Земляные черви | |||
---|---|---|---|
Копуляция земляных червей | |||
Научная классификация | |||
Подцарство : | Эуметазои |
Подотряд : | Земляные черви |
Земляны́е или дождевы́е че́рви (лат. Lumbricina ) — подотряд малощетинковых червей из отряда Haplotaxida. Обитают на всех континентах, кроме Антарктиды, однако лишь немногие виды изначально имели широкий ареал: распространение ряда представителей произошло за счёт интродукции человеком . Наиболее известные европейские земляные черви относятся к семейству Lumbricidae.
Особенности и среда обитания дождевых червей
Эти существа считаются малощетинковыми червями. Тело дождевого червя имеет самую разную длину. Оно тянется от 2 см до 3 м. Сегментов бывает от 80 до 300. Строение дождевого червя своеобразное и интересное.
Перемещаются они с помощью коротких щетинок. Они есть на каждом сегменте. Исключение составляют лишь передние, на них щетинок нет. Количество щетинок тоже не однозначно, их бывает восемь и больше, цифра доходит до нескольких десятков. Большее количество щетинок у червей из тропиков.
Что касается кровеносной системы земляных червей, то она у них замкнутая и хорошо развита. Цвет крови у них красный. Дышат эти существа благодаря чувствительности своих клеток кожи.
На коже в свою очередь есть специальная защитная слизь. Их чувствительные рецепты абсолютно не развиты. У них вовсе отсутствуют органы зрения. Вместо них есть на кожных покровах специальный клетки, которые реагируют на свет.
В тех же местах находятся и вкусовые рецепторы, обоняния и осязания. У червей хорошо развита способность к регенерации. Они без проблем могут восстановить после повреждения свою заднюю часть тела.
В большом семействе червей, о которых сейчас идет речь относится около 200 видов. Дождевые черви бывают двух видов. Они имеют отличительные черты. Все зависит от образа жизни и биологических особенностей. К первой категории относят дождевых червей, находящих для себя пищу в земле. Вторые же добывают себе еду на ней.
Черви, добывающие себе еду под землей, называются подстилочными и находятся под почвой не глубже 10 см и не углубляются даже при условиях промерзания грунта или ее пересыхания. Почвенно-подстилочные черви – это еще одна категория червей. Эти существа могут опуститься немного глубже предыдущих, на 20 см.
Для норных червей, питающихся под почвой, предельная глубина начинается от 1 метра и глубже. Норных червей вообще трудно заметить на поверхность. Они практически никогда там не появляются. Даже во время спаривания или питания не полностью высовываются из своих нор.
Жизнь дождевого червя роющего полностью от начала до конца проходит глубоко под землей в аграрных работах. Дождевых червей можно встретить повсюду, исключая холодные арктические места. Роющим и подстилочным червям комфортно в переувлажненных почвах.
Встречаются они на берегах водоемах, в болотистых местах и в зонах субтропиков с влажным климатом. Тайгу и тундру любят подстилочные и почвенно-подстилочные черви. А почвенным лучше всего в степных черноземах.
Во всех местах они могут приспособиться, но комфортнее всего чувствуют себя дождевые черви в почве хвойно-широколистных лесов. В летнее время года они живут поближе к поверхности земли, а в зимнее время опускаются глубже.
Строение
Длина тела представителей разных видов варьирует от 2 см (род Dichogaster) до 3 м (Megascolides australis) . Число сегментов также изменчиво: от 80 до 300 . При передвижении дождевые черви опираются на короткие щетинки, расположенные на каждом сегменте, кроме переднего. Число щетинок изменяется от 8 до нескольких десятков (у некоторых тропических видов) .
Кровеносная система у червей замкнутая, достаточно хорошо развита, кровь имеет красный цвет. У дождевого червя два главных кровеносных сосуда: спинной, по которому кровь движется от задней части тела к передней, и брюшной, в котором кровь движется от передней части тела к задней. Эти два сосуда связаны кольцевыми сосудами в каждом членике, некоторые из них, называемые «сердцами», могут сокращаться, обеспечивая движение крови. Сосуды разветвляются на мелкие капилляры . Дыхание осуществляется через богатую чувствительными клетками кожу, которая покрыта защитной слизью. Слизь насыщена колоссальным количеством ферментов, которые являются антисептиками. Нервная система дождевых червей состоит из слабо развитого головного мозга (два нервных узла) и брюшной цепочки. Имеют развитую способность к регенерации.
Дождевые черви являются гермафродитами, каждая половозрелая особь обладают женской и мужской половой системой (синхронный гермафродитизм). Они размножаются половым путём, используя перекрестное оплодотворение. Размножение происходит через поясок, внутри которого яйца оплодотворяются и развиваются. Поясок занимает несколько передних сегментов червя, выделяясь относительно остального тела. Выход из пояска маленьких червей происходит через 2—4 недели в виде кокона, а через 3—4 месяца они вырастают до размеров взрослых особей .
Характер и образ жизни дождевого червя
Большая часть жизни этих бесхребетных проходит под землей. Почему дождевые черви чаще всего находятся там? Это обеспечивает им безопасность. Сети коридоров на самых разных глубинах вырыты под землей этими существами.
У них там целое подземное царство. Слизь помогает им передвигаться даже в самых твердых почвах. Они не могут долгое время быть под солнцем, для них это смерти подобно потому, что они имеют очень тонкий слой кожи. Ультрафиолет представляет для них реальную опасность, поэтому в большей степени черви находятся под землей и лишь в дождливую пасмурную погоду выползают на поверхность.
Черви предпочитают вести ночной образ жизни. Именно ночью можно встретить их большое количество на поверхности земли. Изначально дождевые черви в почве оставляют часть своего тела для того, чтобы разведать обстановку и лишь после того, как окружающее пространство ничем их не испугало постепенно выходят наружу для того, чтобы добыть себе пищу.
Их тело умеет прекрасно растягиваться. Большое количество щетинок червя изгибаются назад, что защищает его от внешних факторов. Практически невозможно вытянуть целого червя, чтоб не порвать его потому, что в целях самозащиты он цепляется щетинками за стенки норки.
Дождевые черви иногда достигают довольно больших размеров
Уже говорилось, что роль дождевых червей для людей просто невероятная. Они не только облагораживают почву и наполняют ее полезными веществами, а еще и разрыхляют ее, а это способствует насыщению грунта кислородом. В зимнее время для того, чтобы выжить в холода им приходится углубляться подальше, чтобы не испытать на себе морозов и впадать в зимнюю спячку.
