Nicienie szkodniki roślin rolniczych, warzywnych, sadowniczych i leśnych

od Stefan Wolny , 7 grudnia, 2016

Morfologia i anatomia nicieni – pasożytów roślin – w pigułce

Wiedza o nicieniach, pasożytach roślin wyższych, jest działem szeroko rozumianej entomologii stosowanej lub fitopatologii. Co wiemy o anatomii nicieni szkodliwych roślin rolniczych, warzywnych, sadowniczych i leśnych?

Łacińska nazwa nicieni wywodzi się z greckiego słowa nema, tzn. nitka, ponieważ kształt ciała większości stadiów rozwojowych jest nitkowaty, robakokształtny – cylindryczny, niesegmentowany, zwężający się nieco ku tyłowi. U niektórych pasożytów roślin dorosłe samice są zgrubiałe, cytrynkowate lub prawie kuliste.

Nicienie są zwierzętami mikroskopijnych rozmiarów o przeciętnej długości ciała dorosłego osobnika ok. 1 mm. Najmniejsze gatunki, osiągające zaledwie 0,08 mm długości, żyją w osadach morskich. Najdłuższymi nicieniami są pasożyty kręgowców, do których należy znaleziony w łożysku samicy kaszalota gatunek Placentonema gigantissima, o wymiarach: 840 cm długości i 2,4 cm szerokości ciała. W ekosystemach roślinnych do najmniejszych należą pasożyty korzeni roślin z rodzaju Paratylenchus, których osobniki dorosłe dorastają do ok. 0,3 mm długości. Jeśli do tego dodać, że ciało nicieni – pasożytów roślin jest zwykle przezroczyste i bezbarwne, a ewentualne zabarwienie pochodzi od pokarmu wypełniającego jelito, to tym łatwiej zrozumieć, dlaczego na tle tkanki roślinnej lub w glebie są one praktycznie niedostrzegalne. Tylko niektóre gatunki mają zabarwienie mlecznobiałe, wynikające z obecności własnych barwników.

Nicienie nie posiadają szkieletu. Oskórek zewnętrzny jest wytwarzany przez leżącą pod nim hypodermę, pod którą znajduje się muskulatura wora powłokowo-mięśniowego w postaci pojedynczej warstwy podłużnie zorientowanych komórek. Przestrzeń wewnątrz wora, pomiędzy narządami, wypełniona jest płynem o wyższym ciśnieniu niż panujące na zewnątrz, co nadaje ciału zwierzęcia sprężystość i pozwala na wykonywanie energicznych, zygzakowatych ruchów. U większości nicieni występuje poprzeczne pierścieniowanie zewnętrznych warstw oskórka. U niektórych gatunków występują również bruzdy podłużne, tzw. pola boczne, które ułatwiają przemieszczanie się nicieni w pozycji bocznej na podłożu stałym. W zawiesinie wodnej nicienie pływają jak węgorze, stąd pierwotnie prawie wszystkim znanym gatunkom nadano zdrobniałą polską nazwę „węgorek”.

(Dopiero w 1978 r. grono specjalistów, pionierów nematologii polskiej, profesorów: Andrzeja Wilskiego z Instytutu Ochrony Roślin w Poznaniu, Michała Brzeskiego z dawnego Instytutu Warzywnictwa w Skierniewicach oraz Adama Szczygła z oddziału w Brzeznej dawnego Instytutu Sadownictwa i Kwiaciarstwa w Skierniewicach, opracowało polskie nazwy gatunkowe, uwzględniające przynależność taksonomiczną do rodzaju oraz specyfikę danego gatunku pod względem szkodliwości lub zakresu roślin żywicielskich. Od tego czasu minęło prawie 40 lat, a mimo to na jednym z portali natknąłem się na dwa różniące się treścią opisy jednego i tego samego gatunku nicienia: jeden pod dawną nazwą „węgorek niszczyk”, a drugi pod nazwą aktualną „niszczyk zjadliwy”!).

Układ pokarmowy składa się z otworu gębowego, jamy gębowej, gardzieli, zastawki gardzielowo-jelitowej, jelita, prostnicy i odbytu. Otwór gębowy znajduje się na przednim, zwykle zaokrąglonym, końcu ciała i jest wyposażony w (charakterystyczny dla obligatoryjnych pasożytów roślin) sztylecik, za pomocą którego nicień może perforować skórkę korzenia, wnikać do tkanki rośliny oraz migrować z komórki do komórki, wstrzykiwać do nich enzymy trawienne i zasycać ich zawartość. Wokół niego jest 16 mechanoreceptorów w postaci szczecinek lub brodawek i dwa chemoreceptory (amfidia). Mechanoreceptory u bardziej ewolucyjnie zaawansowanych form pasożytniczych mogą ulegać redukcji liczbowej. Dzięki nim nicienie reagują na bodźce chemiczne (woda, tlen, dwutlenek węgla, wydzieliny żywicieli, feromony, repelenty), mechaniczne (dotyk) i termiczne (poszukiwanie optimum termicznego).

Układ nerwowy zbudowany jest z położonego w przedniej części ciała pierścienia okołogardzielowego i odchodzących od niego, biegnących wzdłuż ciała, nerwów, z których głównymi są brzuszny i grzbietowy.

