 мм в диаметре.

Из  яйцевого кокона вылупляются маленькие червячки, похожие на взрослых. Такое прямое развитие без метаморфоза возникло у олигохет в связи с переходом к жизни на суше или к обитанию в пресных водоемах, которые нередко пересыхают.

Такое прямое развитие без метаморфоза возникло у олигохет в связи с переходом к жизни на суше или к обитанию в пресных водоемах, которые нередко пересыхают.

Эмбриональное развитие зародыша олигохет протекает, как и у большинства полихет, по спиральному типу дробления и с телобластической закладкой мезодермы.

     Бесполое  размножение известно в некоторых семействах пресноводных олигохет. При этом происходит поперечное деление червя на несколько фрагментов, из которых потом развиваются целые особи, или путем дифференциации червя на цепочку из коротких дочерних особей. В дальнейшем эта цепочка распадается. У дождевых червей крайне редко наблюдается бесполое размножение, зато хорошо выражена способность к регенерации. Перерезанный червь, как правило, не погибает, а каждая его часть восстанавливает недостающие концы. Наиболее легко червь восстанавливает задний конец тела. Головной конец тела восстанавливается редко и с трудом. 
 
 

5 

Роль  дождевых червей в  почвообразовании 
 

      Почва населена большим количеством различных  животных – от низших беспозвоночных до высших позвоночных, которые производят в ней огромную химическую и механическую работу. Значение этой работы для почвообразования велико. Первые сведения об участии дождевых червей в почвообразовательных процессах появились ещё до того, как почвоведение оформилось в самостоятельную науку. В частности, в 1837г. Ч. Дарвин в докладе «Об образовании растительного слоя» сообщил о громадной роли дождевых червей в образовании почвенного слоя.

      Животные  воздействуют на почвообразование в  основном двумя путями: участвуя в разложении и минерализации органического вещества и механическим воздействием на почвенный покров.

      Разложение  и минерализация органического  вещества – необходимый для нормального  хода почвообразования процесс. Он осуществляется микроорганизмами и животными при их совокупном действии. Характер участия дождевых червей в этих процессах в настоящее время хорошо изучен и неоднократно описан: «Дождевые черви захватывают своим ртом (при этом слегка выворачивается наружу, а затем втягивается обратно мускулистая глотка) сырые опавшие листья, полусгнившие травинки и т. п. и затаскивают их в свои норы. Но черви заглатывают и землю, которая поэтому всегда имеется в их кишечнике. Органические вещества почвы, перегной, используются в качестве пищи, песчинки способствуют измельчению и перитеранию проглоченных кусочков листьев, наконец, частично почва заглатывается при прорывании ходов, хотя главная работа при этом проделывается мускулатурой стенки тела червя. Когда червь зарывается в землю с поверхности или когда прокладывает новый ход в толще почвы, он действует переднем концом как клином, попеременно то сужая и вытягивая его, то вздувая и сокращая, и таким образом расталкивает частицы почвы в стороны. Большую роль при этом играют щетинки, цепляющиеся за стенки хода и не дающие возможности телу червя соскальзывать назад при его сокращении. По поверхности земли, не имея опоры со всех сторон, черви передвигаются сравнительно медленно, но внутри своих ходов – довольно быстро: если перевернуть камень или другой предмет, под которым скопились черви, и попытаться схватить их, они почти мгновенно скрываются в норки.

      Переработанную  ими, прошедшую через кишечник землю  черви выбрасывают на поверхность  над отверстиями ходов в виде характерных кучек – выбросов, или копролитов. Появление таких кучек на оголенной земле весной свидетельствует о начале деятельности червей. Подсчитано, что за сутки каждый червь пропускает через свой кишечник количество земли, примерно равное весу его тела (а средний вес Lumbricus terrestris-4-5г.). (Зенкевич Л.А., 1968.)В результате такого измельчения существенно, в тысячи раз увеличивается площадь поверхности органического материала. Соответственно увеличивается и поверхность, доступная воздействию микроорганизмов.

      В процессе пищеварения и метаболизма растительное органическое вещество в организме животных претерпевает также и значительные биохимические изменения. Прежде всего, синтезируются новые формы органического вещества; оно частично расщепляется на более простые органические, а также и минеральные соединения, которые затем выводятся наружу с выделениями животного или попадают в почву с их трупами. Например, конечные продукты распада дождевых червей содержат значительное количество аммиака и мочевины; экскременты многих беспозвоночных обогащены солями калия, магния, фосфора, содержат нитраты (Гиляров, 1967). В частности, экскременты дождевых червей в 1,5 раза обогащены окислами фосфора, в 2,5 раза - окислами калия, в 3 раза – аммиаком по сравнению с почвенным субстратом (Пономарева, 1958);

      Кроме того, в выделениях животных содержатся вещества, стимулирующие рост растений. Например, в выделениях млекопитающих содержатся тамин, рибофлавин, инозит, пантотеновая, никотиновая и фолиевая кислоты, витамины группы B и другие вещества, активирующие процессы роста (Красильников, 1958). В экскрементах животных обычно отсутствуют бактерицидные вещества (Гиляров, 1967), что является их особо важным свойством, сказывающимся на дальнейшей микробной переработке. Как экскременты, так и трупы многих животных обычно уже исходно за счёт кишечной флоры обогащены микроорганизмами. Так в кишечнике дождевых червей содержаться микроорганизмы, осуществляющие как начальные стадии разложения органического вещества , так и более глубокие. В экскрементах дождевых червей численность микроорганизмов в 10 и более раз больше чем в субстрате (Козловская, Жданникова, 1961)

      Из  сказанного видно, что животные в  результате использования в пищу растительного органического вещества производят его первичную обработку, осуществляя его частичное расщепление на более простые составные части и подготавливая его для дальнейшей окончательной переработки микроорганизмами, и активизируют деятельность микроорганизмов.

      Многочисленные  экспериментальные данные, полученные как в поле, так и в лаборатории, позволили оценить степень и характер участия животных в разложении органического материала.

      Характерно, что под воздействием дождевых червей процесс гумификации развивается  по иному пути. Разложение лесного  опада приводит к накоплению гуминовых  кислот и образованию гумуса, тогда как без их участия происходит их разрушение опада и образования слоя грубого гумуса типа модер. Под влиянием этих животных в поглощающем комплексе подстилки накапливается азот (Perel et al., 1966,1971; Karapachevsky et al., 1968).

      Дождевые черви оказывают и механическое воздействие на почву. Особенно существенная и специфическая сторона деятельности животных заключается в их механической работе, посредством которой животные влияют на окружающую среду, вызывают и направляют многие протекающие в ней процессы. Среди разных форм механической работы животных наиболее действенная и своеобразная роющая деятельность в почвах.

      Воздействие роющей деятельности дождевых червей направлено непосредственно на почвенный  покров. Его проявления многообразны и в общих чертах сводятся к нарушению характерного строения и сложения почвенной толщи, к перемещению химических веществ из одних горизонтов почв в другие, к изменению микрорельефа территории.