Текст книги "Беспозвоночные. Ископаемые животные"

Автор книги: Игорь Акимушкин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 37 страниц)

Вкратце повторим его этапы: эритроциты человека – желудок комара – его слюнные железы – кровь человека – его печень – опять эритроциты.

И вот в тот момент, когда паразиты в виде мерозоитов выходят из эритроцитов в плазму крови, начинается приступ малярии. Вместе с ними в кровь попадают продукты их жизнедеятельности, они и вызывают лихорадку. Это значит, что она совпадает с шизогонией паразита. У одного вида плазмодиума шизогония наступает через каждые 72 часа, у трех других – через 48 часов. Заболевание, вызванное первым, получило название четырехдневной лихорадки, у прочих – трехдневной. Плазмодиум фальципарум причиняет особенно тяжелое заболевание – так называемую тропическую, или пернициозную (опасную), малярию. Во-первых, потому, что при ней приступы нередко повторяются не через 48 часов, как обычно, а через 24 часа. Высокая температура и все прочие признаки заболевания длятся более продолжительное время, чем при других типах малярии. Во-вторых, тропическая малярия помимо обычных симптомов страшна еще и тем, что оболочки разрушенных паразитом эритроцитов, слипаясь друг с другом, могут закупорить мелкие кровеносные сосуды человека. Если это случится в сердце или мозге, возникают тяжелые формы инфаркта или инсульта.

Если комары внесли в кровь человека сразу нескольких разных возбудителей малярии, приступы ее могут повторяться ежедневно («континуальная форма» заболевания).

Цикл развития малярийного плазмодиума: снизу под чертой – развитие в комаре, сверху – в человеке. 1–2 – проникновение спорозоитов в эпителиальные клетки кровеносного сосуда; 3 – размножение в нем; 4 – проникновение мерозоитов в эритроцит; 5–9 – шизогония; 10 – гаметоциты; 11–12 – слияние микрогаметоцит и макрогамстоцит в желудочке комара; 13 – зигота; 14 – ооциста; 15 – одна из дочерних ооцист, получившихся из нее; 16 – ооциста лопается, и из нее выходят спорозоиты; 17 – они направляются к слюнным железам комара

Здесь надо сказать, что укус не всякого комара грозит нам «болотной лихорадкой», а только малярийного из рода анофелес. Отличить его от обычного комара (рода кулекс) можно по темным пятнышкам на крыльях, а также «по посадке»: когда он сидит на чем-нибудь, то поднимает брюшко вверх. Комар немалярийный держит его почти горизонтально.

Анофелесы обитают и в районах более северных, чем те, где люди заболевают малярией: у нас, например, встретить их можно и под Архангельском, а там малярии никогда не бывало. В чем тут дело?

А вот в чем: малярийные паразиты размножаются в комаре только при относительно высокой температуре: 15–17 градусов. Такая теплая погода вечером и ночью, когда комары активны, редко бывает в северных областях Земли.

Итак, малярия – болезнь теплых и жарких стран. В тропиках и субтропиках – вот где она особенно свирепствует. В первые годы после второй мировой войны ежегодно во всем мире заболевало малярией свыше 350 миллионов человек. Из них сотая часть (3,5 миллиона) умирала.

Прежде лечили малярию, как известно, хинином. Способ этот древний: еще инки пользовались им. Хинин добывали они из коры «хинного дерева». Ныне в медицине применяются более эффективные и менее токсичные препараты: акрихин, плазмоцид, резохин, палудрин и др. Некоторые лекарства рекомендуется давать переболевшему малярией человеку и какое-то время после окончания приступов. Дело в том, что плазмодиумы месяцами и годами сохраняют жизнеспособность в различных тканях человека, не размножаясь. Лихорадка по всем признакам кончилась, выздоровел человек. Однако по неизвестным причинам после более или менее продолжительной стадии покоя (иногда и через десять лет) мерозоиты вдруг «пробуждаются»: следует шизогония, а с ней возобновляются приступы малярии.

Борьба с малярией ведется и в другом направлении: уничтожением как взрослых комаров (на местах зимовок, в погребах, хлевах, сараях, где их обрабатывают инсектицидами), так и их личинок и куколок: застойные, болотистые воды поливают керосином или нефтью. Разливаясь тонкой пленкой по поверхности пруда, эти жидкости не дают дышать комариному потомству.

В районах с теплым климатом разводят в водоемах, богатых комариными личинками, американских рыбок гамбузий. Те с величайшим аппетитом поедают комариных бэби.

«Органы здравоохранения Советского Союза провели огромную работу по борьбе с малярией. Эта борьба, шедшая по разным направлениям, увенчалась полным успехом. В настоящее время малярия как массовое заболевание на территории нашей Родины не существует» (Ю. И. Полянский).

Малярийные плазмодии отнесены систематиками к отряду кровяных споровиков. Среди них есть виды (пироплазмы, бабезии), поражающие эритроциты млекопитающих. Коровам, лошадям, собакам и другим домашним животным они причиняют тяжелые заболевания, называемые пироплазмозами. Лихорадка, малокровие, желтуха – типичные признаки этой болезни. В некоторых случаях смертность достигает 60 процентов. Переносчики болезни – клещи.

Кроме кровяных есть еще два отряда споровиков – кокцидии и грегарины.

Первые паразитируют как в беспозвоночных, так и в позвоночных животных – млекопитающих, рыбах, птицах. Кокцидия токсоплазма вызывает опасную болезнь человека – токсоплазмоз<sup>[1]1
  Не все паразитологи считают токсоплазму кокцидой, многие относят ее к отряду кровяных споровиков, в котором числятся и малярийные плазмодии.


[Закрыть]</sup>. Им можно заразиться от кошки (и вообще от любого представителя семейства кошачьих).

Другие кокцидии поражают кишечник и печень кроликов, зайцев, коров, кур, карпов и других животных. Причем болеет в основном молодняк, и порой болезнь носит такой массовый характер, что при особенно острой ее эпидемии погибают почти все цыплята на ферме, где профилактика кокцидиоза поставлена плохо.

Большинство кокцидий паразитирует только на одном виде хозяина, и при этом выбор их настолько специфичен, что даже самый близкий другой вид заразиться от первого не может.

Грегарины – паразиты только беспозвоночных, в основном насекомых. Большинство поселяется в их кишечнике.

Взрослая грегарина похожа немного на червя. Она разделена двумя поперечными прослойками эктоплазмы на три отдела. Впечатление такое, будто это многоклеточное существо. Ошибочное впечатление! Ядро у грегарины одно – в заднем отделе (значит, она – одноклеточное животное). Весь передний («головной») отдел целиком состоит из эктоплазмы. Спереди из него выдаются крючья или пучок нитей, внедряясь которыми в эпителий кишечника грегарина удерживается на месте прикрепления и не выносится вон вместе с экскрементами насекомого.

Грегарины бывают и маленькие (10 микрон), и очень крупные, видимые невооруженным глазом – 1,6 миллиметра.

Грегарина. Цифрами обозначены различные отделы: 1 – эпимерит, 2 – протомерит, 3 – дейтомерит

Все представители типа споровиков – паразиты. Два других близких к ним типа – книдоспоридии (слизистые споровики) и микроспоридии – представляют животных подобного же образа жизни.

Книдоспоридии паразитируют на рыбах, пресноводных и морских, поселяясь в различных их органах: в жабрах, печени, селезенке, почках, хрящах позвоночника, в мускулатуре и других тканях. Поражающие мускулатуру книдоспоридии вызывают опухоли. Они большими буграми выпирают из тела рыбы. Опухоли лопаются, и на их месте появляются язвы.

Такие ценные промысловые рыбы, как карп, судак, сельдь, снеток, щуки, лосось, часто страдают от паразитов. У мальков лососевых книдоспоридии повреждают органы равновесия, и получается «вертеж» форелей. Рыбки быстро-быстро кружатся, кружатся до полного изнеможения.

Микроспоридии – паразиты и рыб, и беспозвоночных животных. Хорошо известный пчеловодам «белый понос» пчел и пебрина шелкопряда – на их совести. Обе болезни часто ведут к гибели пораженных ею животных.

Инфузории

Мы видели, что еще у жгутиконосцев был ротик-дырочка, а за ней – глотка. И рот и глотку немного усовершенствовали потомки древних жгутиконосцев – обросшие ресничками инфузории. Многие из них сплошь покрыты этими похожими на тончайшие волосики выростами протоплазмы – до 15 тысяч ресничек можно насчитать на теле некоторых инфузорий.

