Филогенез нервной системы животного

Размещено на http://www.allbest.ru/

План

Введение

1. Нервная система беспозвоночных животных

2. Нервная система позвоночных животных

Вывод

Список литературы

Введение

Развитие - это качественные изменения в организме, заключающиеся в усложнении его организации, то есть строения и функций всех тканей и органов, усложнении их взаимоотношений и процессов их регуляции.(2)

Нервная система - комплекс анатомических структур, которые управляют деятельностью различных органов, систем и аппаратов, составляющих целостный организм, осуществляет его связь с внешней средой, а также координирует процессы, протекающие в организме в зависимости от состояния внешней и внутренней среды. (1)Развитие нервной системы представляет собой сложнейшую цепь последовательных взаимосвязанных событий, включающих пролиферацию, миграцию, дифференцировку и гибель клеток, процессы роста нервных отростков, синаптогенез, формирование клеточных агрегатов и стабилизацию нервных связей.

Нервные клетки приобретают свои уникальные свойства и образуют четко организованные синаптические связи под влиянием факторов окружающей среды. Такими факторами являются: происхождение клеток; индукционные трофические взаимодействия между клетками; метки, при помощи которых осуществляется миграция и рост аксонов; специфические маркеры, благодаря которым клетки узнают друг друга, а также постоянная реорганизация связей в зависимости от активности клетки. Сложная нервная система, имеющаяся у высших животных, сформировалась в процессе длительной эволюции.

Филогенемз, или Филогения (др.-греч. цлпн, phylon -- племя, раса и др.-греч. генефйкьт, genetikos -- имеющий отношение к рождению) -- историческое развитие организмов.(3) Филогенез нервной системы -- история формирования и совершенствования ее структур. В филогенетическом ряду существуют организмы разной степени сложности и их можно разделить на две группы: беспозвоночные и хордовые животные.

Нервная всех многоклеточных развивается из эктодермы, поэтому можно сказать, что нервные клетки как беспозвоночных, так и хордовых устроены принципиально одинаково.

Нервная система объединяет все органы и ткани в единое и обеспечивает связь с внешней средой, а именно - восприятие ее стимулов и ответ на них. С усложнением строения животного заметно изменяется структура нервной системы, но предыдущие образования не исчезают. В нервной системе высших животных сохраняются сетевидная, цепочная и ядерная структуры, которые были характерны для прошлых ступеней развития. (1)

нервная система беспозвоночный позвоночный животное филогенез

1. Нервная система беспозвоночных

У простейших способность отвечать на раздражители присуща одной клетке, которая является одновременно как рецептором, так и эффектором. Появление многоклеточной организации привело к дифференциации тканей и разделению рецептора и эффектора. (2)

Для беспозвоночных животных характерно наличие нескольких источников происхождения нервных клеток, они могут одновременно и независимо происходить из трех зародышевых листков. Нервная система впервые появляется у кишечнополостных.

Кишечнополостные -- это двухслойные животные. Их тело представляет собой полый мешок, внутренняя полость которого является пищеварительной полостью. Нервная система кишечнополостных принадлежит к диффузному типу. Многочисленные короткие отростки нейронов соединяются друг с другом, образуя сеть (сплетение), пронизывающую все тело животного, при этом волну распространяющегося возбуждения сопровождает волна мышечного сокращения. Нервные клетки кишечнополостных не имеют специализированных поляризованных отростков. Импульсы распространяются во всех направлениях, не образуя длинных проводящих путей. (2)

Контакты между нервными клетками диффузной нервной системы бывают нескольких типов: плазматические контакты, обеспечивающие непрерывность сети (анастомозы) и щелевидные контакты между отростками нервных клеток, которые подобны синапсам. Среди них существуют контакты, в которых синаптические пузырьки располагаются по обе стороны контакта, образуя симметричные синапсы, а есть и несимметричные синапсы: в них везикулы располагаются только с одной стороны щели. (1)

Нервные клетки типичного кишечнополостного животного гидры равномерно распределены по поверхности тела в один слой, образуя некоторые скопления в районе ротового отверстия и подошвы.

“Следующим этапом развития беспозвоночных является появление трехслойных животных -- плоских червей. Подобно кишечнополостным они имеют кишечную полость, сообщающуюся с внешней средой ротовым отверстием. Однако у них появляется третий зародышевый слой -- мезодерма и двусторонний тип симметрии. Нервная система низших плоских червей принадлежит диффузному типу. Однако из диффузной сети уже обособляются несколько нервных стволов. У свободно живущих плоских червей нервный аппарат приобретает черты централизации. Нервные элементы собираются в несколько продольных стволов, которые соединяются между собой поперечными волокнами. Упорядоченная таким образом нервная система называется ортогоном.” (1, стр. 20)

Вместе с двухсторонней симметрией у плоских червей формируется передний конец тела, на котором концентрируются органы чувств, появляется скопление нервной ткани, из которой позже формируется мозговой ганглий (первый шаг к цефализации). Централизация и цефализация - результат развития чувствительных структур.

Объединение нейронов у кольчатых червей привело к следующему этапу развития беспозвоночных, тоесть к образованию нервной системы, состоящей из одного продольного тяжа, идущего по всей длине тела, который состоит из парных сегментарных узлов (ганглиев). (2) Ганглий расположен на брюшной стороне сегмента под кишечной трубкой, посылает свои чувствительные и двигательные волокна в свой сегмент и в два соседних. Чувствительные нейроны расположены в вентральной части ганлия, а двигательные - в дорсальной и мелкие клетки, иннервирующие внутренние органы, расположены латерально между двигательными и чувствительными. Нейроны расположены диффузно и не образуют центров. (1)

Ганглии кольчатых червей соединены между собой в брюшную нервную цепочку, ганглии связаны между собой при помощи стволов (коннективов).

“На переднем конце тела кольчатых червей два слившихся ганглия образуют крупный подглоточный нервный узел. Коннективы от подглоточного нервного узла, огибая глотку, вливаются в надглоточный нервный узел, который является самой ростральной частью нервной системы”. (1, стр.22)

Надглоточный ганглий контролирует подглоточный ганглий, а подглоточный - нижележащие узлы.

Существуют группы кольчатых червей, у которых в подглоточном ганглии обособляется три отдела. Передний отдел иннервирует щупальца, средний - глаза и антенны, задняя часть развивается в связи с совершенствование химических органов чувств.

Похожее строение нервной системы имеют членистоногие. Она построена на основе брюшной нервной цепочки, но способна достигать высокого уровня развития.

Головной мозг членистоногих состоит из трех отделов: передний - протоцеребрум, средний - дейтоцеребрум и задний - тритоцеребрум.

Мозг насекомых отличается сложным строением. Грибовидные тела являются важными ассоциативными центрами, они располагаются на поверхности протоцеребрума. Сложность поведения животного взаимосвязана со степенью развития грибовидного тела.(1)

Нейросекреторные клетки расположены почти во всех отделах нервной системы, они играют важную роль в регуляции гормональных процессов членистоногих.

Нервная система моллюсков также имеет ганглионарное строение. Каждая ганглия управляет определенной группой органов и располагается рядом с иннервируемыми органами или внутри них. Ганглии попарно связаны комиссурами.

2. Нервная система позвоночных животных

Как и у всех многоклеточных, нервная система хордовых животных развивается из эктодермы. Она возникает за счет погружения чувствительных, первоначально лежащих на поверхности тела, клеток под его покровы. (4) Нервная система ланцетника, представленная нервной трубкой, лежит со спинной стороны животного и сохраняет функции органа чувств.(1)

У всех позвоночных животных первоначально выпячивается передняя часть нервной трубки, образуя дистантные органы чувств. Центральная нервная система является производной нервной трубки, передний конец становится головным мозгом, а задний - спинным.(4) “Образование головного мозга называют кефализацией”. (4, стр.141) Его образование связано с увеличением активности животных и необходимостью постоянного анализа стимулов внешней среды. Нервные клетки размещены в центральной части трубки, а волокна - в периферической.

Головной мозг взрослых позвоночных всегда состоит из пяти отделов: переднего, промежуточного, среднего, заднего и продолговатого. Ткань мозга состоит из серого и белого вещества

Примитивные позвоночные -- круглоротые -- имеют утолщение нервной трубки на головном конце тела -- головной мозг. Головной мозг круглоротых имеет три отдела (задний, средний и передний). Каждый выполняет определенную сенсорную функцию: задний связан с механорецепцией, средний -- со зрением и передний -- с обонянием.

Наиболее развитым отделом является задний мозг. Он вместе со средним выполняет и высшие интегративные функции. Мозжечок у круглоротых развит слабо. Передний мозг имеет только обонятельные луковицы и обонятельные доли.

“У рыб головной мозг невелик. Слабо развит его передний отдел. Передний мозг не разделен на полушария. Крыша его тонкая, состоит только из эпителиальных клеток и не содержит нервной ткани. Основание переднего мозга включает полосатые тела, от него отходят обонятельные доли. Функционально передний мозг является высшим обонятельным центром.

