Gyűrűsférgek törzsébe (Phylum Annelida) tartozó élőlények általános jellemzése
Annelida törzs bemutatása Az Annelida törzsbe, Lumbricidae családba tartozó élőlények külső és belső, homonóm és heteronóm szelvényezett testű élőlények, amelyre latin elnevezésük is utal. Fejlődéstanilag a laposférgekből fejlődtek ki a kambrionális korszak idején. Testük fej, törzs és farok tájékra különíthető. Azon legegyszerűbb állatok csoportját képviselik, amelyek testében a sejtekszervek közötti anyagszállítás már keringési rendszeren keresztül valósul meg. Az Annelida törzs a tudomány jelenlegi álláspontja szerint 17000 fajt foglal magába, amelyek széles körben elterjedtek mind a tengeri, mélytengeri, mind a szárazföldi élővilágban (Cech, 2011). A Lumbricidae családok esetén történő morfológiai (alaktani) alapú besorolása igen nehéz feladat, mivel az egyes külső jegyekről nem, vagy csak nagyon alapos vizsgálatok elvégzését követően lehet megállapítani, hogy azok ősi eredetűek, vagy apomorf jellemzők, amelyek az evolúciós fejlődés későbbi szakaszában alakultak ki.
#
Egy általánosított Annelida embrió hosszmetszete (Zboray, 2001) Az egyes gyűrűsféreg fajok leszármazási ágainak meghatározása tehát nem értelmezhető egyértelműen külső formáikat tekintve. Emellett további problémát jelent, hogy az azonos jellegek megléte, hiánya sokszor nem nyújtanak elegendő bizonyítékot a közeli rokonság igazolására, illetve a fajok megkülönböztetéséhez. Ezekben a taxonokban az ivarszervek nyújtanak segítséget a rendszerezéshez (Cech, 2011).A korábbi hagyományos taxonómia a gyűrűsférgeket soksertéjűekre (Polychaeta), kevéssertéjűekre (Oligochaeta), illetve módosult gyűrűsférgekre és piócákra (Hirudinea) oszthatja. A mai modern megközelítés kialakításában a molekulris mikrobiológiai vizsgálatok megjelenésének döntő szerep jutott, mivel olyan információk kerültek napvilágra, amelyekkel számos korábbi értelmezés megkérdőjelezhetővé vált. A modern taxonómai szerint a piócák és rokonaikat így a kevéssertéjű férgek egy alcsoportjának tagjai (Cech, 2011; Martin, 2001; Siddall és mtsai, 2001).
Taxonómiai hierarchia
Megnevezés:
Rank Megnevezés: Ország
Animalia
Alország
Eumetazoa
Törzs Annelida (Gyűrűsférgek) Osztály
Oligochaeta (Kevéssertéjű gyűrűsférgek)
Alosztály
Diplotesticulata
Superrend
Megadrili
Rend Opisthopora Alrend
Lumbricina
Supercsalád Lumbricoidea CsaládLumbricidae (Földigiliszta) Alcsalád
Lumbricinae
Nemzetség
Eisenia
Faj
fetida, andrei, hortensis etc.
(Forrás: Fauna Europea, 2013)
Táplálkozás A gyűrűsférgek hétköznapi életben legismertebb képviselői a földigiliszták, amelyek a talajban élve, az ott megtalálható szerves törmelékekkel táplálkozó, „korhadékevő” organizmusok. Ennek köszönhetően különösen fontos szerepet töltenek be a talaj összetételének, termőképességének és szerkezetének kialakításában, azaz a humuszképzésben. (OSZK, 2014). Rendszertanilag a gyűrűsférgek második osztályába, a „sörtelábúak” közé tartozó élőlények.
A földigiliszták a talaj szerves törmelékei mellett képesek feldolgozni szennyvíz és szennyvíziszap komponenseinek, az iparból (például sörgyártásból, papíripari vállalatoktól, szupermarketekből és az éttermekből stb.) származó hulladékok jelentős részét. Előbbiek mellett az állati eredetű hulladékok, valamint a kertészeti maradványok, háztartási hulladékok kezelésében is döntő szerepet játszanak (Edwards és Neuhauser, 1988). A földigiliszták táplálkozásának általános jellemzői a következők: • fő táplálékforrásukat a talajban lévő mikroorganizmusok, szerves komponensek és fonalférgek jelentik • a giliszta gyomrában (zúzógyomor) „őrlésre” kerülő anyagok fajlagos felülete és benne a mikrobiális aktivitás a giliszta bélrendszerén keresztül való haladás során megnő • főleg aerob mikroorganizmusokkal táplálkoznak az anaerob élőlényekkel szemben • a giliszták által előállított vermikomposzt többszörös mikrobiális aktivitással és eltérő összetételű mikrobiótával rendelkezik a kiindulási alapanyagként átalakított szerves hulladékhoz képest (Edwards & Aracon, 2004). A különféle életformatípusba sorolható fajok között kizárólag tárgya, illetve komposztlakó típusok is előfordulnak, amelyek a bomlásban lévő szerves anyagok feltárásában játszanak szerepet. A vermikomposztálás folyamatában jellemzően a szárazföldi féreg fajok alkalmazhatók. A Lophotrochozoák (tapogatós, csillókoszorús állatok) közé tartozó Gyűrűsférgek (Annelida) törzsébe, ezen belül pedig az Oligochaeta (kevéssertéjű gyűrűsférgek) alosztályába tartozó szárazföldi giliszták jellemzően az avar lebontásában játszanak szerepet (Török, 2011). Az elmúlt évtizedek nemzetközi tapasztalatai azt mutatják, a vermikomposztálásra legalkalmasabb faj az Eisenia fetida. A mintegy eddig ismeretes több, mint 6000 féle földigiliszta faj morfológiai (alaktani) és anyagcsere folyamataikat tekintve is jelentős eltéréseket mutatnak, méretüket tekintve 1,27 cm-től akár 24 cm-es példányok is előfordulnak. Az alkalmazási területtől függően különféle anyagcsere tevékenységet folytató élőlények használhatók fel a degradációs folyamatokhoz.
Az Egyesült Államokban már 1970-es évek második felétől kezdődően folytatnak kutatásokat különféle gilisztafajokkal (Dresser & McKee, 1980). Az eddigi nemzetközi kutatási eredmények alapján elmondható, hogy hat-hét faj alkalmas vermikomposztálás céljából való felhasználására. Jelenleg az Eisenia fetida faj –amelyet a gyűrűsférgek taxonómiája szerint korábban Eisenia fenia, illetve angolszász területeken „redworm” (vörös féreg) néven is említenek – a leggyakrabban alkalmazott faj szerte a világon.
# Indogén (őshonos) és telepített földigiliszta fajok előfordulása a világ különböző tájain (Forrás: Enerson, 2012)
A többi, komposztáláshoz használt földigiliszta faj az Eisenia fetidával közeli rokonságban álló Eisenia andrei, továbbá a Dendrobaena veneta, Lumbricus rubellus, Eudrilus eugeniae, Perionyx excavatus, valamint trópusi területeken a Perionyx hawayana. Kutatási eredmények egyéb fajok vermikomposztálására való alkalmasságáról is beszámolnak, azonban jelenleg az előbbi fajokat alkalmazzák a gilisztahumusz előállításának folyamatában. (Edwards & Aracon, 2004).
