§ 35. Размножение и развитие кольчатых червей

Определения и обозначения

Гермафродитизм — наличие у одной особи и мужских, и женских половых органов. Дождевой червь может образовывать и сперматозоиды, и яйцеклетки. Это позволяет ему участвовать в размножении в обеих половых ролях, но само по себе не означает, что он оплодотворяет себя.

Перекрёстное оплодотворение — оплодотворение, при котором половые клетки происходят от разных особей. Два дождевых червя обмениваются сперматозоидами, а затем каждый использует полученные сперматозоиды для оплодотворения собственных яйцеклеток. Такой обмен помогает не смешивать понятия «гермафродит» и «самооплодотворение».

Поясок — утолщённый участок тела дождевого червя, который участвует в размножении. Он выделяет слизь, из которой формируется оболочка для яиц. Благодаря пояску половые клетки оказываются в защищённом месте, где может продолжаться развитие.

Кокон — оболочка, внутри которой развиваются оплодотворённые яйца дождевого червя. В него попадают яйцеклетки и сперматозоиды, а затем кокон закрывается и отделяется от тела червя. Он защищает яйца и создаёт условия для развития молодых особей.

Как это устроено

Размножение дождевого червя отличается от размножения многих многощетинковых червей устройством половой системы. Дождевой червь гермафродит, а у многих многощетинковых полы разделены: особь производит либо яйцеклетки, либо сперматозоиды. Связь с образом жизни тоже важна: у многих морских видов половые клетки встречаются в воде, тогда как у дождевого червя развитие яиц связано с коконом.

Для перекрёстного оплодотворения два дождевых червя соприкасаются брюшными сторонами и располагаются головными концами в противоположных направлениях. Они обмениваются сперматозоидами, которые затем сохраняются в специальных вместилищах тела. Поэтому гермафродитный червь обычно не оплодотворяет собственные яйцеклетки сразу после их образования: для оплодотворения ему нужны сперматозоиды другой особи.

После обмена сперматозоидами в размножении участвует поясок. Он выделяет слизь, которая уплотняется в кольцевую оболочку вокруг тела червя. Червь постепенно продвигается вперёд, и кокон сдвигается к переднему концу тела. По пути в него попадают яйцеклетки, а затем сперматозоиды, полученные при обмене; внутри кокона происходит оплодотворение.

В замкнутом коконе оплодотворённые яйца развиваются, а оболочка защищает их от неблагоприятных условий. Из яйца формируется молодой червь, который выходит наружу уже похожим на взрослую особь. Отдельной личинки, заметно отличающейся от взрослого животного, у дождевого червя нет. Поэтому его развитие называют прямым.

У многих многощетинковых червей размножение устроено иначе: половые клетки обычно попадают в воду, где и происходит оплодотворение. В водной среде из яйца может развиться трохофора — плавающая личинка, отличающаяся от взрослого червя. Она некоторое время живёт самостоятельно, а затем превращается во взрослую особь. Такая личиночная стадия характерна для многих, но не для всех многощетинковых червей.

Сравнение размножения дождевого червя и многощетинковых червей

Сравнивай червей по каждому признаку отдельно: например, сначала выясни, раздельнополые ли особи, а затем — где встречаются их половые клетки. Формулировка «у многих» важна: особенности многощетинковых могут различаться у разных видов. Таблица показывает общие признаки, а не исключения.

Разбор задач

Задача 1. У дождевого червя обнаружены и мужские, и женские половые органы. Определите тип организации половой системы и объясните, почему это не означает самооплодотворения.

1. Наличие органов обоих полов у одной особи — это гермафродитизм.
2. Проверяем, откуда берутся сперматозоиды при обычном размножении: дождевые черви обмениваются ими при встрече.
3. Значит, сперматозоиды и яйцеклетки для оплодотворения обычно принадлежат разным особям.

Ответ: червь гермафродит, но обычно участвует в перекрёстном оплодотворении, а не оплодотворяет себя сам.

Задача 2. Расположите этапы размножения дождевого червя в правильной последовательности: образование кокона, обмен сперматозоидами, попадание яйцеклеток и сперматозоидов в кокон, развитие молодого червя.

1. Сначала две особи обмениваются сперматозоидами; иначе у червя не будет сперматозоидов другой особи.
2. Затем поясок выделяет слизь и формирует кокон вокруг тела.
3. Когда кокон сдвигается, в него попадают яйцеклетки и сперматозоиды; в нём происходит оплодотворение.
4. После этого внутри кокона развиваются яйца, и появляется молодой червь.

Ответ: обмен сперматозоидами → образование кокона → попадание в него яйцеклеток и сперматозоидов → развитие молодого червя. Поясок нужен для оболочки, а не для обмена половыми клетками.

Задача 3. У двух видов кольчатых червей у одного молодь выходит из кокона похожей на взрослую особь, а у другого из яйца развивается плавающая личинка. Сравните их развитие и предположите, к каким группам относятся черви.

1. Сравниваем молодь с взрослой особью: если она похожа на неё и отдельной личинки нет, развитие прямое.
2. Такое описание подходит дождевому червю: молодь развивается внутри кокона.
3. Плавающая личинка — признак развития через личиночную стадию; у многих многощетинковых это трохофора.

Ответ: первый червь, вероятнее всего, дождевой, а второй — многощетинковый. Вывод о второй группе предварительный, поскольку трохофора встречается не у всех многощетинковых.

Типичные ошибки

Ошибочно считать, что гермафродитная особь обязательно оплодотворяет себя сама. Так думают, потому что у неё есть органы обоих полов, но органы не показывают, от какой особи произошли половые клетки. Проверь себя: вспомни, что дождевые черви обмениваются сперматозоидами, а значит, обычно участвуют две особи.

Не следует путать оплодотворение с образованием кокона. Оплодотворение — встреча яйцеклетки со сперматозоидом, а кокон — оболочка, которая формируется при участии пояска и защищает яйца. Путаница возникает потому, что оба события происходят в одной последовательности. Чтобы проверить себя, спроси: «Что происходит с клетками?» и «Что происходит с оболочкой?»

Кокон — не личинка, а оболочка, внутри которой развиваются яйца. Ошибку допускают, когда называют одним словом все стадии, которые появляются после размножения. Проверь себя по описанию: кокон не питается и не превращается во взрослого червя, а молодой червь развивается внутри него.

Неверно утверждать, что все кольчатые черви развиваются одинаково. Дождевой червь развивается прямо, а у многих многощетинковых есть личинка-трохофора. Обобщение кажется удобным, если помнить лишь общие признаки кольчатых червей. Проверь ответ словами «у дождевого червя» и «у многих многощетинковых»: так различия не потеряются.

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в размножении кольчатых червей, нужно знать, чем половые клетки отличаются от органов, которые их образуют, и как происходит оплодотворение. Также пригодится понятие зародышевого развития: оно помогает проследить путь от оплодотворённой яйцеклетки до молодого животного. Сравнение дождевого червя и многощетинковых связывает строение размножения со средой обитания: кокон защищает яйца на суше, а у многих морских червей половые клетки встречаются в воде. Эти знания пригодятся при изучении циклов развития других беспозвоночных.

Что запомнить

• Дождевой червь — гермафродит.
• Для дождевых червей характерно перекрёстное оплодотворение.
• Поясок участвует в образовании кокона.
• В коконе развиваются оплодотворённые яйца дождевого червя.
• Дождевой червь развивается без личиночной стадии.
• У многих многощетинковых червей оплодотворение происходит в воде.
• Трохофора — личинка, характерная для многих многощетинковых червей.