Приход весны они чувствуют по прогретой почве и дождевых водах, которые начинают циркулировать в их норах. С приходом весны дождевой червь выползает и начинает свою трудовую агротехническую деятельность.
Прикладное значение
На значение дождевых червей в процессе образования почвы одним из первых указал Чарльз Дарвин в 1882 году . Земляные черви создают норки в почве (глубиной не менее 60—80 см, крупные виды — до 8 м), способствуя её аэрации, увлажнению и перемешиванию. Черви продвигаются через почву, расталкивая частицы или заглатывая их. Во время дождя земляные черви выходят на поверхность, так как они имеют кожное дыхание и начинают страдать от недостатка кислорода в переувлажненной почве.
Также дождевые черви являются промежуточными хозяевами лёгочных гельминтов свиней и некоторых паразитов птиц.
Небольшие особи используются как живая наживка в любительской рыбалке.
Вермикультура
Разведение земляных червей (вермикультура) позволяет переработать различные виды органических отходов в качественное экологически чистое удобрение — биогумус. Кроме этого, благодаря плодовитости червей можно наращивать их биомассу для использования в качестве кормовых добавок к рациону сельскохозяйственных животных и птицы. Для разведения червей подготавливают компост из различных органических отходов: навоза, куриного помета, соломы, опилок, опавших листьев, сорняков, веток деревьев и кустов, отходов перерабатывающей промышленности, овощехранилищ и т. д. После того, как в компосте условия среды приводят к оптимальным, осуществляется заселение червей в компост. Через 2—3 месяца производится выборка размножившихся червей из получившегося биогумуса.
Впервые практика использования некоторых эпигейных видов земляных червей для получения компоста была предложена в США, пионерами в этой области стали Джордж Шеффилд Оливер и Томас Баррет . Последний проводил исследования на своей ферме «Earthmaster Farms» с 1937 по 1950 год и сыграл важную роль в деле убеждения коллег в ценности и потенциальной важности дождевых червей в агротехнологии [ источник? ] .
Значение для человека
В Западной Европе вымытых дождевых червей или порошок из высушенных червей клали на раны для их заживления, при туберкулёзе и раке применялась настойка на порошке, отваром лечили боль в ушах, червями, сваренными в вине — желтуху, настоянным на червях маслом — боролись с ревматизмом. Немецкий врач Шталь (1734) назначал порошок из высушенных червей при эпилепсии. Порошок использовался и в китайской традиционной медицине в составе снадобья для избавления от атеросклероза. А в русской народной медицине жидкость, истёкшую от посоленных и разогретых дождевых червей, закапывали в глаза при катаракте .
Крупные виды дождевых червей употребляются в пищу австралийскими аборигенами и некоторыми народами Африки.
В Японии считалось, что если помочиться на дождевого червя, то из-за этого может распухнуть причинное место .
Вырастут ли два червя из двух частей одного?
Дождевые черви обладают способностью регенерировать потерянные сегменты, но эта способность варьируется между видами и зависит от степени повреждения.
Стефенсон (1930) посвятил этой теме главу своей монографии, в то время как Г. Э. Гейтс провел 20 лет, изучая регенерацию у различных видов, но «поскольку был проявлен небольшой интерес», Гейтс (1972) опубликовал лишь некоторые из своих выводов, которые тем не менее, показали, что теоретически у некоторых видов возможно вырастить двух целых червей из раздвоенного экземпляра. Отчеты Гейтса включали:
- Eisenia fetida (Savigny, 1826) с регенерацией головы в переднем направлении, возможной на каждом межсегментарном уровне до 23/24 включительно, в то время как хвосты были регенерированы на любых уровнях за 20/21, т. е. два червя могут вырасти из одного .
- Lumbricus terrestris Linnaeus, 1758, заменив передние сегменты ещё в 13/14 и 16/17, но регенерация хвоста не была обнаружена.
- Perionyx excavatus Perrier, 1872, легко регенерировал утраченные части тела, в переднем направлении от 17/18 и в заднем направлении до 20/21.
- Lampito mauritii Kinberg, 1867 с регенерацией в переднем направлении на всех уровнях до 25/26 и регенерацией хвоста с 30/31. Считалось, что регенерация головы вызвана внутренней ампутацией, вызванной заражением личинками Sarcophaga sp.
- Criodrilus lacuum Hoffmeister, 1845, также обладает способностью к регенерации с восстановлением «головы», начиная с 40/41 .
Питание дождевого червя
Это бесхребетное всеядное существо. Органы дождевого червя устроены так, что они могут проглатывать огромное количество почвы. Вместе с этим в ход идут подгнившие листья, все, кроме твердых и неприятно пахнущих для червя, а также свежие растения.
На рисунке строение дождевого червя
Они затаскивают все эти продукты питания под землю и уже там начинают трапезничать. Жилки листьев им не нравятся, черви употребляют только мягкую часть листка. Известно, что дождевые черви запасливые существа.
Они хранят листья у себя в норках про запас, аккуратно складывая их. Более того, у них может быть вырыта специальная нора для хранения провизии. Они наполняют нору едой и закрывают ее комом земли. Не наведываются к своему хранилищу до тех пор, пока этого не потребуется.
Размножение и продолжительность жизни дождевого червя
Эти бесхребетные гермафродиты. Притягиваются они по запаху. Они спариваются, соединяются своими слизистыми оболочками и, перекрестно оплодотворяясь, обмениваются сперматозоидами.
Зародыш червя хранится в крепком коконе на поясе у родителя. Он не подвергается даже самым сложным внешним факторам. На свет чаще всего появляется один червь. Живут они 6-7 лет.
Особенности дождевых червей и среда обитания
Тело дождевого червя в длину может достигать трех метров. Однако на территории России встречаются преимущественно особи, дина тела которых не превышает 30 сантиметров. Для того, чтобы передвигаться, червь применяет небольшие щетинки, которые находятся на разных частях туловища. В зависимости от разновидности, сегментов может быть от 100 до 300. Кровеносная система является замкнутой и развита весьма неплохо. Составляют ее одна артерия и одна центральная вена.
