I lombrichi (Lumbricidae , anche detti Lumbricidi) sono dei vermi che vivono nel suolo. Formano una famiglia di anellidi appartenenti ai Clitellati. Sono state descritte circa 670 specie, in aggiunta a queste si suppone che ci sia un numero sconosciuto di altre criptospecie non distinguibili morfologicamente.
La durata di vita media è compresa tra i tre e gli otto anni. Le specie più conosciute sono il lombrico comune, lungo tra i 9 e i e il lombrico rosso, lungo tra i 6 e i .
Descrizione Metameria
Come per gli altri anellidi, il corpo dei lombrichi è costituito da numerose parti cilindriche (metameri o segmenti) che si ripetono, e sulla pelle hanno delle strutture simili a setole o peli chiamate chete, costituite da chitina e proteine. Nei lombrichi le chete sono quattro paia in ogni metamero, sporgono di poco dalla superficie dell'animale e possono essere mosse da muscoli speciali. Il numero di metameri aumenta con l'età, perché vengono prodotti da una zona specifica di crescita vicino alla parte posteriore dell'animale. Esemplari adulti arrivano a circa 160 metameri.
Pelle miniatura|Su ciascun lato di questo lombrico visto al microscopio si possono vedere le chete|sinistra L'intero corpo dei lombrichi è rivestito da un'epidermide monostratificata con ghiandole e recettori sensoriali, coperta a sua volta da una cuticola di collagene. Sotto l'epidermide si trova uno strato di muscolatura circolare e uno di muscolatura longitudinale. La maggior parte delle specie hanno pigmenti della pelle, per questo mentre molte delle specie del genere Lumbricus sono colorati di rosso più o meno intensamente, quelle del genere Allolobophora appaiono dal grigio chiaro al grigio-nero, avendo dei pigmenti più scuri.
Apparato digerente miniatura|Diagramma anatomico dell'anteriore di un lombrico Prostomium – Prostomio Septa – Setti Cerebral ganglia (brain) – Gangli cerebrali (cervello) Pharynx – Faringe Aortic arches (hearts) – Archi aortici (cuori) Seminal vescicles – Capsule spermatiche Dorsal blood vessel – Vaso sanguigno dorsale Crop and gizzard – Gozzo e ventriglio Intestine – Intestino Ventral blood vessel – Vaso sanguigno ventrale Segmental nerves – Nervi dei segmenti Mouth – Bocca Buccal cavity – Cavità boccale Nerve cord and segmental ganglia – Cordone nervoso e gangli dei metameri Seminal receptacles – Spermateche Calciferous glands – Ghiandole del calcio Female gonopore – Gonoporo femminile Male gonopore – Gonoporo maschile Multiple coiled nephridia – Multipli nefridi convoluti miniatura|Prostomio di Dendrobaena hortensis visto al microscopio elettronico a scansione Una sorta di labbro superiore, il prostomio, copre la bocca nella parte anteriore. La bocca porta al tubo digerente che attraversa completamente il lombrico. Il tubo digerente inizia con un faringe muscoloso, seguito da un esofago con le sue ghiandole del calcio, un gozzo, un ventriglio e uno stomaco muscoloso. Qui, similmente a come avviene negli uccelli, viene sminuzzato il materiale nutritivo vegetale con l'uso di piccoli sassi (sabbia nel caso dei lombrichi). Segue il lungo intestino che presenta lungo tutta la sua parte dorsale una piega verso l'interno nel senso della lunghezza, il tiflosole, che aumenta la superficie interna dell'intestino. Nella porzione posteriore dell'anellide si trova l'ano. I lombrichi neutralizzano tutti i composti acidi assunti dal suolo con l'uso di secrezioni contenenti calcio, contribuendo così a una stabilizzazione del pH nel terreno.
Celoma Nelle porzioni laterali di ogni segmento, tra gli organi interni e la parete corporea, si trovano delle cavità riempite di un liquido e delimitate da un epitelio elastico e delicato, queste cavità sono il celoma del lombrico. Le pareti che confinano con il celoma, disposte longitudinalmente e trasversalmente, vengono dette "setti" o "mesenteri". Il liquido compreso funziona per l'organismo da idroscheletro. Insieme ai muscoli della parete corporea, lo scheletro idrostatico serve all'anellide sia per scavare nel terreno, sia per il movimento in generale, per esempio nello strisciare sulla superficie del suolo o nei cunicoli.