В промежуточном мозге, с которым связаны эпифиз и гипофиз, расположен гипоталамус, являющийся центральным органом эндокринной системы. Средний мозг рыб наиболее развит. Он состоит из двух полушарий и служит высшим зрительным центром. Кроме того, он представляет собой высший интегрирующий отдел головного мозга. Задний мозг содержит мозжечок, осуществляющий регуляцию координации движений. Он развит очень хорошо в связи с перемещением рыб в трехмерном пространстве. Продолговатый мозг обеспечивает связь высших отделов головного мозга со спинным и содержит центры дыхания и кровообращения. Головной мозг такого типа, в котором высшим центром интеграции функций является средний мозг, называют ихтиопсидным”. (4, стр.142)

У земноводных мозг также ихтиопсидный. У них значительно увеличивается передний мозг за счет развития полушарий. В среднем мозге развивается двухолмие, которое является высшим зрительным центром. Мозжечок несколько редуцирован в связи с примитивным характером движений. Высшие интегративные функции выполняют средний и промежуточный мозг. (1) (4)

Для рептилий характерно значительное совершенствование передних отделов мозга. Передний мозг -- наиболее крупный отдел по сравнению с остальными. В нем особенно развиты полосатые тела. К ним переходят функции высшего интегративного центра. На поверхности плаща появляется серое вещество -- кора. У высших представителей рептилий (крокодилы) в латеральных частях полушарий начинается закладка новой коры. Появляются новые образования среди базальных ядер больших полушарий: в промежуточном мозге появляется зрительный бугор (таламус), имеющий специализированные ядра. Мозжечок сильно развит благодаря сложности и многообразию движений пресмыкающихся. Промежуточный мозг с базальными ядрами выполняют высшие интегративные функции больших полушарий, такой тип мозга называют зауропсидным.

“Совершенствование конечного мозга птиц идет по пути развития стриарных ядер. Корковые образования развиты слабо, новая кора отсутствует. Своими размерами выделяется мозжечок. Сенсорные и моторные функции распределены по отделам мозга также, как и у остальных позвоночных, но часть этих функций берет на себя стриатум конечного мозга. Высшие интегративные функции выполняются специфической для птиц структурой -- добавочным гиперстриатумом”. (1, стр.29)

У млекопитающих -- маммалийный тип мозга. Развитие пошло по пути увеличения относительной площади новой коры за счет развития складчатости плаща, наползания его на все остальные отделы головного мозга. Возникают связи новой коры с остальными отделами центральной нервной. В заднем мозгу появляется Варолиев мост, образуются средние ножки мозжечка, в нем развиваются новые корковые структуры. В крыше среднего мозга появляется заднее двухолмие, с дорсальной стороны -- ножки мозга. Промежуточный мозг, как и у других классов, включает гипоталамус, гипофиз и эпифиз. Продолговатый мозг приобретает пирамиды и оливы.

Новая кора осуществляет почти все высшие сенсорные функции, а старая и древняя выполняют только обонятельные и висцеральные функции.

У высших млекопитающих относительное представительство сенсорных функций уменьшается. Все большую поверхность коры занимают ассоциативные зоны коры.

Высшие интегративные функции у примитивных млекопитающих выполняют стриатум и кора, у высокоорганизованных -- ассоциативные зоны новой коры. (1) (4)

Вывод

Основные этапы эволюции центральной нервной системы отражаются и в онтогенезе человека.

В развитии нервной системы многоклеточных принято выделять три этапа, или три типа нервной системы - диффузную (кишечнополостные), узловую (членистоногие) и трубчатую (позвоночные).

Превоначально диффузно расположенные биполярные нейросекреторные клетки воспринимали сигналы либо отростками, либо всей поверхностью клетки, затем сформировались нейросекреторные центры, нейросекреторные тракты и нейросекреторные контактные области. В последующем произошла специализация нервных центров, увеличилась степень недежности во взаимоотношениях двух основных регуляторных систем (нервной и гуморальной) и сформировался принципиально новый этап регуляции - подчинение нейросекреторным центрам периферических эндокринных желез. Трубчатая система хордовых возникла путем обособления чувствующих клеток, позже возникла путем обособления чувствующих клеток, после возникает ромбовидный мозг, который обособляет продолговатый и задний мозг. Важной особенностью мозга млекопитающих является развитие борозд.

По мере усложнения организации животных развиваются новые центры, которые занимают главенствующее положение, подчиняя себе более древние.

Список литературы

1. Н. В. Воронова, Н. М. Климова, А. М. Менджерицкий “Анатомия Центральной Нервной Системы” Москва 2006 стр. 18-29;

2. В. М. Смирнов, В. Н. Яковлев “Физиология центральной нервной системы” Москва 2002 стр. 18-24;

3. В. Н. Ярыгин, В. И. Васильева, И. Н. Волков, В. В. Синельщикова “Биология Книга 2” Москва 2003 стр. 141-145

Размещено на Allbest.ru