Mozgás és életforma A gyűrűsférgek jellemzően bőrizomtömlő segítségével mozognak, nyálkás bőrükön keresztül pedig az ún. „bőrlégzés” valósul meg. Emésztőrendszerük három szakaszra tagolódik (elő, közép, utóbél), amely közül az első szakaszban a környezetből felvett anyagok felvétele, a középsőben a talajból felvett szerves anyagok megemésztése, felszívódása majd vérkeringéssel szállítódva a test valamennyi részbe való elszállítódása történik meg. A keringési rendszerben áramló vér, a testfolyadék tápanyagokat és légzési gázokat (oxigén, szén-dioxid) is szállít. A gyűrűsféreg számára emészthetetlen, hasznosításra nem kerülő salakanyagok kiválasztása a végbélnyíláson keresztül történik. A földigiliszták a talaj porhanyóssá tételét „féregmozgásukkal” érik el, mely során alagutakat, járatrendszereket hoznak létre a talaj különböző rétegeiben. Mozgásuk során megy végbe a peték talajban való lerakása is, amelyben a vastagabb, sötétebb színű gyűrűs testrésznek, a nyeregnek is jelentős szerepe van. Az egyes fajok külön evolúciós fejlődéstörténettel rendelkeznek. Az eltérő fejlődéstani szakaszoknak köszönhetően jellegzetes, az adott fajra, vagy néhány fajra jellemző egyedi vonások is kialakulhattak közel 500 millió év alatt ezen élőlények ősének kifejlődésétől kezdődően. Az eltérések egyaránt megmutatkoznak a táplálkozás, a hasznosított táplálékok minőség, az élőhely és a talajrétegekben való előfordulásukat tekintetve egyaránt. Ganti és Pearce 2002-ben végzett kutatása is alátámasztotta, hogy a földigiliszták mesterséges körlümények között kialakított körülmények között is igyekszenek a fajra jellemző életteret biztosítani. Ennek megfelelően adott területen a számukra megfelelő környezetet biztosító talajmélységbe fúrják magukat.
#
Lumbricus terrestris és Lumbricus rubellus, valamint Eisenia hortensis és Octolalasium cianeum előfordulása azonos talajmintában meghatározott körülmények között (Forrás: Ganti és Piarce,2002)
A földigiliszták aszerint, hogy a talaj mely rétegeiben folytatnak élettevékenységet, három fő csoportba sorolhatók: • talajfelszín közelében élő, komposztlakó élőlények („epigeic worms”) • jellemzően a talajfelszíntől számított 20 cm-es mélységben előforduló fajok („endogeic worms”) • mélyebb talajrétegben, a felszíntől kb. 3 m-re fellelhető fajok, amelyek a talaj lazításában játszik döntő szerepet járatok furatok kialakítása által („anecic worms”) A földigiliszták fajuktól függően többféle színben is előfordulnak. A talajfelszín közelében élő férgek általában sötétebb színűek, amelynek magyarázata az evolúció során a környezethez, az avar színéhez való alkalmazkodás. Azonban az álcázás mellett a sötét színnek az UV sugarakkal szemben való védekezésben is fontos szerep jut. A mélyebb talajrétegekben élő férgek gyakran világosabb színűek, de ezen kívül más külső jegyek is segítenek ezen fajok felismerésében. A különféle fajok különböző szerepeket is betölthetnek az ökoszisztéma működésében. Az olyan talajfelszín közelében élő férgek, mint amilyenek a „tigris férgek” és a trágyalakó férgek, hatékony résztvevői különféle szerves hulladékok komposztálásának. Élettevékenységük folytán elősegítik a szerves anyagok lebontását és a tápanyagok környezetbe való visszajutását. Más gyűrűsférgek ezzel szemben a talaj porhanyósabbá tételében töltenek be nélkülözhetetlen szerepet. Az ún. „szürkeférgek” olyan talaj mélyebb rétegében élő egyedek, amely kiemelkedően fontos feladat a talaj és annak termőképességének javítása, amely az állat által vájt szellőző járatoknak köszönhetően valósul meg, miközben az oldott állapotú, talajba jutatott komponensek felvétele a növényi szövetek számára is könnyebben hozzáférhetővé válik (UW, 2012).
