Высокая плодовитость у свободноживущих или паразитов
Высокая плодовитость паразитических животных обеспечивается разными способами.
Мы уже упоминали о роли гермафродитизма, при котором все особи популяции дают потомство. Как приспособление к перекрестному оплодотворению для паразитов характерен протеандрический гермафродитизм, когда вначале формируются мужские половые органы, а затем женские. Протерогенический гермафродитизм, т. е. развитие женской половой системы раньше мужской, крайне редок.
При функциональном гермафродитизме животные продуцируют преимущественно один род половых клеток и лишь время от времени другой, либо последовательно выступают в роли одного или другого пола, выполняют функции самцов и самок одновременно. Пример функционального гермафродитизма дает Danalia curvata.
Для одноклеточных животных многочисленное потомство обеспечивается бесполым размножением при непродолжительном периоде индивидуальной жизни клетки, а также способностью к множественному бесполому размножению – шизогонии, наблюдаемому у споровиков. Метагенез у простейших способствует не только увеличению их количества, но и благодаря половому способу размножения обеспечивает повышение уровня их жизнеспособности (шизогония, гаметогония и спорогония у Plasmodium и Eimeria).
Важное значение имеет гипертрофия половой системы у паразитов (Trematoda ), а также умножение числа половых комплексов (Cestoda). Причем увеличение числа половых аппаратов происходит не только в повторении их в каждом членике, но и в развитии двух половых систем во всех члениках (Dipylidium caninum) стробилы.
Гипертрофия половой системы встречается и у паразитических нематод. Так, у Sphaerularia bombi, паразитирующей в полости тела шмелей, развившаяся матка превосходит по объему все остальное тело нематоды в 15-20 тыс раз.
Повышению плодовитости, значительному увеличению числа потомков способствует включение в жизненные циклы паразитов различных дополнительных способов размножения.
У эхинококка из попавшего в различные органы (чаще в печень и легкие) шестикрючного зародыша развивается пузырчатая финозная стадия, образующая на внутренней стенке многочисленные капсулы с большим количеством головок и дочерние пузыри, соответствующие ценурам. В средней величины эхинококке образуются в результате бесполого размножения, или почкования, многие тысячи головок. Причем в случае разрыва эхинококка часть сколексов может давать вторичные пузыри, увеличивая степень поражения хозяина. Подобное почкование финозных стадий наблюдается в цикле развития мозговика (Multiceps) и некоторых других цестод.
У дигенетических сосальщиков помимо полового размножения гермафродитной мариты в цикле развития происходит партеногенез. Из мирацидия, проникшего в моллюска, развивается партеногенетическая спороциста, имеющая вид простого мешка. Спороциста – половозрелая особь (партенита). В задней части ее тела находятся зародышевые клетки, из которых у разных трематод развиваются или спороцисты второго, затем третьего порядка, или редии. Редии отличаются от спороцисты подвижностью, наличием мешковидного кишечника и отверстия на переднем конце тела, через которое из редии выходит новое поколение зародышей, развившихся из партеногенетических яиц внутри редии. Таким образом, у трематод в цикле развития закономерно чередуются половое размножение гермафродитной мариты и партеногенез спороцист и редии, т. е. имеет место гетерогония.
Гетерогония присутствует и в жизненном цикле моногеней, в частности, у гиродактилид. В матке гигодактилюса из оплодотворенного яйца развивается зародыш, внутри которого на ранних стадиях его развития закладывается эмбрион следующего поколения. В нем в свою очередь формируется зародыш третьего поколения, из обособленной клетки которого в дальнейшем развивается эмбрион четвертого поколения. В результате образуется система из четырех как бы вложенных друг в друга зародышей, находящихся на разных стадиях развития.
Знакомство с циклами развития паразитов показывает, что чем сложнее жизненные циклы, чем больше препятствий возникает в развитии и расселении паразитов, тем большим должно быть их потомство. Это свойство паразитов получило название Закона большого числа яиц, или Закона множественного размножения. Следует однако заметить, что высокая плодовитость присуща отнюдь не только паразитическим животным, но и некоторым свободноживущим. Так, рыбы, обитающие в морях в связи с наружным оплодотворением отличаются большой плодовитостью: сельдь ежегодно выметывает до 30 тыс. икринок, треска – 9 млн., в яичнике луны-рыбы насчитывается до 300 млн. яиц. Самка термитов за 10 лет жизни продуцирует 100 млн. яиц, или откладывает 1 яйцо каждые 2-3 сек.
Данные о подолжительности жизни некоторых распространенных паразитов и их плодовитости сведены в таблице 3.
