动物神经系统的演化

动物神经系统结构与机能的演化陈章前言神经系统是由应激性高度发展的神经细胞(即神经原)和一些特殊的结缔组织细胞(神经细胞胶质)等所组成。动物必须寻找食物和躲避敌害以维持生命活动，其中绝大部分还必须为了繁衍后代而寻找配偶和进行生殖活动。在这些活动中神经系统起者对信息进行接受、传导、处理、综合的作用。神经系统的基本单位——神经元无脊椎动物神经系统的发展历程１.神经系统的雏形２.原始的神经系统３.网状神经系统４.梯式神经系统５.链状神经系统６.索状神经系统从简单到复杂１.神经系统的雏形原生动物门纤毛纲中的草履虫，每一根纤毛是由位于表膜下的一个基体发出来得，每个基体发出一细纤维，向后伸展一段距离与同排的纤毛小根联系起来，成为一束纵行纤维，各种小纤维连接成网状，它们有传导冲动和协调纤毛的活动的功能。２.原始的神经系统（海绵动物）神经元之间没有真正的突触性联系，也没有接受感觉和支配运动的技能。(不是真正意义的神经系统)具有两种类型的神经元这与海绵动物营固着生活有密切关系所以触摸或挤压海绵体的体表都会导致其身体的局部收缩，不像腔肠动物那样受到强烈刺激就全身收缩。３.网状神经系统（腔肠动物）是动物界中最简单最原始的神经系统。神经细胞之间一般以突触相连接，也有非突触的连接。神经细胞与内、外胚层的感觉细胞、皮肌细胞相连接。感觉细胞与皮肌细胞形成神经肌肉体系。腔肠动物没有神经中枢，其神经系统为扩散神经系统。网状神经系统（腔肠动物）水螅的神经系统1.最简单的网状神经系统2.神经细胞体位于皮层和外层的基部3.神经细胞伸出纤维相互连接(突触),形成神经网4.无中枢和周围之分,即神经细胞分散5.口锥部神经细胞略多，但未集中，无中枢作用网状神经系统（腔肠动物）腔肠动物的突触大多是电突触，但也有化学突触，因而神经冲动在神经网上的传导大多是多方向的，单向传导是很少的。只要身体某部受到的刺激够强，就能“牵一发而动全身”，往往引起全身的反应。冲动在这种神经网中的传导速度为0.1—1.0米每秒。腔肠动物的突触对神经冲动的传导有调节作用，这在海葵表现得最为清楚。4.梯式神经系统方面还保留着网状的特性，即神经细胞分散，并以突触相连成网；另一方面很多神经细胞已集中而成身体腹面的2个神经索和头部的“脑”。这里所说的“脑”只是形态学的脑，虽然神经细胞很多，但功能上远未达到脑的水平。（涡虫的脑只是一个传送信息的中转站。脑没有明显的分析、协调等作用，还不能算是神经系统的主导部分）两侧对称的神经系统。代表——淡水涡虫的神经系统。梯式神经系统扁形虫头侧面有外耳。这种外耳有用来觅食的化学感应器。扁形虫有单眼，单眼与脑神经节相连，可以感光。通常扁形虫是避光的。5.链状神经系统这种神经系统中神经细胞集中成神经节，神经纤维聚集成束而成神经，一系列的神经节通过神经纤维联系在一起形成神经索。每一段神经节只能从身体的一个局部区域获得感觉信息，也只能控制这个局部区域的肌肉。每个神经节既管本体节的反射机能，也与邻近几节的反射活动有关。环节动物和节肢动物都有腹神经索。链状神经系统的特点：链状神经系统已可分为中枢和外围2个部分，脑和腹神经索属中枢系统，从脑和各神经节伸到身体各部的神经属外围系统。脑对于腹神经索已处于优势的控制地位，腹神经索是受制于脑的。具有巨大神经。这是由具有快速传导功能的神经纤维构成的神经。能形成记忆。６.索状神经系统索状神经系统比链状神经系统更集中:两条纵行神经索合二为一;前３对神经节合而为脑；食管下神经节也由头部后３对神经节愈合而成各环的神经节分段归并神经节向前部集中，提高了‘头化’程度脑发达，分为：前脑，中脑，后脑无脊椎动物的神经系统比较无脊椎动物的神经系统总结在演化阶段上地位越高的动物，其神经系统的发达和复杂程度越高。感觉器官和神经组织向头部集中。两侧对称的身体导致对称的神经、肌肉、感觉器官的形成。神经节的形成。大量的神经节向身体前部集中，形成脑脊椎动物的神经系统脊椎动物的神经系统一般分为两大部分,即中枢神经系统和周围神经系统。中枢神经系统包括脊髓和脑,周围神经系统包括脊神经、脑神经和植物性神经。神经系统的形态和机能单位是神经元。脊椎动物的中枢神经系统在脑和脊髓的横切面上,肉眼观察可看到呈白色的部位称白质,大部分为有髓神经纤维所组成;呈灰色的部位称灰质,由神经细胞体及无髓神经纤维所组成。