Реснички на инфузории колышутся, как хлеба в поле. Гребут по воде, словно весла у галеры, – и инфузория плывет. Эти же реснички загоняют и пищу (бактерий) в рот – глубокую воронку в теле инфузории. На самом дне воронки навстречу попавшим туда бактериям приблизительно каждые две минуты образуется пищеварительная вакуоль. Заключив пленников в свои соки, она отрывается от воронки и отправляется в турне по инфузории. Путь вакуоли внутри протоплазмы вполне определенный: обычно вперед, к переднему концу инфузории, потом полукруг направо – и снова назад, к месту старта, опять поворот и вперед – цикл замкнулся. Но вакуоль не остановилась: снова и снова кружится маршрутом нам известным.

Описав вместе с вакуолью несколько таких кругов, пища в ней переваривается. Переваривают ее в основном те же самые биологические катализаторы – ферменты, которые работают и в нашем желудке, и в кишечнике. Изобретены они были на заре жизни и с тех пор почти не менялись.

И так же, как и внутри нас, пища в инфузории, перевариваясь, проходит через две фазы – кислую и щелочную. Сначала сок в вакуоли кислый (как у нас в желудке). Он убивает и чуть разлагает бактерии, действуя на них кислотой и ферментом пепсином. Потом постепенно (к концу первого оборота) сок, наполняющий импровизированный желудок инфузории, превращается в щелочной, и тогда за дело принимается трипсин (как у нас в тонких кишках).

Различные инфузории

То, что ни пепсину, ни трипсину, ни другим ферментам переварить не удается, вакуоль выбрасывает вон, но не где попало, как у амёбы, а только в одном определенном месте – через порошицу на заднем конце тела инфузории.

Значит, уже и отверстие, противоположное рту (не входное, а выходное), освобождало наших одноклеточных предков от обменных шлаков.

С помощью своих ресничек инфузория движется очень быстро, снует туда-сюда (и при этом вращается вокруг продольной оси) с непостижимой, казалось бы, для такого маленького существа скоростью – 2–2,5 миллиметра в секунду, проплывая за этот короткий срок дистанцию в 10–15 раз больше ее самой.

Вторая особенность инфузорий – дуализм ядерного аппарата. У подавляющего большинства из них два ядра. Одно большое (макронуклеус) – подкововидной, лентовидной, четковидной, но чаще овальной формы. Главная его функция – регулирование обмена веществ и движения. Второе ядро – маленький шарик (микронуклеус). Он лежит вплотную к большому ядру. Его основное назначение – сохранение генетической информации и активное участие в половом размножении.

Инфузория с глубоко проникающей в тело «глоткой»

Между ресничками в эктоплазме залегают перпендикулярно к ее поверхности особые «палочки» – трихоцисты. Это оружие обороны и нападения (у хищных инфузорий). Они способны, словно стрелы, вылетать из инфузории, тут же превращаясь в упругие длинные нити, которые поражают врага или жертву. По-видимому, они несут в себе какой-то яд, так как при попадании в простейшее животное парализуют его.

Две сократительные вакуоли лежат по одной на противоположных концах тела инфузории – спереди и сзади. Они сокращаются примерно через каждые пятнадцать секунд и действуют так активно, что за полчаса могут «прокачать» через животное такой объем жидкости, который занимает оно само. У некоторых инфузорий этот природный насос действует еще эффективнее: подобный же объем жидкости удаляет из нее всего за две минуты!

Это не колония. Просто множество трубачей собрались вместе

Инфузории чувствительны к электрическому току (собираются у катода), к поваренной соли (плывут прочь от нее). Напротив, углекислый газ их привлекает. У них есть осязательные реснички, а у некоторых паразитических видов – органы равновесия. Они подобны статоцистам многоклеточных животных. Это лежащий в эктоплазме одетый пелликулой пузырек с кристалликами внутри. Первозданное ухо!

Инфузория-«трубач» (стентор)

У инфузорий – оба типа размножения: бесполый и половой. Первый – простое деление тела поперек на переднюю и заднюю половины (деление жгутиконосцев происходит, как нам уже известно, вдоль тела). Перетяжке надвое предшествует деление ядер: макронуклеуса – простой перешнуровкой (амитоз), а микронуклеуса – митозом.

Инфузория «туфелька» (парамециум) делится ежедневно, некоторые другие – несколько раз в сутки, а «трубач» – раз в несколько дней.

