Строение и особенности пиявок

Тело пиявки разделено на 33 сегмента, что характерно почти для всех представителей класса Hirudinea. Передние 4 сегмента образуют переднюю присоску, 7 последних — заднюю) и 22 сегмента образуют тело. Сегменты, в свою очередь, разделены на несколько колец — от 3 до 5 для разных сегментов. На среднем кольце каждого сегмента расположены чувствительные сосочки (папиллы). В обычных условиях они не видны, но при сокращении расположенных в глубине сосочков мышечных клеток приподнимаются над поверхностью кожи, образуя несколько рядов возвышений.

Поскольку пиявки способны растягиваться и сокращаться, точно указать их длину сложно. В обычном состоянии взрослые особи достигают в среднем 5-8 см, хотя в отдельных случаях встречаются достаточно крупные экземпляры — до 12 см длиной и массой до 18 г. В среднем же масса взрослой половозрелой голодной пиявки, обычно встречающейся в природных условиях, составляет от 1,3-1,5 до 2-3 г.

Удлиненное тело медицинской пиявки уплощено в спинно-брюшном направлении и снабжено передней и задней присосками. Передняя (головная) присоска хорошо видна лишь при присасывании. В центре передней присоски расположено ротовое отверстие, ограниченное тремя губами.

Задняя присоска больше в диаметре, всегда хорошо видна и служит пиявке для передвижения и прикрепления.

Окраска спинки и брюшка у пиявки значительно отличается. Спинка окрашена в коричневые и темно-зеленые цвета с черными пятнами вкраплений, образующих у разных видов свой тип рисунка. Окраска, ее оттенок могут несколько варьировать, однако основные отличия видов пиявок все же остаются, и опытный специалист легко определит вид пиявки.

Кожные покровы представляют собой слой достаточно крупных эпителиальных клеток, между которыми открываются протоки глубже расположенных слизистых и белковых желез. Снаружи тело пиявки покрыто тонкой пленкой (кутикулой), которую она периодически сбрасывает. Интенсивность «линьки» позволяет сделать выводы о состоянии животного: чем чаще оно линяет, тем более интенсивны у него обменные процессы.

Кожные покровы, пронизанные сетью капилляров, участвуют в дыхании и обеспечении организма необходимым ему кислородом, который пиявки получают из воды или воздуха.

Тело пиявки плотное, сильно мускулистое, достаточно прочное на разрыв. Непосредственно под эпителием расположен наружный слой циркулярных мышц. Эти мышцы не только участвуют в движении. Последовательно сокращаясь в процессе питания, они обеспечивают распределение заглатываемой крови по многочисленным мешкам средней кишки пиявки. Глубже расположены волокна слоя диагональных (косых) мышц, которые образуют своеобразный перекрест, обеспечивают высокую подвижность и позволяют совершать пиявке волнообразные движения. Еще глубже лежит мощный слой продольных мышечных волокон, являющихся антагонистами циркулярных мышц и обеспечивающих сокращение тела животного. Хорошо развиты спинно-брюшные мышцы, которые обеспечивают уплощение тела, и мускулатура передней и задней присосок.

Следует отметить, что по относительному объему мышечной ткани пиявка занимает первое место среди беспозвоночных.

Пучки мышечных волокон погружены в чрезвычайно плотную соединительную ткань, где образует целый слой. Она окружает органы, сосуды, заполняет пространство между кишечником и продольными мышечными волокнами и обеспечивает значительную механическую прочность тканей животного.

Нервная система медицинской пиявки представлена брюшной цепочкой выраженных сегментов, от которых отходят две пары задних и передних корешков, содержащих чувствительные и двигательные нервные волокна. На переднем и заднем концах тела брюшная нервная цепочка образует сложные соединения. Помимо чувствительных сосочков, содержащих баро-, термо- и хеморецепторы, пиявка имеет пять пар глаз, расположенных на средних кольцах первых пяти сегментов и представляющих собой бокаловидные образования, в которые погружены крупные зрительные клетки, позволяющие пиявке различать свет.

Кроме того, в области передней присоски расположено большое количество термо- и хеморёцепторов. Рецепторный аппарат позволяет пиявке реагировать на внешние раздражители, ориентироваться в пространстве и находить пищу.

Надо отметить, что нервная система пиявок достаточно хорошо изучена, она является одной из классических моделей для исследования физиологии нервной системы, процессов памяти, физиологии нервной клетки, механизмов межклеточного взаимодействия различных типов нейронов (чувствительные, вставочные, двигательные и др.). В результате большого количества исследований нервных процессов у пиявки мы сегодня многое знаем о механизмах, лежащих в основе поведенческих реакций этих животных. Но это далеко не все. Так, находясь на суше, пиявка проявляет поистине чудесную способность отыскивать воду. Механизм, обеспечивающий эту реакцию, до сих пор не выяснен.

Пищеварительная система. Интересно строение пищеварительной системы и физиология питания медицинских пиявок.

Медицинская пиявка — гематофаг. Она питается исключительно кровью, причем наиболее приспособлена к поиску теплокровных животных, которые служат основным источником ее питания.

Система пищеварения пиявки состоит из:
— ротовой полости,
— глотки,
— передней (желудковой) кишки,
— средней (усваивающей) кишки,
— задней (прямой) кишки,
— анального отверстия.

Ротовое отверстие расположено в центре передней присоски и ограничено тремя губами. Три челюсти — верхняя (ее еще называют верхнесрединная) и две нижнебоковых — расположены под углом 120° друг к другу. Каждая мышечная пластинка на своем наружном крае несет по 70-100 твердых зубчиков длиной 12-33 мкм каждый. Мышечные волокна вплетаются в основание пластинки и при сокращении обеспечивают движение челюсти вперед. Выдвигаясь, они прижимаются к покровам жертвы и, совершая пилящие движения, разрушают их. После повреждения остается характерная трехлучевая ранка. Между зубчиками открываются протоки многочисленных слюнных желез, секрет которых изливается в ранку и, препятствуя свертыванию крови, обеспечивает питание животного до полного насыщения.

Сами железы представляют собой множество колбовидных клеток, расположенных в соединительной ткани переднего конца тела пиявки. Секрет слюнных желез пиявок содержит физиологически активные вещества, которые, обеспечивают несвертываемость крови, которую удалось насосать пиявке. Секрет выделяется постепенно в процессе кровососания и вместе с кровью попадает в кишечный канал пиявки, где участвует в регуляции процессов пищеварения. Секрет обволакивает стенки пораненных сосудов. Именно поэтому из ранки может в течение 24 часов идти кровь. Но, как правило, у людей кровоточивость заканчивается раньше — через четыре — шесть часов.

Глотка. Интересна структура (мускулатура) глотки животного. Глотка, как и ротовая полость, выстлана тонкой пленкой (кутикулой). Помимо продольных и циркулярных мышц, глотка снабжена радиально расходящимися волокнами, один конец которых прикрепляется к покровам тела. При сокращении радиальных мышц происходит расширение глотки.

Передняя (желудочковая) кишка. В момент присасывания, при сокращении сфинктера, расположенного при переходе глотки в желудковую кишку, создается разряжение, способствующее прочному прикреплению пиявки и облегчающее повреждение покровов жертвы. Желудок — передний отдел средней кишки — представляет собой трубку с 11 парными карманами-выпячиваниями, в которых насосанная кровь сохраняется в жидком состоянии в течение многих месяцев. Объем желудка, растягиваясь, может значительно увеличиваться. Кровь находится в жидком состоянии и переваривается в течение продолжительного времени. Поэтому интервал между актами кровососания может достигать 24 месяцев. Известны случаи, когда пиявки неплохо переносили голод и при более длительных перерывах между своими «обедами».

Средняя (усваивающая) кишка. Желудок переходит в трубчатый задний отдел средней кишки, или кишечник. Между ними имеется мышечный сфинктер. В кишечнике происходит переваривание и всасывание питательных веществ. В начальной части заднего отдела средней кишки имеется пара маленьких железистых придатков.

Задняя (прямая) кишка. Средняя кишка переходит далее в ампулообразную заднюю кишку, являющуюся местом накопления кала и заканчивающуюся анальным отверстием, который расположен у основания задней присоски. Кал пиявок имеет вид густой замазкоподобной темно-коричневой массы, которая выходит в виде цилиндрических образований из ануса и хорошо растворяется в воде, окрашивая ее в темный цвет.

