Нематоды, известные также как круглые черви (латинское название Nematoda), представляют собой вторую по численности группу многоклеточных организмов на планете, уступающую лишь членистоногим. Эти существа выделяются своими особенностями внешнего облика и анатомическом строением. Они прежде считались первичнополостными червями, однако такая классификация считается устаревшей.
- Определение: Нематоды – это микроскопические черви, принадлежащие к типовому роду нематод.
- Разнообразие: Существует более 25 000 известных видов, обитающих в различных средах – почве, воде и организмах.
- Экосистемная роль: Нематоды играют важную роль в экосистемах, участвуя в разложении органического вещества и контроле популяций микробов.
- Польза и вред: Некоторые виды являются полезными для сельского хозяйства, в то время как другие могут быть вредителями, вызывая болезни растений и животных.
- Исследования: Нематоды активно используются в научных исследованиях, особенно в области генетики и экологии.
На сегодняшний день учеными описано более 25 тысяч видов нематод, среди которых как свободноживущие мелкие черви, так и паразиты. Биологи предполагают, что реальное количество видов может превышать 1 миллион, учитывая все возможные разновидности. Большинство из известных в настоящее время видов являются паразитами.
Наиболее известными представителями этой группы являются такие распространенные виды гельминтов, как аскариды, острицы и власоглавы, которые паразитируют на человеке и животных. Кроме того, существуют нематоды, паразитирующие на растениях, например, картофельная и земляничная.
Однако наряду с паразитирующими формами, много нематод ведут свободный образ жизни в почве, пресной и соленой воде. Эти организмы питаются грибами, бактериями, а также различными остатками живых или мертвых организмов и даже другими нематодами. Все они выполняют жизненно важную роль в экосистемах нашей планеты, что делает их полезными для природы.
Название «нематоды» произошло от греческих слов nematos, переводящегося как «нить», и eidos, означающего «форма».
В одной горсти почвы можно обнаружить тысячи микроскопических нематод, среди которых много паразитов, поедающих насекомых, растения и животных.
Морфология
Структура нематод достаточно проста. Взрослые особи этих червей состоят примерно из 1000 соматических клеток и множества клеток, относящихся к репродуктивной системе. Эти круглые черви могут быть описаны как «трубка внутри трубки», поскольку их желудочно-кишечный тракт проходит от рта на переднем конце до ануса, расположенного ближе к хвосту. У нематод имеются системы пищеварения, нервная система, выделительная система и репродуктивные органы, однако они не обладают кровеносной и дыхательной системами. Размеры этих организмов могут варьироваться от 0,3 мм до свыше 8 метров.
Симптом | Описание |
| Строение тела | Свободноживущие черви имеют очень маленькие размеры от 0,5 до 50 мм, паразиты также мелкие, но некоторые особи могут достигать 8,4 м. Женская особь больше самца. Тело у паразита несегментированное, форма веретеновидная или нитевидная. Нематоды названы еще круглыми червями из-за своей симметрии и поперечного сечения. У паразита имеется хорошо выраженный кожно-мускульный мешок, который сформирован из кутикулы, гиподермы и мускулатуры. У особи есть 4 гиподермальные валика: на спине, брюшине и два по бокам. Хорды спины и брюха содержат в себе нервные стволы, а боковые отвечают за выделение и содержат сенсорные нервы. |
| Выделительная система | Ученые предполагают, что система выделения у одноклеточных нематод – это шейная железа, псевдоцеломоциты или внутриклеточные каналы, расположенные по бокам. Аммиак может покидать тело просто через оболочку. |
| Нервная система | В начале пищевода расположено окологлоточное нервное кольцо. Вперед ответвляются 6 стволов, такое же количество направляется назад. Тонкие полукольца опоясывают тело с правой и левой стороны, именно они и соединяют оба нервных ствола. Присутствуют органы осязания и химических чувств. |
| Пищеварительная система | Кишечник представлен в виде прямой трубки, которая проходит через все тело. Передняя его часть подразделена на стому и глотку, именуемую пищеводом. Полость рта может быть представлена в разных вариантах, так у хищников и зоопаразитов могут присутствовать выросты – зубы. Пищеварительная система заканчивается задней кишкой. Женская особь имеет анальное отверстие, мужская – клоаку. Пищей для свободноживущих червей выступают бактерии, водоросли и детриты, а хищники паразитируют в растениях, грибах, животных и людях. |
| Половая система | Индивиды отличаются полами и имеют специфические внешние половые характеристики. У мужчин наблюдается округленный задний край, а также трубчатый семенник, который далее соединяется с семяпроводом и каналом для освобождения семени. В области клоаки у представителей мужского пола находятся спикулы, предназначенные для процесса оплодотворения. У женщин половая система является парной. В ее состав входят матки, влагалище, яичники и яйцеводы. Круглые черви осуществляют внутреннее оплодотворение. |
| Дыхательная система | Нет |
| Кровеносная система | Нет |
Размножение
Наибольшая часть нематод отличается раздельнополым размножением, где присутствуют отдельно мужские и женские особи. Однако, среди некоторых видов, таких как Caenorhabditis elegans, наблюдается андродиэция, которая проявляется в наличии гермафродитов и самцов. Каждый пол может иметь одну или две трубчатые гонады, которые представляют собой яичники или семенники, в зависимости от пола.