A földalatti élethez való alkalmazkodás elengedhetetlen feltétele volt a gyűrűsférgek fennmaradásának. A talajban való mozgást az áramvonalas forma segíti, a kisebb ellenállás könnyíti a test előrehaladását. A szilárd csontok hiánya is az állat könnyedebb mozgását
biztosítja. A gyűrűsférgek teste szelvényekre tagolódó testén kisebb sörték helyezkednek el, amelyek a talajon való rögzítést és a gilisztatest előretolást hivatottak szolgálni. A gyűrűsférgek feji részen nincs szem, vagy fülhöz hasonló képződmény. Legfontosabb érzékszervüknek a csúszós, nyálkás bőrük tekinthető. A bőrön keresztül valósul meg a fényérzékelés is, fényérzékeny sejtek segítségével, amelyek jellemzően az állat testének farki részén helyezkednek el. A fényérzékeny sejtek feladata a fény detektálása mellett a férget érőfény intenzitásának megváltoztatása is. Ezek az élőlények nem rendelkeznek tüdővel, a számukra szükséges oxigént oldott formában a környezetből jövő nedvesség-tartalomból nyerik bőrükön keresztül. Bár nincs hallószervük, a körülöttük lévő vibrációs rezgéseket képesek érzékelni. Légzés A földigiliszta légzéséhez oxigénre van szükség, amelyet az állat a légköri levegőből fedez. A földigiliszta-félék tehát vízben nem élnek túl. Nagy esőzéseket követően ezért a felszínre jönnek, azonban száraz időben a talaj mélyebb rétegeibe húzódnak, és úgynevezett „letargikus állapotba kerülnek. A levegőből származó oxigén az állat testfelszínét borító nyálkás váladékban oldódik, így valósul meg a bőrlégzés. Az oxigén diffúzióval jut el az epidermisbe, majd az alatta lévő kapillárisokban lévő vérplazmába. Az oxigén-szállítás jelentős mértékben függ a vérben oldott hemoglobin jelenlététől. Az anyagcsere-folyamatok során felszabaduló szén-dioxid szintén diffúzióval távozik az vérplazmából (Zboray, 2001). A légzéshez szükséges oxigénmennyiség biztosítása kulcsfontosságú a tervezett kutatásunk szempontjából, hiszen minden egyes technológiai beavatkozáskor fennál a talajtömörödés veszélye, és ezzel a talaj átszellőzésének lehetőségei romlanak. Szaporodás Nyereggel és bőrizomtömlővel az érett egyedek rendelkeznek. A földigiliszta fajok méretük, formájuk, színük és érett korú egyedek esetén nyergük elhelyezkedését tekintve igen nagy változatosságot mutat. Utóbbi azonban valamennyi fajnál annak a jele, hogy az egyed már szaporodásra képes korban van és párosodásra, illetve petét rakni képes. A földigiliszták petéje tojás alakú tasakhoz hasonlít (kokon) a nyergen. Az állat mozgása közben a tojás alakú pete a nyeregről a talajba lerakásra kerül.
# Lumbricusok fajivarszervei Forrás: ELTE, 2014
# Földigiliszták általános morfológiai és reprodukciós képességének jellemzése (MAWF, 2005) A giliszta clitellumából (nyereg) váladékot bocsát ki, amely tokot képez. Az állat féregmozgása során a nyálkás tok végighaladva a test felszínén onnan petéket és spermát visz tovább magával. A tok, amelynek a végén az állat kibújik, összezáródik és kokont képez. Ez egy olyan ellenálló formát jelent, amely az időjárás szélsőségesen változó körülményei között is képes a benne lévő, akár 20 pete védelmét is biztosítani. A kokonokból jellemzően egy
giliszta kel ki, amelynek a pete állapotból való kifejlődéshez minimum 1, maximum 5 hónap is szükséges lehet. A giliszták a szexuális érettséget elérve meghatározott időközönként szaporodnak életük során, amely akár 7 évet is elérheti. Szaporodásuk elengedhetetlen feltétele a környezet megfelelő nedvesség-tartalma, illetve az aerob viszonyok biztosítása (Edwards & Arancon). Kísérleteink során a giliszták szaporodó képességét nyomon követjük, hiszen ez az egyik legfontosabb indikátorunk arra vonatkozóan, hogy mik azok a technológiai paraméterek, amelyeket feltétlenül biztosítani kell az állománynak még iparszerű körülmények között is.
