Основные пути и закономерности эволюции нервной системы.

Нервная регуляция как высший этап развития

Функции нервной системы заключаются в быстрой и точной передаче информации и ее интеграции, обеспечении взаимосвязи между органами и системами органов (безусловные рефлексы), приспособлении деятельности организма к меняющимся условиям внешней среды организма к меняющимся условиям внешней среды (условные рефлексы), а также осуществлении психических функций (сознание, мышление, речь, память). Нервная система в организме выполняет интегрирующую роль, объединяя в единое целое все ткани, органы и координируя их специфическую активность в составе функциональных систем.

Например, ЦНС управляет деятельностью опорно-двигательного аппарата, регулируя и перераспределяя тонус отдельных мышц. Регуляция работы внутренних органов осуществляется вегетативной нервной системой и эндокринной системой. В покое они обеспечивают поддержание гомеостазиса, а во время работы приспосабливают работу внутренних органов к изменившимся потребностям, чтобы поддержать гомеостазис в новых условиях. С помощью вегетативной нервной системы регуляторные влияния осуществляются быстро, в течение долей секунды, тогда как регуляторное влияние гормонов развивается медленнее, но длится дольше.

Интегративная роль ЦНС заключается в соподчинении и объединении тканей и органов в единую систему, деятельность которой направлена на достижение полезного для организма приспособительного результата.

Уровни организации ЦНС:

I уровень – нейроны, рефлекторная дуга;

II уровень – нейрональный ансамбль (модуль), обладающий качественно новыми свойствами, – нервный центр. Нервные центры часто выступают как автономные командные устройства, управляющие тем или иным процессом на периферии;

III уровень – высший уровень интеграции, объединяющий все центры регуляции в единую регулирующую систему, а отдельные органы и системы – в единую физиологическую систему – организм.

Основные пути и закономерности эволюции нервной системы.

Основные эволюционные преобразования нервной системы у позвоночных.

1. Усиление главной координирующей и регулирующей функции за счет увеличения числа нейронов, усложнения, дифференцировки, появления новых отделов и центров.

2. Постепенное замещение ихтиопсидного типа головного мозга позвоночных более прогрессивными зауропсидным, а затем маммалийным. Развитие переднего мозга за счет мантии -формирование новой коры, концентрация в коре высших центров всех видов жизнедеятельности (субституция).

3. Расширение числа выполняемых функций, активное участие в гуморальной регуляции, преобразование в единую нейро-гуморальную регулирующую систему.

4. Смена функций - передний мозг, выполняющий функцию двигательного центра, становится главным координирующим и интегрирующим отделом мозга.

5. Дифференцировка спинного мозга в соответствии с сегментами туловища, редукция его нижнего отдела в связи с исчезновением хвоста и формированием парных задних конечностей.

6. Гетерохрония. Передний мозг у млекопитающих опережает в развитии остальные отделы мозга (у других позвоночных развитие идет одновременно).

Одноклеточные. НС отсутствует у простейших однокл организмов (амебы, инфузории). У некоторых инфузорий имеются фибриллы, выполняющие функцию проведения возбуждения к двигательным элементам. У некоторых губок обнаружены структуры, сходные с нервными клетками, связанные с мышечными клетками. Не имеют ни нейронов, нервной системы. таксис: хемотаксис; фототаксис; термотаксис и т.д.

Появление многоклеточных организмов явилось первичным стимулом для дифференциации систем связи, которые обеспечивают целостность реакций организма, взаимодействие между его тканями и органами.

Кишечнополостные. Предполагают, что исходной формой нервной системы всех животных была диффузная. Впервые появляются нервные клетки — не дифференцированные, отдельные, разветвленные, образующие нервную сеть. Особенность диффузной нервной системы состоит в том, что она реагирует на раздражение как единое целое, точные местные реакции отсутствуют.

У медуз наблюдается формирование нервных цепочек, но не более того

В процессе эволюции воспринимающие нейроны сосредотачиваются недалеко от главных рецепторов, а локализация моторных нейронов зависит от расположения мышечных групп, которые иннервируют. Поэтому одни скопления нейронов связаны с рецепторами, а другие-с мышцами и железами. В результате развития нервной системы образуются нервные узлы, или ганглии связанные между собой нервными волокнами - ганглионарная, узловая, или цепочечная, нервная система.

Ганглионарная нервная система имеется у червей, членистоногих, моллюсков, иглокожих.

Черви. у плоских червей уже можно наблюдать эволюцию нервной системы — узел в передней части тела — ганглий и нервные стволы, соединенные отростками. У круглых червей — аналогично. Кольчатые черви — крупный ганглий в головной части тела и нервная брюшная цепочка

Моллюски. У простейших моллюсков нервная система аналогична червям, особых ароморфозов нет, у головоногих несколько ганглиев объединяются в “мозг”

Членистоногие. У некоторых примитивных видов членистоногих тоже может иметь сходство с нервной системой кольчатых червей. У более развитых видов надглоточный узел имеет сложное строение, разделен на три отдела (заднего, среднего и переднего) и называется головным мозолем.

Процесс централизации ганглиев. В дальнейшем процессе эволюции развивается хордовая, или трубчатая нервная система. У хордовых животных вся центральная нервная система состоит из трубки, которая расположена со спинной стороны животного. Передний её конец расширен и образует головной мозг.

Хордовые. Бесчерепные. Ланцетник. ГМ как такового нет, но появляется нервная трубка.

