Exploring Our Fluid Earth

Introduction to Worms

ほとんどの人は庭の土で見られるミミズを知っていることでしょう。 一般に「ミミズ」と一括りにされる動物はさまざまですが、ミミズというカテゴリーにはいくつかの明確な系統があります。 ミミズは細長い生き物で、足がなくても効率よく移動することができます。 ミミズの仲間は、大きさ、複雑さ、体の構造など、実にさまざまなバリエーションをもっています。 扁形動物門は刺胞動物より少し複雑な単純な動物です。 円形動物（線虫門）は、やや複雑な体型をしている。 分節虫（環形動物門）は、ミミズのようなボディプランを持つ最も複雑な動物である。

虫は左右対称の無脊椎動物であります。 ミミズは前（頭）端と後（尾）端がはっきりしています。 ミミズやその他の生物の腹面は、体の底面で、多くの場合、地面に最も近いところにあります。 背面は、空に向かって体の上部に位置しています。 側面は、体の左右にある。 図3.35は、ジンベエザメと泳ぐヨコヅナクマムシの左右対称性を比較したものである。 光、触覚、嗅覚を感知する器官は、ミミズの頭部に集中している。 前方に移動することで、どのような環境に遭遇しているかを察知することができる。

ほとんどのミミズの体の構造が進化的に複雑であることを示す6つの特徴やシステムがあります。

1. 中胚葉（内胚葉と外胚葉の間の中間層で、筋肉組織を形成する）
2. 「脳」に導かれる中枢神経系
3. いくつかの種類の老廃物を排出する排泄系
4. 前口から後肛門までの完全な消化系
5. 腸管
6. 「脳」に導かれているのは中胚葉（内胚葉と外胚葉の間の層で、筋肉組織を形成する）。 消化管と外壁の間にある体腔で、組織で覆われている
7. 液体（血液）で満たされた一連の管（血管）からなる循環系で、溶けた栄養分、酸素、老廃物を迅速かつ効率的に体中に運ぶ

ヒラムシ

。 扁形動物門

扁形動物門は、扁形動物（図3.36）と呼ばれる単純なミミズ状の動物から構成されています。 扁形動物門という名前は、平らなものを意味するギリシャ語のplatyと、虫を意味するギリシャ語のhelminthに由来しています。 扁形動物は陸上、淡水、海洋、他の動物に寄生（サナダムシなど）して生活している。 寄生された扁形虫は、他の動物（人間を含む）に寄生し、宿主を傷つけたり殺したりすることがある。 寄生しない自由生活型の扁形虫は、通常10cm以下の大きさです。 海産種は浅瀬の砂や岩の下に埋もれて生活している。 自由生活型のヒラムシはすべて捕食者であり、積極的に餌を狩る。 カニ、アサリ、カキ、エビ、フジツボなどと共生するものもある。

扁形動物は刺胞動物よりも複雑である。 刺胞動物には外胚葉と内胚葉という2層の細胞があるが、扁形動物には他の2層の間に中胚葉という中間層がある（図3.16）。 中胚葉の細胞は、動物が動き回るための筋肉系に特化しているため、この層は重要である。 扁形動物に始まり、私たちがこれから研究するすべての動物には、中胚葉と筋肉系があ ります。 また、外胚葉と内胚葉の細胞は、刺胞動物の同様の細胞に比べてより組織化されている。

刺胞動物同様、平虫の消化器官は消化洞への開口が1つだけだが、独立して生きている海産平虫は、体のあらゆる部位に分岐する（図3.37参照）。 3.37 B). これらのヒラムシは咽頭を通して摂食する。 咽頭は、体から伸びた長い管状の口部で、食物を取り囲み、非常に細かく引き裂く（図3.37 CおよびD）。 消化腔を覆う細胞は、食物の消化を終了する。 そして、溶け出した栄養素は体の他の細胞へと移動する。 未消化の食物は、刺胞動物のように口から再び外に出る。

ほとんどの自走する動物と同じように、自立生活する平板動物にも中枢神経系が存在します。 中枢神経系は、体の前部にある神経節と呼ばれる神経細胞の塊（より複雑な生物では、神経節が脳に発展する）と、脳から体の後端に向かって伸びる神経索からなる（図3.38）。 頭部の感覚細胞は環境の変化を感知する。 自由生活するヒラムシでは、光に反応する感覚細胞は頭部の2つの眼窩に集まっている。 水流、固体、化学物質を感知する感覚細胞は、耳介と呼ばれる頭部の2つのフラップ状の突起にある。 自走する動物では、これらの頭部の感覚器官が、新しい環境に最初に遭遇する部分となる。 神経節は感覚器からの情報を受け取り、尾部に向かって走る2本の神経細胞の束に沿って体の他の部分に信号を送る。

