15.3: תולעים שטוחות, נמטודות ופרוקי רגליים
- Page ID
- 208697
הפילה החייתית של המודולים האלה והלאה הם טריפלובלסטיים ויש להם מזודרם עוברי דחוק בין האקטודרם לאנדודרם. פילות אלה הן גם סימטריות דו-צדדיות, כלומר חתך אורכי יחלק אותן לצד ימין ושמאל שהן תמונות מראה זו של זו. קשורה לדו-צדדיות היא תחילתה של צפליזציה, התפתחות ריכוז של רקמות עצבים ואיברי חישה בראש האורגניזם, ושם האורגניזם נתקל לראשונה בסביבתו.
התולעים השטוחות הן אורגניזמים אקולומטים הכוללים צורות חיים חופשיות וטפיליות. הנמטודות, או התולעים העגולות, בעלות פסאודוקואלום ומורכבות מצורות חיות חופשיות וטפיליות כאחד. לבסוף, פרוקי הרגליים, אחת הקבוצות הטקסונומיות המצליחות ביותר על פני כדור הארץ, הם אורגניזמים קואלומטיים עם שלד חיצוני קשה ונספחים משותפים. הנמטודות ופרוקי הרגליים שייכים לקלייד עם אב קדמון משותף, הנקרא Ecdysozoa. השם בא מהמילה אקדיזה, המתייחסת לשפיכה תקופתית, או התכה, של השלד החיצוני. לפילה האקדיזוזואנית יש ציפורן קשה המכסה את גופם שיש להשיל מעת לעת ולהחליף אותם כדי להגדיל את גודלם.
תולעים שטוחות
היחסים בין תולעים שטוחות, או פילום Platyhelminthes, מתוקנים והתיאור כאן יעקוב אחר הקבוצות המסורתיות. רוב התולעים השטוחות הן טפיליות, כולל טפילים חשובים של בני אדם. לתולעים שטוחות שלוש שכבות נבט עובריות המולידות משטחים המכסים רקמות, רקמות פנימיות ורירית מערכת העיכול. רקמת האפידרמיס היא שכבה אחת של תאים או שכבה של תאים התמזגו המכסים שכבה של שריר עגול מעל שכבה של שריר אורכי. הרקמות המזודרמליות כוללות תאי תמיכה ותאי הפרשה המפרישים ריר וחומרים אחרים אל פני השטח. התולעים השטוחות הן acoelomate, ולכן גופן אינו מכיל חללים או רווחים בין המשטח החיצוני למערכת העיכול הפנימית.
תהליכים פיזיולוגיים של תולעים שטוחות
מינים חיים חופשיים של תולעים שטוחות הם טורפים או אוכלי נבלות, ואילו צורות טפיליות ניזונות מרקמות המארחים שלהן. לרוב התולעים השטוחות יש מערכת עיכול לא שלמה עם פתח, "הפה", המשמשת גם לגירוש פסולת מערכת העיכול. למינים מסוימים יש גם פתח פי הטבעת. המעיים עשויים להיות שק פשוט או מסועף מאוד. העיכול הוא חוץ תאי, כאשר אנזימים מופרשים לחלל על ידי תאים המצפים את מערכת העיכול, וחומרים מעוכלים הנלקחים לאותם תאים על ידי פגוציטוזיס. לקבוצה אחת, הקסטודים, אין מערכת עיכול, מכיוון שאורח חייהם הטפילי והסביבה בה הם חיים (תלויים בתוך חלל העיכול של המארח שלהם) מאפשרים להם לספוג חומרים מזינים ישירות על דופן גופם. לתולעים שטוחות יש מערכת הפרשה עם רשת של צינורות בכל הגוף הנפתחים לסביבה ולתאי להבה סמוכים, שהריסים שלהם פועמים כדי לכוון נוזלי פסולת המרוכזים בצינורות אל מחוץ לגוף. המערכת אחראית על ויסות מלחים מומסים והפרשת פסולת חנקנית. מערכת העצבים מורכבת מזוג מיתרי עצב העוברים לאורך הגוף עם קשרים ביניהם לבין גנגליון גדול או ריכוז של תאי עצב בקצה הקדמי של התולעת; כאן, יכול להיות גם ריכוז של תאים פוטו-סנסוריים וכימוסנסוריים (איור). \(\PageIndex{1}\)
מכיוון שאין מערכת מחזור או נשימה, חילופי גזים וחומרים מזינים תלויים בדיפוזיה ובצמתים בין תאיים. זה בהכרח מגביל את עובי הגוף באורגניזמים אלה, ומגביל אותם להיות תולעים "שטוחות". רוב מיני התולעים השטוחות הם חד-ביתיים (הרמפרודיטיים, בעלי שתי קבוצות איברי המין), וההפריה היא בדרך כלל פנימית. רבייה א-מינית שכיחה בקבוצות מסוימות בהן ניתן להתחדש אורגניזם שלם רק מחלק מעצמו.
מגוון של תולעים שטוחות
תולעים שטוחות מחולקות באופן מסורתי לארבע מחלקות: טורבלריה, מונוגנזה, טרמטודה וססטודה (איור). \(\PageIndex{2}\) הטורבלרים כוללים בעיקר מינים ימיים חיים חופשיים, אם כי מינים מסוימים חיים במים מתוקים או בסביבות יבשתיות לחות. הפלנרים הפשוטים שנמצאים בבריכות מים מתוקים ובאקווריומים הם דוגמאות. שכבת האפידרמיס של החלק התחתון של הטורבלרים מסולקת, וזה עוזר להם לנוע. כמה טורבלרים מסוגלים להישגים יוצאי דופן של התחדשות בהם הם עשויים להצמיח מחדש את הגוף, אפילו משבר קטן.
המונוגנים הם טפילים חיצוניים בעיקר של דגים עם מחזורי חיים המורכבים מזחל שחייה חופשית שמתחבר לדג כדי להתחיל בטרנספורמציה לצורה הבוגרת הטפילית. יש להם רק מארח אחד במהלך חייהם, בדרך כלל ממין אחד בלבד. התולעים עשויות לייצר אנזימים המעכלים את רקמות המארח או רועים על ריר פני השטח וחלקיקי העור. רוב המונוגנים הם הרמפרודיטיים, אך הזרע מתפתח תחילה, וזה אופייני להם להזדווג בין פרטים ולא להפרות עצמית.
הטרמטודות, או הפתיתים, הן טפילים פנימיים של רכיכות וקבוצות רבות אחרות, כולל בני אדם. לטרמטודות יש מחזורי חיים מורכבים הכוללים מארח ראשוני בו מתרחשת רבייה מינית ומארח משני אחד או יותר בו מתרחשת רבייה א -מינית. המארח העיקרי הוא כמעט תמיד רכיכה. טרמטודות אחראיות למחלות אנושיות קשות כולל סכיסטוזומיאזיס, הנגרמות על ידי מכת דם (Schistosoma). המחלה מדביקה כ -200 מיליון אנשים באזורים הטרופיים ומובילה לפגיעה באיברים ותסמינים כרוניים כולל עייפות. זיהום מתרחש כאשר אדם נכנס למים, וזחל, משוחרר מן המארח חילזון הראשי, מאתר וחודר את העור. הטפיל מדביק איברים שונים בגוף וניזון מכדוריות דם אדומות לפני ההתרבות. רבות מהביצים משתחררות בצואה ומוצאות את דרכן לנתיב מים שבו הן מסוגלות להדביק מחדש את מארח החלזונות העיקרי.
הקסטודים, או תולעי הסרט, הם גם טפילים פנימיים, בעיקר של חוליות. תולעי סרט חיות בדרכי המעי של המארח הראשוני ונשארות קבועות באמצעות פראייר בקצה הקדמי, או סקולקס, של גוף תולעת הסרט. גופה הנותר של תולעת הסרט מורכב מסדרה ארוכה של יחידות הנקראות פרוגלוטידים, שכל אחת מהן עשויה להכיל מערכת הפרשה עם תאי להבה, אך תכיל מבני רבייה, זכר ונקבה כאחד. לתולעי סרט אין מערכת עיכול, הן סופגות חומרים מזינים מחומר המזון העובר אותם במעי המארח. פרוגלוטידים מיוצרים בסקולקס ונדחפים לקצה תולעת הסרט כאשר נוצרים פרוגלוטידים חדשים, ובשלב זה הם "בוגרים" וכל המבנים למעט ביצים מופרות התנוונו. רוב הרבייה מתרחשת על ידי הפריה צולבת. הפרוגלוטיד מתנתק ומשתחרר בצואה של המארח. הביציות המופרות נאכלות על ידי מארח ביניים. התולעים הצעירות מגיחות ומדביקות את מארח הביניים, תופסות מקום מגורים, בדרך כלל ברקמת השריר. כאשר רקמת השריר נאכלת על ידי המארח הראשי, המחזור הושלם. ישנם מספר טפילי תולעי סרט של בני אדם הנרכשים על ידי אכילת בשר חזיר, בקר ודגים לא מבושלים או מבושלים בצורה גרועה.
נמטודות
הפילום נמטודה, או תולעים עגולות, כולל יותר מ -28,000 מינים עם כ -16,000 מינים טפילים. השם נמטודה נגזר מהמילה היוונית "נמוס", שפירושה "חוט". נמטודות קיימות בכל בתי הגידול והן נפוצות ביותר, אם כי בדרך כלל אינן נראות לעין (איור\(\PageIndex{3}\)).
רוב הנמטודות נראות דומות זו לזו: צינורות דקים, מחודדים בכל קצה (איור\(\PageIndex{3}\)). נמטודות הן פסאודוקואלומטים ובעלות מערכת עיכול שלמה עם פה ופי הטבעת מובהקים.
גוף הנמטודות עטוף בציפורן, שלד חיצוני גמיש אך קשוח, או שלד חיצוני, המציע הגנה ותמיכה. הציפורן מכילה פולימר פחמימות-חלבון הנקרא כיטין. הציפורן מרפדת גם את הלוע והרקטום. למרות שהשלד החיצוני מספק הגנה, הוא מגביל את הצמיחה, ולכן יש להשיל אותו ולהחליף אותו ללא הרף ככל שהחיה גדלה בגודלה.
פה של נמטודה נפתח בקצה הקדמי עם שלוש או שש שפתיים, ובמינים מסוימים שיניים בצורה של שלוחות ציפורניים. יכול להיות גם סטיילט חד שיכול לבלוט מהפה כדי לדקור טרף או לנקב תאים צמחיים או בעלי חיים. הפה מוביל ללוע ולמעי שרירי, המוביל אל פי הטבעת והפתיחה האנאלית בקצה האחורי.
תהליכים פיזיולוגיים של נמטודות
בנמטודות, מערכת ההפרשה אינה מתמחה. פסולת חנקנית מוסרת על ידי דיפוזיה. בנמטודות ימיות, ויסות המים והמלח מושג על ידי בלוטות ייעודיות המסירות יונים לא רצויים תוך שמירה על ריכוזי נוזלי גוף פנימיים.
לרוב הנמטודות יש ארבעה מיתרי עצב העוברים לאורך הגוף בחלקו העליון, התחתון והצדדים. מיתרי העצב מתמזגים בטבעת סביב הלוע, ויוצרים גנגליון ראש או "מוח" של התולעת, כמו גם בקצה האחורי ליצירת גנגליון הזנב. מתחת לאפידרמיס שוכנת שכבה של שרירים אורכיים המאפשרת רק גלית של הגוף מצד לצד, דמוי גל.
מושג בפעולה
צפה בסרטון זה כדי לראות נמטודות נעות וניזונות מחיידקים.
נמטודות משתמשות במגוון אסטרטגיות רבייה מיניות בהתאם למין; הם עשויים להיות חד-ביתיים, דו-ביתיים (מינים נפרדים), או עשויים להתרבות באופן א-מיני על ידי פרתנוגנזה. Caenorhabditis elegans הוא כמעט ייחודי בקרב בעלי חיים בכך שיש להם גם הרמפרודיטים המפרים את עצמם וגם מין זכר שיכול להזדווג עם הרמפרודיטה.
ארתרופודה
פירוש השם "ארתרופודה" הוא "רגליים מפרקות", המתאר כראוי כל אחד מהמספר העצום של המינים השייכים לפילום זה. ארתרופודה שולטים בממלכת החיות עם כ -85% מהמינים הידועים, כאשר רבים מהם עדיין לא התגלו או לא מתוארים. המאפיינים העיקריים של כל בעלי החיים בפילום זה הם פילוח פונקציונלי של הגוף ונוכחות של נספחים משותפים (איור). \(\PageIndex{4}\) כחברים ב- Ecdysozoa, לפרוקי רגליים יש גם שלד חיצוני העשוי בעיקר מכיטין. ארתרופודה היא הפילום הגדול ביותר בעולם החי מבחינת מספר המינים, וחרקים מהווים את הקבוצה הגדולה ביותר בתוך הפילום הזה. פרוקי רגליים הם בעלי חיים אמיתיים של coelomate ומפגינים התפתחות פרוסטוסטומית.
תהליכים פיזיולוגיים של פרוקי רגליים
מאפיין ייחודי של פרוקי רגליים הוא נוכחות של גוף מפולח עם מיזוג של קבוצות מקטעים מסוימות כדי להוליד מקטעים פונקציונליים. מקטעים התמזגו עשויים ליצור ראש, בית חזה ובטן, או צפלתורקס ובטן, או ראש וגזע. הקואלום לובש צורה של המוקואל (או חלל הדם). מערכת הדם הפתוחה, שבה הדם רוחץ את האיברים הפנימיים ולא מסתובב בכלי, מוסדרת על ידי לב דו-תאי. מערכות הנשימה משתנות, בהתאם לקבוצת פרוקי הרגליים: חרקים ומיריפודים משתמשים בסדרה של צינורות (קנה הנשימה) המסתעפים בכל הגוף, נפתחים כלפי חוץ דרך פתחים הנקראים ספירקלות, ומבצעים חילופי גזים ישירות בין התאים והאוויר בקנה הנשימה. סרטנים מימיים משתמשים בזימים, ארכנידים מעסיקים "ריאות ספרים", וצ'ליצרטים מימיים משתמשים ב"זימי ספרים". ריאות הספר של ארכנידים הן ערימות פנימיות של כיסי אוויר מתחלפים ורקמת המוקואל בצורת דפי ספר. זימי הספר של סרטנים הם מבנים חיצוניים הדומים לריאות ספרים עם ערימות של מבנים דמויי עלים המחליפים גזים עם המים שמסביב (איור). \(\PageIndex{5}\)
גיוון פרוקי רגליים
Phylum Arthropoda כולל בעלי חיים שהצליחו ליישב בתי גידול יבשתיים, מימיים ואוויריים. הפילום מסווג עוד לחמש תת-פילות: טרילוביטומורפה (טרילוביטים), הקספודה (חרקים וקרובי משפחה), Myriapoda (רב רגליים, מרבה רגליים וקרובי משפחה), סרטנים (סרטנים, לובסטרים, סרטנים, איזופודים, ברנקים, וכמה זואופלנקטון), וצ'ליצרטה (סרטני פרסה, ארכנידים, עקרבים ואבא רגליים ארוכות). טרילוביטים הם קבוצה נכחדת של פרוקי רגליים שנמצאו מהתקופה הקמבריונית (לפני 540—490 מיליון שנה) עד שנכחדו בפרמיאן (לפני 300—251 מיליון שנה) שכנראה קשורים באופן הדוק ביותר לצ'ליצרטה. 17,000 המינים המתוארים זוהו ממאובנים (איור\(\PageIndex{4}\)).
להקספודה יש שש רגליים (שלושה זוגות) כפי ששמם מרמז. מקטעי הקספוד מתמזגים לראש, בית חזה ובטן (איור). \(\PageIndex{6}\) בית החזה נושא את הכנפיים ושלושה זוגות רגליים. החרקים שאנו פוגשים על בסיס יומיומי - כמו נמלים, ג'וקים, פרפרים ודבורים - הם דוגמאות להקספודה.
Subphylum Myriapoda כולל פרוקי רגליים עם רגליים שעשויות להשתנות במספרן בין 10 ל 750. תת-פילום זה כולל 13,000 מינים; הדוגמאות הנפוצות ביותר הן ריבועי רגליים ורב-רגליים. כל myriapods הם בעלי חיים יבשתיים ומעדיפים סביבה לחה (איור). \(\PageIndex{7}\)
סרטנים, כמו שרימפס, לובסטרים, סרטנים וסרטנים, הם פרוקי הרגליים המימיים הדומיננטיים. כמה סרטנים הם מינים יבשתיים כמו פשפשי הגלולה או חרקים זורעים. מספר מיני הסרטנים המתוארים עומד על כ- 47,000. 1
למרות שתכנית הגוף הבסיסית בסרטנים דומה להקספודה - ראש, בית חזה ובטן - הראש והחזה עשויים להתמזג במינים מסוימים ליצירת קפלוטורקס, המכוסה בצלחת הנקראת שריון (איור). \(\PageIndex{8}\) השלד החיצוני של מינים רבים חדור גם בסידן פחמתי, מה שהופך אותו לחזק עוד יותר מאשר אצל פרוקי רגליים אחרים. לסרטנים יש מערכת זרימת דם פתוחה שבה הדם נשאב לתוך ההמוקואל על ידי הלב הגבי. לרוב הסרטנים יש בדרך כלל מינים נפרדים, אך חלקם, כמו ברנקים, עשויים להיות הרמפרודיטיים. הרמפרודיזם סדרתי, בו הגונדה יכולה לעבור מייצור זרע לביציות, נמצא גם בכמה מיני סרטנים. שלבי הזחל נראים בהתפתחות המוקדמת של סרטנים רבים. רוב הסרטנים הם טורפים, אך גם דטריטיבורים ומזיני מסננים נפוצים.
Subphylum Chelicerata כולל בעלי חיים כמו עכבישים, עקרבים, סרטני פרסה ועכבישי ים. תת-פילום זה הוא בעיקר יבשתי, אם כי קיימים גם מינים ימיים מסוימים. על פי ההערכות, 103,000 2 מינים מתוארים כלולים בתת-פילום צ'ליצרטה.
ניתן לחלק את גוף הצ'ליצרטים לשני חלקים ולא תמיד ניתן להבחין ב"ראש "מובהק. הפילום שואב את שמו מזוג הנספחים הראשון: ה-chelicerae (איור \(\PageIndex{9}\) א), שהם חלקי פה מיוחדים. ה-chelicerae משמשים בעיקר להאכלה, אך בעכבישים הם משתנים בדרך כלל כדי להזריק ארס לטרפם (איור \(\PageIndex{9}\) ב). כמו אצל חברים אחרים בארתרופודה, גם chelicerates משתמשים במערכת הדם הפתוחה, עם לב דמוי צינור השואב דם לתוך ההמוקואל הגדול שרוחץ את האיברים הפנימיים. צ'ליצרטים מימיים מנצלים את נשימת הזימים, בעוד שמינים יבשתיים משתמשים בקנה הנשימה או בריאות הספר לצורך חילופי גזים.
מושג בפעולה
לחץ על שיעור זה על פרוקי רגליים כדי לחקור מפות אינטראקטיביות של בתי גידול ועוד.
סיכום המדור
תולעים שטוחות הן בעלי חיים אקולומטים, טריפלובלסטיים. הם חסרים מערכות הדם והנשימה, ויש להם מערכת הפרשה ראשונית. מערכת העיכול אינה שלמה ברוב המינים. ישנם ארבעה סוגים מסורתיים של תולעים שטוחות, הטורבלרים החיים ברובם חופשיים, המונוגנים האקטופרזיטיים, והטרמטודות והצסטודות האנדופראזיטיות. לטרמטודות יש מחזורי חיים מורכבים הכוללים מארח רכיכות משני ומארח ראשוני בו מתרחשת רבייה מינית. Cestodes, או תולעי סרט, מדביקים את מערכות העיכול של מארחי חוליות ראשוניים.
נמטודות הן חברי פסאודוקואלומט של הקלייד אקדיזוזואה. יש להם מערכת עיכול שלמה וחלל גוף פסאודוקואלומי. פילום זה כולל אורגניזמים חיים חופשיים כמו גם אורגניזמים טפיליים. הם כוללים מינים דו-מזיקים והרמפרודיטיים. לנמטודות יש מערכת הפרשה מפותחת בצורה גרועה. ההתפתחות העוברית היא חיצונית ומתקדמת בשלבי זחל המופרדים על ידי התכה.
פרוקי רגליים מייצגים את קבוצת בעלי החיים המצליחה ביותר על פני כדור הארץ, מבחינת מספר המינים כמו גם מספר הפרטים. הם מאופיינים על ידי גוף מפולח ונספחים משותפים. בתוכנית הגוף הבסיסית, זוג נספחים קיים לכל פלח גוף. בתוך הפילום, הסיווג מבוסס על חלקי פה, מספר נספחים ושינויים בנספחים. פרוקי רגליים נושאים שלד חיצוני כיטיני. זימים, קנה הנשימה וריאות הספר מקלים על הנשימה. התפתחות עוברית עשויה לכלול שלבי זחל מרובים.
הערות שוליים
- 1 "מספר המינים החיים באוסטרליה ובעולם", א צ'פמן, שירותי מידע על המגוון הביולוגי באוסטרליה, שונה לאחרונה ב -26 באוגוסט 2010, http://www.environment.gov.au/biodiv...c-summary.html.
- 2 "מספר המינים החיים באוסטרליה ובעולם", א צ'פמן, שירותי מידע על המגוון הביולוגי באוסטרליה, שונה לאחרונה ב -26 באוגוסט 2010, http://www.environment.gov.au/biodiv...c-summary.html.
רשימת מילים
- ארתרופודה
- קבוצה של אקדיזוזואה עם נספחים משותפים וגופים מפולחים
- צפלותורקס
- ראש ובית חזה התמזגו
- צ'ליצ'רה
- זוג נספחים ראשון שונה בתת-פילום צ'ליצרטה
- כיטין
- פוליסכריד קשוח המכיל חנקן המצוי בציפורניים של פרוקי רגליים ובדפנות התא של פטריות
- מערכת העיכול המלאה
- מערכת עיכול הנפתחת בקצה אחד, הפה, ויוצאת בקצה השני, פי הטבעת, ודרכה המזון נע בדרך כלל בכיוון אחד
- דו-ביתי
- בעל מין זכר ונקבה נפרד
- המוקואל
- חלל הגוף הפנימי שנראה אצל פרוקי רגליים
- נמטודה
- קבוצה של תולעים ב Ecdysozoa המכונה בדרך כלל תולעים עגולות המכילות צורות חיות חופשיות וטפיליות
- ספירקל
- פתחי נשימה בחרקים המאפשרים אוויר להיכנס לקנה הנשימה
- קנה הנשימה
- בחלק מפרוקי הרגליים, כגון חרקים, צינור נשימה המוליך אוויר מהספירקלים לרקמות