蚯蚓又圆又长,由许多相似的部分组成。节段之间有一道深槽,称为节间槽,节段上有一道浅槽,称为体环。头部退化是因为适应了土壤中的穴居生活。身体的前端有一个肉质的突起,叫做口前叶。由于体腔流体压力的作用,口前叶充盈时,具有摄食、挖掘和感觉的功能。口前叶无眼点、触须和触条,腹侧有口。嘴后面的第一部分叫做口周部分。肛门在身体的末端。除了环缝和最后一两个关节,每个关节都有一圈刚毛,所以叫钩虫。每根刚毛形状简单,略呈S形,大部分藏在体壁内。内端有毛囊、牵引肌和收缩肌,毛囊内有毛细胞或成形细胞,可产生新的刚毛。刚毛是运动器官,在洞里或地上爬行时有支撑作用。性成熟的标本,XIV-XVI之间没有节间沟,看起来像一个环,这是一个生殖带,也称为环带。繁殖期能分泌粘液形成卵茧,适应不良环境。第十八节腹面两侧各有一对雄性生殖孔,旁边常有数个乳突。在第十四节的腹面中央有一个雌性生殖孔。在6/7、7/8和8/9段间沟的腹侧有三对精囊孔,孔附近常有乳突。背孔是位于背部中央段之间的小孔,起于12/13段,止于身体后端。它通常是关闭的。当它干燥或受刺激时,孔打开,散发体腔液,润湿体表,便于蚯蚓在土壤中钻孔,保护体表。肛门在身体的末端,呈直裂状,两侧稍有隆起。
(2)蚯蚓的内部结构
1.从蚯蚓的横切面看,外层是一层薄薄的角质层,内层是表皮层,由柱状表皮细胞和腺细胞组成,来源于外胚层。内中胚层可分为外体壁层和内脏壁层,这两层之间有一个很大的间隙就是体腔。体壁是由外侧细环肌、内侧粗纵肌和体腔膜组成的肌囊,脏壁层由外侧纵肌、内侧环肌和体腔膜组成。内胚层仅形成肠的上皮。肠背中央有一条不显眼的沟,叫盲道,增加消化吸收的面积。肠壁外和背侧血管周围有产氯细胞,储存脂肪和合成糖原,也可能有部分排泄,如形成氨和尿。体腔内可见体液、生殖器官、排泄器官、血管和神经索。
2.消化系统和营养消化管的前端是口腔,无齿的颚,与肌肉发达的咽和细长的食道相连。第九节有一个厚壁的沙袋,沙袋后面有一个狭长而有腺的部分,叫胃。从第十五节到身体后端,是增大的小肠,最后几节是直肠,最后是肛门。蚯蚓以卵、树叶和土壤中的动物尸体为食。先是咽部肌肉拉伸收缩使嘴下垂,然后食物被吸入、吞咽,被沙袋磨碎,再进入胃,再进入肠。一对盲肠,咽腺和小肠在第二十七节从盲肠向前通过,两者都分泌消化液来消化食物。消化的营养物质被肠上皮吸收为营养物质,而未消化的物质和土壤则从肛门排出。
3.循环系统和血液循环是封闭的血管系统,背部血管在肠的上方,腹部血管在肠的下方,下神经血管在神经索的下方。第七、九、十二、十三节有一对环形血管,可以有节奏地跳动,里面有心脏瓣膜,所以叫心脏。血液从后向前流经心脏,进入背侧血管中的腹部血管,再向后流动,分支到体壁、膈肌或肠壁。背侧血管在XIV节之后,在每个切片中收集来自肠壁上两对背侧血管和体壁上一对壁侧血管的血液。在身体的前部,血液流向咽喉、大脑和口腔。食管两侧还有一条食管外血管,一条环形血管与背侧血管相连。神经下血管中的血流,通过各节段的壁血管,由前向后流回背血管,为全身提供营养和氧气。因此,循环系统与营养输送和呼吸有直接关系。
4.呼吸排泄蚯蚓从体表呼吸,称为皮呼吸。蚯蚓皮下有许多微血管,通过气体的扩散进行气体交换。蚯蚓呼吸时,体表必须保持湿润,这主要是通过背孔不时排出体腔液来完成的。一旦体表干燥,会导致蚯蚓窒息而死。蚯蚓的排泄器官为肾小管,每节有许多,主要分为体壁肾小管、咽肾小管和膈肾小管。体壁上的肾小管直接从肾孔向外开放;咽小管对消化道开放;膈肾小管与肠道上的纵向排泄管相连,在每段肠道内分别开口,然后随粪便通过肛门排出,所以蛋白质废物可以从这些肾小管排出。这些肾小管是典型的后肾小管,以体壁上的肾小管为例说明。每个体腔内的每个肾孔由10-12个细胞组成,呈漏斗状,体腔液中的废物从其中收集,进入卷曲的小管,卷曲的小管内端段有纤毛,外端段无纤毛,末端为无纤毛的肌性排泄管,最后在后段壁上的肾孔处开口,排出含氮废物。