Строение дождевого червя – весьма необычное. Дыхание реализуется при помощи особых сверхчувствительных клеток. Кожный покров продуцирует защитную слизь с достаточным количеством натуральных антисептиков. Строение мозга довольно примитивное и включает в себя всего лишь два нервных узла. Земляные черви по итогам лабораторных экспериментов подтвердили свои выдающиеся способности к регенерации. Отрубленный хвост отрастает заново спустя небольшой отрезок времени.
Половые органы дождевого червя тоже устроены весьма необычно. Каждая особь представляет собой гермафродита. Обладает она и мужскими органами. По биологическим факторам всех подобных червей можно разделить на несколько подгрупп. Представители одной из них занимаются поисками пропитания на поверхности почвенного слоя. Другие используют в пищу непосредственно сам грунт и показываются из-под земли крайне редко.
Земляной червь относится к типу кольчатых. Под кожным слоем находится развитая система мускулов, состоящая из мышц различной формы. Ротовое отверстие, из которого пища попадет в пищевод через глотку, находится на передней части туловища. Оттуда она транспортируется в область расширенного зоба и небольших размеров мускульного желудка.
Роющие и подстилочные дождевые черви обитают в местах с рыхлой и увлажненной почвой. Предпочтение отдается влажным грунтам субтропиков, болотистым землям и берегам различных водохранилищ. На степных территориях обыкновенно встречаются почвенные разновидности червей. В тайге и лесотундре проживают подстилочные виды. Наибольшей концентрацией особей может похвастать хвойная широколиственная полоса.
Какую почву любят черви?
Почему дождевые черви обожают почвы супесчаного типа и суглинки? Подобный грунт отличается низкой кислотностью, которая самым лучшим образом подходит для их жизнедеятельности. Уровень кислотности выше pH 5,5 является губительным для организмов этих представителей кольчатого типа. Влажные почвы – одно из обязательных условий для расширения популяции. На время засушливой и жаркой погоды черви уходят глубоко под землю и теряют возможность размножаться.
Как дождевые черви переживают зиму?
На зимний период абсолютное большинство особей впадает в спячку. Резкое понижение температуры способно моментально уничтожить червей, поэтому они стараются заблаговременно зарыться в почву на глубину, нередко превышающую один метр. Дождевые черви в почве выполняют наиважнейшую функцию по ее естественному обновлению и обогащению различными веществами и микроэлементами.
Польза
В процессе переваривания полуферментированных листьев организм червей вырабатывает специфические ферменты, которые способствуют активной генерации гумусовой кислоты. Почва, подвергшаяся разрыхлению земляными червями, является оптимальной для самых разнообразных представителей растительного царства. Благодаря системе запутанных тоннелей обеспечивается превосходная аэрация и вентиляция корней. Таким образом передвижение дождевого червя является важным фактором в задаче восстановления полезных качеств почвы.
Дождевой червь по факту очень полезен для человека. Он делает слои почвы плодородными и обогащает их всевозможными питательными веществами. Однако общее количество особей во многих регионах России стремительно сокращается. Происходит это по причине бесконтрольного внесения ядохимикатов, удобрений и минеральных смесей в грунт. Также на земляных червей охотятся многочисленные птицы, кроты, и разные грызуны.
Чем питаются дождевые черви?
Ночью дождевой червь выползает на поверхность и стягивает полусгнившие остатки растений и листьев в свое убежище. Также в его рацион питания входит почва, богатая перегноем. Один представитель вида может переработать до половины грамма почвы за сутки. Учитывая, что на площади в один гектар может находиться одновременно до нескольких миллионов особей, они способны выступить в качестве незаменимых преобразователей грунта.
Внешнее строение
Дождевой, или земляной червь имеет вытянутое, длиной 10—16 см тело. На поперечном сечении тело округлое, но, в отличие от круглых червей, оно поделено кольцевыми перетяжками на 110—180 сегментов.
На каждом сегменте сидят 8 маленьких упругих щетинок. Они почти не видны, но если провести пальцами от заднего конца тела червя к переднему, то мы сразу почувствуем их. Этими щетинками червь упирается при движении в неровности почвы или в стенки хода. Регенерация у дождевых червей хорошо выражена.
Стенка тела
Если взять червя в руки, то мы обнаружим, что стенка тела его влажная, покрыта слизью. Эта слизь облегчает движение червя в почве. Кроме того, только через влажную стенку тела происходит проникновение в тело червя кислорода, необходимого для дыхания.
Стенка тела дождевого червя, как и у всех кольчатых червей, состоит из тонкой кутикулы, которую выделяет однослойный эпителий.
Среда обитания
Днем дождевые черви держатся в почве, прокладывая в ней ходы. Если почва мягкая, то червь проникает в нее передним концом тела. При этом он сначала сжимает передний конец тела, так что тот становится тонким, и просовывает его вперед между комочками почвы. Затем передний конец утолщается, раздвигая почву, и червь подтягивает заднюю часть тела.
В плотной почве червь может проедать себе ход, пропуская землю через кишечник. Комочки почвы можно видеть на поверхности почвы — их оставляют здесь черви. После сильного дождя, залившего их ходы, черви вынуждены вылезать на поверхность почвы (отсюда название — дождевой). Летом черви держатся в поверхностных слоях почвы, а на зиму роют норки глубиной до 2 м.
Пищеварительная система
Рот расположен на переднем конце тела дождевого червя, анальное отверстие — на заднем.
Питается дождевой червь гниющими растительными остатками, которые он заглатывает вместе с землей. Так же он может затаскивать с поверхности опавшие листья. Пища заглатывается в результате сокращения мышц глотки. Затем пища попадает в кишечник. Непереваренные остатки вместе с землей выбрасываются через анальное отверстие на заднем конце тела.
Кишечник окружен сетью кровеносных капилляров, что обеспечивает всасывание в кровь питательных веществ.
Кровеносная система
Кровеносная система есть у всех вторичнополостных животных, начиная с кольчатых червей. Ее возникновение связано с подвижным образом жизни (по сравнению с плоскими и первичнополостными червями). Мышцы кольчатых червей работают более активно и поэтому требуют больше питательных веществ и кислорода, которые приносит им кровь.
У дождевого червя имеется два главных кровеносных сосуда: спинной, по которому кровь движется от заднего конца тела к переднему, и брюшной, по которому кровь течет в обратном направлении. Оба сосуда в каждом сегменте соединены кольцевыми сосудами.