Способ размножения нематод часто предполагает спаривание, хотя гермафродиты имеют возможность самооплодотворения. Обычно самцы меньше по размерам по сравнению с самками или гермафродитами и обладают характерным изогнутым или веерообразным хвостом, который помогает им удерживать партнёра. В процессе спаривания одна или несколько хитиновых спикул выходят из клоаки и вводятся в половое отверстие самки. Таким образом, происходит передача семенной жидкости, которая походит по телу самца.
Важно помнить, что нематоды являются универсальными паразитами, обладая способностью к быстрой адаптации к различным условиям среды, что позволяет им быстро развиваться и размножаться.
Классификация
Из-за недостатка информации о множестве видов нематод, их классификация остаётся спорной и со временем претерпела значительные изменения. В разных источниках можно встретить различные, зачастую сильно отличающиеся, системы классификации. В большинстве случаев нематоды все еще рассматриваются как класс, основываясь на устаревших данных, в то время как на самом деле они формируют отдельный тип, который включает несколько классов. Вопрос о классификации до сих пор вызывает разногласия.
На сегодняшний день наиболее актуальной считается классификация, опубликованная в международном зоологическом журнале Zootaxa, которая была представлена в 2011 году и выглядит следующим образом:
Большая таблица (нажмите, чтобы увидеть)
| Класс | Отряд | Характеристика |
| Chromadorea | Benthimermithida | В отряде насчитывается 33 вида круглых червей. Зрелые особи, не питаясь, живут в грунтовом покрове, а личинки паразитируют в организме беспозвоночных животных. Распространены в водах всех четырех океанов на глубине до 6 километров. |
| Chromadorida | В отряде насчитывается приблизительно 18 000 видов червей, одним из которых является человеческая аскарида. Обитать могут как в окружающей среде (водоемах, грунте), так и паразитировать на растениях и в организме животных и людей. Могут вызывать различные заболевания (аскаридоз, анизакиоз, токсокароз и др.) | |
| Desmodorida | Отряд насчитывает около 745 видов. Распространены в свободном состоянии в морской воде, реже встречаются в пресных водоемах и почве. | |
| Desmoscolecida | К отряду относится около 300 видов круглых червей. Обитают в основном в морской воде, иногда встречаются В пресных водоемах и почве. | |
| Diplogasterida | Отряд насчитывает около 350 видов. Его представители обитают в основном в почве в свободном состоянии, реже встречаются в водоемах. Дина тела от 0,3 до 3 мм. Длительность жизненного цикла 1-2 недели. Размножаются половым путем. Занимают важное место в процессе биологического распада органических материалов. | |
| Drilonematida | ||
| Leptolaimida | ||
| Monhysterida (вкл. Araeolaimida) | Насчитывает около 1000 видов. Свободно обитают в водной среде, в основном в морской, реже в почвенном покрытии или как комменсалы. | |
| Panagrolaimida (вкл. Tylenchina) | Насчитывает около 4000 видов. Обитают на участках почвы, загрязненной органическими веществами, а также паразитируют на растениях и в организме насекомых. | |
| Plectida | ||
| Rhabditida | Представители отряда являются свободноживущими, обитают в основном в почве, загрязненной органическими отходами. Некоторые черви из этого отряда паразитируют на растениях и в организмах животных и человека. Данный отряд включает в себя 4 подотряда (Rhabditina, Caenorhabditis elegans, Myolaimina, Tylenchina), представители которых могут вызывать у людей ряд заболеваний: анкилостомоз, энтеробиоз и др. | |
| Selachinematida | ||
| Spirurida (вкл. Ascaridina) | В отряде насчитывается около 6000 видов. Обитают повсюду. Личиночная форма является паразитом беспозвоночных животных. Зрелые особи паразитируют в организмах водных и наземных позвоночных животных (в т. ч. собак). | |
| Teratocephalida | ||
| Enoplea | Alaimida | |
| Enoplida | ||
| Ironida | ||
| Isolaimida | ||
| Oncholaimida | ||
| Rhaptothyreida | В отряд входит только одно семейство Rhaptothyreidae, представленное 2 видами круглых червей. Обитают в морской воде Северной Атлантики на глубине до 4 км. | |
| Stichosomida | ||
| Trefusiida | ||
| Triplonchida | ||
| Tripylida | ||
| Tripyloidida | ||
| Dorylaimea (иногда рассматривается, как подкласс предыдущего класса) | Bathyodontida | |
| Dioctophymatida | Отряд насчитывает 40 видов. Представители паразитируют в организмах млекопитающих животных и птиц. Промежуточные хозяева – рыбы и малощетинковые черви. | |
| Dorylaimida | Большой отряд круглых червей, насчитывающий около 2000 видов. Представители обитают в пресной воде, а В почве. Всеядны. | |
| Marimermithida | Отряд насчитывает 6 видов. Зрелые особи червей свободноживущие. Личинки паразитируют в организмах морских беспозвоночных животных. | |
| Mermithida | Некоторые представители отряда являются свободноживущими в почве и водоемах, остальные – паразитируют в организмах беспозвоночных животных, в основном насекомых. Играют важную роль в биологическом контроле вредных видов. | |
| Mononchida | Насчитывается около 400 видов. Живут в почве и пресных водоемах. Всеядны или хищники. | |
| Muspiceida | ||
| Trichocephalida | В отряде насчитывается около 600 видов. Паразитируют в организмах позвоночных животных. Широко распространены представители родов Trichuris, Capillaria, Trichinella, вызывающие у людей ряд заболеваний (трихоцефалёз, трихинеллёз и др.) |
Нематоды – это микроскопические черви, которые играют важную роль в экосистемах. Их размер варьируется от 0,1 миллиметра до нескольких сантиметров, и они могут обитать в самых разных средах: от грунта и пресных вод до морских экосистем. Эти организмы обладают высокой адаптивностью, что позволяет им существовать в различных условиях, включая регионы с экстремальными климатическими условиями.
Среди нематод можно выделить множество видов, некоторые из которых являются полезными для сельского хозяйства, а другие представляют собой серьезные вредители. Полезные нематоды, например, могут контролировать популяции болезнетворных бактерий и вредителей, действуя как естественные враги. В то же время многие паразитические виды могут наносить ущерб сельскохозяйственным культурам и поражать корни растений, что в свою очередь влияет на урожайность.
Изучение нематод имеет большое значение для различных областей науки, включая агрономию, биологию и медицину. Открытие новых видов и понимание их биологии помогают разработать более эффективные стратегии для борьбы с вредными нематодами и использования полезных. Таким образом, знание о нематодах позволяет не только улучшить сельское хозяйство, но и сохранять баланс в экосистемах, в которых они обитают.
Представляем вам наиболее исчерпывающую систему классификации круглых червей. В ней учтены как паразитические, так и свободно существующие виды, большинство из которых являются хищниками.
Если сосредоточиться исключительно на паразитах, affecting человека и животных, то гораздо удобнее использовать традиционную классификацию. Большинство этих нематод можно отнести к шести подотрядам и одному отряду, который ранее также квалифицировался как подотряд.
| Подотряд | Особенности |
| Ascaridina (старое название Ascaridata) | Длина женской особи до 40 см, мужская особь не более 20 см. В основном поражают пищеварительную систему. Отличительный признак червя – три губы на головном отделе тела и пищевод в форме цилиндра. Сюда относится человеческая аскарида. |
| Оксиураты (Oxyurata) | Имеют в задней части пищевода бульбус (утолщение). В эту группу относятся острицы |
| Стронгиляты (Strongylata) | У нематоды мужской особи развита хвостовая бурса с ребровидными сосочками и две спикулы. |
| Спирураты (Spirurata) | Характеризуется двумя пищеводами и имеет четное количество губ. Представители предпочитают селиться в органах дыхательной и пищеварительной системы. |
| Филяриаты (Filariata) | Имеют также двойной пищевод, но предпочитают ткани и полости, которые не имеют сообщения с внешней средой (подкожная клетчатка, сухожилия и полость живота). Черви живородящие и яйцеживородящие. |
| Trichocephalida (ранее известный как Trichocephalata) | Отличаются длинным пищеводом, при этом он окружен клетками желез, которые четко просматриваются. Сюда относятся власоглавы и трихинеллы. |
| Диоктофиматы (Dioctophymata) | Отличие в самцах, которые имеют мышечную половую бурсу и одну спикулу. |
Каждый из упомянутых подотрядов включает множество семейств, которые делятся на роды, а те, в свою очередь, на виды.