5.神经系统和感觉器官有一个大脑,由咽头后部的两个脑神经节组成,与外周咽神经和下咽腹神经节相连,其后是一对合成神经索,每一个体节都有神经节形成神经链,称为中枢神经系统。神经从大脑分支到嘴的前叶和口腔壁;从咽周神经到口腔壁和第一段的神经分支;下咽神经节至第二、三、四节体壁的神经分支;每根神经索上有三对侧神经,分布于体壁和各个器官,称为周围神经系统。从大脑分布到咽、食管、胃、肠等消化道的神经称为交感神经系统。蚯蚓具有简单的反射弧结构,即外周神经系统,包括感觉器官的感觉神经细胞和反应体的运动神经细胞。感觉神经细胞将表皮的刺激传递给神经索中的中间神经元,或调节神经元,然后将冲动传递给运动神经细胞。大脑是接受感觉的中枢,可以控制后神经节。神经索中还有巨纤维,是多细胞结构。根据低电阻的连接,动作的传导速度可能与纤维的直径直接相关。如果突然刺激蚯蚓身体的任何一个点,都可以通过巨型纤维的传导,使身体的纵肌收缩,使蚯蚓迅速退入洞穴。
蚯蚓生活在土壤的洞穴里,感觉器官不发达。主要可分为三类:(1)表皮感受器,是皮肤上的一种小突起,在身体的各个部位都有,腹侧和侧表面较多。它有触觉功能,能感觉到地面的震动。(2)口腔感受器,分布于口腔内部或内部附近,具有嗅觉和味觉功能,能取食或识别食物。(3)光感受器,分布在身体的各个部位,在前叶和口的前几段较多,后端较少,腹侧面完全没有。它们能分辨光线的强弱,做出避强避弱的反应。
6.生殖系统中的蚯蚓雌雄同体。男性身体有两对精巢囊和两对精囊。前者位于X和XI的体腔腹侧,后者位于XI和XII的体腔内。每个精囊内有一个精巢和一个精巢漏斗,也与其后面的储精囊相通。精子从睾丸中释放出来后,首先进入后段的精囊进行发育,然后回到原来的精囊,通过精囊漏斗输出。每个睾丸漏斗后面都有一个输精管,每侧的前后输精管汇合,再到第十八节与前列腺管连接,经男性生殖口排出。一对前列腺,位于男性生殖孔内,其分泌物与精子活动和营养有关。女性身体有一对卵巢。第十三节前方,13/14横膈膜前方有一卵漏斗,其后有一短输卵管。横膈膜后,两侧输卵管会合,在第十四节腹部中央的雌孔处开口。此外,还有三对精囊,分别位于ⅶ、ⅶ、ⅸ段。每个精囊都有一个圣坛,一个圣坛管和一个盲管,盲管在管的远端相遇。盲管内端在1/3或1/4处膨大,称为精囊,是储存异体精子的地方。在外乳突处的相应体壁内侧,可见一小群垫状或索状导管状的附性腺。
(3)生殖和个体发展
蚯蚓需要异体受精,所以它们需要交配。交配时,两条蚯蚓相互倒立,副性腺分泌粘液,使双方腹侧精液从各自雄性生殖孔排出,输入对方精囊。交换精液后,他们就分开了。这个过程往往在夜间进行,交配时间大约需要两个小时。卵成熟时(7天左右),环分泌粘稠物质,外面形成粘液管,里面形成蚯蚓茧,成熟的卵落入茧中。蚯蚓通过蠕动从蚯蚓茧中向后撤退。蚯蚓茧穿过精囊的孔时,精囊内的精子逸出,使茧内的卵受精。蚯蚓身体继续向后蠕动,直到完全退出蚯蚓茧和粘液管。蚯蚓茧脱落后,前后密封,呈小麦状,留在潮湿的土壤中发育,粘液管则塌陷。每个蚯蚓茧可含1-3个胚胎,幼虫约2-3周离开蚯蚓茧。蚯蚓的所有受精卵在蚯蚓茧中发育成幼虫。没有幼虫期,直接发育。