Несколько толстых кольцевых сосудов мускульные, за счет их сокращения происходит движение крови. Мускульные сосуды («сердца»), расположенные в 7—11 сегментах, проталкивают кровь в брюшной сосуд. В «сердцах» и спинном сосуде клапаны препятствуют обратному току крови.
От главных сосудов отходят более тонкие, ветвящиеся затем на мельчайшие капилляры. В эти капилляры кислород поступает через поверхность тела, а питательные вещества из кишечника. Из капилляров, ветвящихся в мышцах, происходит отдача углекислого газа и продуктов распада.
Кровь движется все время по сосудам и с полостной жидкостью не смешивается. Такую кровеносную систему называют замкнутой. Кровь содержит гемоглобин, который способен переносить больше кислорода, она красноватая.
Выделительная система
Выделительная система у дождевого червя представляет собой парные трубочки в каждом сегменте тела (за исключением концевых) .
На конце каждой трубочки имеется воронка, открывающаяся в целом, через нее выводятся наружу конечные продукты жизнедеятельности (представленные в основном аммиаком).
Нервная система
Нервная система дождевого червя узлового типа, состоящая из окологлоточного нервного кольца и брюшной нервной цепочки.
В брюшной нервной цепочке имеются гигантские нервные волокна, которые в ответ на сигналы вызывают сокращение мускулатуры червя. Такая нервная система обеспечивает координированную работу мышечных слоев, связанную с роющей, двигательной, пищевой и половой активностью дождевого червя.
Почему дождевые черви вылезают после дождя?
После дождя на асфальте и поверхности почвы можно увидеть большое количество червей, что же заставляет их вылезать наружу? Даже название «дождевые черви» указывает на то, что они очень любят влагу и активизируются после дождя. Рассмотрим несколько возможных причин почему дождевые черви вылезают после дождя на поверхность земли.
Недостаток воздуха
Третья теория объясняет, что после дождя в верхнем слое почве становится больше кислорода, поэтому червяки массово вылезают наверх. Вода обогащает верхние слои земли кислородом, а многие виды червей любят влагу и жизненно нуждаются в достаточном количестве кислорода. А через поверхность тела кислород поглощается лучше всего именно во влажной среде.
Путешествия
Британский ученый Крис Лоу предположил, что черви вылезают на поверхность земли во время дождя для того, чтобы совершить протяженное путешествие на новую территорию. По поверхности черви способны проползти намного дальше, чем под землей, а сухая почва вызывает дискомфорт при перемещении, создается сильное трение, к поверхности тела червяка прилипают песчинки, ранящие его. А после дождя поверхность земли сильно увлажнена, что позволяет им беспрепятственно путешествовать на новые участки грунта.
Размножение и развитие
Дождевые черви — гермафродиты. В процессе копуляции двух особей происходит взаимооплодотворение, то есть обмен мужскими гаметами, после чего партнеры расходятся.
Яичники и семенники находятся в разных члениках на переднем конце тела. Расположение системы органов размножения показано на рисунке 51. После копуляции вокруг каждого червя образуется поясок — плотная трубка, выделяющая оболочку кокона.
В кокон поступают питательные вещества, которыми впоследствии будут питаться зародыши. В результате расширения колец, расположенных позади кокона, он проталкивается вперед к головному концу.
В это время через отверстие яйцевода в кокон откладываются 10—12 яиц. Далее, при движении кокона в него поступают сперматозоиды из семяприёмников, полученные от другой особи при совокуплении, и происходит оплодотворение.
Значение (роль) в природе
Проделывая в почве ходы, дождевые черви разрыхляют ее и способствуют проникновению в почву воды и воздуха, необходимых для развития растений. Выделяемая червями слизь склеивает мельчайшие частицы почвы, препятствуя тем самым ее распылению и размыванию. Затаскивая в почву растительные остатки, они способствуют их разложению и образованию плодородной почвы.
17 интересных фактов о кольчатых червях
- В отличие от плоских червей, они они не обладают впечатляющими способностями к регенерации, и не могут восстановить всё тело из одного его кусочка (интересные факты о плоских червях).
- Дождевые черви, также относящиеся к кольчатым, во многих странах активно используются в пищу. Более 80% их массы составляет чистый белок.
- Если дождевого червяка разрубить пополам, выживет только одна его половина — та, на которой расположена голова.
- У кольчатых червей нет лёгких и дыхательной системы как таковой. Они поглощают кислород всей поверхностью кожи.
- Самым длинным кольчатым червём, когда-либо обнаруженным, стал найденный в ЮАР экземпляр длиной в 6,7 метра (интересные факты о ЮАР).
- В Австралии есть музей кольчатого дождевого червя, выполненный в виде 100-метрового червяка. Посетителям предлагается перемещаться по этому червю внутри, причём иногда даже ползком.
- Процесс спаривания некоторых кольчатых червей может быть очень долгим. Так, дождевые червяки могут спариваться по несколько часов подряд.
- В мире насчитывается около 18,000 видов кольчатых червей.
- В процессе эволюции некоторые кольчатые черви выбрались из воды на сушу и приспособились к жизни в жарких тропиках. К таковым относятся некоторые виды пиявок, встречающиеся в жарких странах.
- В кубометре особо плодородной почвы может находиться несколько сотен тысяч дождевых червей.
- Обитающие в водах Амазонки амазонские пиявки, тоже являющиеся кольчатыми червями, в длину достигают 45 сантиметров. Они нападают даже на анаконд и кайманов, и запросто могут убить, например, корову или человека (интересные факты об Амазонке).
- Около 500 видов кольчатых червей относятся к пиявкам.
- Многие монголы верят, что в пустыне Гоби обитает электрический червь олгой-хорхой, убивающий жертв ударом тока. Криптозоологи относят это легендарное существо к кольчатым червям. Правда, ни одного доказательства существования олгой-хорхоя до сих пор не обнаружено.
- Как показала печально известная катастрофа космического шаттла «Колумбия», кольчатые черви способны пережить перегрузку в 2500g. Находящиеся в специальных боксах выжили при разрушении шаттла, убившем весь экипаж.
- Большинство кольчатых червей боятся солнца, так как ультрафиолет действует на них губительно.
- Биологи утверждают, что у кольчатых червей и моллюсков миллионы лет назад был общий предок.
- У кольчатых червей обычно больше одного сердца. У дождевого червяка их может быть до 9 штук.
Для почв характерно наличие в них полостей, наполненных воздухом, так называемая порозность (пли скважность) почв.