Większość gatunków nicieni jest rozdzielnopłciowa, tylko u niektórych występuje partenogeneza, czyli dzieworództwo. Układ rozrodczy zarówno u samic, jak i u samców ma postać kanału. U samic głównymi organami są: jajnik, w którym produkowane są komórki generatywne, i jajowód, w którym komórki generatywne dojrzewają, a w wypadku rozmnażania z udziałem samca są zapładniane przez przechowywane w spermatece, a pochodzące z wcześniejszej kopulacji, plemniki. Dalej układ rozrodczy otwiera się do macicy, w której komórki generatywne są otaczane osłonką jajową, a następnie przechodzi w krótką, dobrze umięśnioną pochwę i wulwę (szpara sromowa), będącą żeńskim otworem płciowym, przez który jaja są wydalane na zewnątrz, a w czasie kopulacji wprowadzane plemniki. U samic ujścia układów pokarmowego i rozrodczego są oddzielone.

Układ rozrodczy u samca składa się z jądra, w którym produkowane są plemniki, gromadzone w zbiorniku nasiennym. Ze zbiornika nasiennego odchodzi nasieniowód, poprzez krótki kanał wytryskowy, mający wspólne ujście z prostnicą, nazywane kloaką. Przy kloace znajdują się dwie szczecinki kopulacyjne (tzw. spikule) oraz wodzidło, które nadaje spikulom właściwe położenie w trakcie ich wysuwania. Spikule służą do otwarcia wulwy samicy w celu wprowadzenia plemników do jej układu rozrodczego. U samców niektórych gatunków występuje również torebka kopulacyjna, ułatwiająca ułożenie i przytrzymanie samicy podczas kopulacji.

W rozwoju osobniczym nicienia wyróżnić można: jajo, cztery stadia młodociane i postać dorosłą. Pomiędzy poszczególnymi stadiami młodocianymi oraz między czwartym stadium juwenilnym a postacią dorosłą następuje linienie. Pierwsza wylinka następuje w jaju, z którego wylęga się drugie stadium młodociane, tzw. inwazyjne. Proces linienia składa się z trzech etapów: utworzenia nowego oskórka, odłączenia starego i wyjścia z wylinki następnego stadium. Wylinka obejmuje cały zewnętrzny oskórek, a także: wyścielający przednią część gardzieli, wulwę, odbyt, kloakę i inne naturalne otwory ciała.

U nicieni brak jest wyodrębnionych układów oddechowego i krwionośnego.

Mechanizm pobierania pokarmu i trawienia

Pasożyty grzybów i roślin wprowadzają za pomocą sztylecika swoje enzymy trawienne do komórki grzyba lub rośliny, które częściowo trawią jej zawartość, i dopiero nadtrawiony pokarm zasysają do układu pokarmowego.

Szkodliwość nicieni  – pasożytów roślin polega na:

• mechanicznym przerywaniu ciągłości oskórka korzeni i torowaniu drogi innym mikropatogenom glebowym (np. grzybom i bakteriom);
• ogładzaniu roślin poprzez pobieranie pokarmu z żywych komórek roślinnych;
• zakłócaniu metabolizmu komórek roślinnych. Enzymy hydrolityczne wydzielane do tkanki roślin podczas odżywiania się nicieni wpływają na procesy metaboliczne w całym organizmie rośliny, wywołując chorobę nazywaną nematozą. Jej symptomy przypominają często choroby powodowane przez inne mikroorganizmy chorobotwórcze, takie jak: bakterie (bakteriozy), grzyby (mikozy), wirusy (wirozy) lub choroby pochodzenia fizjologicznego, i niekiedy są z nimi mylone.
• objawami nematozy są: przedwczesne dojrzewanie i zamieranie roślin, żółknięcie i opadanie liści, wadliwy rozwój całych roślin, nasion lub owoców, nienormalne kształtowanie się pędów i liści, występowanie wyrośli na korzeniach, rozszczep korzenia palowego, skarłowacenie systemu korzeniowego przy równoczesnym wzroście drobnych korzeni bocznych, rany i nekrozy na korzeniach, zagniwanie korzeni;
• przenoszeniu do wnętrza roślin innych fitopatogenów. Nicienie mogą przenosić w przewodzie pokarmowym wirusy roślinne i zakażać nimi swoich żywicieli w trakcie żerowania.

Wykaz enzymów trawiennych, występujących w wydzielinach niektórych gatunków nicieni – pasożytów roślin wyższych

(– > brak aktywności; (+) > aktywność słaba; + > aktywność silna)

Nazewnictwo polskie nicieni i nematoz

W szczególnych przypadkach gatunek nicienia oraz wywoływana przez niego choroba (nematoza) występują w literaturze fachowej pod dwiema nazwami: np. węgorek sosnowiec (Bursaphelenchus xylophilus) (groźny szkodnik drzew iglastych, zwłaszcza sosny; zawleczony w 1999 r. do Portugalii, aktualnie występujący również w Hiszpanii; objęty międzynarodowymi, rygorystycznymi przepisami kwarantannowymi; w Polsce nie występuje) jest sprawcą choroby więdnięcia drzew iglastych (ang. pine wilt disease).