排泄系は扁形動物の組織から老廃物と過剰な水分を除去するシステムです。 扁形動物は、体内の老廃物を取り除くために、驚くほど精巧なシステムを持っています（図3.39）。 このネットワークは、動物の左右の長さを貫き、体の後部にある小さな孔から外部に開口している。 管には、組織から老廃物や水を管に移動させる小さな細胞がつながっている。 これらの細胞には鞭毛があり、前後に打ちながら液流を作り、常に排泄孔に向かって移動している。 顕微鏡で見ると、鞭毛の動きは炎のゆらめきのように見え、その構造は炎球と呼ばれている

扁形動物には循環系がない。 循環系を持たない動物は、分子のふるまいのせいで、体細胞に酸素や栄養を送る能力に限界がある。 分子が水中を拡散するとき、その源から遠ざかるにつれて濃度が低くなる。 これを拡散といいます。 ボール状の海産動物は、細胞が体表から遠すぎて分子が移動（拡散）できないため、最奥部の細胞に十分な酸素と栄養を届けることができない（図3.40 A）。 しかし、刺胞動物は、袋状の体のほとんどの細胞が直接水と接しているため、酸素や栄養分の交換が容易であり、拡散に問題がない（図3.40 B）。 袋状だが扁平な形をしている扁形動物も、すべての細胞が外表面か消化腔のどちらかに近いため、体細胞に酸素と栄養を容易に取り込むことができる（図3.40 C）。 動物が大きく複雑になると、拡散はもはや選択肢ではなくなることが多く、そうなると、循環系や呼吸系の発達が見られるようになります。 線虫門

線虫門の種は、回虫としてよく知られています（図 3.41）。 科学者によって正式に記述された線虫の種は、約25,000種にのぼります。 線虫は、地球上のほとんどすべての生息地に存在します。 ある種は、ドイツのエールハウスで、フェルト製のビールコースターの中に生息しているのが初めて発見された。 農地の調査では、100立方センチメートル（cm3）の土の中に1万匹もの線虫がいることが確認されています。 線虫は海や淡水の堆積物にも多く生息し、重要な捕食者、分解者、そしてカニやカタツムリなど他の生物の餌として機能している。

平虫と同様に回虫も自由生活型と寄生型があり、自由生活型の方がより効果的です。 寄生性線虫（図3.41 A、C、D、E）には、飼い犬に感染する心臓病や、小さな子どもによく感染する鉤虫や蟯虫があります。 植物に寄生する線虫の多くは、農作物を荒らすことがある。

線虫は扁形動物と同様、両側対称です。

線虫は扁形虫と同様に左右対称で、体の断面が丸いことからその名がつきました。 食べ物と排泄物が同じ入り口から出入りする扁形動物とは異なり、線虫は完全な消化器官を持っています。 完全な消化器官を持つ動物は、片方の端に口があり、真ん中に特殊な部品を持つ長い管があり、もう片方の端に肛門があります。 完全な消化器官はより複雑な生物に見られ、扁形虫の消化方法よりも多くの利点がある。 完全な消化器官を持つ動物は、前の食事が消化される間に食事をすることができる。 消化器系の各部分は、異なる仕事をするために特化することができ、段階的に食物を消化することができる（図3.42）。 食物が移動するにつれて、食物は分子に分解され、チューブを覆う細胞に吸収される。 チューブを取り囲む筋肉が収縮し、食物を圧迫して、蠕動（ぜんどう）運動と呼ばれるプロセスで押し流す。

平虫と違って線虫は細長く、保護膜に覆われています。 クチクラとは、表皮（一番外側の細胞組織）から分泌されるワックス状の被膜のことです。 クチクラがあるために、扁形動物のように皮膚から直接ガス交換を行うことができない。 線虫のガス交換と老廃物の排泄は、腸の壁を伝って拡散することで行われる。 線虫の体内には、消化管と体壁の間に空間があるが、組織で覆われておらず、本当の腔腸とは考えられていない。

ほとんどの虫には、体の長さを走る縦筋と、体の周りに円形の帯を形成する円筋の2つの帯があります。 線虫は、2本の帯状の筋肉を持つ他の虫とは異なり、縦方向の筋肉しか持っていません。 そのため、体の左右にある長い筋肉を収縮させ、体を前にもがくことでしか動くことができない。 線虫の神経系は、体長方向に走る神経が前部神経節につながっている。 自由行動する線虫は、光を感じる眼球運動ができるほか、ほとんどの線虫はかなり複雑な化学感覚を備えている。 ほとんどの線虫は、1つの個体に両方の性がある雌雄同体ではなく、別々の性の個体を持つ雌雄異体であることが知られている。

フェロモンで相手を探すという、化学的な感受性の強さは非常に有用です。 環形動物門

環形動物門（環を意味するラテン語の語源）の虫は、通常、体が複雑に分割されています（図 3.43）。 環形動物の体は節と呼ばれる繰り返し部分に分けられ、それぞれの節で多くの内臓が繰り返されている。 ミミズ（Oligochaeta綱）は陸上でおなじみ、ヒル（Hirudinea綱）は淡水域でよく見られる寄生虫である。 多毛類は環形動物門の中で最も大きなグループであり、「毛虫」とも呼ばれる。