# Földigiliszta peték talajra történő lerakása (Forrás: Edwards, 2014)
Gyűrűsféreg fajok azonosításának módszerei A gyűrűsférgek törzsébe tartozó élőlények molekuláris biológiai vizsgálatok eredményei alapján történő taxonómai besorolása igen gyökeres változásokon ment keresztül. A korábban önálló törzset alkotó Pogonophora, Echiura és Sipuncula taxonok a módosításokat követően az Annelidák törzsbe olvadt be. A Struck-féle (2011) kutatások szerint az előbbi taxonok a
soksertéjű gyűrűsférgek közé tartoznak, amely alapvetően megkérdőjelezi ezen élőlények szelvényezettség és a testüreg alapján történő filogenetikai leszármazását (Struck és mtsai, 2007; 2008; Cech, 2011). 2. Eisenia nemzetségbe tartozó fajok rendszerezése
Az Eisenia nemzetséghez tartozó fajok egyedei általában vöröses színűek. A közös jellemvonások mellett azonban számos heterogén testi vonás is megfigyelhető, ha azokat a típusfajhoz, az Eisenia fetidához hasonlítjuk (Savigny, 1826), Gates (1975), (Csuzdi and Zicsi, 2003). A Frence-féle leírásban az E. fetida fetida (Savigny, 1826), az Eisenia fetida andrei (Bouche, 1972) az Eisenia submontana (Vejdovsky, 1875), amely tulajdonképpen az E. lucenst jelenti (Blakemore, 2007), valamint az E. eiseni (Levinsen, 1884) az E. parva (Eisen, 1884) Ezzel szemben a British fauna c. gyűjteményben Sims és Gerard (1999) az E. fajok csoportosításának újabb változatát írja le, amelyben az E. fetida, E. andrei, E. hortensis Michaelsen (1900) és E. veneta (Rosa, 1886) is szerepel. A taxonómiai eltérések mellett, egyéb eltérések is előfordulnak a két féle faj között. Sims és Gerard (1999) leírásában az E. andrei faj szinten szerepel, ahogy az E. hortensis és az E. veneta is. Bouche ezzel szemben alfajként nevezi meg őket, elnevezésük pedig Dendrobaena veneta veneta (Rosa, 1886), illetve D. veneta hortensis. Fontos megjegyezni, hogy a Bouche-féle taxonómiát ma már nem tartják elfogadottnak, számos tekintetben nem felel meg a taxonómia fő alapelveinek. Az Eisenia fetida és andrei morfológiailag – a pigmentáltságtól eltekintve - hasonló fajoknak tekinthetők. Az első genetikai eredmények, amelyek a két faj elkülönítését indokolttá tették a 80-as évek elején születtek (1982, Jaeinke). Ezt követően egyre nőtt azoknak a kutatásoknak a száma, amely alátámasztotta ez a nézetet és hamarosan arra is fény derült, hogy a két faj között reprodukciós akadály áll fenn, amely szintén a fajok külön-külön történő azonosítását támasztják alá. Azonban az elmúlt évek során tovább folyt a tudományos vita az andrei faj elfogadását tekintve, megkérdőjelezve, hogy az valóban elfogadható taxonnak tekinthető-e (Blakemore, 2007, 2008). Az E. fetida és andrei fajok megkülönböztetés a morfológiai és anatómiai jellemzők alapján történhet, bár ez még a gyakorlott szakembertől is kellő jártasságot igényel. Ezek leírása és megfigyelése sokszor több éves kitartó kutatómunka eredménye, amelyet világ számos