Поры могут составлять значительную часть объема почвы. Так, в культурных землях объем полостей составляет до 30—40%, а в верхних слоях до 60% объема почвы. Чем больше порозность, тем условия для жизни в почве благоприятнее. Крупные поры, размером около 0.3 мм, могут содержать воду, в то же время они обеспечивают проникновение в почву атмосферного воздуха, т. е. вентиляцию и дыхание для обитателей почвы. Поры меньших размеров (0.03—0.003 мм) играют, кроме того, другую роль: они составляют очень важную систему капилляров в почве, по которым грунтовая вода подтягивается снизу в верхние слои почв. Система узких щелей в почве играет роль водопровода, снабжающего верхние слои почвы водой за счет подпочвенных вод, подчас расположенных на порядочной глубине. В засушливых районах это имеет особенно большое значение для обитателей почв. Однако в условиях степных местностей поднятие грунтовых вод капиллярными силами может иметь и отрицательные последствия: таким путем происходит обогащение верхних слоев почвы солями, что приводит к образованию засоленных почв и солончаков. Мелкие поры, особенно минимальных размеров (менее 0.003 мм), очень важны также и потому, что в них очень медленно происходит испарение воды. Поэтому они могут служить для мелких почвенных организмов местами хранения резервов воды, что особенно важно во время засухи. Полости в почве, как мы увидим далее, являются местом обитания большей части микроскопической флоры и фауны почв. Почвы, имеющие малую порозность, как например болотные почвы, бедны животным населением.
Таким образом, система щелей и каналов в почве занята отчасти водой, отчасти же воздухом, необходимым для дыхания почвенных животных. Состав воздуха почв отличается от атмосферного меньшим количеством кислорода и главным образом значительно болышим количеством углекислоты. Это происходит вследствие поглощения кислорода недоокисленными составными частями почвы, дыхания почвенных организмов, а также выделения углекислоты из углекислых солей почв под действием почвенных кислот. Количество кислорода и углекислоты зависит от типа почвы п от глубины почвенного слоя. Количество углекислоты возрастает с глубиной и понижением порозности. Поэтому жизнь в почвах для всех организмов, дышащих воздухом (т. с. для всех животных и растений, кроме анаэробных бактерий), должна по преимуществу сосредоточиваться в верхних слоях почвы. Во всех почвах это в действительности и наблюдается. Большую роль в этом вертикальном распределении жизни в почвах играет не столько уменьшение количества кислорода в глубоких слоях почвы, сколько ядовитое действие углекислоты, которое естественно увеличивается с ее концентрацией.
Количество кислорода и углекислоты в почве изменяется также по сезонам. В верхних слоях почвы количество кислорода довольно постоянно в течение всего года, но в глубоких ее слоях оно зимой значительно падает, а с мая месяца довольно медленно возрастает, достигая максимума только к августу. Количество углекислоты также несколько убывает зимой.
Для того чтобы получить представление об условиях жизни в почвах, следует ознакомиться с общими свойствами почвенного климата. Он характеризуется преимущественно водным и температурным режимами почвы. Почва днем нагревается и ночью охлаждается. Охлаждение почв происходит тем быстрее, чем больше она содержит влаги . Те же соотношения наблюдаются и в изменениях температуры почв по сезонам. Зимой температура на поверхности почвы падает, вследствие чего в умеренных широтах верхний слой ее промерзает п жизнь в ней на некоторый период прерывается. Прерываются также все химические процессы в почве и передвижение в ней воды. Но глубокие слои почвы охлаждаются гораздо меньше, они не промерзают, и температура в них держится круглый год на постоянном уровне. Чем дальше к северу, тем короче период, в который возможна активная жизнь в почве, а следовательно и процесс почвообразования. На крайнем севере в течение короткого полярного лета земля едва успевает оттаять и почвообразование почти отсутствует.
Рис. 39. Суточный ход температуры в иочве летом. (Из Н. П. Ремезова).
1 на поверхности, 2 — на глубине 5 см, 3 — на глубине 10 см, 4 — на глубине 15 см, б — на глубине 20 см.
Температура почвы зависит от растительности и снегового покрова. Земля, покрытая травой, а особенно древесной растительностью, прогревается и охлаждается в поверхностных слоях значительно меньше, т. е. растительный полог является фактором, умеряющим почвенный климат как в отношении суточных, так и годовых температурных колебаний. Большую роль в предохранении от глубокого промерзания почвы зимой играет также, как известно, снегово^ покров.
Из изложенного видно, что условия жизни и ночве, по сравнению с наземными, хотя и более суровы в отношении снабжения кислородом, но зато более постоянны. Поэтому зимой почва и служит убежищем для очень многих животных
Мы не упомянули еще об очень существенной части почвы, именно — о перегное, или гумусе. Перегной — это совокупность органических веществ почвы, материалом для образования которых служат отмирающие части растений, выделения животных и нх трупы. Это было известно еще Ломоносову, который в своем сочинении «О слоях земных» (1763) писал: «Нет сомнения, что чернозем но первозданная материя, но происходит от согни- тия животных и растущих тел» (растущие тела — это, конечно, растепия).
В настоящее время известно, что в образовании гумуса большую роль играют почвенные бактерии, грибы и множество беспозвопочных животных. Образование гумуса — очень сложный химический процесс, составными частями которого являются не только реакции распада органических молекул, но и их синтез из более простых соединений. Как известно, для корней растений органические вещества сами по себе почти недоступны н они поглощают только растворы минеральных солей. Тем не менее, именно наличие перегноя определяет прежде всего плодородие почв. Это объясняется тем, что органические вещества почвы являются субстратом для жизни, источником питания для бесчисленных растительных и животных организмов. Используя гумус почвы для питания, почвенные организмы продолжают разрушение органического вещества, входившего когда-то в состав тела других живых существ. Конечными продуктами этого распада являются неорганические соединения. Таким образом, в процессе питания и обмена веществ почвенных организмов происходит так называемая минерализация органических соединений. Особенное значение имеет минерализация соединений азота, фосфора, калия и других элементов, необходимых для высших растений. Главную роль в конечных звепьях этого процесса играют почвенные бактерии, по во всем процессе превращений органических веществ в почве немалая роль принадлежит и животным.
