Утилизация промышленных отходов с использованием вермикомпоста (продукта жизнедеятельности красных калифорнийских червей)

дипломная работа

1.1.1 Биология дождевых червей

Дождевые черви относятся к типу Кольчатые черви (Phylum Annelidae), подтипу Поясковых (Subphyllum Clitellata), классу Малощетинковых червей (Classis Oligochaeta), отряду Люмбрикоморфы, или Высших Малощетинковых, (Ordo Lumbricomorpha), семейству Настоящие дождевые черви (Familia Lumbricidae), которое включает более 200 видов червей.

На территории России обитает около 100 видов дождевых червей, среди которых лишь немногие поддаются разведению. Наиболее привлекательными для вермикультивирования являются черви, относящиеся к виду красных червей (Lumbricus rubellus). В результате их селекции был получен «Гибрид красный калифорнийский», универсальный по своим характеристикам и наиболее экономически эффективный. Он сохранил физиологические и морфологические особенности, характерные для других дождевых червей, но в отличие от своих «диких» сородичей имеет значительно большую продолжительность жизни, более плодовит, очень вынослив, приучен жить в неволе. Утрата инстинкта покидать место обитания делает возможным его разведение под открытым небом без риска потери популяции.

Особенности внешнего строения. Тело червя сильно вытянуто в поперечном сечении. Передний конец тела начинается небольшой подвижной головной лопастью (простомиумом), лишённой глаз, антенн и пальп (рис. 1). За простомиумом находится первый сегмент, или перистомиум, на котором с нижней стороны расположен рот. Каждый сегмент, кроме перистомиума, снабжён четырьмя парами пучков маленьких щетинок, торчащих непосредственно из стенки тела. Щетинки направлены остриями назад и препятствуют движению тела червя при его передвижении в земляных норках. С 32-го по 37-й членик имеется утолщение покровов, охватывающее несколько сегментов, - поясок, или клителлюм, заключающий много железистых клеток, секрет которых идёт на образование кокона. Тело червя заканчивается небольшой анальной лопастью (пигидиумом) с анальным отверстием.

Рис. 1. Внешний вид дождевого червя

Кожно-мускульный мешок. Тело дождевого червя покрыто слоем кожного эпителия с большим количеством железистых клеток. Кожа выделяет тонкую кутикулу. Обильное выделение слизи защищает кожу дождевых червей от механических повреждений и высыхания. Под кожей залегают кольцевые и продольные мышцы, изнутри выстланные целомическим эпителием (рис. 2).

Рис. 2. Поперечный разрез из средней части тела дождевого червя

Полость тела. У дождевых червей имеется типичный сегментированный целом, заполненный полостной жидкостью, с расположенными в нём внутренними органами. У дождевых червей спинная брыжейка исчезает, а брюшная не доходит до брюшной стенки тела. Она связывает кишечник с брюшным кровеносным сосудом и брюшной нервной цепочкой. Целомическая жидкость может свободно поступать из одного сегмента в другой. Целом осуществляет питательную, экскреторную и дыхательную функции. Кроме того, целом выполняет опорно-двигательную функцию благодаря несжимаемости целомической жидкости и перистальтическим движениям мускулатуры.

Пищеварительная система дождевых червей состоит из ряда хорошо дифференцированных отделов - глотки, пищевода, зоба и мускульного желудка, средней и задней кишки (рис. 3). В пищевод впадают три пары особых известковых желёз, секреты которых нейтрализует гуминовые кислоты в пище дождевых червей. Из пищевода пища поступает в зоб, где накапливается, а затем небольшими порциями переходит в мускульный желудок. Здесь происходит измельчение растительных остатков путём перетирания их между минеральными частицами грунта. Из желудка пища поступает в среднюю кишку, где происходит всасывание питательных веществ. Средняя кишка образует на спинной стороне складчатый выступ - тифлозоль, вдающийся внутрь просвета кишки и увеличивающий всасывающую поверхность кишки. Непереваренные остатки пищи и минеральные частицы почвы поступают в короткую заднюю кишку и удаляются через анальное отверстие.

Рис. 3. Пищеварительная система дождевого червя

Дыхательная система. Основным и единственным органом дыхания служит кожа, в которой разветвляется густая сеть капилляров. После дождя вода проходит через верхние слои почвы, где поглощается имеющийся в ней кислород. Такая вода, лишённая кислорода, губительна для дождевых червей. Когда вода заливает норки, черви, спасаясь от неё, вынуждены выползать на поверхность (отсюда - название «дождевые черви»).