Продолжительность жизни и плодовитость паразитических животных
1. Установите соответствие между особенностью онтогенеза и группой организмов, для которой она характерна: 1-Кишечнополостные, 2-Кольчатые черви
А) развитие из трех зародышевых листков
Б) нервная система диффузного типа
В) размножение путем почкования
Г) развитие организма из двуслойного зародыша
Д) наличие систем органов
2. Установите соответствие между признаком животного и классом, для которого он характерен: 1-Птицы, 2-Пресмыкающиеся
А) теплокровность
Б) температура тела зависит от температуры окружающей среды
В) сердце трехкамерное, два круга кровообращения
Г) тело при перемещении обычно соприкасается с землей
Д) характерно двойное дыхание
Е) артериальная и венозная кровь в сердце не смешиваются
А1 Б2 В2 Г2 Д1 Е1
2А. Установите соответствие между признаком и классом позвоночных животных, для которого он характерен: 1-пресмыкающиеся, 2-птицы
А) сердце трёхкамерное с неполной перегородкой в желудочке
Б) в желудочке сердца артериальная и венозная кровь не смешиваются
В) кости полые, заполнены воздухом
Г) интенсивный обмен веществ
Д) всё тело покрыто роговой чешуёй
Е) наличие цевки
А1 Б2 В2 Г2 Д1 Е2
2Б. У птиц, как и у пресмыкающихся
А) кожа сухая, лишённая желёз
Б) отсутствуют зубы
В) покровы состоят из рогового вещества
Г) сердце четырёхкамерное
Д) артериальная кровь не смешивается с венозной
Е) кишечник, мочеточники, органы размножения открываются в клоаку
2в. Установите соответствие между признаком и классом хордовых животных, для представителей которого этот признак характерен: 1-Млекопитающие 2-Птицы
А) отсутствие зубов
Б) участие кожи в теплорегуляции
В) участие в дыхании воздушных мешков
Г) альвеолярное строение лёгких
Д) заполнение костных полостей воздухом
Е) наличие извилин и борозд в коре больших полушарий
А2 Б1 В2 Г1 Д2 Е1
3. Установите соответствие между признаком и типом червей, для которого он характерен: 1- плоские черви, 2- кольчатые черви
А) тело обычно листовидной или лентовидной формы
Б) пищеварительная система заканчивается анальным отверстием
В) в пространстве между органами находится паренхима
Г) кровеносная система замкнутая
Д) наличие вторичной полости – целома
3+. Установите соответствие между признаком червей и типом, для которого он характерен: 1- плоские черви, 2- круглые черви, 3- кольчатые черви
А) тело имеет листовидную или лентовидную форму
Б) имеют брюшную нервную цепочку
В) тело нечленистое, с плотным покровом
Г) есть кровеносная система
Д) промежутки между органами заполнены соединительной тканью (паренхимой)
Е) полость тела не разделена перегородками
А1 Б3 В2 Г3 Д1 Е2
4. В чем выражается приспособленность аскариды к паразитическому образу жизни?
А) развитие личинки в теле хозяина
Б) размножение половым путем
В) наличие плотной кутикулы
Г) наличие двусторонней симметрии тела
Д) наличие кожно-мускульного мешка
Е) образование большого числа яиц
44. Установите соответствие между особенностью жизненного цикла организма и видом паразита, для которого она характерна: 1- человеческая аскарида, 2- бычий цепень, 3- печеночный сосальщик
А) развитие без смены хозяина
Б) промежуточный хозяин – крупный рогатый скот
В) промежуточный хозяин – малый прудовик
Г) основной хозяин – крупный рогатый скот
Д) личинка с ресничками плавает в воде
5. У паразитических плоских червей, в отличие от свободноживущих, в процессе эволюции сформировались
А) защитные оболочки, на которые не действует пищеварительный сок
Б) покровы с ресничками
В) органы прикрепления
Г) органы осязания и зрения
Д) нервная, пищеварительная, выделительная системы
Е) большая плодовитость и сложный цикл развития
6. Установите соответствие между признаком и группой животных, для которой он характерен: 1-бесчерепные, 2-позвоночные
А) хорда сохраняется у всех видов в течение жизни
Б) головной мозг состоит из пяти отделов
В) сердце состоит из камер
Г) наличие пятипалой конечности
Д) нервная трубка сохраняется у взрослых особей
Е) нервная трубка преобразуется в головной и спинной мозг
А1 Б2 В2 Г2 Д1 Е2
7. Установите соответствие между признаком животного и классом, к которому его относят: 1-земноводные, 2-пресмыкающиеся
А) кожа тонкая, слизистая
Б) дышит при помощи легких и влажной кожи
В) кожа сухая, органы дыхания – легкие
Г) сердце трехкамерное с неполной перегородкой в желудочке
Д) сердце трехкамерное без перегородки в желудочке
Е) размножается в воде
А1 Б1 В2 Г2 Д1 Е1
7+. Установите соответствие между признаком животного и классом, для которого он характерен: 1-земноводные, 2-пресмыкающиеся
А) дыхание легочное и кожное
Б) оплодотворение наружное
В) кожа сухая, без желез
Г) постэмбриональное развитие с превращением
Д) размножение и развитие происходит на суше
Е) оплодотворенные яйца с большим содержанием желтка
