Sliekai yra viena iš nedaugelio gyvūnų grupių, kurių agroekosistemose gali būti daugiau negu natūraliose ekosistemose. Natūraliuose biotopuose maksimaliai galima aptikti 500 individų kvadratiniame metre, o dirbamuose dirvožemiuose, ypač ganyklose, gali būti nuo kelių šimtų iki beveik poros tūkstančių individų kvadratiniame metre. Optimaliomis sąlygomis sliekų biomasė gali pasiekti net iki 5 t/ha.

Sliekų teigiama veikla žinoma seniai. Jų reikšme dirvožemiui neabejojo ir evoliucijos teorijos kūrėjas Č. Darvinas, kuris sliekus tyrinėjo apie 40 metų ir 1881 m. pirmasis išleido apibendrinamąjį veikalą, įrodantį šių kirmėlių reikšmę dirvožemiui ir jo svarbiausiai savybei – derlingumui.

Sliekai paplitę beveik visose klimato zonose, išskyrus karštas, sausas ir poliarines dykumas, bet didžiausia jų įvairovė ir biomasė yra vidutinėje klimato juostoje, nors gana gausūs jie yra ir tropikuose. Šių gyvių randama įvairaus tipo dirvožemiuose su skirtinga granuliometrine sudėtimi, bet pirmenybę teikia smulkesnės granuliometrinės sudėties dirvožemiams.

Sliekai priklauso žieduotųjų kirmėlių gyvūnų tipui. Sliekai ir jų giminaičiai gana gausi rūšių kirmėlių grupė – pasaulyje jų žinoma daugiau kaip 3 000 rūšių. Tiesa, Lietuvoje jų įvairovė nedidelė, priskaičiuojama tik 15 rūšių. Tam įtakos turėjo paskutinis apledėjimas, kuris prieš keliolika tūkstančių metų dengė visą Lietuvos teritoriją.

Dalis rūšių yra paplitusios tik tam tikrose teritorijose, o kitos, dažnai ne be žmogaus pagalbos, išplito ne viename kontinente ir yra laikomos kosmopolitinėmis. Yra žinoma atvejų, kai sliekai, patekę į naujas teritorijas, virsta invazinėmis rūšimis, darančiomis neigiamą poveikį ne tik dirvožemiui, bet ir vietiniams gyvūnams bei augalams.

Skiriamasis priekio požymis – balnelis

Slieko kūnas sudarytas iš daugybės vienodų segmentų, kurių skaičius varijuoja nuo 100 iki daugiau kaip 400. Kūno priekyje yra du nedideli segmentai, kurie sudaro slieko priekinę dalį ir viename iš jų, prostomiume, apatinėje pusėje atsiveria slieko burna.

Prostomiumas yra labai jautri aplinkai kūno dalis, kurioje yra lytėti skirti jutimo organai. Yra žinoma, kad, pašalinus šią kūno dalį, sliekai praranda gebėjimą raustis. Slieko kūno priekyje yra sustorėjimas, vadinamas balneliu. Jis svarbus dauginimosi metu. Kūno priekis vizualiai nesiskiria nuo kūno galo ir tik balnelis padeda nustatyti, kur yra priekinė, o kur – užpakalinė kūno dalis.

Kiekviename kūno segmente, kairėje ir dešinėje pusėje, yra po 4 chitininius šerelius, kurie gyvūnui padeda judėti. Šereliai padeda įsitvirtinti urveliuose ir būtent dėl šių plika akimi nematomų šerelių slieką yra labai sunku ištraukti iš jo urvelio.

Gyvūną gaubia permatoma pralaidi kutikulė. Vidaus sandara yra pakankamai sudėtinga. Šie kirminai turi specializuotą šalinimo sistemą, uždarą kraujotakos sistemą (jų kraujas turi pigmento hemoglobino ir yra raudonos spalvos), gana paprastą nervų sistemą.

Sliekai neturi specializuotų kvėpavimo organų ir kvėpuoja visu kūno paviršiumi. Ši savybė dažnai nulemia gebėjimą gyventi vienoje ar kitoje aplinkoje. Dėl kvėpavimo visu kūno paviršiumi sliekas turi būti nuolat drėgnas, todėl šie kirminai labiausiai mėgsta drėgnus dirvožemius, bet, užmirkusiuose dirvožemiuose sumažėjus deguonies kiekiui, irgi negali gyventi.