Бактерии пищеварительного тракта. Внутри у пиявок есть бактерия-симбионт, которая играет основную роль в переваривании белков, жиров и углеводов. Подробное исследование свойств бактерии-симбионта медицинской пиявки показало, что она является носителем антисвертывающей активности, которая и оказывает пользу большинству живых организмов, сознательно или случайно оказавшихся жертвой медицинской пиявки.

Шли годы, десятилетия за десятилетиями. Оказывается вещество внутри пиявки, которое выделяется бактерией и препятствует свертываемости крови, наряду с секретом слюнных желез участвует в поддержании жидкого состояния насосанной крови. Оказалось, что кровь, которую изъяли из кишечника пиявки, не свертывается даже при длительном хранении. Микрофлора кишечника пиявки препятствует загниванию крови благодаря своим особым свойствам.

Исследовали патогенные микроорганизмы, которые были помещены внутрь пиявки. Оказалось, что благодаря бактерицидному действию пищеварительного канала пиявки снижается способность патогенных организмов сохранять жизнеспособность:

— возбудители брюшного тифа сохраняются внутри пиявки 30 дней,
— паратифа В — 4 месяца,
— сибирской язвы — 14–17 дней,
— туберкулеза — 28 дней,
— золотистый стафилококк сохраняет жизнеспособность в организме медицинской пиявки 3–10 дней.

Выделительная система пиявки представлена 17 парами нефридий, располагающихся на брюшной стороне. Образующаяся в них моча выделяется в экскреторный канал, собирается в мочевых пузырьках и через нефропоры выводится из организма червя.

Половые особенности пиявок. Пиявка — гермафродит, а значит, имеет как мужские, так и женские половые органы. Размножается половым путем, но для спаривания необходимы как минимум две особи, так как пиявка не способна к самооплодотворению. Мужская половая система пиявки представлена 9-10 парами семенных мешков, расположенных на брюшной стороне. От каждого мешка отходит семявыносящий канал, который идет к семенным пузырькам. Там и накапливается сперма, которая затем по двум каналам попадает в специальный мешок основания мужского совокупительного органа. Женская половая система представляет собой два яичника, расположенных внутри яйцевых мешков, продолжающихся в виде двух коротких маток. Именно они через яйцевод соединяются с влагалищем, открывающимся наружу женским половым отверстием. Мужское и женское половые отверстия хорошо заметны на брюшной стороне тела животного.

Половая зрелость у пиявок наступает при достижении определенного биологического возраста, в природных условиях — не ранее третьего года. Характер половой активности, помимо ряда других факторов, определяется плотностью популяции пиявок. Так, в экспериментальных условиях особи, сидевшие по две в емкости, давали значительно большее число потомства, чем сидевшие по десять. Период совокупления пиявок продолжается около 15-18 часов.

Сразу после оплодотворения пиявки отыскивают место для того, чтобы отложить коконы. Срок плодоношения составляет 30-40 суток, после чего пиявка откладывает покрытые толстым слоем слизи яйца. Эта слизь под воздействием воздуха отвердевает, в результате чего яйцо становится похожим на кокон, примерно такой же, как у шелковичных червей. Внутри этого кокона в воде находятся примерно от 15 до 30 яиц и белковая масса, которую на определенном этапе своего развития поглощают эмбрионы.

Пиявка зарывает коконы в землю на берегу неподалеку от воды или между камнями.

При благоприятных обстоятельствах через 40 суток из яиц вылупляются маленькие пиявки, выползая через небольшое отверстие на конусе яйца. Они настолько малы, что их можно увидеть с большим трудом. Несмотря на это, они практически сразу обнаруживают жадность к еде. Процесс развития пиявки достаточно хорошо исследован.

Маленькие пиявки — белого цвета, только через несколько месяцев их окраска изменяется, но все равно они отличаются от взрослых особей. Первые 2 года детеныши растут очень медленно, их половая зрелость наступает к 3-4 годам. Средняя продолжительность жизни пиявок составляет около 8-12 лет, иногда и более.

Для медицинских целей пригодны пиявки, возраст которых составляет не менее 3-4 лет.