多毛類（ギリシャ語で多くを意味するポリと毛を意味するチャータが根源の単語）の環形動物は、ほとんどのセグメントにシャテーまたはセテーという剛毛があるのでこの名前が付けられたのです。 図3.44は多毛類の鋸歯の2つの例である。 自由に動く（無柄でない）多毛類は、側面にパラポディア（ギリシャ語で近くを意味するパラと足を意味するポディアから）と呼ばれる筋肉質のフラップを持ち、このパラポディアの節足動物が砂に食い込んで運動するのである。 ホタルは多毛類の一種で、各傘足部にある刺状毛からその名がついた（図3.44 A）。

Philippa fireworm emHermodice carunculata/em/pbr /

strongFig. 3.44./strongnbsp;(strongB/strong) emNaineris uncinata/em の顕微鏡写真 腹面図/pbr /

管虫は無柄の多毛類で、管材を分泌して作った管の中で生活している。 岩に付着したり、砂や泥に埋もれたりした管は、虫の種類によって、革質、石灰質、砂に覆われているものがある（図3.45）。 チューブワームは、チューブから触手を伸ばして餌をとる。 餌の断片は、触手の溝に沿って口まで移動する。 餌が付着すると触手を引っ込めるものもいる。 管虫は、寄生虫を利用して管内に水流を作り、呼吸を助け、管内を掃除するのに役立っている。 一方、自由行動する多毛類は、口から口吻を伸ばして獲物を捕らえることができる。 これは摂食器官であり、その先端には小さな歯や顎が備わっていることが多い。 活動的なライフスタイルと優れた防御力により、自由に動く多毛類は、泥、砂、海綿、生きたサンゴ、藻類など、さまざまな生息地で生活することができる。

扁形動物と同様に環形動物にも筋肉を持つ中胚葉、中枢神経系、排泄器官がある。 これらの各系統は、扁形動物や線虫よりも環形動物の方がより複雑である。 また、環形動物では、より特殊な完全消化器系に加え、扁形動物や線虫にはない体の特徴も進化している。

1. 消化管と外壁の間の体腔で、組織で覆われている腔腸
2. 液体（血液）で満たされた一連の管（血管）からなる循環系は、溶解した栄養分、酸素、老廃物を迅速かつ効率的に運ぶ

3.46./strong多毛類環形虫の断面図で、真の蝸牛体腔のチューブインチューブ構造を示す/pbr /

消化管と体管の間にある、中皮組織で囲まれた液体入りの腔であることを思い出してください。 消化管は外胴管の内側にある。 このような構造を “tube-in-a-tube構造 “と呼ぶ（図3.46）。 体腔内の液体は、刺胞動物の静水性骨格と同じように体壁の軟組織を支えている。 体管と消化管の壁にある中胚葉の筋肉は、体液に圧力をかけて運動を助けることができる。 環形動物の体壁には、円筋と縦筋の2種類の筋肉がある。 円筋が収縮すると、体節は長くなり、幅が狭くなる。 縦方向の筋肉が収縮すると、体節は短くなり、太くなる（図3.47）。 これらの収縮は、ミミズの這うような動きを生み出す。 線虫には円筋がなく、縦筋を収縮させることによってのみ動くことができるため、這うのではなく、スリスリしたり、もぞもぞと動いたりすることを想起してほしい。

多毛類は閉鎖循環系で、血管の筋肉で血液が送り出されます（図 3.48 ）。 血液は微細な毛細血管の中を流れ、消化管から食物分子、皮膚から酸素を拾い上げ、体の細胞へと運びます。 セグメントの側面にあるパラポディアと呼ばれるフラップは、呼吸のために皮膚の表面積を増加させる。 このような効率的な循環系では、血液が栄養と酸素を運んでくれるため、動物の体内組織は消化器官や呼吸器官の近くにいる必要がない。

神経系も他の虫綱より環形動物が複雑である。 環形動物では、頭部領域に一対の神経集団からなる単純な脳器官がある（図3.49）。 神経は、脳と、ワームの前の環境を感知する頭の中の感覚器官とをつないでいる。 ミミズは無眼だが、多毛類環形動物は明暗を識別できる目を持っている。 また、多毛類の目には、形状を判別できるものもある。 また、脳から消化管の周囲と腹面に沿って神経が伸びている。

環形動物の排泄系は、各節に一対の小さな管から構成されている。 この管はネフリディア（ギリシャ語で腎臓を意味するネフルスに由来）と呼ばれ、両端が開いている。 この管は、老廃物分子とともに有用な栄養分子を含む腸液をろ過する。 液体が管内を移動するとき、有用な分子は腸管に戻り、廃棄物分子は水中へと流れていく。 このシステムは扁形動物ほど複雑ではないように見えるが、ネフリドは体液をろ過して有用な分子を体内にとどめておくため、実際にはより効率的に老廃物を処理する方法である（図3.50）

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