Среда обитания
Круглые черви обладают способностью адаптироваться к различным экосистемам, благодаря чему их можно встретить как в пресной, так и в соленой воде, в почве, на полюсах и в тропических зонах. Нематоды широко распространены и исследования показали их присутствие в каждой части литосферы Земли.
Инфицирование человека
Аскарида в кишечнике человека во время процедуры колоноскопии
У человека нематоды встречаются достаточно часто, зарегистрировано более 45 их видов, способных вызывать серьезные заболевания. Эти недуги можно отнести к группе нематодозов. Чтобы определить, какой именно паразит вызывает инфекцию, необходимо провести лабораторные исследования.
Круглые черви могут проникать в организм следующими способами:
- Из-за несоблюдения личной гигиены, употребления непомытых овощей и фруктов, питья загрязненной воды и неправильного приготовления пищи.
- При контакте с насекомыми, в основном комары передают яйца и личинки паразитов человеку.
- Через кожные покровы.
При заражении нематодами у человека появляются следующие симптомы:
- Проблемы с работой кишечника.
- Тошнота и рвота.
- Снижение аппетита.
- Темные круги под глазами.
- Зуд в области ануса.
В дальнейшем нематоды проникают в различные органы человека и начинают активно размножаться. Это приводит к сильной слабости, возможным аллергическим реакциям, а в редких случаях – к нарушению психического состояния. Такое заражение значительно ослабляет иммунную систему хозяина.
Инфицирование животных
Дирофилярии в сердце собаки. Данные паразиты могут передаваться человеку через кровососущих насекомых.
У животных нематоды могут паразитировать в различных органах и тканях. На заражение влияют следующие факторы:
- Условия обитания (климатические условия).
- Наличие промежуточных хозяев у паразитов.
- Условия жизни самого животного.
- Проведение профилактических мер.
Человек может заразиться нематодами от кошек, собак и других животных, если не соблюдать элементарные правила гигиены.
Нематодные болезни у растений
Коричневые полосы на стебле картофеля, вызванные нематодами Trichodoride.
Наиболее распространенными вредителями сельскохозяйственных культур считаются растительные нематоды. Эти организмы обитают в почве и тканях растений. Нематодозы у растений вызывают различные виды круглых червей, которые встречаются как в дикой природе, так и в сельском хозяйстве. Они обычно имеют небольшие размеры – до 2 мм.
В зависимости от вида, такие черви могут поражать различные части растений, поэтому в агрономии их классифицируют на корневые, стеблевые и листовые нематоды. Однако, так как многие из них выбирают для паразитирования определенные типы растений, в агрономии и садоводстве они дополнительно классифицируются по этому признаку, например: земляничная (A. fragariae), свекольная нематода (Heterodera schachtii Schmidt) и другие.
Среди самых известных видов выделяются:
- Земляничная нематода – паразитирует на тканях земляники, предпочитая обитать на листьях и стеблях, что приводит к их плохому росту. Этот червь может распространяться с почвой и сорняками, а также передаваться через зараженные растения. Поразившую землянику следует аккуратно удалить из грунта и уничтожить, зараженную почву обрабатывают хлорной известью, а все растения вырываются.
- Стеблевая нематода поражает чеснок и лук, иногда затрагивает и другие растения. Эти черви питаются соком, что замедляет рост растения. Их длина обычно не превышает 1,5 мм.
- Луковая нематода обитает на всех видах луковичных растений, питается соком, что ведет к медленному уничтожению растения.
- Галловые нематоды (их более 60 видов) способны питаться практически всеми видами овощных культур. Их форма напоминает грушу с заостренной передней частью. Они живут в тканях растений, а самка может отложить до 2000 яиц, которые выходят на поверхность корня в виде темных капелек. Инфицированные растения обычно имеют вздутия, что затрудняет их питание, что в свою очередь может привести к увяданию и гибели растения.
