Odkąd ewolucja dała życiu na Ziemi system nerwowy typu rozproszonego, minęło wiele innych etapów rozwoju, które stały się punktami zwrotnymi w aktywności organizmów żywych. Etapy te różnią się między sobą rodzajem i liczbą formacji neuronalnych, synapsami, specjalizacją funkcjonalną, grupowaniem neuronów i wspólnością ich funkcji. Istnieją cztery główne etapy - tak powstał układ nerwowy typu dyfuzyjnego, pień, węzłowy i rurkowy.
Charakterystyka
Najstarszy - układ nerwowy typu rozproszonego. Występuje w takich żywych organizmach jak stułbia (np. koelenteraty - meduzy). Ten typ układu nerwowego może charakteryzować się mnogością połączeń w sąsiednich elementach, a to pozwala na dowolnepobudzenie może swobodnie rozprzestrzeniać się we wszystkich kierunkach wzdłuż sieci nerwowej. Układ nerwowy typu dyfuzyjnego zapewnia również wymienność, co daje znacznie bardziej niezawodne funkcje, ale wszystkie te reakcje są niedokładne, niejasne.
Grukowaty układ nerwowy jest typowy dla skorupiaków, mięczaków i robaków. Ten typ charakteryzuje się tym, że pobudzenie może odbywać się tylko w jasno i ściśle określony sposób, ponieważ mają różnie zorganizowane połączenia komórek nerwowych. To znacznie bardziej wrażliwy układ nerwowy. Jeśli jeden węzeł jest uszkodzony, funkcje organizmu są całkowicie zaburzone. Jednak węzłowy typ układu nerwowego jest dokładniejszy i szybszy w swoich właściwościach. Jeżeli typ rozproszony układu nerwowego jest charakterystyczny dla koelenteratów, to strunowce mają układ nerwowy rurkowy, w którym uwzględniono cechy zarówno typu węzłowego, jak i rozproszonego. Wyższe zwierzęta wzięły z ewolucji wszystko, co najlepsze – zarówno niezawodność, jak i dokładność, lokalizację i szybkość reakcji.
Jak było
Rozproszony typ układu nerwowego jest charakterystyczny dla początkowych etapów rozwoju naszego świata, kiedy interakcja żywych istot - najprostszych organizmów - odbywała się w wodnym środowisku prymitywnego oceanu. Pierwotniaki wydzielały pewne substancje chemiczne, które rozpuszczały się w wodzie, dzięki czemu pierwsi przedstawiciele życia na planecie otrzymywali produkty przemiany materii wraz z płynem.
Najstarsza forma takiej interakcji wystąpiła między poszczególnymi komórkami organizmów wielokomórkowych w wyniku reakcji chemicznych. Są to produkty przemiany materii - metabolity, pojawiają się kiedybiałka, kwas węglowy i tym podobne ulegają rozkładowi i są humoralną transmisją wpływów, humoralnym mechanizmem korelacji, czyli połączeń między różnymi narządami. Związek humoralny może również częściowo służyć jako cecha charakterystyczna rozlanego typu układu nerwowego.
Funkcje
Rozproszony typ układu nerwowego jest charakterystyczny dla organizmów, w których dokładnie wiadomo, dokąd skierowana jest ta lub inna substancja chemiczna pochodząca z cieczy. Wcześniej rozprzestrzeniał się powoli, działał w niewielkich ilościach i był albo szybko niszczony, albo jeszcze szybciej wydalany z organizmu. Należy tutaj zauważyć, że związki humoralne były takie same dla roślin i zwierząt. Kiedy organizmy wielokomórkowe rozwinęły układ nerwowy typu rozlanego (na przykład koelenteracje) na pewnym etapie rozwoju świata żywego, była to już nowa forma regulacji i komunikacji, jakościowo odróżniająca świat roślin od świata zwierząt.
I dalej w czasie - im wyższy stawał się rozwój organizmu zwierzęcia, tym więcej interakcji narządów (odruchów). Po pierwsze, organizmy żywe mają układ nerwowy typu rozlanego, a następnie w procesie ewolucji mają już układ nerwowy, który reguluje połączenia humoralne. Połączenie nerwowe, w przeciwieństwie do humoralnego, jest zawsze precyzyjnie skierowane nie tylko do pożądanego narządu, ale także do określonej grupy komórek, połączenia zachodzą setki razy szybciej niż pierwsze żywe organizmy rozprowadzane chemikaliami. Humoralny związek z przejściem do nerwowego nie zniknął, był posłuszny iw związku z tym powstały połączenia neurohumoralne.
Następny krok
Z rozproszonego typu układu nerwowego (istniejącego w jamach jelitowych), żywe istoty pozostawione po otrzymaniu specjalnych gruczołów, organów wytwarzających hormony, które powstają z substancji odżywczych wchodzących do organizmu. Główne funkcje układu nerwowego to regulacja aktywności wszystkich narządów ze sobą oraz interakcja całego organizmu jako całości ze środowiskiem zewnętrznym.
Środowisko wywiera jakikolwiek zewnętrzny wpływ przede wszystkim na narządy zmysłów (receptory), poprzez zmiany zachodzące zarówno w środowisku zewnętrznym, jak iw układzie nerwowym.
Czas minął, rozwinął się układ nerwowy, az czasem uformował się jego wyższy dział - mózg, półkule mózgowe. Zaczęli zarządzać i rozdzielać wszystkie działania ciała.
Płazińce
Układ nerwowy składa się z tkanki nerwowej składającej się z niewiarygodnej liczby neuronów. Są to komórki z procesami, które odczytują zarówno informacje chemiczne, jak i elektryczne, czyli sygnały. Na przykład układ nerwowy płazińców nie należy już do typu rozlanego, jest to układ nerwowy węzła i pnia.
Nagromadzenie komórek nerwowych w nich to sparowane węzły głowy z pniami i licznymi gałęziami, które rozciągają się na wszystkie narządy i układy. Oznacza to, że układ nerwowy planarii nie jest typu rozlanego (to płazińca, drapieżnik zjadający małe skorupiaki, ślimaki). W niższych formach płazińców,istnieje siatkowaty układ nerwowy, ale generalnie nie należą już do typu rozlanego.
Robaki annelażowane
Annelidy mają również nierozproszony układ nerwowy, jest w nich znacznie lepiej zorganizowany: nie mają splotu nerwowego, który można zaobserwować u mięczaków. Posiadają ośrodkowy układ nerwowy, który składa się z mózgu (zwoju nadgłośniowego), łączników okołogardłowych i pary pni nerwowych, które znajdują się pod jelitem i są połączone spoidłami poprzecznymi.
Większość pierścienic ma całkowicie zwojowe pnie nerwowe, gdy każdy segment ma parę zwojów, które unerwiają własny segment ciała. Pierścienie prymitywne żyją z pniami nerwowymi szeroko rozstawionymi w podbrzuszu, połączonymi długimi spoidłami. Możesz nazwać tę strukturę drabiny układu nerwowego. Wysoko zorganizowani przedstawiciele mają skrócenie spoidła i zbieżność pni prawie do punktu zbiegu. Jest również nazywany obwodem nerwu brzusznego. Znacznie prostsze organizmy żywe mają układ nerwowy typu rozlanego.
Cnidarianie
Najprostszym rozproszonym układem nerwowym u parzydełkowatych jest splot w postaci siatki składającej się z neuronów wielobiegunowych lub dwubiegunowych. Hydroidy mają go na wierzchu mezogleju, w ektodermie, podczas gdy polipy koralowe i meduzy kosy mają go w endodermie.
Cechą takiego systemu jest to, że aktywność może rozprzestrzeniać się w dowolnym kierunku i z absolutnie dowolnegostymulowany punkt. Ten typ układu nerwowego jest uważany za prymitywny, ale je, pływa, a poza tym taki organizm nie działa bardzo prosto. Warto obserwować, jak ukwiały poruszają się po muszlach mięczaków.
Meduza, ukwiały i inne
Oprócz sieci nerwowej, meduzy i ukwiały mają system długich dwubiegunowych neuronów, które tworzą łańcuchy, dzięki czemu mają zdolność szybszego przesyłania impulsów bez tłumienia na duże odległości. To pozwala im na dobrą ogólną reakcję na wszelkiego rodzaju bodźce. Inne grupy bezkręgowców mogą mieć zarówno sieci nerwowe, jak i pnie nerwowe, stwierdzane w różnych częściach ciała: pod skórą, w jelitach, w gardle, u mięczaków – w nodze, w szkarłupni – w promieniach.
Jednak już u parzydełkowatych istnieje tendencja, w której neurony są skoncentrowane na dysku w jamie ustnej lub w podeszwie, jak w polipach. Wzdłuż krawędzi parasola meduzy mają zakończenia nerwowe, aw niektórych miejscach - zgrubienia na pierścieniu - komórki nerwowe w dużych skupiskach (zwojach). Zwoje brzeżne na parasolach meduz są pierwszym krokiem do powstania ośrodkowego układu nerwowego.
Odruch
Główną formą aktywności nerwowej jest odruch, reakcja organizmu na sygnał o zmianie środowiska zewnętrznego lub wewnętrznego, która odbywa się przy udziale układu nerwowego, odpowiadając na podrażnienie układu nerwowego receptory. Każde podrażnienie z pobudzeniem receptorów biegnie wzdłuż włókien dośrodkowych do ośrodkowego układu nerwowego, a następnie przez neuron interkalarny -z powrotem na obrzeże już wzdłuż włókien odśrodkowych, dokładnie docierając do jednego lub drugiego organu, którego aktywność uległa zmianie.
Ta ścieżka – przez środek do ciała pracującego – nazywana jest łukiem refleksyjnym i tworzą ją trzy neurony. Najpierw działa wrażliwy, potem interkalarny, a na końcu motoryczny. Odruch jest dość złożonym aktem, nie zadziała bez udziału dużej liczby neuronów. Ale w wyniku takiej interakcji może wystąpić reakcja, organizm zareaguje na podrażnienie. Na przykład meduzy będą się palić, czasem leczą śmiertelną trucizną.
Pierwszy etap rozwoju układu nerwowego
Pierwotniaki nie mają układu nerwowego, ale nawet niektóre orzęski mają włóknisty wewnątrzkomórkowy aparat pobudliwy. W procesie rozwoju organizmy wielokomórkowe utworzyły specjalną tkankę, która była w stanie odtworzyć aktywne reakcje, czyli być podekscytowana. System podobny do sieci (rozproszony) wybrał polipy hydroidalne jako swoje pierwsze oddziały. To oni uzbroili się w procesy neuronów, rozproszone (sieciowate) umieszczając je w całym ciele.
Taki układ nerwowy bardzo szybko przewodzi sygnał pobudzenia z miejsca, w którym pojawia się podrażnienie, a sygnał ten rozchodzi się we wszystkich kierunkach. Nadaje to układowi nerwowemu cechy integracyjne, chociaż żaden fragment ciała, wzięty z osobna, nie posiada takiej cechy.
Centralizacja
Centralizacja w niewielkim stopniujuż zauważono w rozproszonym układzie nerwowym. Na przykład u Hydry pojawiają się zgrubienia nerwów w okolicach bieguna i podeszwy jamy ustnej. Ta komplikacja pojawiła się równolegle z rozwojem narządów ruchu i została wyrażona w izolacji neuronów, kiedy przeszły one z rozproszonej sieci w głąb ciała i tam utworzyły skupiska.
Na przykład w organizmach współistniejących, wolno żyjących (meduzach), neurony gromadzą się w zwojach, tworząc w ten sposób rozproszony układ nerwowy. Ten typ powstał przede wszystkim dzięki temu, że na powierzchni ciała rozwinęły się specjalne receptory, które były w stanie selektywnie reagować na wpływy świetlne, chemiczne lub mechaniczne.
Neuroglia
Żywe organizmy wraz z powyższymi w procesie ewolucji zwiększają zarówno liczbę neuronów, jak i ich różnorodność. W ten sposób powstały neurogleje. Neurony również wydawały się dwubiegunowe, posiadając aksony i dendryty. Stopniowo organizmy uzyskują możliwość przeprowadzenia wzbudzenia w sposób ukierunkowany. Struktury nerwów również się różnicują, sygnały są przesyłane do komórek kontrolujących reakcje.
W ten sposób celowo przebiegał rozwój układu nerwowego: niektóre komórki specjalizowały się w odbiorze, inne w przekazywaniu sygnału, a jeszcze inne we wzajemnym skurczu. Potem nastąpiły komplikacje ewolucyjne, centralizacja i rozwój systemu węzłowego. Pojawiają się pierścienice, stawonogi i mięczaki. Teraz neurony są skoncentrowane w zwojach (węzłach nerwowych), które są ściśle połączone włóknami nerwowymimiędzy sobą za pomocą receptorów i organów wykonawczych (gruczoły, mięśnie).
Zróżnicowanie
Następnie aktywność organizmu jest podzielona na składniki: układ pokarmowy, rozrodczy, krwionośny i inne są izolowane, ale interakcja między nimi jest konieczna, a tę funkcję przejął układ nerwowy. Formacje ośrodkowego układu nerwowego stały się znacznie bardziej skomplikowane, pojawiło się wiele nowych, teraz całkowicie od siebie zależnych.
Nerwy i zwoje osłonięte, które kontrolują odżywianie i ruch, przekształciły się w receptory w filogenicznie wyższych formach i teraz zaczęły postrzegać węch, dźwięk, światło i pojawiły się narządy zmysłów. Ponieważ główne receptory znajdowały się na końcu głowy, zwoje w tej części ciała rozwinęły się silniej, ostatecznie podporządkowując aktywność wszystkich pozostałych. Wtedy powstał mózg. Na przykład u pierścienic i stawonogów łańcuch neuronowy jest już bardzo dobrze rozwinięty.