Sudėtinga virškinamojo trakto struktūra

Vienas svarbiausių dalykų, susijusių su sliekų reikšme dirvodarai – tai virškinamojo trakto struktūra. Panašiai kaip ir žmogaus, žarnyną sudaro 3 skyriai: priekinė, vidurinė ir užpakalinė žarnos. Stemplėje turi 3 poras kalkinių liaukučių, kurios neutralizuoja maisto pH. Kalkinės liaukutės turi pasipildyti kalcio ir tai lemia, kad šie gyvūnai labiausiai toleruoja neutralius arba labai silpnai rūgščius dirvožemius, nors atskiros rūšys yra prisitaikiusios gyventi ir pakankamai rūgščiuose dirvožemiuose.

Už stemplės eina gurklys ir raumeningas skrandis, kuriame maistas yra suspaudžiamas į kompaktišką masę ir nustumiamas į vidurinę žarną. Vidurinė žarna, kur vyksta virškinimas ir absorbcija, nugarinėje pusėje turi įlinkimą, vadinamą tifliozoliu. Jo dydis tiesiogiai koreliuoja su gyvenamąja vieta ir maisto objektu.

Nors visi sliekai minta negyva organika ir yra vadinami saprofagais, bet jie praryja ir didelius kiekius mineralinių dalelių. Kuo didesnį kiekį mineralinių dalelių praryja sliekas, tuo didesnis yra jo tifliozolis. Mineraliniame sluoksnyje gyvenantys sliekai, tokie kaip dirvinis sliekas (Aporrectodea caliginosa caliginosa), turi labai didelį tifliozolį, o sliekų, gyvenančių humusiniame sluoksnyje arba komposte (pavyzdžiui kompostinio slieko – Eisenia foetida), tifliozolis gerokai mažesnis.

Vidurinėje žarnoje vyksta tiek cheminis, tiek mechaninis augalų liekanų skaidymas. Sliekų žarnynas, kitaip nei kitų stambių dirvožemio bestuburių, išskiria fermentus celulazę ir chitinazę, kurie suskaido tiek augalinės, tiek grybinės ar gyvulinės kilmės produktus. Fermentai išsiskiria skirtingose virškinamojo trakto dalyse ir priklauso nuo žarnyno pH bei simbiontinės mikrofloros.

Sliekai yra jautrūs azoto kiekiui: azoto turtingoje aplinkoje greičiau auga ir vystosi, todėl maistui selektyviai renkasi nuokritas su didesniu šio elemento kiekiu. Mieliausiai ėda dilgėles, rūgštynes, kiškio kopūstus, drebules ir alksnius. Nemėgsta maumedžių, ąžuolų ir spygliuočių.

Stebėtinas ėdrumas

Užpakalinėje žarnoje maistas sudaro bestruktūrę masę. Tokia masė yra lengvai prieinama mikroorganizmams, kurie augalines liekanas mineralizuoja ir humifikuoja. Sliekai rajūs gyvūnai ir per parą suėda nuo 2 iki 30 kartų daugiau maisto nei sveria patys. Vienas sliekas per parą gali suryti nuo 20 iki 1 000 mg dirvožemio. Didžiausią kiekį suėda derlinguose tropikų dirvožemiuose gyvenantys sliekai.

Maistas virškinamas skirtingu greičiu. Sliekai nevirškina dumblių, o bakterijos, perėjusios per jų žarnyną, geriau dauginasi. Paklotinio sluoksnio sliekai maitinasi visą parą, o gyvenantys gilesniuose sluoksniuose į paviršių iššliaužia tamsiuoju paros metus ir augalines liekanas įsitraukia į savo urvelį.

Nors sliekai yra saprofagai ir paprastai nesimaitina augalų šaknimis, bet yra žinoma atvejų, kai, trūkstant negyvos augalinės medžiagos, pradėjo maitintis augalų (pupelių) šaknimis. Norint to išvengti, reikia užtikrinti pakankamą negyvos augalinės medžiagos kiekį. Esant sliekams, paklotė skaidoma 8 kartus greičiau nei ten, kur jų nėra.

Praėjusios žarnyną organinės medžiagos reaguoja su neorganinėmis ir susiformuoja stabilūs organiniai bei mineraliniai kompleksai, kurie būdingi derlingam dirvožemiui. Per slieko žarnyną praėjusiame dirvožemyje pagausėja biogeninio tirpaus kalio, kalcio ir fosforo. Dėl sliekų veiklos lėtėja tokių elementų kaip geležis, manganas ir aliuminis išplovimas ir spygliuočių miškų dirvožemyje sulėtėja jaurėjimo procesas.

Išmatų krūvelės – koprolitai – yra viena iš didžiausių biologinį aktyvumą dirvožemyje turinčių vietų, kur labai intensyviai veikia mikroorganizmai ir formuojasi vertingiausia dirvožemio organinė dalis – smulkiausias pagal organinių dalelių dydį humusas.

Dauginimosi ir vystymosi ypatumai

Sliekai yra hermafroditai – viename individe yra ir vyriški, ir moteriški lytiniai organai, bet dauginimuisi reikalingi du partneriai. Dauginasi tuomet, kai yra pačios palankiausios aplinkos sąlygos: didžiausia drėgmė ir aukštesnė temperatūra. Lytinė sistema yra priekinėje kūno dalyje, prieš balnelį, todėl dauginimosi metu sliekai sukimba priekinėmis kūno dalimis. Balnelis išskiria gleives, kurios palengvina vyriškų lytinių ląstelių apsikeitimą. Dauginimosi metu sliekai gali būti sukibę net iki kelių valandų.

Sliekams pasikeitus spermatozoidais, ant balnelio susiformuoja kietas iš baltymų sudarytas žiedas, vadinamas mova, į kurį patenka lytinės ląstelės. Nuslinkusi nuo kūno mova virsta kokonu, kuriame vystosi kiaušiniai. Kokono dydis ir forma yra specifiniai rūšiai, bet paprastai tai keleto milimetrų skersmens ovalios ar apvalios struktūros, paprastai rudos ar gelsvos spalvos.

Kokonų Lietuvoje dažniausiai galima rasti vasaros pabaigoje – rudens pradžioje. Sliekai nevislūs gyvūnai ir kokone paprastai būna 1, labai retai 2–3 kiaušiniai. Kompostinis sliekas yra viena iš visliausių rūšių ir jo kokone gali vystytis iki 6 kiaušinių.

Ar greitai išsiris sliekiukai, priklauso ir nuo aplinkos sąlygų, ir nuo rūšies ypatumų. Raudoni sliekai dauginasi greičiausiai. Pavyzdžiui, dirvinis sliekas greičiausiai vystosi esant apie 12 °C, o kompostinis – beveik 25 °C temperatūrai.

Sliekai vystosi be metamorfozės ir iš kokono išsirita mažas sliekiukas, paprastai 1–2 cm ilgio. Iš kokono išsiritę didžiųjų sliekų sliekiukai būna gerokai didesni. Nors kiaušinių kokone yra labai nedaug, bet esant palankioms sąlygoms sliekai gali visą sezoną daugintis ir formuoti kokonus. Paviršiuje gyvenantys sliekai per sezoną padeda iki 70–100 kokonų, giliau (iki 10 cm gylio) gyvenantys – po 30–40 kokonų, o giluminiai sliekai suformuoja mažiausiai kokonų. Jei vasaros karštos ir sausos, šie gyviai nesidaugina.

Sliekai iki subrendimo auga 38–74 savaites, nelygu rūšis ir aplinkos sąlygos, mūsų regione dažniausiai subręsta po metų. Jiems būdinga regeneracija – prarastų kūno dalių atauginimas. Bet yra viena sąlyga – atauginama tik užpakalinė kūno dalis. Jei pažeidžiama priekinė dalis, kurioje yra balnelis ir svarbiausi kūno organai, kūnas neregeneruoja. Gyvenimo trukmė ne tokia ir trumpa – palankiomis sąlygomis sliekai gali gyventi ir iki 10 metų.

Diapauzė – kaip išlikimo galimybė

Nepalankias aplinkos sąlygas (žiemą ir karštą vasarą) šie gyviai praleidžia diapauzėje. Urvelių galuose suformuoja praplatėjimus (iki 20–50 cm gylyje) ir ten pereina į anabiozės stadiją: netenka skysčių, sumažėja, susisuka į kamuoliuką (kartais net keli individai į vieną) ir apsidengia iš gleivių susiformavusiu sukietėjusiu apvalkalu. Pats urvelis dažnai užlipdomas kaprolitais. Tropikų kraštuose sliekų diapauzė vyksta per liūčių periodus.

Šioms kirmėlėms labai svarbus yra santykinis dirvožemio drėgnumas: jam pasiekus 35 proc., sliekai žūva. Gali netekti beveik 70 proc. kūno masės ir išlikti gyvi. Jie gerai toleruoja dirvožemio užliejimą (bet su aeracija): užlieti gali išgyventi net iki 30–50 savaičių. Nepakantūs staigiam atšalimui ir dirbamuose laukuose be augalų miršta net po pirmųjų rudeninių šalnų. Žiemą, t. y. atšąlant pamažu, jie adaptuojasi ir gali iškęsti keletą laipsnių žemiau nulio. Blogiausios aplinkos sąlygos sliekams būna tuomet, kai sausas pavasaris ateina po šaltos žiemos.

Vidutinės klimato zonos sliekai nemėgsta ir aukštų temperatūrų, nors tropikuose gyvenančios rūšys tokias temperatūras puikiai toleruoja. Jautrūs padidėjusiai CO₂ koncentracijai, netoleruoja druskingų dirvožemių, todėl sliekų jūros pakraščiuose neaptiksite. Vengdami nepalankių aplinkos sąlygų, migruoja. Tai dažniausiai daro mineralinio sluoksnio ir giluminiai sliekai, kurie nusileidžia į paprastai jiems nebūdingą gylį. Lietuvoje gyvenančių didžiųjų sliekų gali pasitaikyti 2 m gylyje, o didžiausias užfiksuotas gylis, į kurį numigravo sliekai, yra net 8 metrai.

Paviršinio sluoksnio sliekai nemigruoja giliau, bet, aplinkos sąlygoms pasidarius nepalankioms, rausiasi į organinių medžiagų sluoksnį, paklotę ar samanas, kurios pasižymi geromis izoliacinėmis savybėmis ir apsaugo sliekus nuo per aukštos ar per žemos temperatūros.

Morfologinės-ekologinės sliekų grupės

Dirvožemyje sliekai pagal mitybą, dydį ir reakciją į abiotinius veiksnius pasidalija labai nevienodai ir yra skirstomi į 3 morfologines-ekologines grupes: paklotinius (epigėjinius), mineralinio sluoksnio (engogėjinius) ir giluminius sliekus.

Paklotinių gausiausia viršutiniame sluoksnyje, o giliau kaip 10 cm randami tik pavieniai individai. Mineralinio sluoksnio sliekai gausiausi yra 0–10 cm gylyje, o paviršiuje – tik pavieniai individai. Sliekų ilgis didėja einant nuo paviršiaus link gilesnių sluoksnių. Paviršiniai sliekai yra patys mažiausi ir siekia tik 20–86 mm. Paklotiniai sliekai, gyvenantys 0–10 cm gylyje, yra jau 47–150 mm ilgio. Didžiausi yra urviniai sliekai, kurie gali būti 70–450 mm ilgio. Paviršiuje gyvenantys sliekai yra blyškesnės spalvos negu sliekai, kurie gyvena gilesniuose dirvožemio sluoksniuose. Ryškiai raudoni komposte gyvenantys sliekai.

Įtaka dirvožemio struktūrai ir derlumui

Manoma, kad be sliekų dirvožemio sluoksnis būtų ne storesnis kaip 10 cm. Dėl savo rausiamosios veiklos sliekai vadinami ekosistemų inžinieriais. Jų padaryti urveliai gerina dirvožemio aeraciją ir vandens judėjimą. Tai ypač svarbu sunkesnės granuliometrinės sudėties, suslėgtuose dirvožemiuose. Sliekai maišo organikos turtingą sluoksnį su mineraliniu sluoksniu ir kartu sudaro sąlygas svarbiems elementams migruoti į gilesnius sluoksnius, t. y. storina derlingąjį dirvožemio sluoksnį.

Praėjusios slieko žarnyną organinės ir mineralinės dalelės suformuoja stabilius, vandenyje netirpius agregatus, kurie būtini struktūriškam dirvožemiui ir yra viena iš svarbiausių derlingumo sąlygų. Sliekai palengvina augalų šaknijimąsi, yra labai svarbūs mikroorganizmų paplitimui ir aktyvumui dirvožemyje. Yra žinoma, kad praėję slieko žarnyną mikroorganizmai aktyviau veikia.

Sliekai pagreitina negyvos organikos skaidymą tiek dėl mechaninio smulkinimo, tiek dėl savo fermentų veiklos. Esant gausesnei populiacijai, būna didesnis tokių elementų, kaip azoto, fosforo, kalio ir kalcio, kiekis. Patys sliekai yra šių elementų talpykla ir jiems žuvus dirvožemis yra praturtinamas lengvai augalams prieinamo azoto ir fosforo. Esant dideliam sliekų tankiui, paprastai azoto netrūksta.

Ekosistemos pokyčių bioindikatoriai

Sliekai yra vieni iš svarbiausių dirvožemio bioindikatorių, parodančių ekosistemoje vykstančius pokyčius. Labai jautriai reaguoja į ariamąjį dirvos dirbimą naudojant sunkiąją techniką. Nors jie neišnyksta, bet labai sumažėja paviršinio sluoksnio ir padaugėja giluminio sluoksnio grupių atstovų. Labai panašūs sliekų sudėties pokyčiai vyksta ir esant dirvožemio suslėgimui, pavyzdžiui, ganyklose su per dideliu gyvulių skaičiui ploto vienetui.

Sliekų veikla (koprolitų kiekis) gali būti puikus vandens kiekio dirvožemyje indikatorius. Esant per mažam vandens kiekiui, urvelių ir kaprolitų krūvelių beveik nebūna. Esant dideliam organikos kiekiui keičiasi amžiaus grupių proporcijos: daugėja jaunų sliekų. Kai organikos trūksta, vyrauja subrendę sliekai.

Norint užtikrinti geras sąlygas sliekams, nereikia ypatingų priemonių. Svarbu aprūpinti juos negyva organika, užtikrinti, kad dirvožemis neperdžiūtų, pernelyg neįkaistų ir būtų gerai aeruojamas. Sliekų kiekiui padidinti labai tinka mulčiavimas bet kokia negyva organine medžiaga, svarbu palikti derliaus likučių dirbamuose laukuose.

Sliekai labai įvairiai reaguoja į pesticidus. Į kai kuriuos iš jų (karbamatus) reaguoja labai jautriai ir yra viena pirmųjų grupių, kuri išmiršta, bet chlororganinius junginius toleruoja geriau nei kitos grupės (vabzdžių lervos) ir netgi juos kaupia. Yra žinoma, kad sliekų organizme gali būti iki 5 kartų didesnė pesticido DDT koncentracija negu dirvožemyje. Dėl šios savybės sliekai yra susiję ir su kai kuriomis ekologinėmis problemomis, pavyzdžiui, plėšriųjų ir pelėdinių paukščių skaičiaus sumažėjimu praėjusio šimtmečio 8 dešimtmetyje. Sliekų kūnuose sukauptas DDT, patekęs į plėšrius paukščius, deformavo (suminkštino) kiaušinių lukštus ir paukščiukai neišsirisdavo.

Sliekai naudojami ir sunkiųjų metalų bioindikacijai dirvožemyje. Tam ypač tinka kokonai: jauni sliekiukai itin jautrūs sunkiųjų metalų koncentracijai ir žūsta dar kokone. Suaugę sliekai nevienodai reaguoja į skirtingus sunkiuosius metalus. Gali toleruoti pakankamai didelę cinko koncentraciją, bet yra labai jautrūs kadmiui ir švinui.

Sliekus parazituoja apvaliosios kirmėlės, pirmuonys ir musių lervos (Pollenia, Sarcophaga). Sarcophaga carnaria yra obligatinis sliekų parazitas, jų patelės ieško sliekų urvelių su sliekais, kad galėtų padėti kiaušinius į kaprolitų krūvas, o lervos vėliau pačios susiranda sliekus. Sliekus gali užpulti tik pirmo amžiaus lervos, vėliau jos to padaryti nesugeba ir žūsta.

***

Sliekai būna nuo kelių centimetrų iki kelių metrų ilgio. Didžiausias žinomas sliekas – Megascolides australis, kuris siekia iki 3 metrų. Gyvena Australijoje, pakankamai giliai, beveik neišlįsdami į paviršių. Lietuviški sliekai būna nuo maždaug 3 (samaninis sliekas – Dendrobaena octaedra) iki beveik 20 (didysis sliekas – Lumbricus terestris) centimetrų.