在周围神经的神经节是神经元胞体聚集的地方。在中枢神经内,神经元胞体聚集成神经核。脊椎动物各纲脑的比较1.七鳃鳗2.鲈鱼3.蛙4.鳄5.鸽6.猫左侧大脑半球横切面示脑皮的演变1.原始阶段2.两栖类3.原始爬行类4.高等爬行类5.原始哺乳类6.高等哺乳类文昌鱼神经系统文昌鱼没有集中的感受器,也没有明显的脑的分化，只是神经管的最前端管腔略膨大，代表脑的萌芽，相当于脊椎动物胚胎时期神经管前端刚膨大的阶段。圆口类神经系统神经管在圆口类已经分化为脑和脊髓,已有集中的感受器,但因营寄生半寄生生活,感受器和脑均不发达,形态原始,脑的5个部分在一个平面上,没有脑弯曲。严格的说,脑只有四部,即大脑、间脑、中脑及延脑。小脑极不发达,未形成独立结构。鱼类神经系统鱼脑的形态较原始,脑小,一般不充满于颅腔之内,脑弯曲度很小,在背面5部分均可看到。大脑主要是古纹状体和古脑皮部分,其机能仅限于感嗅。鱼类的学习能力很差,切除鱼的大脑,除失去嗅觉而外,对外界刺激的反应不表现显著的破坏。中脑是脑的高级中枢。两栖类神经系统和鱼类相比,两栖类的脑有了进步性的变化,但在陆生四足类中还处于较低级的水平,脑的弯曲不大,在背面脑的5个部分仍能看到,大脑半球的嗅叶大,侧脑室已完全分开。大脑半球出现原脑皮,具古纹状体,主要机能仍是感嗅。中脑2个视叶分开。两栖类由于运动方式简单,缺乏多样的积极活动,其小脑极不发达,仅是一横褶,位于第四脑室前缘。爬行类神经系统脑的各部都有很大的发展。脑弯曲较两栖类显著,背面看不见间脑。大脑两半球增大,纹状体大,出现新脑皮。纹状体的重要性增加,其地位仅次于中脑。间脑的丘脑部分大,间脑顶上有松果体及顶器。中脑仅为一对视叶(蛇类中脑背面已分化为四叠体,在响尾蛇及蟒蛇很明显)。在爬行类,视叶的作用开始下降,但仍为高级中枢,重要性仍在纹状体之上。小脑由于运动的复杂而比两栖类发达,水生爬行类的小脑更为发达;鳄的小脑已有分化为中央的蚓部和两侧的小脑鬈的趋势。延脑发达,具有作为高级脊椎动物特征的颈弯曲。鸟类神经系统鸟类具有较发达的神经系统。鸟类有12对脑神经。其主要的特点是：1、纹状体高度发达。2、小脑很发达。3、视叶发达。4、嗅叶退化。鸟类的中脑接受来自视觉以及一些低级中枢传入的冲动，构成比较发达的视叶。小脑比爬行类发达得多，为运动的协调和平衡中枢。鸟类神经系统鸟类脑的体积较大,在脊椎动物中仅次于哺乳类。脑的弯曲度大,特别是延脑的颈弯曲甚为明显。大脑很膨大,向后遮盖了间脑及中脑前部。大脑的增大主要是由于纹状体的增大(新增加上纹状体)。鸟的大脑皮层仍是以原脑皮为主,新脑皮虽已出现,但还是停留在爬行类的发展水平,高级中枢仍在中脑。鸟的嗅叶不发达,与鸟的嗅觉不发达相关。鸟的眼大,视觉敏锐,飞翔时必须有精确的协调运动,由此导致中脑视叶与小脑的发达。哺乳动物的神经系统高度发达，主要表现在大脑和小脑体积增大，发展了新脑皮，脑表面形成了复杂皱褶（沟和回），大大增加了新脑皮的表面积。哺乳类神经系统哺乳类神经系统脑的弯曲极大。大脑与小脑高度膨大,在背部只能见到大脑和小脑,间脑与中脑为大脑所掩盖,延脑为小脑所掩盖。大脑结构复杂化,大脑皮层为新脑皮,并处于极大发展的新阶段,皮层中神经元大量增加并移向表面,皮层面积增大,褶叠成沟与回。中脑的高级中枢的地位被大脑皮层所取代。低等哺乳类没有沟回(如鸭嘴兽)或只有很少沟回(如针鼹、树袋熊、刺猬等);高等哺乳类沟回多。单孔类与有袋类中原脑皮仍很明显,与爬行类似。在哺乳类以外各纲中作为最高运动中枢的纹状体在哺乳类随着新皮层的发达而退居次要地位,成为调节运动的皮层下中枢。大脑两半球皮层之间的神经联系极为发达,形成哺乳动物特有的胼胝体(单孔类没有胼胝体,有袋类的胼胝体尚不明显)。间脑发达,成为大脑与其他各部及脊髓之间的重要中继站。中脑为四叠体(前丘与后丘各1对),在机能上退居为视觉和听觉反射中枢。哺乳类的小脑相当发达,不仅表现在小脑的增大,同时也表现在小脑内部的分化,由中央的蚓部,两侧发达的小脑半球和半球两侧的小脑绒球(小脑鬈)组成。小脑半球是哺乳类新出现的。哺乳类脑的极大发达是其能成为最高脊椎动物并在地球上占据统治地位的重要原因。哺乳类神经系统