А1 Б1 В2 Г1 Д2 Е2
7А. Соотнесите признаки животных с классами, для которых этот признак характерен: 1-земноводные, 2-пресмыкающиеся
А) оплодотворение внутреннее
Б) оплодотворение у большинства видов наружное
В) непрямое развитие
Г) размножение и развитие происходит на суше
Д) тонкая кожа, покрытая слизью
Е) яйца с большим запасом питательных веществ
А2 Б1 В1 Г2 Д1 Е2
7Б. Установите соответствие между особенностями кожи и классами позвоночных, для которых эти особенности характерны: 1-земноводные, 2-пресмыкающиеся
А) обеспечивает всасывание воды
Б) защищает от высыхания
В) имеет роговую чешую
Г) содержит много желез
Д) участвует в газообмене
8. Установите соответствие между насекомым и типом его постэмбрионального развития: 1-с неполным превращением, 2-с полным превращением
А) азиатская саранча
Б) майский жук
В) капустная белянка
Г) комнатная муха
Д) зеленый кузнечик
Е) медоносная пчела
А1 Б2 В2 Г2 Д1 Е2
10. Установите соответствие между признаком кровеносной системы и классом позвоночных животных, для которых он характерен: 1-костные рыбы, 2-земноводные
А) сердце заполнено венозной кровью
Б) наличие трёхкамерного сердца
В) в желудочке сердца кровь смешивается
Г) один круг кровообращения
Д) наличие одного предсердия
11. Установите соответствие между признаком животного и классом, для которого он характерен: 1-паукообразные, 2-насекомые
А) наличие головогруди и брюшка
Б) одна пара усиков
В) четыре пары ходильных ног
Г) глаза простые или отсутствуют
Д) дыхание только трахейное
11+. Установите соответствие между признаком животного и классом, для которого он характерен: 1-паукообразные, 2-насекомые
А) предварительное переваривание пищи вне организма
Б) разделение тела на головогрудь и брюшко
В) глаза простые, от двух до восьми пар
Г) наличие одной пары усиков на голове
Д) наличие трех пар конечностей на груди
Е) глаза фасеточные, сложного строения
А1 Б1 В1 Г2 Д2 Е2
12. Установите соответствие между признаком рыб и классом, для которого он характерен: 1-хрящевые рыбы, 2-костные рыбы
А) жаберные щели открываются наружу
Б) рот смещён на брюшную сторону тела
В) большинство представителей имеют плавательный пузырь
Г) костный скелет
Д) жабры прикрыты жаберными крышками
12а. Установите соответствие между признаком рыб и классом, для которого он характерен: 1-хрящевые рыбы, 2-костные рыбы
А) оплодотворение внутреннее
Б) жабры открываются наружу жаберными щелями
В) для ряда видов характерны миграции во время нереста
Г) жабры прикрыты жаберными крышками
Д) как правило, есть плавательный пузырь
14. Установите соответствие между признаком животного и типом, для которого этот признак характерен: 1-кольчатые черви, 2-моллюски
А) тело состоит из головы, туловища и ноги или туловища и ноги
Б) имеют складку кожи – мантию, образующую мантийную полость
В) кровеносная система замкнутая
Г) тело сегментированное
Д) у большинства в глотке имеется специфический орган - радула, или терка
15. Установите последовательность стадий развития капустной белянки
А) яйцо
Б) куколка
В) гусеница
Г) взрослое насекомое
16. Какие признаки характерны для среды обитания внутриполостных червей-паразитов?
А) обилие легко усвояемой пищи
Б) постоянство температуры, солевого и осмотического режимов
В) отсутствие естественных врагов
Г) ограниченность пищевых ресурсов
Д) резкие колебания температуры и водно-солевого режима
Е) высокий процент содержания кислорода
17. Установите соответствие между признаком животных и экологической группой, которую он характеризует: 1-свободноживущие, 2-паразиты
А) высокая плодовитость
Б) развитие органов чувств
В) развитие со сменой хозяина
Г) наличие специальных органов прикрепления (крючков, присосок)
18. Установите соответствие между позвоночным животным и особенностью температуры его тела: 1-постоянная, 2-непостоянная
А) домовый воробей
Б) прыткая ящерица
В) обыкновенный дельфин
Г) нильский крокодил
Д) обыкновенный тритон
Е) обыкновенный крот
А1 Б2 В1 Г2 Д2 Е1
19. Млекопитающие отличаются от пресмыкающихся наличием следующих признаков
А) волосяной покров
Б) трехкамерное сердце
В) потовые железы
Г) развитие плаценты
Д) кожа сухая
Е) непостоянная температура тела
20. Установите соответствие между ароморфозом и типом животных, у которого он впервые появился: 1-Кольчатые черви, 2-Членистоногие
А) вторичная полость тела
Б) расчленение тела на разные сегменты
В) деление тела на два или три отдела
Г) кровеносная система
Д) брюшная нервная цепочка
Е) наружный скелет из хитина
А1 Б2 В2 Г1 Д1 Е2
21. Установите соответствие между животным и классом к которому его относят: 1-Паукообразные, 2-Насекомые
А) медоносная пчела
Б) скорпион
В) рыжий лесной муравей
Г) малярийный комар
Д) таежный клещ
22. Какие признаки объединяют речного рака, паука-крестовика и майского жука в тип Членистоногие?