Apparato escretore Gli organi escretori, i nefridi, iniziano nella parte posteriore di ciascuna delle cavità celomatiche (con l'eccezione dei primi tre metameri e dell'ultimo), a destra e a sinistra dell'intestino, ciascuno con un imbuto cigliato. Questi portano a un tubo convoluto nel celoma del metamero posteriore. Il tubo è circondato da vasi sanguigni e nella parte terminale si allarga in una vescica urinaria. L'imbuto cigliato risucchia liquido celomatico, la maggior parte del quale viene assorbita nel sangue attraverso la parete del tubo convoluto, lasciando passare solo i prodotti di scarto. I vasi sanguigni allo stesso tempo provvedono alle necessità di ossigeno e nutrienti dell'organo escretore. I nutrienti e l'ossigeno sono necessari perché nel tubo convoluto avviene il trasporto attivo di acido urico, urea, ammonio e sali, così come il riassorbimento di acqua, ioni e composti biologici, entrambi dei quali necessitano energia.
Apparato riproduttore Essendo ermafroditi come anche altri clitellati, ogni lombrico ha sia l'apparato riproduttore femminile che quello maschile, inoltre ne ha uno per ognuno dei due lati dell'animale. Hanno due paia di testicoli nel celoma dei metameri 10 e 11, attaccati ai setti anteriori di questi. In alcuni generi i testicoli sono racchiusi in capsule spermatiche, in altri sono liberi. Gli spermatozoi maturi vengono raccolti in una vescicola, che fa sporgere il setto verso il metamero anteriore. Gli spermatozoi vengono catturati dagli imbuti ciliati (un'apertura con una superficie con ciglia che battono verso l'interno) dei dotti deferenti, di questi ultimi ne è presente uno per testicolo. I due dotti deferenti di ciascun lato si uniscono e si aprono verso l'esterno in due aperture, ciascuna detta gonoporo maschile. I pori genitali maschili si trovano generalmente nel 13º o 15º metamero. Nel metamero 13 ci sono gli organi femminili (ovaie). Gli ovuli vengono anch'essi catturati da imbuti cigliati presenti nel celoma del metamero e vengono portati nei dotti deferenti (ovidotti) che si terminano in aperture verso l'esterno (gonopori femminili) nel 14º metamero. Durante l'accoppiamento gli spermatozoi di ciascun lombrico vengono raccolti nelle spermateche dell'altro, il numero di spermateche varia in base al genere tassonomico. La fecondazione avviene nel bozzolo prodotto dal clitello.
Sistema nervoso miniatura|Sezione di anellide e schema del sistema nervoso "a scala di corda", visto da sopra: Brain – cervello Gut – intesino Mouth – bocca Supraœsophageal Commissure – commissura sopraesofagea Ganglia – gangli [Nerval] Cord – cordone nervoso
Il sistema nervoso è divisibile in un cervello, un cordone nervoso ventrale e i nervi dei metameri. Il cervello è formato da due gangli fusi insieme e si trova nel terzo metamero, in posizione dorsale rispetto all'esofago, per questo viene anche usato il termine "gangli sopraesofagei" per riferirsi ad esso. Dal cervello dipartono numerosi nervi in avanti verso il prostomio. Due commissureUna commissura è un tratto di tessuto nervoso che connette due parti del sistema nervoso centrale esofagee connettono, da entrambi i lati dell'esofago, i gangli sopraesofagei a quelli sottoesofagei, localizzati nel quarto metamero, ventralmente rispetto all'esofago. Segue il cordone nervoso, che si estende sul lato ventrale dell'anellide dal quarto metamero fino al pigidio. Il cordone nervoso dei Lumbricidi si è evoluto a partire dal sistema nervoso "a scala di corda", formato da due cordoni paralleli che corrono longitudinalmente, connessi tra di loro da commissure, in corrispondenza delle quali sono presenti gangli. Nei Lumbricidi tutti questi elementi sono uniti in un singolo cordone nervoso, che però possono essere distinti con la colorazione di Azan-Mallory.
