Эволюция нервной системы
Для всего живого характерна способность воспринимать изменения в окружающей внешней среде как раздражения, проводить эти раздражения и отвечать на них приспособительными реакциями. Действительно, протоплазма простейшего, например амебы, воспринимает раздражения из внешней среды (укол, действие химических веществ). Раздражение распространяется в протоплазме и вызывает в ответ приспособительные изменения живого вещества. Это приводит, например, к тому, что в одном месте протоплазма вытягивается, а в другом сокращается.
У примитивных многоклеточных беспозвоночных животных в слое эктодермы наступает дифференцировка, и в покровных элементах наружного зародышевого листка появляются элементы, которые специализированно развивают функцию восприятия изменений внешней среды как раздражений. Сначала эти функции объединены с функциями ответа на раздражения, например в форме сократительности, вызываемой раздражением.
Затем эти две функции, относящиеся к взаимоотношениям между организмом и внешней средой, разделяются. Одни элементы воспринимают изменения во внешней среде как раздражения и проводят их к другим, эпителиально-мышечным клеткам, отвечающим на это сокращением, которое ведет к движению тела животного. Сначала чувствительные клетки сами непосредственно проводят возникающий в них импульс к эпителиально-мышечным или мышечным клеткам. На следующей ступени развития, например у кишечнополостных (гидра), часть чувствительных клеток не только погружается из эктодермального слоя в глубину ткани, но и превращается во вставочные элементы между чувствительными и двигательными клетками. Путь от элементов, воспринимающих раздражение, к элементам, отвечающим на раздражение, становится более сложным: он состоит из двух, а потом и трех звеньев передачи импульса. Важно отметить, что уже у наиболее примитивных животных, относящихся к беспозвоночным, чувствительные нервные клетки и нервные клетки другого значения развиваются из эктодермального слоя и погружаются в глубину тканей. Это происходит диффузно по всей поверхности тела, в результате чего возникает диффузная нервная системав виде клеток, связанных с эпителиально-мышечными или мышечными двигательными клетками. Реакции на раздражения при таком строении нервной системы носят малодифференцированный характер.
У более высоко организованных беспозвоночных животных, например червей, нервная система усложняется. Централизация нервных элементов происходит по плану, который соответствует плану строения тела животного. Например, для кольчатых червей характерна сегментация тела. Соответственно в каждом сегменте нервно-клеточные элементы концентрируются в узлы-ганглии. При соединении их получается цепочка из ганглиев, которые представляют собой местные рефлекторные центры, и межузловых нервных стволов. Формируется более совершенный тип нервной системы - ганглионарная нервная система. Наиболее сложное строение она имеет у членистоногих и головоногих моллюсков. Особого развития достигают ганглии в головном конце тела, которые координируют работу сегментарных ганглиев. Головные ганглии осуществляют высокодифференцированные реакции организма и сложные поведенческие акты, как, например, у муравьев и пчел.
У хордовых и позвоночных животных нервная система закладывается не как диффузная сеть, а в виде полоски в эктодерме дорсальной стороны зародыша. Тем не менее, эта нервная, или мозговая, полоска выделяется из наружного зародышевого листка. Таким образом, и у этих животных происхождение нервной системы указывает на ее основное значение как механизма, устанавливающего взаимоотношения между организмом и средой, объединяющего их. Вскоре нервная полоска превращается в нервную бороздку, а затем погружается под эктодерму и свертывается в нервную трубку. Формируется трубчатая нервная система.
В нервной трубке различают туловищный и головной отделы. Из туловищного отдела образуется спинной мозг; его развитие связано в первую очередь с усовершенствованием моторики животных. В головном отделе нервной трубки образуется головной мозг.
На новом этапе централизации нервной системы, который наблюдается у позвоночных животных, головной отдел нервной системы по сравнению с туловищным отделом нервной трубки прогрессивно .развивается. Если у рыб головной мозг весит меньше, чем спинной, у рептилий масса их равна, то у птиц (например, у голубя) головной мозг весит в 2.5 раза больше, чем спинной. У млекопитающих прогрессивное развитие головного мозга выражено еще резче. Например, у собаки масса головного мозга больше массы спинного мозга в 5 раз. Особенно велико преобладание головного мозга над спинным у приматов. Так, у шимпанзе масса головного мозга выше, чем масса спинного мозга, в 15 раз. У человека масса спинного мозга меньше массы головного мозга в 48 раз.
В процессе эволюции в головном отделе выделяются задний, средний и передний мозг. Формирование их определяется развитием органов чувств. Существует гипотеза, что образование заднего мозга связано с развитием органов слуха и равновесия, а также с иннервацией внутренностей. Средний мозг формируется в связи с органом зрения и содержит зрительные центры. Передний мозг связан с органом обоняния. У высших позвоночных обоняние становится ведущим видом чувствительности, и этим обусловливается особенно сильное развитие переднего мозга. Здесь появляются корковые формации, играющие роль экранных мозговых центров. У рептилий в передний мозг перемещаются высшие зрительные центры, а у млекопитающих в мозговой коре имеется представительство всех видов чувствительности, а также двигательных функций.
Мозг человека отличается большими абсолютными и относительными размерами. Его масса относительно массы тела в 3 раза больше, чем у негуманоидных приматов. Наибольшему прогрессивному развитию в сравнительно-анатомическом плане подверглись новые отделы коры большого мозга, мозжечок, промежуточный мозг.
Особенностью эволюционных преобразований нервной системы является то, что в ходе прогрессивного развития происходила не замена одних образований другими, а надстройка новых формаций над старыми. Поэтому в нервной системе высших животных и человека сохраняются элементы ганглионарной нервной системы беспозвоночных в виде автономных ганглиев, образующих симпатический ствол. А внутристеночные нервные сплетения пищеварительного тракта сохраняют сходство с сетевидной системой, хотя в отличие от нее кишечное сплетение имеет нейронное строение. Новые отделы мозга функционально доминируют над старыми, обеспечивая более высокий уровень регуляторных процессов. При выключении высших отделов мозга регуляция функций организма переходит к более низким уровням, филогенетически древним отделам нервной системы.
Нервная система человека делится на центральную и периферическую части. Первая включает спинной и головной мозг, вторая состоит из спинномозговых и черепных нервов и ганглиев. Особо выделяется автономная, или вегетативная, часть нервной системы, иннервирующая внутренние органы, железы, сосуды.
Наши рекомендации |