Инфузория-«туфелька» (парамециум)

Половое размножение у инфузорий особенное, ни у кого больше из простейших не встречающееся (конъюгация). Дело обходится без гамет. Инфузории плотно прижимаются друг к другу брюшной стороной (той, на которой у них рот). На месте соприкосновения пелликула обеих особей растворяется, и перемычка протоплазмы соединяет их теперь, открывая тем самым дорогу для взаимного перехода ядер из инфузории в инфузорию. Но переходят этой дорогой не все ядра, а только так называемые мигрирующие.

Получаются эти ядра вот каким образом: макронуклеус в образовании новых ядер участия не принимает: он растворяется в протоплазме. Микронуклеус, напротив, активно делится: дважды мейозом, после чего образуются четыре ядра. Три из них вскоре исчезают без остатка, а четвертое делится еще раз (митозом). У каждой из конъюгирующих инфузорий теперь по два ядра: одно называют стационарным (оно свою инфузорию не покидает), второе – мигрирующим (ими-то и обмениваются инфузории). Затем пришедшие по плазматическому мостику мигрирующие ядра сливаются со стационарными. В каждой из инфузорий образуется после этого синкарион – ядро с диплоидным набором хромосом. Затем инфузории расходятся – конъюгация закончена!

Стационарные ядра называют также женскими, а мигрирующие – мужскими.

«Такой взгляд подтверждается еще тем обстоятельством, что у некоторых инфузорий мигрирующее ядро приобретает на одном конце острый носик, на другом – хвостообразный вырост и даже по строению становится похожим на живчика. Слияние мужского и женского ядер и представляет собой половой акт, отвечающий копуляции гамет у других простейших» (В. А. Догель).

Инфузории живут как в пресных, так и в морских водах (но в первых их больше). Обитают и в почве.

Среди водных инфузорий много планктонных (свободно плавающих), есть и ползающие по дну (они опираются на реснички, соответственно измененные, чтобы свободнее им было так передвигаться). Некоторые временно или постоянно прикрепляются стебельком к водорослям или иному субстрату. Известны и колониальные инфузории.

Достаточно среди инфузорий и паразитов беспозвоночных и позвоночных животных (включая и человека). Очень много паразитических (или симбиотических?) инфузорий в особом отделе желудка жвачных копытных – в рубце.

«…Количество простейших в рубце… может достигать колоссальных величин. Если взять каплю содержимого рубца и рассмотреть ее под микроскопом… то в поле зрения инфузории буквально кишат. Количество инфузорий в одном кубическом сантиметре содержимого рубца достигает миллиона, а нередко и более» (Ю. И. Полянский).

Одни инфузории сплошь покрыты ресничками, другие носят их лишь на определенных местах тела (обычные или измененные в крючья, мембраны или еще как-нибудь). Есть даже инфузории, живущие в хитиновых раковинках.

Многие питаются только бактериями, другие же – хищники. Например, самые опасные враги «туфельки» – инфузории дидинии. Они меньше ее, но, нападая и вдвоем, и вчетвером, со всех сторон окружают «туфельку» и убивают ее, выбрасывая из глотки, словно копье, особую «палочку». Некоторые дидинии съедают в сутки до 12 «туфелек».

Четыре дидинии, атаковавшие туфельку

Особенно опасны для обычных инфузорий их собратья из отряда «сосущих» (сукториа). Эти изменились до неузнаваемости: ресничек совсем нет, нет и рта, глотки, но зато обзавелись они множеством щупалец (которые у некоторых еще и многократно ветвятся!).

Суктории не плавают, не ползают – сидят на чем-нибудь в воде совершенно неподвижно. Только щупальца растопырены во все стороны. Они полые внутри, с открытым на конце отверстием. Плывет мимо ресничная инфузория и вдруг случайно заденет за одно из щупалец – тут ей и конец! Щупальце ее удерживает, к нему пригибаются другие щупальца, «впиваются» в пленницу. Под действием выделяемых ими веществ пелликула инфузории в местах соприкосновения со щупальцами растворяется, и ее протоплазма по каналу, пронзающему насквозь все щупальце, как по трубочке, постепенно перекачивается в сосущую сукторию.

Инфузории – самые высокоорганизованные из простейших. Они – вершина достижений, совершенных эволюцией в этом подцарстве. Произошли инфузории от жгутиконосцев, по мнению многих авторов, самых древнейших из протистов. До сих пор не решен вопрос, кто кого древнее: саркодовые (и среди них амёбы) или жгутиконосцы. И у тех, и у других есть на это веские основания, в детали которых вдаваться не будем. По-видимому, и саркодовые, и жгутиконосцы произошли самостоятельно от каких-то еще более древних созданий, не доживших до наших дней.

Описываемые ниже типы всевозможных существ, часто менее похожих друг на друга, чем простейшие, представляют тем не менее единое подцарство многоклеточных животных.

Тип пластинчатые
Новый тип животных!

«В зоологии недавно произошло важное событие – установлен новый тип пластинчатых (Placozoa) для одного из наиболее удивительных животных – Trichoplax adhaerens. Строение и образ жизни этого крошечного ползающего морского существа поражает примитивностью и заставляет видеть в нем реликт первобытных, давно вымерших многоклеточных животных» (А. В. Иванов).

Впрочем, трихоплакса открыли давно, еще в 1883 году, «в морском аквариуме университета в Граце (Австрия)», и он был хорошо описан. Однако позднее, в начале нашего века, его «без достаточных оснований» стали считать личинкой одной из медуз. И как «важное действующее лицо» в зоологии он был надолго забыт.

И вот, пишет профессор А. В. Иванов, в 1971 году немецкий ученый К. Грелль наблюдал то, что раньше никому не удавалось увидеть: половое размножение трихоплакса. Бесполое его размножение было известно давно: простая перетяжка пополам. «Амёбовидное яйцо женской особи слилось с тоже амёбовидным сперматозоидом». Самого момента оплодотворения К. Грелль не увидел, но развитие оплодотворенного яйца он наблюдал достаточно долго: до той стадии, когда оно уже, образуя новый многоклеточный организм, разделилось на 32 плотно сомкнутые клетки.

Значит, трихоплакс – не личинка, а взрослое существо. Значит, он и в самом деле сохранившееся до наших дней самое древнее (насколько пока известно) многоклеточное животное.

У него очень простое строение: головы нет, нет вообще никаких органов. Нет даже переднего и заднего конца тела: он передвигается как бы неупорядоченно – то одним концом вперед, то другим. В обычном состоянии это вытянутая, уплощенная сверху вниз довольно тонкая пластиночка. Но за несколько минут он может так измениться, что станет похож на разные неопределенные фигуры: то на грубые очертания топора с укороченной ручкой, то на сапожок, то на клочок кое-как оборванной бумаги…

Снаружи тело покрывает слой несущих короткие жгутики клеток. Внутри, под слоем этой мерцательной эктодермы, рыхло лежат веретеновидные и амёбовидные клетки.

Сам К. Грелль видел только наружное пищеварение трихоплакса. Ползет-ползет он по дну – вдруг натыкается на кучку жгутиконосцев, сейчас же накрывает их всем телом, плотнее прижимается к своей добыче и выделяет на нее пищеварительные ферменты. Они под ним, в морской воде, переваривают жгутиконосцев, затем трихоплакс всасывает то, что от них осталось, всей поверхностью тела.

Однако в 1986 году немецкий зоолог Г. Вендерот наблюдал так называемое фагацитозное (то есть внутриклеточное) питание трихоплакса. Ученый кормил его мертвыми дрожжевыми клетками. Трихоплакс согласованным движением жгутиков старался водрузить дрожжи себе на спину. Когда это удавалось, веретеновидные его клетки из обычного своего положения в полости тела начинали продвигаться вверх – к его поверхности. Здесь, внедряясь между клетками спинного эпителия, хватали дрожжевые клетки и заглатывали их. Внутри каждой сейчас же возникала большая пищеварительная вакуоль, заполненная частицами корма. Затем веретеновидные клетки опять пробирались внутрь тела, где и переваривали свою добычу.

Трихоплаксов, так сказать, «на воле» нашли только в Средиземном и Красном морях, а также в Атлантическом океане у берегов Англии и Франции и в прибрежных водах Японии.

«Несколько лет назад это животное было найдено в Москве в любительских морских аквариумах, в которые предположительно попало из Японского моря, с тех пор успешно культивируется для научных целей в лабораториях Московского государственного университета» (А. В. Иванов). Давно известен и второй представитель типа пластинчатых – трептоплакс. Но он мало изучен.

Способность к регенерации у трихоплакса удивительная! Можно некоторыми способами «разобрать» его на отдельные клетки. Они тут же поползут одна к другой, соединятся вместе и произведут на свет полностью «укомплектованного» трихоплакса.

Нечто подобное наблюдаем мы и у губок, с которыми нам предстоит сейчас знакомство.