Строение гельминтов

Вокруг нас: в земле, траве, в доме, на деревьях, в воздухе — всюду кипит жизнь. Даже не углублявшийся в лес житель большого города постоянно видит вокруг себя птиц, жуков, комаров, мух, муравьев и других животных. Хорошо известны всем и обитатели водоемов. Каждому приходилось видеть косяки рыб у берега, медуз, раков.

Но также существует мир, скрытый от нас, недоступный прямому наблюдению, — речь идет о мире паразитических червей.

Приспособляясь к условиям жизни в организме хозяина, гельминты выработали ряд особенностей в форме и строении тела, в физиологических процессах, размножении и развитии, способности переносить неблагоприятные условия, в поведении. В организации различных червей есть и общие черты, свойственные целым группам, поскольку условия жизни в организме хозяина в основном одинаковы для всех его паразитов.

Первая наиболее приметная особенность строения гельминтов — сильная уплощенность их тела. Особенно ярко это выражено у цестод и трематод. Уплощенность тела нередко сопровождается другим явлением, довольно распространенным у кишечных паразитов,— поперечным расчленением тела.

Рассмотрим строение гельминтов, которые паразитируют в различных органах хозяина. Тело цестод имеет на переднем конце головку, или сколекс. Часть тела позади сколекса является зоной роста и называется шейкой. Здесь у расчлененных цестод отрастают членики, или проглоттиды, образующие в совокупности тело паразита, или стробилу. Длина последней в зависимости от вида от нескольких миллиметров до 10 м и более. Количество проглоттид может быть различным — от одного до нескольких тысяч. По мере развития и созревания они отрываются от стробилы и выбрасываются из кишечника хозяина. К примеру, у цепня вооруженного (свиного солитера), достигающего 2-3 м длины имеется около 850 члеников, последние 80-100 члеников — зрелые, с оплодотворенными яйцами. По мере того как задние членики отделяются, от шейки вырастают новые членики. В течение года солитер может произвести до 800 зрелых члеников. В каждом из них более 50 тыс. мельчайших яиц, которые рассеиваются во внешней среде.

Тело трематод (сосальщиков) уплощено в спинно-брюшном направлении и чаще всего имеет листовидную, иногда округлую или вытянутую форму. Размер их варьирует от 0,1 мм до 10-15 см в длину. Вообще сосальщики схожи с члениками ленточных червей по внешнему виду и внутреннему строению. Однако по сравнению с последними они имеют развитую пищеварительную систему. Большая часть трематод, как и цестод,— гермафродиты, выделяющие яйца. Вместе с тем среди них имеются живородящие и раздельнополые виды.

Аскарида, которая паразитирует в кишечнике,— яркий представитель нематод. Тело их, как показывает само название, сильно вытянуто в длину, цилиндрическое или веретенообразное, с заостренным передним и задним концами. Длина приблизительно в 20 раз превосходит ширину. Однако существуют более длинные виды нематод с отношением длины к ширине 1:100 и более, а у некоторых видов оно достигает даже 1:2500.

Тело живой аскариды сильное и упругое. Впечатление таково, что стенки тела аскариды находятся под большим внутренним давлением. Если их проткнуть иглой, из ранки брызнет жидкость, удивительно напоминающая по запаху валерьяновые капли.

По сравнению с цестодами и трематодами нематоды более высокоорганизованные. Это, как правило, раздельнополые глисты, с хорошо развитыми пищеварительным и выделительным каналами, нервной системой.

Некоторые ученые пытались продолжительность жизни связать с размерами животного. Действительно, чем больше животное, тем оно должно дольше жить, так как для построения большой массы при прочих условиях необходимо больше времени. Но в том-то и дело, что равных условий не бывает, а потому гельминты одинаковых размеров живут разное время (широкий лентец и бычий цепень).