Если мы вспомним, что корни растений могут поглощать азот, фосфор, калий п ряд других элементов, необходимых для построения их тела, только в виде растворов минеральных солей, то станет ясной созидательная роль почвенных организмов в великом круговороте веществ, непрерывно происходящем на поверхности земной коры. При этом почва в конечном счете не обедняется органическими веществами, так как чем лучше развит на ее поверхности растительный покров, тем больше растительных остатков вновь и вновь поступает в почву. Наоборот, если процесс минерализации гумуса задерживается, то избыток его приводит к понижению плодородия почвы, в особенности когда она при избытке влаги заболачивается и превращается в торф.
Мощность почвенного горизонта и его морфологические признаки в разных почвах очень различны. Для наглядности можно дать следующую схему вертикального разреза через почву. Наверху с атмосферой граничит растительный покров, у его основания лежит слой отмерших листьев и стеблей на поверхности почвы. Под ним находятся дерновина и слой перегноя (гумусный слой горизонта Л). Это горизонт, наиболее богатый почвенными организмами. Далее следует горизонт Б, в котором количество перегноя быстро падает с глубиной. Жизнь здесь сосредоточивается по преимуществу в трещинах, в трубках, оставшихся от отмерших частей растений, и в ходах дождевых червей. Этот слой постепенно переходит в горную породу (горизонт В), подстилающую почву.
Бросим беглый взгляд на разнообразие населения почв, чтобы уточнить место и удельный вес, занимаемые в нем дождевыми червями.
Прежде всего сюда относится огромное многообразие бактерий и грибов, которые населяют все промежутки между почвенными отдельностями, вплоть до самых мелких. Бактерии и грибы — постоянный и во всех отношениях весьма важный компонент почвенной фауны, представленный в каждом кубическом миллиметре почвы очень большим количеством особей. В полостях, содержащих воздух, они в большом количестве находятся на их стенках, покрытых пленками воды. В этих пленках обитают также простейшие, т. е. микроскопические одноклеточные животные. Они представлены почвенными амебами, корненожками, инфузориями и некоторыми жгутиконосцами. Кроме простейших, жителями почвенных вод и пленок жидкости, облекающих почвенные отдель-
Рис. 40. Схема разреза лесной почвы с пнями. (По Вилке).
Черные линии — ходы дождевых червей. А0 — слой гниющей листвы, At — почва, богатая перегноем, Б, — подпочва без камней, Б, — подпочва с камнями, В — горная порола.
ности, являются некоторые низшие черви (коловратки, нематоды) и другие группы беспозвоночных. В верхних слоях почвы и гнилой листве эти водяные пленки населены многочисленными нематодами, там же встречаются и ресничные черви.
Обитателями воздушных пространств внутри почвы являются моллюски, заползающие в трещины почвы, и различные членистоногие: мокрицы (из ракообразных), ложноскорпионы, много видов клещей (из паукообразных), многоножки и насекомые.
Из последних особенно многочисленны низшие бескрылые насекомые, обычные размеры тела которых не превышают 1—2 мм, и многие виды высших насекомых, из них преобладают муравьи, личинки жуков и мух, гусеницы бабочек. Наконец, многие насекомые зимуют в почве. По вычислениям энтомологов, около 95% всех насекомых имеет то или иное отношение к почве.
Особую группу обитателей почв составляют копающие животные. Сюда, кроме дождевых червей, относятся черви, причисляемые к тому же классу, — энхитреиды, очень многочисленные во всех почвах. Это мелкие червяки белого цвета, длиной редко более 1.5 см, обычно же менее. Сюда же из насекомых относятся медведки, делающие длинные и, порой, глубокие ходы в почве, личинки жуков и ряд других насекомых, а также некоторые пауки и мокрицы. Из позвоночных наиболее обычными роющими животными являются кроты. Кроме того, многочисленные млекопитающие, делающие норы в почве, особенно грызуны (суслики, байбаки, хомяки, тушкапчики и др.), хотя и проводят в почве только часть жизни, все же имеют серьезное значение в преобразовании почв.
Составить некоторое представление об относительной численности разных групп животных, обитателей почвы, можно из приводимых количеств особей на кубический дециметр возделанной почвы в Средней Европе (Fran, 1950).
Шум дождя
Другой ученый, профессор Джозеф Горрис из США, предположил, что земляные черви пугаются шума дождя, так как вибрация, которые он создает, похожи на звук приближения их главного врага — крота. Именно поэтому некоторые рыбаки используют прием для выманивания приманки на поверхность: вставляют в землю палку, на ее поверхности закрепляют лист железа и дергают его так, чтобы создать вибрацию, коротая передастся в землю через палку. Пугаясь, черви выбираются на поверхность земли и становятся легкой добычей для опытных рыбаков.
Размножение и продолжительность жизни дождевых червей
Дождевой червь является гермафродитом. Имеет он как женские, так и мужские половые органы. Однако на самооплодотворение он не способен. С наступлением требуемых для размножения теплых климатических условий особи сползаются попарно, прикладываясь друг к другу брюшной областью, и производят своеобразный обмен семенем. После происходит преобразование муфты в кокон, в котором и развиваются яйца.
Некоторые разновидности отличаются бесполым размножением. Тело червя разделяется надвое, при этом одна из частей регенерирует передний конец, а другая – задний. Также существуют виды червей, размножающихся без семяприемников посредством откладывания сперматофор. Продолжительность жизни червей может превышать десять лет.
Происхождение вида и описание
Фото: Дождевой червь
Lumbricina относятся к подотряду малощетинковых червей и принадлежат к отряду Haplotaxida. Самые известные европейские виды относятся к семейству Lumbricidae, которое насчитывает около 200 видов. Пользу земляных червей в 1882 году впервые отметил английский натуралист Чарльз Дарвин.
Во время дождя норки дождевых червей заполняются водой и те вынуждены выползать на поверхность из-за нехватки воздуха. Отсюда и пошло название животных. В строении грунта они занимают очень важное место, обогащая почву гумусом, насыщая кислородом, значительно повышая урожайность.
Видео: Дождевой червь
В Западной Европе высушенных червей перерабатывали в порошок и прикладывали к ранам для скорейшего заживления. Настойка использовалась для лечения рака и туберкулеза. Считалось, что отвар помогал от боли в ушах. Бесхребетными, сваренными в вине, лечили желтуху, а при помощи масла, настоянного на беспозвоночных, боролись с ревматизмом.
В 18 веке врач из Германии Шталь лечил больных эпилепсией порошком из вымытых и перемолотых червей. В китайской народной медицине использовалось снадобье для борьбы с атеросклерозом. Русская народная медицина практиковала лечение катаракты с помощью жидкости, стекавшей с подсоленных жареных червей. Ее закапывали в глаза.
Интересный факт: Австралийские аборигены до сих пор употребляют в пищу крупные виды червей, а в Японии верят, что если помочиться на земляного червя, причинное место распухнет.
Беспозвоночных можно разделить на 3 экологических типа, в зависимости от поведения в естественной среде:
- epigeic — не роют нор, живут в верхнем слое почвы,
- endogeic — обитают в разветвленных горизонтальных норах,
- anecic — питаются ферментированной органикой, роют вертикальные норы.
Внешний вид и особенности
Фото: Дождевой червь на земле
Длина тела зависит от вида и может варьироваться от 2 сантиметров до 3 метров. Число сегментов 80-300, на каждом из которых расположены короткие щетинки. Их число может быть от 8 единиц до нескольких десятков. Черви на них опираются при передвижении.
Каждый сегмент состоит из:
- кожных клеток,
- продольных мышц,
- полостной жидкости,
- кольцевых мышц,
- щетинок.
Мускулатура хорошо развита. Создания попеременно сжимают и удлиняют продольные и кольцевые мышцы. Благодаря сокращениям они могут не только ползать по норам, но и расширять отверстия, раздвигая почву в стороны. Дышат животные через чувствительные клетки кожи. Эпителий покрыт защитной слизью, которая насыщена множеством ферментов-антисептиков.
Кровеносная система замкнута, хорошо развита. Кровь красного цвета. У беспозвоночного два основных кровеносных сосуда: спинной и брюшной. Они связаны кольцевыми сосудами. Некоторые из них сокращаются и пульсируют, перегоняя кровь из спинного в брюшной сосуды. Сосуды разветвляются на капилляры.
Пищеварительная система состоит из ротового отверстия, откуда пища поступает в глотку, затем в пищевод, расширенный зоб, далее в мускульный желудок. В средней кишке еда переваривается и всасывается. Остатки через заднепроходное отверстие выходят наружу. Нервная система состоит из брюшной цепочки и двух нервных узлов. Брюшная нервная цепочка начинается с окологлоточного кольца. В нем больше всего нервных клеток. Такое строение обеспечивает самостоятельность сегментов и согласованность всех органов.
Органы выделения представлены в виде тонких загнутых трубочек, один конец которых выходит в тело, а второй наружу. Метанефридии и выделительные поры помогают выводить токсины из организма во внешнюю среду, когда их скапливается чрезмерно много. Органы зрения отсутствуют. Зато на коже есть специальные клетки, чувствующие наличие света. Здесь же расположены органы осязания, обоняния, вкусовые рецепторы. Способность к регенерации — уникальная возможность восстанавливать утерянную часть тела после повреждения.
Где обитает дождевой червь?
Фото: Дождевой червь в России
Бесхребетных разделяют на тех, кто находит себе пищу под землей, и тех, кто ищет пропитание на ней. Первые называются подстилочными и не роют нор глубже 10 сантиметров, даже в периоды заморозка или пересыхания грунта. Почвенно-подстилочные могут опускаться вглубь на 20 сантиметров.
Норные земляные черви опускаются на глубину от одного метра. Этот тип очень редко можно встретить на поверхности, так как наверх они практически не подымаются. Даже в процессе спаривания беспозвоночные не полностью высовываются из нор.
Увидеть дождевых червей можно повсеместно, за исключением морозных арктических мест. Роющие и подстилочные категории прекрасно себя чувствуют в переувлажненных почвах. Их можно встретить у водоемов, на болотах и в зонах с влажным климатом. Почвенные любят степные черноземы, подстилочные и почвенно-подстилочные — тундру и тайгу.
Интересный факт: Изначально лишь некоторые виды были широко распространены. Расширение ареала произошло в следствии интродукции человеком.
Беспозвоночные легко приспосабливаются к любым территориям и климату, но наиболее уютно чувствуют себя в зонах хвойных широколистных лесов. Летом они располагаются поближе к поверхности, но в зимнее время года опускаются вглубь.
Чем питается дождевой червь?
Фото: Большой дождевой червь
Животные потребляют в пищу полусгнившие остатки растений, которые попадают в ротовой аппарат вместе с землей. Во время прохождения по средней кишке грунт смешивается с органическими веществами. В экскрементах беспозвоночных содержится в 5 раз больше азота, в 7 раз больше фосфора, в 11 раз больше калия по сравнению с почвой.
В рацион питания дождевых червей входят гниющие останки животных, салат-латук, навоз, насекомые, арбузные корки. Щелочных и кислотных веществ существа избегают. На вкусовые пристрастия влияет и вид червя. Ночные особи, оправдывая свое название, ищут пищу после наступления темноты. Жилки оставляют, объедая только мякоть листа.
Отыскав еду, животные начинают рыть почву, держа находку во рту. Они предпочитают смешивать пищу с землей. Многие виды, например, красные черви для поисков пропитания отравляются на поверхность. Когда содержание органических веществ в грунте снижается, особи начинают искать более подходящие для жизни условия и мигрируют, чтобы выжить.
Интересный факт: За сутки дождевой червь съедает столько, сколько весит сам.
В силу своей медлительности особи не успевают поглощать растительность на поверхности, поэтому затаскивают еду внутрь, насыщая органикой, и там хранят, позволяя собратьям питаться ею. Некоторые особи вырывают отдельную норку-хранилище для пищи и при необходимости наведываются туда. Благодаря зубоподобным выступам в желудке пища перетирается внутри на мелкие частицы.
Листья бесхребетные употребляют не только в пищу, но и прикрывают ими вход в нору. Для этого они тащат ко входу увядшие цветы, стебли, перья, обрывки бумаги, пучки шерсти. Иногда из входов могут торчать черешки от листьев или перья.
Особенности характера и образа жизни
Фото: Красный дождевой червь
Дождевые черви — в основном подземные животные. В первую очередь, это обеспечивает безопасность. Создания роют в земле норки глубиной от 80 сантиметров. Виды покрупнее прорывают тоннели до 8 метров в глубину, благодаря чему грунт перемешивается, увлажняется. Частицы почвы животные расталкивают в стороны или проглатывают.
С помощью слизи беспозвоночные передвигаются даже в самом твердом грунте. Им нельзя долгое время находиться под солнцем, поскольку это грозит червям смертью. Их кожа очень тонкая и быстро высыхает. Ультрафиолет пагубно действует на покровы, поэтому увидеть животных можно лишь в пасмурную погоду.
Подотряд предпочитает вести ночной образ жизни. В темное время суток можно встретить скопления существ на земле. Высовываясь наружу, часть тела они оставляют под землей, разведывая обстановку. Если ничего их не испугало, создания полностью выбираются из-под земли и ищут еду.
Туловище беспозвоночных имеет свойство хорошо растягиваться. Множество щетинок изгибаются, защищая тело от внешних воздействий. Из норки выдернуть целого червя очень сложно. Животное защищается и цепляется щетинками за края норки, поэтому его легко порвать.
Пользу дождевых червей сложно переоценить. Зимой, чтобы не впадать в спячку, они опускаются глубоко под землю. С приходом весны почва прогревается и особи начинают циркулировать по прорытым ходам. С первыми теплыми деньками они начинают свою трудовую деятельность.
Социальная структура и размножение
Фото: Дождевые черви на участке
Животные являются гермафродитами. Размножение происходит половым путем, перекрестным оплодотворением. Каждая особь, достигшая полового созревания, обладает женскими и мужскими половыми органами. Черви соединяются слизистыми оболочками и обмениваются сперматозоидами.
Интересный факт: Спаривание беспозвоночных может длиться до трех часов подряд. В период ухаживания особи залезают друг к другу в норы и спариваются по 17 раз к ряду. Каждый половой акт длится не менее 60 минут.
Половая система расположена в передней части тела. Сперматозоиды находятся в семяприемниках. Во время спаривания клетки на 32 сегменте выделяют слизь, которая впоследствии образует яйцевой кокон, подпитываемый белковой жидкостью для зародыша. Выделения преобразуются в слизистую муфту.
Бесхребетные откладывают в нее яйца. Зародыши появляются на свет через 2-4 недели и хранятся в коконе, надежно защищенные от любых воздействий. Через 3-4 месяца они вырастают до взрослых размеров. Чаще всего на свет появляется один детеныш. Продолжительность жизни достигает 6-7 лет.
Тайваньский вид Amynthas catenus в процессе эволюции лишился половых органов и размножаются они посредством партеногенеза. Так они передают потомкам 100% своих генов, в результате чего рождаются идентичные особи — клоны. Так родитель выступает в роли и отца, и матери.
Естественные враги дождевого червя
Фото: Дождевой червь в природе
Кроме погодных явлений, нарушающих нормальную жизнь животных наводнениями, заморозками, засухой и другими подобными явлениями, к сокращению популяции приводят хищники и паразиты.
К ним относятся:
Кроты поедают земляных червей в больших количествах. Известно, что они в своих норах делают запасы на зиму и те в основном состоят из дождевых червей. Хищники откусывают бесхребетному голову или сильно ее повреждают, чтобы тот не уполз, пока оторванная часть не регенерируется. Наиболее вкусным для кротов считается большой красный червь.
Особенно опасны для беспозвоночных кроты своей многочисленностью. Ведут охоту на червей мелкие млекопитающие. Прожорливые лягушки подкарауливают особей у их нор и нападают по ночам, как только голова покажется над землей. Птицы наносят большой ущерб численности.
Благодаря острому зрению они могут разглядеть концы червяков, торчащих из норок. Каждое утро пернатые в поисках пропитания вытаскивают бесхребетных из входов своими острыми клювами. Птицы питаются не только взрослыми особями, но и подбирают коконы с яйцами.
Конские пиявки, водящиеся в различных водоемах, включая лужи, не нападают на человека или крупных зверей из-за тупых челюстей. Толстую кожу они прокусить не могут, зато легко могут проглотить червя. При вскрытии в желудках хищников находились не переваренные остатки червей.
Популяция и статус вида
Фото: Дождевой червь
В нормальной не загрязненной почве на пахотных фермах может находиться от ста тысяч до одного миллиона червей. Их общий вес может составлять от ста до тысячи килограмм на один гектар земли. Фермеры, занимающиеся вермикультурированием, выращивают собственные популяции для большей плодородности почвы.
Черви помогают перерабатывать органические отходы в биогумус, являющийся качественным удобрением. Фермеры наращивают массу беспозвоночных, чтобы пустить их на корм для сельскохозяйственных животных и птиц. Чтобы увеличить численность червей, готовят компост из органических отходов. Рыбаки используют бесхребетных для ловли рыбы.
При исследовании чернозема обыкновенного было обнаружено три вида земляных червей: Dendrobaena octaedra, Eisenia nordenskioldi и E. fetida. Первых в квадратном метре целины находилось 42 единицы, пашни — 13. Eisenia fetida в целине не обнаружена, в пашне — в количестве 1 особи.
В различных районах обитания численность очень разнится. На заливных лугах города Перми было обнаружено 150 экз/м2. В смешанном лесе Ивановской области — 12221 экз/м2. Сосновый лес Брянской области — 1696 экз/м2. В горных лесах Алтайского края в 1950 году находилось 350 тысяч экземпляров на один м2.
Охрана дождевых червей
Фото: Дождевой червь из Красной книги
В Красную книгу России занесены следующие 11 видов:
- Аллолобофора зеленоголовая,
- Аллолобофора тенелюбивая,
- Аллолобофора змеевидная,
- Эйзения Гордеева,
- Эйзения муганская,
- Эйзения великолепная,
- Эйзения Малевича,
- Эйзения салаирская,
- Эйзения алтайская,
- Эйзения закавказская,
- Дендробена глоточная.
Люди занимаются переселением червей на те территории, где их недостаточно. Животные успешно проходят акклиматизацию. Эта процедура называется зоологической мелиорацией и позволяет не только сохранить, но и приумножить популяцию существ.
В местностях, где численность слишком мала, рекомендуется ограничить воздействие от сельскохозяйственной деятельности. Чрезмерное использование удобрений и пестицидов пагубно влияет на размножение, как и вырубка деревьев, выпас скота. Садовники добавляют в грунт органические вещества, улучшая условия для жизни беспозвоночных.
Дождевой червь является коллективным животным и общается при помощи прикосновений. Так стадо решает, в какую сторону двигаться каждому его члену. Это открытие указывает на социальность червей. Поэтому, когда берете червя и переносите его на другое место, возможно, вы разделяете его с родственниками или друзьями.