országában elvégeztek a területen dolgozó szakemberek. Egyelőre úgy tűnik, további vizsgálatok elvégzése szükséges a két faj taxonómiai helyének tisztázására (Cech, 2005) ahogyan az Eisenia fetida kifejezéssel azonosan értelmezett elnevezések felülvizsgálatára (Csuzdi and Zicsi, 2003; Blakemore, 2007, 2008) is. Annak a kérdése, hogy az E. hortensis és az E. veneta vajon szintén az Eiseniák vagy a Dendrobaenák közé sorolható-e, szintén igen problematikus. Ennek magyarázata, hogy a két faj elkülönítése klasszikus módon a külső testi jegyek alapján történik. Izomszövettani vizsgálatok alapján azonban valóban szoros kapcsolat fedezhető fel az említett fajok egyedei között (Kvavadze, 1985). Az azonosításában a belső szervek (l.: húgyhólyag) alakjának is különösen fontos szerepe van, és amennyiben ez egyezik, a két faj az Eiseniák közé sorolható (Fender, 1985). Annak érdekében, hogy mindkét faj esetén világossá váljanak az anatómiai jellemzők és a taxonómiai elhelyezkedés, részletes vizsgálatokat és tanulmányok kerültek elvégzésre különböző szakirodalmak alapján. Az elemzés során ugyancsak megerősödött az a tény, hogy a fajok pigmentáltságban és méretben is igen jelentősen elkülönülnek egymástól, az ondóhólyagok száma különböző (amely szintén fontos azonosításra használható paraméternek számít), azonban nagy hasonlóságok is felfedezhetőek a nyereg pozíciója és alakját tekintve. Természetes előfordulásukat összefügghet az emberi tevékenységgel (Csuzdi and Pavlicek, 1999). Filogenetikai besorolásukat tekintve a két faj valóban szoros rokonságban áll egymással (84% BS for 16S), de távol állnak a két komposztlakó fajtól, amely az E. fetida and E. andrei, egymástól független eredetére utal. Annak ténye, hogy az előbbi két faj esetén magasabb kormoszómaszám jellemző (n = 18) mind az itt vizsgált két Eisenia faj esetén (n = 11), szintén erősíti a Dendrobaena törzsbevaló besorolásukat (Bouche, 1972; Csuzdi and Zicsi, 2003). Azonban a konvergencia folyamatok közös jellemzői az Oligochaetáknak, ennek eredményeként pedig eltérő kromoszóma számok is fordulnak adott törzsbe tartozó egyedek között (Casellato, 1987). A nomenklatúra stabilitásának megtartása érdekében azonban újabb módosítások nem kerülnek bevezetésre további típusvizsgálatok és azok eredményeinek közösen történő elfogadásáig.
A nomenklatúra szerint jelenleg megkülönböztethető fajok az Eiseniák nemzetségén belül: − Eisenia andrei − Eisenia eiseni − Eisenia fetida − Eisenia fetida andrei − Eisenia fetida fetida − Eisenia foetida − Eisenia hortensis Michaelsen − Eisenia japonica Michaelsen − Eisenia lucens (Eisenia submontana) − Eisenia macrura − Eisenia moderata Cekanovskaja − Eisenia nordenskioldi − Eisenia parva − Eisenia rosea, Syn: Allolobophora rosa f. typica − Eisenia submontana, Syn; Eisenia lucens − Eisenia tetraedra − Eisenia tetraedra var. tetragonura − Eisenia veneta − Eisenia veneta var. hibernica − Eisenia veneta var. tepidaria Friend − Eisenia veneta var. zebra Michaelsen
2.1. Eisenia fetida általános jellemzése
A hazánk területét övező Kárpát-medencében a földigiliszta-félék családjából közel 60 faj található meg. Az Eisenia nemzetségbe tartozó Eisenia fetida faj élőhelye elsősorban Európa, azonban tömeges szaporítása ma már a világ szinte minden táján előfordul. A földigiliasztafélék családjába tartozó élőlények a földben vagy az iszapban élnek, azonban néhány fajuk kétéltű. A giliszta-félék a táplálkozási lánc alján helyezkednek el. Az Eiseniák közé tartozó fetida faj gyakran előfordul nedves, szerves anyagokban gazdag környezeti feltételeket biztosító helyeken, jellemzően az állati ürülékben is. Talajban főként azokon az élőhelyeken találhatók meg, ahol a többi féreg szaporodni már nem képes. E tekintetben sok hasonlóságot mutat a szintén Lumbricidae családba tartozó Lumbricus rubellus fajjal.