А) одинаковое строение органов выделения
Б) хитиновый покров тела
В) фасеточные глаза
Г) замкнутая кровеносная система
Д) деление тела на отделы
Е) брюшная нервная цепочка
23. Установите, в какой последовательности следует расположить типы беспозвоночных животных, учитывая усложнение их нервной системы в эволюции
А) Плоские черви
Б) Членистоногие
В) Кишечнополостные
Г) Кольчатые черви
24. Установите соответствие между видом животного и особенностью строения его сердца: 1-трехкамерное без перегородки в желудочке, 2-трехкамерное с неполной перегородкой в желудочке, 3-четырехкамерное
А) прыткая ящерица
Б) обыкновенный тритон
В) озерная лягушка
Г) синий кит
Д) серая крыса
Е) сокол сапсан
Особенности и среда обитания нематод
Нематоды, другое название – круглые черви, относятся к типу первичнополостных червей. Их многообразие очень велико. В настоящее время обнаружено около миллиона видов этого червя.
Их всех различают на свободноживущих и паразитов. Типичным для всех нематод является строение. Само тело нематод похоже на веретено, суженное к концам: переднему и заднему.
Круглыми их назвали потому, что при поперечном разрезе получается круг. Их тело окутано плотной кутикулой, под ней расположены продольные мышцы. Это наглядно можно увидеть на фото нематоды.
Кровеносной и дыхательной системы нет. Дыхание совершается всей плоскостью тела или анаэробно. Пищеварительная система несложная и состоит из ротового и анального отверстия, между которыми расположена прямая трубка.
На фото строение нематоды
Нематоды демонстрируют яркий пример биологического прогресса. На сегодняшний день они обитают во всех средах. Начав с соленого дна океана, в результате эволюции, они завоевали пресные водоемы, почву и сейчас они могут жить и размножаться в любом многоклеточном организме.
Характер и образ жизни нематод
Виды нематод
Условно все нематоды разделяют на два вида: свободноживущих и паразитов. Первые живут в почве и воде, а вторые обитают на растениях и в организмах животных, насекомых и человека.
Свободноживущие нематоды насчитывают большую часть видов круглых червей. Все они небольших размеров, гиганты доходят всего до 3 см. Они могут жить в любой жидкости, даже в уксусе.
При довольно низких температурах, даже на Северном полюсе. Множество нематод, обитающих в почвах, дают несомненную пользу и играют основную роль в процессе почвообразования.
Свое применение эти нематоды нашли и в аквариуме. Они являются прекрасным кормом для мальков. Их выращивают специально или они размножаются сами при перекорме или в скоплениях гниющего мусора.
Паразиты наносят непоправимый вред сельскому хозяйству, животноводству и человеку. Нематоды вызывают различные по тяжести заболевания. Паразитировать они могут в любых органах. Отличаются черви более внушительными размерами. Например, нематод кашалота может быть в длину 8 метров.
Питание нематод
Свободноживущие нематоды едят мелкие водоросли, бактерии, растительные остатки. Хищники среди них – большая редкость. При помощи рта они просто всасывают пищу. У паразитов, которые живут на самих растениях, есть в ротовой полости специальный стилет.
Размножение и продолжительность жизни нематод
В основном, все типы нематод разнополые. Самцы меньше самок по размеру, и задний конец немного закручен в сторону. Размножение совершается половым путем. Некоторые виды самок, когда готовы к спариванию, выделяют сильный запах, на который реагирует самец.
И далее охватывает самку копулятивной сумкой с последующим введением во влагалище спикулы. В основном для продолжения рода они откладывают яйца, но есть и виды круглых червей, которые выделяются живорождением. Свободноживущие нематоды откладывает за всю жизнь от 100 до 2 000 яиц. Паразиты более плодовиты и эта величина может доходить до 200 000 только за сутки.
На фото нематоды в рыбе
Яйца попадают во внешнюю среду, и тогда начинается развитие личинок. У свободноживущих и нематод, паразитирующих на растениях, весь цикл развития личинок проходит в одной окружающей среде.
Начало жизненного цикла нематоды начинается в кишечнике, после оплодотворения самки. Она спускается в прямую кишку , где и откладывает яйца в районе ануса. После этого она погибает. Сами яйца созревают около 6 часов в благоприятных условиях.
Через грязные руки они попадают в желудочно-кишечный тракт снова, происходит повторное заражение. Превращаясь в личинки, уже через 2 недели они становятся половозрелыми особями.
В зависимости от вида нематод различают следующие градации их жизненного цикла:
Симптомы и лечение от нематод
Больше чем 50 видов нематод — паразитов могут вызвать заболевания у людей. Когда нематоды оказываются в организме человека, то в самую первую очередь страдает пищеварительный тракт.
Это может быть и повреждения стенок кишечника и закупорка желчных протоков, что проявляется расстройством стула, болью в области пупка или блуждающей, тошнотой и рвотой.
Далее нематоды, попадая в кровоток , мигрируя по всему организму человека, способны поражать абсолютно любые его органы. Поэтому симптомы могут быть как отдышка и конъюнктивит, так и мышечные боли. Также характерно развитие общей реакции организма: аллергические высыпания, зуд, снижение иммунитета, чувство постоянной слабости и тошноты.
Лечение от нематод проводят лекарственными препаратами или оксигенотерапией. Препараты, как правило, довольно токсичны, поэтому их назначает врач. При оксигенотерапии в кишечник вводится кислород, и нематоды погибают без медикаментозного лечения.
Наши домашние питомцы тоже подвержены заболеваниям, которые провоцируют круглые черви-паразиты. У кошек симптомы заражения нематодами это: частый хриплый и влажный кашель; чередующиеся поносы и запоры; кожные реакции и истощение.
У собак это: рвота, специфический желтоватый слизистый понос; усиленный аппетит; покусывание хвоста; вялость и апатия. При появлении этих симптомов необходимо отвести животное к ветеринару, где он назначит медикаментозное лечение.
Условия сохранения жизни хозяина требуют от паразита максимальной приспособленности к хозяину при возможно меньших нарушениях его жизненных функций. Чем теснее контакт паразита и хозяина, тем сильнее выражен регресс ряда систем органов паразита, который сопровождается развитием специализированных структур (органы фиксации), усложнением отдельных систем (например, половой).
Морфофизиологические адаптации связаны с изменением внешнего и внутреннего строения паразитов и функционирования их систем органов. Они подразделяются на:
2) регрессивные: редукция органов движения и некоторых систем (кровеносной, дыхательной); упрощение
строения нервной системы и органов чувств.
Биологические адаптации связаны с размножением и жизненными циклами паразитов:
1) гермафродитизм (чаще встречается у паразитов, чем у свободноживущих форм);
2) преимущественное развитие половой системы и высокая плодовитость (цепень свиной — 100 тыс. яиц, аскарида человека — 250 тыс. яиц в сутки, свободноживущие ресничные черви — 5—10 яиц);
3) совершенствование различных форм бесполого размножения (шизогония у споровиков, почкование у ленточных червей, полиэмбриония у сосальщиков — один мирацидий за два месяца дает 610 тыс. церкариев);
4) сложные циклы развития с наличием нескольких личиночных стадий и сменой хозяев (сосальщики);
5) миграции по организму хозяина (аскарида, цепень свиной, трихинелла).
1. Видовой уровень: высокая плодовитость паразитов, разнообразие способов размножения, сложные жизненные циклы со сменой хозяев, паразитическими и свободноживущими поколениями, с различными покоящимися стадиями.
2. Организменный уровень: весь комплекс воздействий паразита на хозяина — изменение его поведения, гормонального статуса, подавление иммунитета (биологически активные вещества паразита угнетают хемотаксис лейкоцитов и подавляют их фагоцитарную активность).
Многие простейшие обитают внутри клеток, что делает их малодоступными для антител хозяина. Кроме того, такие паразиты способны размножаться и расселяться по организму хозяина, не выходя даже за пределы клеток, потому что клетки хозяина, в которых они находятся, нередко сохраняют способность к делению и перемещению.
Преимущества некоторым паразитам дает и локализация в тканевой жидкости, где концентрация антител обычно в 5 раз ниже, чем в плазме крови.
На паразитов, обитающих в просвете кишечника, не действуют ни антитела плазмы крови, ни механизмы клеточного иммунитета. Некоторые взрослые гельминты покрыты толстой кутикулой, которая в неповрежденном виде почти не вызывает защитных реакций со стороны хозяина.
Ряд паразитов находятся в тканях внутренней среды в инкапсулированном состоянии. В состав стенки капсулы входят как компоненты хозяина, так и паразита. В неповрежденном виде стенка такой капсулы почти непроницаема. Поэтому через нее не выходят антигены паразита и не проникают антитела хозяина.
Некоторые паразиты прибегают к очень своеобразному средству защиты — антигенной маскировке. Они синтезируют поверхностные антигены, настолько сходные с белками хозяина, что организм не распознает их как чужеродные. Другие паразиты заимствуют антигены хозяина, включая и антигены групп крови, и, таким образом, также не воспринимаются хозяином как чужеродный материал. Иммунная защита против многоклеточных паразитов многократно усложняется многоступенчатостью их циклов развития, в которых каждая стадия может вырабатывать свой антигенный комплекс. К тому моменту, когда хозяин приобретает к нему иммунитет, паразит вступает в следующую стадию развития и меняет свой антигенный состав.
Паразитические простейшие способны менять антигенную структуру своей оболочки, причем разными путями. Это может быть либо естественный отбор, формирующий возникновение популяций паразитов с новыми антигенными свойствами, как в случаях с малярийным плазмодием, либо, как у трипаносом, поочередная активация разных, но функционально сходных и родственных по происхождению генов, постоянно меняющих антигенную конституцию организма.
4. Клеточный уровень: специфические изменения инвазированных клеток хозяина (гипертрофия клеток и органоидов, активация ферментных систем).
Размножение гельминтов
Образ жизни паразитических червей обусловил определенную атрофию органов чувств и нервной системы, явился причиной развития своеобразного пищеварения. Однако, по мнению ряда исследователей, такая атрофия некоторых органов не может считаться признаком деградации животного: это только приспособление к паразитическому образу жизни.
Как ни велико упрощение, которое претерпел паразит в результате регрессивных изменений своего организма, его индивидуальное существование, даже в крайних случаях, является вполне гарантированным, если только у него достаточно развиты органы прикрепления, и он не может быть оторван от своего хозяина. Разумеется, что в тех случаях, когда паразит утрачивает органы передвижения, существование его становится в полную зависимость от жизни хозяина. Но это обыкновенно не является для него невыгодным обстоятельством, поскольку продолжительность жизни хозяина в среднем всегда больше, чем паразита.
Одно из наиболее специфических приспособлений гельминтов — хорошо развитая половая система. Если вспомнить, о тысячах смертельных опасностей, грозящих яйцам гельминтов и их личинкам, то невольно встает вопрос: почему большинство паразитических червей с беззаботным упрямством выбрасывают яйца во внешнюю среду?
Количество выделенных во внешнюю среду яиц определяется не случайностью и не физическими возможностями паразитов. Это сложилось под воздействием многих факторов, которые стоит перечислить и рассмотреть.
Возьмем для примера ленточных червей. Каждый их членик производит огромное количество яиц. В каждом яйце находится зародыш. Таких зародышей в яйцевых оболочках в каждом зрелом членике в зависимости от вида гельминтов — от нескольких десятков до нескольких сотен тысяч. Подсчитано, что каждый членик бычьего цепня содержит до 175 тыс. яиц. Человек, зараженный этим паразитом, в течение года выделяет 440 млн. яиц.
Функция размножения у большинства гельминтов является доминирующей. Кроме обычных способов размножения, у них возникают дополнительные (явление, которое часто встречается у свободноживущих организмов).
Большинство гельминтов переходят от промежуточного хозяина к окончательному. Последний поедает первого вместе' с заключающимися в нем зародышами паразитов.
Во время странствования гельминта от промежуточного хозяина к окончательному огромное количество молодых зародышей гибнет от различных случайностей: одни — от врагов, другие — от того, что не находят себе благоприятного пристанища для дальнейшего развития, и только немногие попадают в надежные условия. Так, широкий лентец за всю жизнь выделяет 11 млрд. яиц, а в организм человека попадают и развиваются до взрослой формы, как правило, один или два его потомка. Не будь у широкого лентеца столько препятствий для продолжения своего рода, количество выделенных им яиц, несомненно, было бы го- раздо меньшим.
От чего зависит большая плодовитость паразитических червей? От способа попадания в организм хозяина. В течение суток анкилостома, или кривоголовка, выделяет около 9 тыс. яиц, а человеческая аскарида — до 250 тыс. Поскольку анкилостома живет 5-6 лет, одна самка в течение жизни может отложить 25-30 млн. яиц. Вместе с тем у личинки анкилостомы, способной двигаться во внешней среде, нападать на хозяина и активно в него вбуравливаться, возможностей проникать в организм хозяина больше, чем у аскариды. Кроме того, надо учесть, что личинки анкилостомы живут около двух месяцев, а яйца аскарид — до 10 и более лет. Человеческая аскарида за 5-6 месяцев своей половозрелой жизни продуцирует около 50-60 млн. яиц.
Еще Р. Лейкарт, приводя эти цифры, отмечал, что если бы женщина сравнилась с аскаридой по плодовитости, т. е. если бы она затрачивала на воспроизведение своего потомства такое же количество материала, сколько его затрачивает самка аскариды, то она должна была бы ежедневно рожать по 70 детей. По приблизительному подсчету вес яиц, отложенных самкой человеческой аскариды за год, в 1700 раз превышает ее собственный вес. Для сравнения отметим, что пчелиная матка (одна из самых плодовитых форм) производит в год такое количество яиц, которое лишь в 100 раз превышает ее собственный вес.
Высокую плодовитость принято считать одной из самых типичных черт паразитом, и ее обычно снизывают с высокой смертностью во время расселении. Однако точные оценки практически получить очень трудно. По расчетам, значение числового фактора заражения находится в прямой зависимости от плодовитости гельминта, интенсивности выделения инвазионных яиц и их жизнеспособности. Так, если цепь поколений самок аскарид (по одной в каждом поколении) заражает внешнюю среду 125 млн. яиц, то аналогичная цепь поколений самок детских остриц заражает внешнюю среду 12 тыс. яиц.
Отмеченное несоответствие объясняется экологическими отношениями гельминтов как с открытой внешней средой, так и с организмом хозяина. Яйца аскарид выбрасываются во внешнюю среду вместе с фекалиями хозяина, и их контакт с другими индивидами хозяина маловероятен.
Самки остриц, содержащие зрелые яйца, активно выползают из анального отверстия человека и откладывают яйца на поверхности его тела. Яйца достигают способности заражать через несколько часов. В отличие от яиц аскарид яйца остриц сохраняют контакт с телом человека, с его одеждой, предметами обихода и жилищем, вероятность попадания в пищеварительный тракт другого или этого индивида хозяина соответственно выше.
Вследствие огромной продуктивной способности у гельминтов резко увеличены размеры половых органов. Так, у трематод они занимают большую часть тела. У ленточных червей они не только заполняют почти весь членик, но и с разделением тела на членики повторяются в каждом из них. Процесс увеличения размеров половых органов у некоторых видов гельминтов может заходить так далеко, что весь организм превращается в едва заметный придаток своей собственной половой системы. Например, у нематоды сферулярии, паразитирующей в полости тела шмелей, разрастающаяся матка выпадает через половое отверстие наружу, превосходя по объему все остальное тело в 15-20 раз.
Такое соотношение мы не встречаем у свободноживущих организмов, оно возможно лишь у паразитов. Здесь один-единственный орган вырастает значительно больше всего тела, отделяется от него и находит в организме другого животного те условия для питания и роста, которые должен был бы ему создать его собственный организм.
Паразитический образ жизни, прикованность гельминтов к своим хозяевам затрудняют встречу между особями разного пола. Это привело к тому, что у гельминтов очень часто наблюдается гермафродитизм. Прекрасным примером может служить бычий цепень, состоящий из множества члеников. В каждом из них есть собственные органы размножения — яичники и семенные железы. Когда половые продукты в них созревают, семенные тельца каждого отдельного членика могут оплодотворить яйца того же членика. Происходит то, что принято называть самооплодотворением. Однако известно, что у цепня яйцевые клетки одного членика могут оплодотворяться также семенными тельцами другого членика.
Некоторые ленточные черви, живя в кишечнике, время от времени отторгают от себя зрелые членики, которые способны самостоятельно двигаться. В лабораторных условиях можно наблюдать, как членик, ползая по чашке Петри или предметному стеклу, оставляет за собой полоску жидкости белого цвета, которая содержит тысячи яиц.
Таким образом, только очень высокой половой производительностью многих гельминтов, подкрепленной к тому же гермафродитизмом, уравновешивается непроизводительная потеря огромного количества яиц, которая могла бы быть роковой при отсутствии подобной приспособленности.
У свободноживущих гермафродитных животных отмечаются самые разнообразные заботы о том, чтобы, несмотря на нахождение женских и мужских половых органов в одной и той же особи, не произошло бы самооплодотворения, чтобы по возможности обе половые клетки, при слиянии которых образуется способное к развитию яйцо, принадлежали разным особям. Наиболее распространенное приспособление для предотвращения самооплодотворения заключается в том, что мужские и женские половые органы развиваются не одновременно, а один за другим, так что более молодые особи, у которых сперва созревают лишь мужские половые органы, функционируют и качестве самцов, и, лишь позднее, когда видоизменяются эти мужские железы, начинают созревать женские. Такое приспособление называется последовательным гермафродитизмом. Потом оно превращается и раздельное благодаря тому, что у одних особей остаются недоразвитыми мужские, у других - женские половые органы.
Чтобы не утратить способности зародышевого вещества к созданию новых отклонений, даже у самых типичных гермафродитных паразитов выработались замечательные приспособления. Так, при внимательном исследовании сосальщика спайника, живущего на жабрах рыб, обнаружили, что он состоит из двух цельных червей нормальной формы, которые срастаются между собой в виде буквы X. Из яиц червя выходят отдельные молодые особи, которые садятся на жабры хозяина и отличаются от родителей наличием особой брюшной присоски и шипика. Эти животные давно, известны и получили особое название— дипорп. Вскоре после рождения дипорпы отыскивают друг друга. Один из них схватывает своей брюшной присоской другого за спинной. шипик и оба срастаются в таком положении. У обоих, животных имеются совершенно развитые мужские и женские, половые органы. При срастании они располагаются таким образом, что семенники одной соединяются с яичниками другой и наоборот. Так происходит непрерывное взаимное оплодотворение.
Представляет интерес еще одна форма приспособления паразитов — явление живорождения, свойственное некоторым видам нематод и трематод.
На жабрах пресноводных рыб обитает гиродактил — живородящий сосальщик. У него нередко бывает виден внутри тела взрослого животного молодой зародыш, в котором размножается уже третье поколение, а в третьем имеется зачаток четвертого.
Среди нематод также встречаются живородящие виды: трихинелла, ришта и др. Благодаря живорождению жизненный цикл трихинелл сокращен. Одна особь млекопитающего играет для них роль окончательного, а затем и промежуточного хозяина. По расчетам ученых, в каждой самке трихинеллы имеется 20-25 личинок, обладающих способностью к внедрению в мышечные волокна.
В случае раздельности полов наиболее выраженному регрессивному превращению подвергаются самки. Самцы обыкновенно сохраняют большую подвижность и по своей организации меньше отличаются от ближайших свободноживущих родичей. Вероятно, именно самцу принадлежит активная роль в отыскании особи противоположного пола.
В отличие от цестод и трематод нематоды, как правило, раздельнополые. Акта совокупления у этих паразитов, не обладающих способностью более или менее долгое время жить в искусственных средах, где можно было бы изучать их, никто не наблюдал. Поэтому о нем можно судить лишь по аналогии со свободноживущими формами.