In ciascun metamero dipartono dal cordone nervoso ventrale tre paia di nervi, detti segmentali. Il primo paio si trova nella parte cefalica (anteriore) del metamero, il secondo e terzo paio si trovano nella maggior parte dei casi molto vicini tra di loro, nella porzione caudale (posteriore) del metamero. Quest'organizzazione tipica permette, nella maggior parte dei casi, di capire quale sia la porzione cefalica e quale quella caudale in un preparato istologico. Seguendo i nervi dalla loro biforcazione dal cordone nervoso questi passano prima attraverso il celoma e poi entrano nella parete del corpo, dove si dividono in un ramo ventrale e uno dorsale. Nel loro percorso tra la muscolatura circolare e quella longitudinale dipartono in più punti diverse fibre sottili che innervano le cellule muscolari così come quelle dell'epidermide.
L'innervamento dei setti tra i metameri viene garantito dai nervi dei setti, che dipartono dal cordone nervoso ventrale nell'angolo incluso tra questo e i nervi segmentali anteriori.
Il sistema nervoso enterico (cioè dell'apparato digerente), anche detto sistema stomodeale, è stato scoperto relativamente tardi. Mancano degli occhi, ma i lombrichi sono sensibili alla luce specialmente nella parte anteriore e in quella posteriore grazie a singole cellule visive nell'epidermide, in questo modo i lombrichi possono quantomeno distinguere tra luce e ombra. I lombrichi sono molto sensibili alle scosse del suolo e reagiscono a queste.
Apparato circolatorio I lombrichi non possiedono degli organi specializzati alla respirazione, hanno però un apparato circolatorio chiuso e molto ramificato, che diffonde l'ossigeno assorbito attraverso la pelle e le molecole nutritive assunte attraverso l'apparato digerente. È formato da un vaso sanguigno dorsale che porta il sangue da dietro verso avanti e da un vaso ventrale. Nei metameri dal sette all'undici i due principali vasi sanguigni sono connessi da vasi muscolari e fortemente contrattili, i cuori laterali, di cui ce ne sono due per metamero. Negli altri metameri il vaso dorsale e quello ventrale non sono connessi direttamente, ma attraverso vasi laterali che si dividono in capillari all'interno degli organi e della parete corporea, per poi ricongiungersi. Il sangue in sé è colorato di rosso dal pigmento respiratorio emoglobina, che si trova disciolta nel plasma sanguigno. Nei capillari della pelle il sangue cede all'aria anidride carbonica e assorbe ossigeno, che s'associa con l'emoglobina e in parte si discioglie direttamente nell'acqua del sangue (respirazione cutanea); questo scambio di gas avviene in modo opposto nei capillari degli organi interni. Per garantire la respirazione cutanea, la pelle deve rimanere umida. In questo modo i lombrichi possono anche sopravvivere in acqua sufficientemente ossigenata. Il sangue contiene anche cellule sanguigne incolori, gli amebociti, che però si trovano generalmente aderenti alle pareti del vaso. L'emoglobina dei lombrichi non è formata da quattro subunità come quella umana, ma da ben 24, e la massa molare è relativamente alta, essendo .
Caratteristiche dei Lumbricidi in relazione con gli altri Crassiclitellati La famiglia Lumbricidae viene classificata nel sottordine Crassiclitellata, i Lumbricidi hanno infatti come la maggior parte degli altri Crassiclitellati un corpo cilindrico, a volte con la parte finale del corpo appiattita, talvolta anche con una sezione trasversale a quadrilatero (anche simile a un trapezio) o ottagono. La maggior parte dei Lumbricidi possiede pori dorsali, delle piccole aperture attraverso le quali il celoma comunica con l'esterno, potendo far entrare o uscire acqua.
I Lumbricidi non hanno un ventricolo nell'esofago, ma nell'intestino medio, che occupa uno o due metameri tra il 17º e il 20º metamero. Prima del ventricolo c'è un gozzo che occupa un metamero tra il 15º e il 17º. Questi animali hanno nell'intestino anteriore ghiandole del calcio tra il 10º (a volte anche dal 9º) e il 15º metamero. I grandi nefridi sono molto sviluppati.