#
Eisenia fetida (Forrás: Casselmann, 2013)
A korhadékevő fajként kiemelkedő szerepe van a komposztálási folyamatokban, amelyek intenzív beindításához megfelelő a féreg kezdeti számának 1000 körül kell lennie. Gyors anyagcsere folyamatának köszönhetően az egyes egyedek saját testtömegük 25-30%-ának megfelelő mennyiségű szerves anyagot képesek napi szinten átalakítani. Élettevékenységeikhez a magas ammónia és só-koncentrációval rendelkező anyagokon kívül valamennyi szerves szubsztrátumot felhasználják. Molekuláris vizsgálatok segítségével igazolták, hogy az említett élőlények külön fajokat képviselnek, tenyésztési vizsgálatokkal pedig az is kiderült, nem képeznek hibrideket. Optimális környezeti feltételek Az Eisenia fetida a többi gyűrűsféreghez hasonlóan a fénytől távol eső, védett környezetet kedveli, fénnyel való hosszabb időn keresztül történő érintkezés hatására bőre kiszárad és az állat elpusztul. A fénytől való védettséget a tenyésztése során mindenképpen biztosítani szükséges. Bár az Eisenia faj jól adaptálódik a szélsőséges körülményekhez, optimális szaporodási sebessége érdekében a hőmérséklet-tartományt 15-25 ˚C közé kell beállítani. Légzés típusa Légzés típusát tekintve az Eisenia fajok az aerob szervezetek közé tartoznak. Tüdővel nem rendelkeznek, a légzés a szabad bőrfelületükön keresztül valósul meg. Ahhoz, hogy ez valóban megtörténhessen, az állat bőrének nedvesnek kell maradnia, így az oldott állapotban lévő oxigén bekerülhet a vérkeringésbe. A test külső nedvességének biztosítása a testfelszínen képződő nyálkás bevonat által valósul meg, amelynek megőrzését a nedves, nyirkos közeg is elősegít. Mozgásukat a bőr felületén lévő apró sertékkel végzik az állat testének összehúzódása, megnyúlása során. Táplálkozás jellemző folyamatai Táplálkozásuk során a szervezetükbe került anyagok nyállal keverve a nyelőcsőből a zúzába (gyomor) kerülnek, ahol kisebb egységekre való bontásuk történik meg. Innen a gilisztabélbe
kerülve a keletkező anyagok további enzimes bontása megy végbe. Az anyagcsere folyamatokban részt vevő anyagok egy része a véráramba kerül, más részük pedig az állat végbélnyílásán keresztül a környezetbe választódik ki. A lenyelt nagy mennyiségű talajrészecskének tehát csak a szerves anyagait, korhadékát fogyasztja el az élőlény, a talajrészecskék emészthetetlen anyagai kis kupacok formájában kiürülnek a giliszta testéből.
Szaporodás jellemzői A gyűrűsférgek hímnős, hermafrodita élőlények, amelyek mind a hím, mind a nőstény nemi jelleggel rendelkeznek, a szaporodásukhoz szükséges örökítőanyaguk átvitele pedig bőrizomtömlőik összekapcsolódása során megy végbe. A vermikomposztálás során egy-egy szülőtől 30-75 napon belül 2-7 db új egyed születik, amelyek fejlődnek kikelésüket követően átalakulás nélkül fejlődnek tovább (NCU, 2014). A vermikoposztálás során mind a két típus felhasználásra kerül (Fauna Europea, 2013). Eisenia fetida talajminőséget befolyásoló hatása A földigiliszták életműködésüknek köszönhetően kulcsfontosságú szervezetek az ökoszisztéma tápanyaggal való ellátásában (Edwards, 1988). Ennek oka, hogy átalakító tevékenységük folytán képesek az ökoszisztéma működéséhez szükséges alapelemek, mint szén és nitrogén rendszerben való egyensúlyának megtartására. Ezért a mezőgazdaságban a szerves anyagok lebontásában és ásványi anyag körforgásban betöltött szerepüknek köszönhetően nagy jelentőséget tulajdonítanak ezek az élőlényeknek (Edwards and Lofty, 1977). A vermikomposztban jelenlévő tápanyagok már hozzáférhetőek a növények számára, ráadásul nagyobb koncentrációban tartalmazzák a növényi növekedéshez szükséges komponenseket, mint az az hulladék, amelyből előállították. Több kísérlet alapján a vermikomposzt a talajban növeli a hozzáférhető nitrogén, foszfor és kálium mennyiségét is. A földigiliszták, mint biológiai eszközök működésének elve akkor érthető meg minél jobban, ha egyre több tapasztalattal rendelkezünk az egyes fajok alkalmazhatóságával kapcsolatban. (Kale, 1998). Ahhoz, hogy a szerves hulladékok értékes talajjavító anyaggá való átalakítása megtörténjen, szükséges ismerni az uralkodó környezeti tényezők adott giliszta faj - elsősorban a széles