С увеличением количества откладываемых яиц повышается и их способность переносить неблагоприятные условия внешней среды. Они приобретают новые качества: покрываются плотными защитными оболочками, скорлупой и т. п. Так, яйца аскарид могут выдержать продолжительное пребывание в 30-40%-ном алкоголе, а яйца острицы даже развиваются в спирте.
В ряде случаев у паразитических червей наблюдается понижение плодовитости, которая может зависеть от восприимчивости хозяина к данному виду гельминта. Одна самка собачьей анкилостомы, паразитируя в организме собаки, в среднем откладывает 16 тыс. яиц в сутки, а в организме кошки — лишь около 2300. Аналогичные факты были установлены и относительно других гельминтов.
Английский ученый Мак Кой наблюдал уменьшение яйцеклеток у анкилостом, развившихся в собаках, подвергнутых вторичному заражению. У контрольных собак на одну самку анкилостом приходилось в среднем по 17190 яиц, в то время как у вторично зараженных — лишь по 6364 яйца.
По вопросу о влиянии беременности животных на плодовитость гельминтов имеются противоречивые данные. Временное прекращение продукции яиц, а иногда и полное освобождение животных от паразитов, как считают некоторые исследователи, зависит от химико-физического состояния кишечника хозяина в ближайшие дни после родов. Другие авторы, наоборот, наблюдали, что гельминты у беременных выделяли вдвое больше яиц по сравнению с теми, которые живут у небеременных животных.
На плодовитость гельминтов отрицательно влияет также голодание хозяина. Ученые установили, что у очень истощенных больных людей особи широкого лентеца были мелкими, тонкими и весили 4-6 г, что приводило их к низкой плодовитости. Также установили, что в нерестящихся голодающих лососях ленточные черви эуботриум теряют большую часть стробилы. У лососей до голодания живая масса цестод в среднем составляла 24,3 г, а у голодающих она уменьшилась до 2,8 г.
Интересные эксперименты осуществляли и на курах. Кур опытной группы кормили путем внутримышечных инъекции. Никакой другой пищи, кроме питательных раствором, содержащих витамины и животные белки, они не получали. При экспериментальном заражении аскаридами у кур данной группы развилось меньше паразитов и они были мельче, чем у кур, питавшихся нормально.
Американский исследователь С.Рейд на протяжении нескольких лет наблюдал зa состоянием цестод райллетина, паразитирующих в цыплятах. Он выявил, что при условии голодания цыплят псе запасы гликогена гельминты потребляют в течение 24-28 часов. Ленточные гельминты настолько при этом истощаются, что их мускулатура, лишенная источника энергии, не способна противостоять перистальтике кишечника, и паразиты, обрываясь у головного конца, выделяются наружу. При этом членики отделяются уже через 24 часа. При восстановлении питания членики снова отрастают от головного конца паразита и происходит нормальное продуцирование жизнеспособных яиц.
Чрезвычайное увеличение плодовитости паразитом, помимо факторов питания, обусловлено другим важным моментом — непрерывно действующим естественным отбором наиболее плодовитых особей. Однако плодовитость паразитом должна быть строго соразмерной с шансами встретиться с хозяином и заразить его, в противном случае при избыточной плодовитости ставится под угрозу существование хозяина, а также самого паразита, при недостаточной плодовитости не гарантируется встреча с хозяином и паразиту грозит вымирание. Эту соразмерность, выработавшуюся в процессе эволюции, надо признать серьезным прогрессивным признаком гельминтов.
Таковы основные условия размножения паразитических червей. Отдельные особи гельминтов, как правило, недолговечны и могут погибнуть вследствие воздействия неблагоприятных факторов. Однако, производя в течение жизни тысячи и миллионы новых особей, они тем самым сохраняют жизнь вида.
Животные, у которых значительное количество потомства уничтожается, откладывают и огромные массы яиц. Стоит вспомнить рыб, откладывающих миллионы икринок. Животные, яйца которых не развиваются внутри материнского организма и не достигают там зрелости (не получают достаточного количества питательных веществ, в частности желтка), обладают способностью рано вылупляться из яиц и самостоятельно добывать пищу. С этим связано образование временных личиночных органов и приобретение, формы, резко отличающейся от половозрелых животных. Из жизни непаразитических животных можно привести достаточно примеров того, что и на их развитие, как и на развитие паразитов, климатические условия иногда действуют сдерживающим образом и что форма яйца приспосабливается к предстоящему существованию. Упомянем хотя бы о бедных желтком и снабженных тонкой оболочкой летних яйцах и о толстостенных, богатых желтком зимних яйцах некоторых ресничных червей и коловраток.
Плодовитость нередко повышается за счет бесполого размножения, происходящего в определенный период жизненного цикла. Например, у трематод существует партогенетическое размножение (развитие яиц без предшествующего оплодотворения). Оно обеспечивает возможность произвести многочисленное потомство даже из одной единственной особи.
Читайте также: