Нематоды

Нематоды (лат. Nematoda), или круглые черви, — тип первичнополостных беспозвоночных животных, характеризующийся несегментированным телом веретеновидной формы, наличием первичной полости тела (псевдоцеля) и сквозного кишечника. Нематоды являются одной из самых многочисленных и разнообразных групп многоклеточных организмов, встречающихся практически во всех средах обитания: в морских и пресных водах, почве, а также в качестве паразитов растений, животных и человека. По разным оценкам, число описанных видов превышает 25 000, а общее предполагаемое количество видов может достигать нескольких миллионов.

История изучения

Первые описания круглых червей встречаются в трудах античных авторов, однако систематическое изучение нематод началось в XVIII веке. В 1777 году немецкий зоолог Иоганн Август Эфраим Гёце выделил их в отдельную группу. Основоположником современной нематологии считается русский учёный К. И. Скрябин, который в первой половине XX века разработал учение о девастации (комплексной борьбе с паразитическими червями) и создал крупнейшую научную школу. Значительный вклад в изучение морфологии и систематики нематод внесли также Н. А. Кобозев, А. А. Парамонов и Э. С. Кирьянова.

Строение и физиология

Внешнее строение

Тело нематод имеет вытянутую, веретеновидную или нитевидную форму, не разделённую на сегменты. Размеры варьируют от микроскопических (менее 0,1 мм) до крупных паразитических форм, достигающих 8 м (например, Placentonema gigantissima, паразитирующая у кашалотов). Окраска обычно белая, желтоватая или полупрозрачная. Тело покрыто плотной кутикулой, которая может быть гладкой или нести кольцевые борозды, шипики, щетинки.

Кожно-мускульный мешок

Под кутикулой находится гиподерма (эпителий), образующая валики, вдающиеся в полость тела. Мышечный слой состоит только из продольных мышц, разделённых на четыре ленты. Такое строение позволяет червям совершать только змеевидные изгибы тела.

Полость тела

Первичная полость тела (псевдоцель) заполнена жидкостью под высоким давлением. Она выполняет опорную (гидроскелет), транспортную и выделительную функции. В отличие от кольчатых червей, псевдоцель не выстлана мезодермальным эпителием.

Пищеварительная система

Сквозная: начинается ротовым отверстием, окружённым губами или кутикулярными образованиями (зубами, стилетами), затем следуют глотка (фаринкс), средняя кишка и задняя кишка, заканчивающаяся анальным отверстием. У паразитических видов глотка часто имеет мышечный насос для активного всасывания пищи.

Нервная система

Нервная система ортогонального типа: окологлоточное нервное кольцо и отходящие от него продольные стволы (обычно 6–8), соединённые комиссурами. Органы чувств развиты слабо: осязательные щетинки, амфиды (органы химического чувства) на головном конце, у некоторых — глазки.

Выделительная система

Представлена одноклеточными кожными железами (ренетты) или каналами, открывающимися выделительной порой. Продукты азотистого обмена выводятся через стенки тела.

Половая система

Нематоды раздельнополы, половой диморфизм часто выражен (самцы мельче самок, имеют копулятивный аппарат). Половая система трубчатого строения: у самок — парные яичники, яйцеводы, матки и непарное влагалище; у самцов — непарный семенник, семяпровод и семяизвергательный канал. Оплодотворение внутреннее. Размножение преимущественно яйцекладущее, реже живорождение.

Классификация и разнообразие

Традиционно тип Nematoda делится на два класса: Chromadorea и Enoplea. Однако систематика постоянно уточняется на основе молекулярно-генетических данных. Выделяют несколько экологических групп:

Свободноживущие нематоды

Обитают в почве (почвенные нематоды), пресных и морских водоёмах. Играют важную роль в разложении органического вещества и круговороте элементов. Многие виды являются хищниками, питающимися бактериями, грибами, простейшими или мелкими беспозвоночными. Например, Caenorhabditis elegans — модельный организм в биологии развития и генетике.

Паразиты растений (фитонематоды)

Поражают корни, стебли, листья и семена культурных растений. Вызывают заболевания (нематодозы), приводящие к снижению урожайности. Наиболее известные представители: галловые нематоды (Meloidogyne), картофельная нематода (Globodera rostochiensis), стеблевая нематода (Ditylenchus dipsaci). Картофельная нематода является карантинным объектом в Российской Федерации.

Паразиты животных и человека (зоонематоды)

Вызывают заболевания — нематодозы. К числу наиболее распространённых относятся:

• Аскарида человеческая (Ascaris lumbricoides) — паразитирует в тонком кишечнике, вызывает аскаридоз.
• Острица (Enterobius vermicularis) — возбудитель энтеробиоза, наиболее распространённого гельминтоза у детей.
• Власоглав (Trichuris trichiura) — вызывает трихоцефалез.
• Трихинелла (Trichinella spiralis) — возбудитель трихинеллёза, опасного заболевания, передающегося через мясо.
• Филярии — паразиты лимфатической системы и подкожной клетчатки, вызывают филяриатозы (слоновость, онхоцеркоз).

Жизненные циклы

Жизненные циклы нематод разнообразны. У свободноживущих видов развитие прямое (из яйца выходит личинка, похожая на взрослую особь). У паразитических форм циклы могут быть сложными, со сменой хозяев. Например, у трихинеллы один и тот же организм является и окончательным, и промежуточным хозяином. У аскариды развитие происходит без смены хозяев, но с миграцией личинок через лёгкие. У филярий обязательна смена хозяина (членистоногое — переносчик, позвоночное — окончательный хозяин).

Значение в природе и хозяйстве

Экологическая роль

Свободноживущие нематоды являются важным компонентом почвенной и водной микрофауны. Они регулируют численность бактерий и грибов, участвуют в разложении органики и минерализации почвы. Некоторые виды используются в качестве биоиндикаторов загрязнения.

Медицинское и ветеринарное значение

Паразитические нематоды наносят значительный ущерб здоровью человека и животных. По данным Всемирной организации здравоохранения, аскаридозом и энтеробиозом ежегодно заражаются сотни миллионов людей. В ветеринарии нематодозы (аскаридоз, стронгилятозы, диктиокаулёз) являются причиной снижения продуктивности скота и падежа молодняка.

Сельскохозяйственное значение

Фитонематоды поражают картофель, свёклу, зерновые, овощные и плодовые культуры. В Российской Федерации борьба с картофельной нематодой ведётся в рамках карантинных мероприятий. Потери урожая от нематод могут достигать 20–30% и более.

Методы борьбы и профилактики

Для борьбы с паразитическими нематодами применяются:

• Медицинские и ветеринарные — антигельминтные препараты (альбендазол, мебендазол, ивермектин), соблюдение правил личной гигиены, термическая обработка пищи.
• Агротехнические — севооборот, использование устойчивых сортов, биологические препараты (нематофаги), химические нематициды.
• Карантинные — контроль за ввозом и распространением опасных видов (например, картофельной нематоды).

Интересные факты

• Нематоды составляют около 80% всех многоклеточных организмов на Земле по численности.
• Caenorhabditis elegans стал первым многоклеточным организмом, у которого была полностью секвенирована геномная ДНК (1998 год).
• Некоторые виды нематод способны впадать в состояние ангидробиоза (высушивания) и оставаться жизнеспособными десятилетиями.
• В 2003 году нематоды были обнаружены в образцах льда из Антарктиды возрастом более 10 000 лет, после оттаивания они проявили активность.

Источники

• Скрябин К. И. и др. Определитель паразитических нематод. — М.: Изд-во АН СССР, 1949–1960.
• Парамонов А. А. Основы фитогельминтологии. — М.: Наука, 1962.
• Малахов В. В. Нематоды: строение, развитие, система и филогения. — М.: Наука, 1986.
• Бородин А. Л. Общая нематология. — М.: Изд-во МГУ, 2001.
• Беклемишев В. Н. Основы сравнительной анатомии беспозвоночных. — М.: Наука, 1964.