körben használt Eisenia fetida - szaporodására, növekedésére gyakorolt hatását. Mint valamennyi élőlény esetén, a rendelkezésre álló táplálék minősége és mennyisége alapvetően meghatározza a giliszták élettevékenységeit (Lee, 1985). A táplálék mellett azonban a nedvesség-tartalomnak, a férgek adott területen jellemző előfordulási gyakoriságának és egyéb abiotikus tényezőknek is igen jelentő szerepe van (Biradar et al., 1999). Mégis elsősorban a táplálék és környezeti tényezők tekinthetők. Abban az esetben, ha egy adott területen vermikomposztálással szeretnének a szerves hulladékot átalakítani, figyelembe kell venni az átalakításhoz felhasznált faj biológiai jellemzőit. Az elmúlt évek során számos tanulmány született a vermikomposztálás mechanizmusának leírásával kapcsolatban. Ezek arról számolnak be, hogy a giliszták anyagcsere tevékenysége következtében valamennyi esetben növekedő a talajban a nitrogén és foszfor, illetve csökkenő szén/foszfor, szén/nitrogén arány. A mérések szerint vermikomposztálás esetén a CHON elemek egymáshoz viszonyított mennyisége között számottevő változás következik be. A szén/nitrogén arányának változása természetesen nem a talaj nitrogén-tartalmának külső beavatkozással való növelésével, hanem fetidák aerob fermentációja során átalakult szerves szén-tartalom szén-dioxid formájában való felszabadulásával magyarázható. A vermikomposztálás során a szerves szén-tartalom csökkenésével párhuzamosan a környezetbe számos nitrogén-tartalmú anyag kerül kiválasztásra nyálka (mucus), növekedésserkentő hormonok és enzimek formájában. Ezek a nitrogénben gazdag biokémiai anyagok prizmákban végzett tenyésztés esetén azonban nem azonnal jelentkeznek, ezért módosító anyagként használják őket az prizmákban végzett vermikomposztálás során. Senepati és munkatársai kutatásának eredménye alátámasztja azt a megállapítást, miszerint zárt rendszerben a szén-tartalom légzés során szén-dioxidként való távozása és a nyálka, nitrogén-tartalmú anyagok kiválasztása növeli a környezeten mért nitrogén-szintet és csökkenti a szén-nitrogén arányt. A kezelésmentes és a vermikomposztált talaj nitrogén-tartalmának változását az alábbi ábrán látható.
# Talajban mért nitrogén-tartalom mennyiségének változása (%) kontroll minta és E.fetida faj alkalmazása esetén (Forrás: Tripathi & Bhadtwaj, 2004)
# Talajban mért szerves szén-tartalom mennyiségének változása (%) kontroll minta és E.fetida faj alkalmazása esetén (Forrás: Tripathi & Bhadtwaj, 2004)
A kezelésmentes és a vermikomposztált talaj szerves szén-tartalmának változása az előbbitől eltérően teljesen más tendenciát mutat. Ennek oka, hogy a fetida a környezetében lévő anyagokat nem csak átalakítja, de jórészt saját szervezete számára hasznosítja. A csökkenő szén-tartalom következtében a szerves szén- foszfor aránya is csökkenő tendenciát mutat.
# Talajban mért foszfor-tartalom mennyiségének változása (%) kontroll minta és E.fetida faj alkalmazása esetén (Forrás: Tripathi & Bhadtwaj, 2004)
A fenti ábra alapján megállapítható, hogy az idő előrehaladtával a kontroll mintaként használt kezeletlen talaj foszfor-tartalma alig változik, míg a vermikomposztált talajban lévő mennyisége dinamikus növekedést mutat. A nitrogén mennyiségének változását a bomlasztandó anyagokból származó nitrogén-tartalom mellett a fetidák által kiválasztott mucus (nyálka), növekedést serkentő anyagok kiválasztása okozza.
