Os anelídeos possuem uma réplica dos seus sistemas fisiológicos em cada metâmero do seu corpo. Dessa forma, cada segmento possui estruturas relacionadas com a digestão, excreção etc., mostrando, assim, certa "independência" de cada metâmero.
Anatomia de um Anelídeo Poliqueta.
Sistema Circulatório e Respiratório
Os anelídeos apresentam sistema circulatório fechado, com o sangue sendo transportado apenas dentro de vasos sanguíneos. O vaso ventral é responsável pelo transporte de sangue da região anterior (metâmero da boca) para a região posterior (região do ânus), e o vaso dorsal realiza o transporte de sangue da região posterior para a região anterior do indivíduo.
Em cada metâmero há, ainda, vasos laterais, que realizam a comunicação do vaso dorsal com o vaso ventral. Nos metâmeros da região anterior (região da boca), esses vasos laterais possuem musculatura responsável pelo bombeamento do sangue, sendo chamados de corações laterais. Portanto, anelídeos como as minhocas apresentam vários corações localizados na região anterior do corpo.
Quanto à respiração, os anelídeos marinhos apresentam respiração branquial, com cada metâmero tendo pelo menos um par de brânquias que absorvem o O2 dissolvido na água e liberam o CO2 produto da Respiração Celular.
Já os anelídeos terrestres e de água doce, apresentam respiração através da sua pele, chamada de respiração cutânea, na qual esses organismos secretam o muco, substância lubrificante que facilita a difusão de gases através dos seus corpos. Dessa forma, para realizar a respiração cutânea, a pele desses organismos é extremamente fina, vascularizada, e com vários poros, ampliando, assim, as trocas gasosas entre o organismo e o meio externo.
Nos anelídeos, a hemoglobina é a responsável pelo transporte de O2, mas esta se encontra livre nos vasos sanguíneos e não associada às hemácias, como nos cordados.
Sistema Digestório e Excretor
Apresentam sistema digestório completo e são protostômios, com a boca se desenvolvendo antes do ânus durante a fase embrionária. Os anelídeos são, geralmente, onívoros, embora existam espécies exclusivamente carnívoras - algumas, inclusive, hematófagas (alimentam-se de sangue), como as sanguessugas, e, outras, herbívoras.
O alimento entra no organismo do anelídeo pela boca, passa pela faringe e pelo esôfago e chega no papo, onde é lubrificado e umedecido. Saindo do papo, o bolo alimentar é transportado para a moela, onde é triturado no processo chamado de digestão mecânica. Após ser triturado na moela, o bolo alimentar vai para o intestino, onde ocorre a digestão química, com auxílio das enzimas digestivas. Essa digestão é, portanto, extracelular, e os nutrientes são absorvidos pelo organismo através de estruturas chamadas de cecos intestinais e tiflossole. Os alimentos não digeridos durante o processo compõem as fezes que são eliminadas pelo ânus.
A excreção dos anelídeos ocorre através de metanefrídios, sistema também encontrado nos moluscos. Nesse sistema, uma estrutura chamada nefróstoma absorve as excretas presentes no celoma ou na corrente sanguínea e as armazena até a excreção por poros chamados de nefridióporos. Cada metâmero de um anelídeo possui um par de metanefrídios e esses animais excretam produtos na forma de amônia.
Sistema Nervoso
Os anelídeos possuem sistema nervoso ganglionar, apresentando um par de gânglios chamados de gânglios cerebrais, localizados na região dorsal do corpo, próximos à faringe dos anelídeos. Nestes gânglios há uma concentração de corpos celulares, que são regiões de neurônios.
Dos gânglios cerebrais, partem dois cordões nervosos que se estendem por toda a região ventral do organismo. Nesses cordões, também se formam gânglios, que se localizam aos pares em cada metâmero do corpo.
Alguns anelídeos poliquetos possuem, na região inferior do corpo, órgãos sensoriais, como tentáculos e olhos. Já os oligoquetos, como as minhocas, possuem células sensoriais ao longo do corpo, que estão relacionadas com a percepção de alterações do meio ambiente.