Нервная система животных
Нервная система обеспечивает восприятие раздражений, передачу сигналов, обработку информации и ответ организма. В эволюции животных она усложнялась последовательно: от рассеянных нервных клеток к нервным узлам, нервным стволам и центральной нервной системе трубчатого типа.
Значение и общий план строения
Нервная система — часть систем органов животных, которая связывает организм с внешней средой и согласует работу его органов. Благодаря ей животное реагирует на свет, прикосновение, химические вещества, температуру и другие воздействия. Основой нервной системы является нервная ткань, образованная нервными клетками — нейронами и вспомогательными клетками.
Нейрон воспринимает или проводит возбуждение. Обычно в нём выделяют тело, отростки, воспринимающие сигналы, и отросток, передающий сигнал другим клеткам или органам. Связь нейронов между собой и с рабочими органами осуществляется через специальные контакты — синапсы. Сигнал может передаваться только в определённом направлении, поэтому нервные цепи обеспечивают упорядоченный ответ.
Совокупность нервных клеток и их отростков, которая воспринимает раздражения, проводит возбуждение, анализирует сигналы и регулирует ответ организма.
В ходе эволюции увеличиваются централизация нервной системы, специализация её отделов, число связей между нейронами и роль головного отдела в управлении поведением.
Диффузная нервная система
Диффузная нервная система характерна для кишечнополостных, например гидры и медуз. Нервные клетки расположены в покровах и соединены отростками в сетевидное нервное сплетение. Централизованного нервного узла или мозга нет.
- Сигнал распространяется по нервной сети в разных направлениях.
- Ответ обычно затрагивает значительную часть тела.
- Животное не имеет сложной локальной обработки информации.
- У медуз элементы нервной сети могут быть гуще по краям тела, что помогает координировать движение.
Диффузная система подходит животным с относительно простой организацией тела. Она позволяет отвечать на раздражение, но плохо обеспечивает точные и быстрые реакции отдельных участков.
Узловая, или ганглионарная, система
Узловая нервная система возникает у многих червей, моллюсков и членистоногих. Нервные клетки собираются в нервные узлы — ганглии. От узлов отходят продольные нервные стволы, соединённые поперечными перемычками.
| Признак | Характеристика |
|---|---|
| Центры управления | Нервные узлы, связанные с определёнными участками тела |
| Расположение | Чаще на брюшной стороне тела |
| Проведение сигналов | По продольным стволам и поперечным перемычкам |
| Преимущество | Более быстрые и точные местные реакции |
| Наиболее сложный вариант | Головные узлы, связанные с органами чувств и поведением |
У кольчатых червей обычно формируется брюшная нервная цепочка: в каждом сегменте имеется узел, а узлы соединены нервными стволами. У членистоногих головные узлы особенно развиты; у насекомых они участвуют в управлении сложным поведением, движением и работой органов чувств.
Какое преимущество появляется при переходе от диффузной системы к узловой?
Трубчатая нервная система
Трубчатая нервная система характерна для хордовых, включая позвоночных. У зародыша она формируется из нервной трубки, расположенной на спинной стороне тела. Передний отдел трубки развивается в головной мозг, задний — в спинной мозг.
У позвоночных нервная система делится на центральную и периферическую. Центральная нервная система включает головной и спинной мозг. Периферическая система образована нервами и нервными узлами, соединяющими центральную нервную систему с рецепторами, мышцами и внутренними органами.
- Головной мозг принимает и обрабатывает информацию, координирует сложные реакции и поведение.
- Спинной мозг проводит сигналы между головным мозгом и телом, а также участвует в простых рефлексах.
- Нервы проводят возбуждение от рецепторов к центрам и от центров к рабочим органам.
- У позвоночных постепенно увеличиваются размеры и сложность головного мозга, особенно переднего отдела.
Эволюционное сосредоточение нервных клеток и функций в отдельных центрах, прежде всего в головных нервных узлах или головном мозге.
Раздражимость и рефлекторный принцип
Раздражимость животных — способность воспринимать воздействие среды и отвечать на него изменением жизнедеятельности. У многоклеточных животных эта способность связана с нервной системой, а конкретный ответ часто осуществляется как рефлекс.
Рефлекторная дуга обычно включает рецептор, чувствительный нейрон, нервный центр, двигательный нейрон и рабочий орган. В простейшем случае некоторые звенья могут быть объединены. Рецептор воспринимает раздражение, чувствительный путь передаёт сигнал в центр, а двигательный путь направляет команду к мышце или железе.
Ответ нервной системы возникает по цепи: раздражитель → рецептор → нервный путь → центральное звено → исполнительный орган. Направление передачи определяется связями между нейронами.
Если прикоснуться к коже, рецептор воспринимает механическое воздействие. Возбуждение поступает по чувствительному нейрону в спинной мозг, там передаётся на вставочный и двигательный нейроны, после чего мышца сокращается. Рука отдёргивается ещё до осознания боли головным мозгом; затем информация поступает выше и становится осознанным ощущением.
Не называйте диффузную систему «примитивной нервной тканью»: это полноценная нервная система, но без нервных центров. Не путайте нервный узел с органом чувств: узел является центром скопления нервных клеток. У позвоночных головной и спинной мозг относятся к центральной, а нервы — к периферической нервной системе. Рефлекс не равен любому движению: это ответ, осуществляемый с участием нервной системы.
Сравнение типов и эволюционная последовательность
| Тип | Примеры животных | Основная особенность | Эволюционное значение |
|---|---|---|---|
| Диффузная | Кишечнополостные | Нервная сеть без центров | Первая координация реакций всего тела |
| Узловая | Черви, моллюски, членистоногие | Ганглии и нервные стволы | Централизация и местное управление |
| Трубчатая | Хордовые, позвоночные | Головной и спинной мозг | Высокая специализация, сложное поведение |
Последовательность «диффузная → узловая → трубчатая» отражает общую тенденцию, но не означает, что все современные животные должны проходить эти стадии как прямые ступени. Разные группы развивались независимо, поэтому их нервные системы могут иметь собственные особенности. Например, у моллюсков степень развития нервных узлов сильно различается, а у позвоночных наиболее сложная централизация связана с головным мозгом.
Сначала определите, есть ли нервная сеть, узлы или нервная трубка. Затем установите положение нервных центров и направление усложнения: от рассеивания к централизации, от общих реакций к специализированным и от простых центров к головному мозгу.
Быстрая проверка
Главное
- Нервная система воспринимает раздражения, проводит возбуждение и координирует работу организма.
- Диффузная система представлена нервной сетью без центральных узлов; характерна для кишечнополостных.
- Узловая система имеет ганглии и нервные стволы; характерна для многих червей, моллюсков и членистоногих.
- Трубчатая система хордовых включает головной и спинной мозг; у позвоночных это центральная нервная система.
- Основная эволюционная тенденция — централизация, специализация и усложнение нервных центров.
- Рефлекс осуществляется по рефлекторной дуге: от рецептора через нервные центры к рабочему органу.