А сколько живет аскарида? Гельминтолог О. Я. Мирецкий пытался выяснить продолжительность жизни самок аскарид после наступления половой зрелости на основании данных о числе яйцеклеток и количестве яиц, откладываемых одной самкой на протяжении суток. Поскольку количество яйцеклеток у одной самки в среднем составляет 30 млн., а число яиц, выделяемых в сутки, 300 тыс., О. Я. Мирецкий считает, что весь запас яйцеклеток может быть израсходован за 150 дней. Если учесть, что аскарида достигает половозрелой стадии в среднем через 76 дней, то продолжительность жизни аскарид в кишечнике, по О. Я. Мирецкому, составит 226 дней. Однако А. И. Кротов полагает, что самопроизвольное отхождение самок аскарид происходит значительно раньше, чем будут израсходованы все запасы яйцеклеток. Он считает, что о продолжительности жизни гельминтов следует судить на «сновании наблюдений за сроками массовых заражений и самоизлечений животных или людей.

По данным некоторых авторов, продолжительность жизни аскариды в кишечнике хозяина может достигать 1,5 года. Возможно, продолжительность жизни гельминта зависит от ряда обстоятельств, прежде всего от наличия достаточно усвояемой пищи, сопротивляемости организма хозяина, сопутствующих инвазий и инфекций и т. д.

Длительность жизни гельминта не всегда совпадает с началом и окончанием болезни, так как последняя может продолжаться и даже обостряться некоторое время после гибели паразита. Однако приведенные сведения могут дать ориентировочные представления о долговечности паразита. Удивительным должен показаться случай чрезвычайного долголетия, отмеченный для нематоды — трихостронгиллы. В опытах самозаражения американский паразитолог Н. Сэндграунд после приема небольшого количества личинок трихостронгиллов наблюдал выделение яиц более 8 лет, а тем временем известно, что в естественных условиях трихостронгиллы обычно живут один сезон.

Среди свободноживущих животных совсем немного таких, которые бы не имели «костюмов по сезону», поскольку в соответствии с временем года зачастую сильно меняется и окраска среды. Творческая фантазия природы, изумляет нас бесконечным разнообразием окрасок животных.

Окраска кишечных гельминтов, как правило, мертвенно-бледная. Это вполне закономерно, поскольку на протяжении всей жизни они пребывают в темных покоях своего кормильца, куда не проникает ни один луч света. Отсутствие окраски и пигментации есть следствие жизни гельминтов в темноте. Известно, что так же выглядят многие пещерные пли подземные животные.

В тех случаях, когда гельминты окрашены, цвет их зависит не от пигментации покровов, как это бывает большой частью у форм, живущих на свету, а от химико-физического состава окружающей среды или от пищи, которую они потребляют. Установлено, что потемнение некоторых гельминтов может вызываться солями тяжелых металлов, попадающих вместе с пищей в кишечник хозяина. Цвет телa печеночной двуустки, или фасциолы, обитающей в m-печени крупного рогатого скота, зависит главным образом от характера принимаемой пищи. Обычно этот паразит имеет розовую или коричневую окраску. После продолжительного пребывания в искусственной среде тело фасциолы становится бесцветным или серовато-белым.

Расцветка многих гельминтов (трематод, цестод и нематод) часто зависит от цвета яиц, находящихся внутри тела и просвечивающихся через его покровы. Яйца бывают желтыми, коричневыми или почти черными. Можно наблюдать, как вдоль белого тела паразита проходят окрашенные полосы созревших яиц.

Некоторые нематоды имеют розовую или даже ярко-красную окраску но цвету дыхательных пигментов в их полостной жидкости. Российские паразитологи при экспериментальном заражении животных специально окрашивали личинки паразитических червей для облегчения техники эксперимента. Личинки широкого лентеца, помещенные в водный раствор краски нейтрального красного, получили стойкую розовую окраску, не исчезающую в течение опыта (до трех дней) и не влияющую на жизнеспособность личинок.

Таким образом, наблюдаемая у ряда паразитических червей окраска может также зависеть от тех веществ, которые паразит всасывает из организма хозяина.

Условия существования в значительной мере сказываются на организации гельминтов, которая имеет некоторые специфические черты. Для поддержания своего существования паразит должен быть неразрывно связан с хозяином, и это обстоятельство дает толчок к развитию и усовершенствованию органов прикрепления. Так, рассматривая под лупой, например, фасциолу, увидим, что ее тело вооружено мелкими загнутыми назад шипиками. Они повышают устойчивость паразита, сидящего в печеночных протоках крупного рогатого скота. Кроме того, на переднем конце тела расположены ротовая и брюшная присоски, снабженные мускулатурой. С их помощью гельминт прикрепляется к стенкам печеночных протоков.

Сколексы цестод также снабжены присосками, а у многих видов, кроме того, есть и хоботки с крючьями. Благодаря им цестоды прочно прикрепляются к слизистой оболочке кишечника хозяина.

Существуют различные предположения в отношении механизма фиксации цестод. Одно из них — сохранение мышечного тонуса органа фиксации — обеспечивается «схватывающими мышцами», которым требуется минимальная энергия, чтобы держать в сокращенном состоянии орган, а потому и огромную по сравнению с ним массу цестод. Если биологи докажут существование таких приспособлений у цестод, то гельминты «скажут свое слово» инженерам-бионикам, которые пользуются изобретениями природы.

Некоторые гельминты вообще не прикрепляются к тканям и не имеют для этого никаких специальных органов. Так, у нематод фиксация в пищеварительном тракте обеспечивается упругостью ее тела и мышечной активностью. Вполне вероятно, что аскариды сохраняют свои позиции, будучи согнутыми в дугу и опираясь концами в стенку кишечника как неподвижную опору.

Таким образом, у паразитических червей некоторые органы развиты очень сильно, другие — недоразвиты. Попытаемся объяснить это явление. Рассмотрим, к примеру, почему недоразвивается нервная система, и в частности органы чувств. Ответ на этот вопрос дает сама природа. Личинки паразитических червей трематод, некоторое время ведущие свободный образ жизни в воде, имеют хорошо развитый глазок. Но как только они попадают в организм хозяина, глазок за ненадобностью исчезает. Подобные явления обычны в зоологическом мире.

Организм как среда наилучшим образом обеспечивает паразитическим червям безопасность, возможность размножения и, главное, достаточное количество пищи. При переходе животной формы или группы к паразитизму размеры ее тела и плодовитость большей частью увеличиваются.

Изучая биологию большинства гельминтов, прежде всего, необходимо найти способ постоянного наблюдения за животным-хозяином. В жизни паразитического червя есть два момента, когда гельминтолог может точно рассчитывать на «встречу» с ним: выход червя из яйца и переходы его личиночной стадии от одного хозяина к другому. Остальные этапы жизни скрыты от глаз исследователя, и их приходиться воссоздавать умозрительно, опираясь на отдельные отрывочные наблюдения.

Момент, когда из оплодотворенных яиц выходят личинки, можно использовать достаточно плодотворно, попытавшись культивировать их. Культивирование — превосходный инструмент для изучения жизни любого животного.

Культивирование гельминтов вне тела их хозяина представляет собой очень важную и трудную проблему, имеющую большое теоретическое и практическое значение. Ее решение дает возможность изучать закономерности развития, физиологию, биохимию гельминтов, а также действие на них гормонов, ферментов, фармакологических веществ, лучистой энергии. Трудности заключаются в создании искусственной биологической системы, способствующей физиологически нормальному развитию и росту гельминтов вне организма хозяина.

Такая система должна обеспечивать непрерывную автоматическую смену питательных сред и отток продуктов обмена паразитических червей, соответствующее давление и режим газов, температуру, рН среды и т. д. Питательные среды, которые используются сейчас в экспериментах, далеки от совершенства. И надо думать, пройдет еще немало времени, прежде чем они будут удовлетворять элементарным потребностям гельминтов.

Все это свидетельствует о необходимости дальнейшей более глубокой разработки методов выращивания гельминтов в искусственных средах сначала для получения взрослых половозрелых особей и от них жизнеспособного поколения (яиц или личинок), а затем перехода к новому этапу непрерывного культивирования в течение многих поколений. Для изучения этих вопросов необходимо создавать специализированные лаборатории по культивированию гельминтов вне организма хозяина с новейшими контрольно-измерительными приборами, реактивами и материалами.

Дополнительно статьи на данную тему:

Паразитизм, примеры паразитизма

История гельминтологии и паразитологии