Кровеносная система. У дождевых червей имеется хорошо развитая замкнутая кровеносная система. Имеются спинной и брюшной пульсирующие сосуды, которые связаны кольцевыми сосудами. Кольцевые сосуды переднего конца тела, охватывающие пищевод, самостоятельно пульсируют, за что их называют сердцами (рис. 4). Циркуляции крови также способствуют перистальтические движения тела червя. Плазма крови обычно содержит вещество, близкое к гемоглобину, которое придаёт крови красный цвет.

Рис. 4. Анатомия дождевого червя

Выделительная система. Органы выделения представлены типичными метанефридиями, имеющими сложное строение. Свойство метанефридиев к экономии влаги в организме путём реабсорбции воды обеспечивает приспособленность дождевых червей к жизни в почве. Твёрдые экскреты накапливаются в хлорагенных клетках целомического эпителия. Частично эти клетки, наполненные экскретами, удаляются через воронки нефридиев или через особые поры в стенке тела.

Нервная система. У дождевых червей имеются типичные для кольчецов парные надглоточные ганглии и брюшная нервная цепочка

Органы чувств у дождевых червей развиты слабо, что объясняется их жизнью в почве. В коже много чувствующих клеток: светочувствительных, осязательных и др. (рис. 5). Дождевые черви чутко реагируют на свет, влажность и температуру. Этим объясняются их вертикальные миграции в почве в течение суток и по сезонам.

Рис. 5. Поперечный разрез через участок кожно-мускульного мешка и чувствительную почку дождевого червя

Половая система, размножение и развитие. Дождевые черви - гермафродиты. В 10-м и 11-м сегментах тела залегают 2 пары семенников, лежащих в семенных капсулах, семенники прикрыты тремя парами особых семенных мешков, последние развиваются как выпячивания диссепиментов (рис. 6). В семенные мешки половые клетки попадают из семенных капсул, после того как они отделились от семенников. В семенных мешках половые клетки окончательно созревают, и зрелые спермии поступают обратно в семенные капсулы. Для их вывода служат специальные протоки. Против каждого семенника имеется по мерцательной воронке, от которой назад отходит выводной канал. Оба канала каждой стороны сливаются в один продольный семяпровод, открывающийся на брюшной стороне 15-го сегмента. Половые воронки вместе с выводными протоками представляют настоящие целомодукты, то есть образования мезодермальной природы.

Женская половая система образована одной парой очень мелких яичников в 13-м сегменте и парой коротких, ворончатых яйцеводов, открывающихся на 14-м сегменте. Задний диссепимент женского сегмента образует яйцевые мешки, сходные с семенными мешками (см. рис. 6). Кроме того, к женской системе относятся ещё 2 пары глубоких кожных впячиваний, семяприёмников на брюшной стороне 9-го и 10-го сегментов. Эти мешочки, не имеющие никакого сообщения с полостью тела, служат в качестве семяприёмников при перекрёстном оплодотворении.

Косвенное отношение к половой системе имеют ещё многочисленные одноклеточные желёзки, образующие на поверхности тела на протяжении 32-37-го сегментов кольцевидное утолщение - поясок, или клителлюм. Они выделяют слизь, служащую для образования яйцевого кокона, и белковую жидкость, идущую на питание развивающегося зародыша.

Оплодотворение дождевых червей перекрёстное. Два червя прикладываются брюшными сторонами, головы обращены друг другу навстречу. Поясками обоих червей выделяется слизь, одевающая их в виде двух муфт, поясок одного червя располагается против отверстий семяприёмников другого. Из мужских отверстий обоих червей выделяется сперма, которая сокращением брюшной мускулатуры проводится по его поверхности к пояску, где и попадает в упомянутую ранее слизистую муфту. Семяприёмники партнёра производят при этом как бы глотательные движения и воспринимают поступающее в муфту семя. Таким образом, семяприёмники обоих особей заполняются чужим семенем. Так происходит копуляция, после чего черви расходятся. Откладка яиц и их оплодотворение происходит значительно позже. Червь выделяет вокруг своего тела, в области пояска, слизистую муфту, в которую и откладываются яйца. Затем муфта сползает с червя через его головной конец. Во время прохождения муфты мимо 9-го и 10-го сегментов семяприёмники вдавливают в муфту находящееся в них чужое семя, которым яйца и оплодотворяются. Муфта после этого смыкается на концах, уплотняется и превращается в яйцевой кокон, под защитой которого и происходит развитие яиц. Яйца развиваются внутри яйцевого кокона, из которого выходит уже вполне сформированный червь. Кокон содержит питательную белковую жидкость, а яйца бедны желтком и, развиваясь, дают зародыш, который активно заглатывает белок [19, 22, 23, 31].

Рис. 6. Саггитальный разрез половых сегментов дождевого червя

Делись добром ;)