Важно обратить внимание на узкоспециализированный вид – золотистую картофельную нематоду (Globodera rostochiensis). Каждый, кто выращивал растения из семейства пасленовых, знает о ней. Эти нематоды предпочитают селиться на корнях картофеля и томатов. Они развиваются в корневище. Цисты могут переноситься с почвой, ветром, водой и зараженными клубнями, поэтому при обнаружении картофельного нематода зона заражения подлежит изоляции.
Следует отметить, что золотистая картофельная нематода и прочие подобные растения-паразиты абсолютно безопасны для человека.
Свободноживущие нематоды
Развитие свободно живущих видов обычно проходит через четыре линьки кутикулы во время роста. Эти нематоды питаются разнообразным рационом – водорослями, грибами, мелкими животными, фекалиями, мертвыми и живыми организмами. Свободно живущие морские нематоды являются важной и обильной частью мейобентоса, они играют значимую роль в разложении и помогают распаду питательных веществ в морской среде, будучи чувствительными к изменениям, вызванным загрязнением. Примечателен червь Caenorhabditis elegans, который живет в почве и стал модельным организмом для ученых благодаря тому, что его геном полностью изучен, что дает возможность отслеживать изменения организма при манипуляциях с генами.
Опыт других людей
Алексей, 32 года, инженер:
Я всегда интересовался микробиологией и во время учебы на университете изучал нематоды. Они меня поразили своей простотой и многообразием. Я как-то решил провести эксперимент с садовыми растениями, добавив в почву несколько видов нематод. Результат был поражающе: растения стали расти быстрее и выглядели здоровее. Позже я начал читать научные статьи о них и узнал, как они могут быть полезны в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями. Это открытие изменило мое понимание экосистемы.
Мария, 28 лет, биолог:
Мой опыт с нематодами начался с научной работы в лаборатории. Мы изучали их влияние на корневую систему растений. Я была удивлена тем, как даже небольшие изменения в условиях содержания нематод влияют на их поведение и взаимодействие с растениями. Под руководством моего наставника я имела возможность работать с несколькими видами, например, с Caenorhabditis elegans. Эти червички стали для меня символом той тонкой красоты, которую можно найти в микромире.
Дмитрий, 45 лет, агроном:
Нематоды — это серьезная проблема для фермеров, с которыми я работал. Мы несколько раз сталкивались с вредными видами, вызывающими губительные последствия для урожая. В одном из случаев, после анализа почвы, мы обнаружили высокую концентрацию нематод, которые разрушали корни клубники. Это требовало немедленных мер. Мы применили биологические методы, такие как использование полезных нематод, и это помогло восстановить здоровье растений. Теперь я часто делюсь своим опытом с коллегами, чтобы помочь избежать таких проблем в будущем.
Вопрос-ответ
Как нематоды адаптировались к различным экологическим условиям?
Нематоды обладают удивительной способностью адаптироваться к разнообразным экологическим условиям благодаря своей гибкой физиологии и метаболизму. Они могут выживать в экстремальных условиях, таких как высокие концентрации соли, засушливые регионы или даже в глубоководных средах. Эволюционные изменения позволили им развить специальные механизмы, например, защитные оболочки или возможность перехода в состояние анабиоза, что помогает переживать неблагоприятные периоды. Эти адаптации делают нематод одними из самых устойчивых организмов на планете.
Каково влияние нематод на сельское хозяйство: вредители или помощники?
Нематоды могут играть двойственную роль в сельском хозяйстве. Некоторые виды являются серьезными вредителями, вредящими корням растений и вызывающими значительные потери урожая. Например, корневые нематоды могут привести к гниению корней и общей деградации растений. Однако есть и полезные нематоды, которые могут служить естественными врагами вредителей, например, трихограма, которые помогают контролировать численность паразитов и уменьшают количество химических удобрений, необходимых для защиты посевов. Таким образом, важно не только учитывать вредоносные виды, но и исследовать потенциальные преимущества некоторых нематод для устойчивого сельского хозяйства.
Какие научные направления исследуют нематод и их возможное применение в медицине?
Исследования нематод в области медицины становятся все более актуальными благодаря их легкости в лабораторных условиях и быстроте размножения. Одним из важных направлений является использование нематод в моделировании заболеваний человека. Например, C. elegans, один из наиболее изученных видов нематод, служит модельным организмом для изучения генетических заболеваний, нейродегенеративных состояний и механизмов старения. Кроме того, есть исследования, направленные на использование нематодов для доставки лекарственных средств или в биотехнологии для применения в производстве биомолекул. Таким образом, нематоды открывают новые горизонты для биомедицинских исследований и разработки новых терапий.