В противоположность бесчерепным и оболочникам у позвоночных, как свободноживущих и активно питающихся животных, сформировался сложнейший головной мозг со сложными органами чувств.

У асцидий – наиболее характерных представителей подтипа оболочников – на соответствующих стадиях онтогенеза также развивается нервная трубка, расположенная в длинном хвостовом отделе личинок над хордой и кишечником. Передний конец нервной трубки несколько увеличен и образует так называемый мозговой пузырёк, с которым связаны рецепторы – многоклеточный светочувствительный глазок и одноклеточный статоцист. На более поздних стадиях онтогенеза асцидий происходит регрессивный метаморфоз (связанный с переходом взрослых животных к «сидячему» образу жизни на морском дне),

У позвоночных, передний отдел нервной трубки характеризуется прогрессивным развитием, увеличением в размерах, дифференцировкой на отделы, преобразованием в головной Головной мозг всœех классов позвоночных состоит из пяти отделов и в процессе эмбриогенеза проходит одинаковые стадиимозг, включающий центры регуляции деятельности всех внутренних органов и органов чувств.

Среди современных позвоночных наиболее примитивное строение мозга сохраняют представители класса круглоротых - миноги и миксины. Все отделы головного мозга (см. рис.2.1) у них расположены друг за другом (продольная ось мозга не имеет существенных изгибов) и сохраняют в основном эпителиальную крышу.

В эволюции хрящевых рыб (акулы, скаты, химеры) – активных пловцов и агрессивных хищников – головной мозг достиг значительно более сложной дифференциации (см. рис.2.2). Усиленное развитие разных отделов привело к расположению некоторых из них друг над другом, при этом продольная ось головного мозга оказалась изогнутой в области среднего мозга, так что передние отделы несколько подогнуты вниз. Крыша эпителиальная.

У костных рыб он устроен во многом примитивнее, чем у хрящевых˸ конечный мозг развит слабо и не разделен на полушария, в связи с этим его полость едина и не образует боковых желудочков.

Земноводные. Н ервная система земноводных в целом по своему строению близка к нервной системе двоякодышащих рыб, но отличается от нее значительным развитием и полным разделением парных удлиненных полушарий, а также сла абким развитием мозжечка, что обусловлено сравнительно малой подвижностью амфибий Особое внимание обращает на себя развитие покрышки полушарий переднего мозга, которая образует первичное мозговое свода – архипалиум. Развитие архипаллиума, сопровождающееся усилением связей с промежуточным и особенно средним мозгом, приводит к тому, что ассоциативная деятельность, регулирующая поведение, осуществляется не только продолговатым и средним мозгом, но и полушариями переднего мозга.

Рептилии. У рептилий Прогрессивной особенностью мозга рептилий является появление на боковых поверхностях полушарий отдельных участков серого вещества – коры, которые представляют из себя зачаток вторичного мозгового свода, или неопаллиума. При этом строение коры очень примитивно, в связи с этим ее называют древней корой (архикортекс). Головной мозг рептилий имеет пять отделов, но отличается прогрессивным развитием всех отделов, что связано с их более активным образом жизни

От состояния, достигнутого рептилиями, эволюция головного мозга у высших позвоночных происходила в двух различных направлениях, которые привели к формированию высших типов организации центральной нервной системы, характерной для птиц и млекопитающих. В обоих случаях её морфологическим субстратом являются структуры больших полушарий переднего мозга, но структуры эти у птиц и млекопитающих совершенно различны.

У птиц субстратом высшей нервной деятельности стали древние основные ганглии, или полосатые тела, получившие огромное развитие и образовавшие основную часть нервной ткани больших полушарий (так называемый гиперстриатум). Кора в полушариях переднего мозга птиц, напротив, развита очень слабо и представлена лишь архикортексом; неокортекс у птиц редуцирован.

Нервная система птиц. Существенно увеличивается масса головного мозга птиц. В головном мозге птиц большие полушария переднего мозга, зрительные доли и мозжечок, что связано со сложным характером движений, которые требуют совершенной координации.

У млекопитающих большие полушария переднего мозга также образуют доминирующий отдел головного мозга (см. рис.7). Но у них, в отличие от птиц, основная масса нервной ткани в полушариях образована корой, главным образом неокортексом (или неопаллиумом), покрывающим всю наружную поверхность полушарий.

Разрастающаяся кора образовала складки, вдающиеся внутрь, в толщу полушарий, в результате возникли борозды, разделяющие друг от друга наружные извилины коры. Образующийся таким образом мозговой свод носит название вторичного свода или неопаллиума; его зачатки появляются у амфибий и более заметны у рептилий и птиц.

В коре больших полушарий располагаются центры высшей нервной деятельности, они обеспечивают наиболее сложные поведенческие реакции, которые развиваются в течение жизни, максимально эффективно приспосабливая животных к быстро меняющимся условиям внешней среды. Вместе с тем, в коре располагаются высшие нервные центры анализаторов. Кора конечного мозга становится ведущим отделом головного мозга млекопитающих, который интегрирует деятельность ЦНС. Мозг такого типа называют маммальным. Усложнение поведения и развитие многочисленных условных рефлексов требует значительной площади коры. У низших млекопитающих кора гладкая, а у высших – образуются борозды и извилины, что существенно увеличивает общую поверхность коры. Положение и количество извилин и борозд является характерным признаком для того, или иного вида.

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: