Budući da je evolucija dala životu na Zemlji živčani sustav difuznog tipa, prošlo je mnogo više faza razvoja, koje su postale prekretnice u aktivnosti živih organizama. Ovi se stupnjevi međusobno razlikuju po vrstama i broju neuronskih formacija, u sinapsama, u smislu funkcionalne specijalizacije, u grupiranju neurona i po zajedništvu njihovih funkcija. Četiri su glavna stupnja - tako je nastao živčani sustav difuznog tipa, stabljika, nodalni i tubularni.
Karakteristika
Od najstarijih - živčani sustav difuznog tipa. Prisutan je u takvim živim organizmima kao što je hidra (koelenterati - meduze, na primjer). Ovu vrstu živčanog sustava može se okarakterizirati mnoštvom veza u susjednim elementima, što omogućuje bilo kojiuzbuđenje se sasvim slobodno širi u svim smjerovima duž živčane mreže. Živčani sustav difuznog tipa također pruža zamjenjivost, što daje mnogo pouzdanije funkcije, ali sve su te reakcije netočne, nejasne.
Nodularni živčani sustav tipičan je za rakove, mekušce i crve. Ovaj tip karakterizira činjenica da se ekscitacija može odvijati samo na jasno i strogo definirane načine, budući da imaju različito organizirane veze živčanih stanica. Ovo je mnogo ranjiviji živčani sustav. Ako je jedan čvor oštećen, funkcije tijela su potpuno poremećene. No, nodalni tip živčanog sustava je točniji i brži u svojim kvalitetama. Ako je difuzni tip živčanog sustava karakterističan za koelenterate, tada hordati imaju cjevasti živčani sustav, gdje su uključene značajke i nodalnog i difuznog tipa. Više životinje uzele su sve najbolje od evolucije - i pouzdanost, i točnost, i lokalnost i brzinu reakcija.
Kako je bilo
Difuzni tip živčanog sustava karakterističan je za početne faze razvoja našeg svijeta, kada se interakcija živih bića - najjednostavnijih organizama - odvijala u vodenom okolišu primitivnog oceana. Protozoe su lučile određene kemikalije koje su se otopile u vodi, pa su tako prvi predstavnici života na planeti uz tekućinu dobili metaboličke produkte.
Najstariji oblik takve interakcije dogodio se između pojedinih stanica višestaničnih organizama putem kemijskih reakcija. To su metabolički produkti - metaboliti, pojavljuju se kadabjelančevine, ugljična kiselina i slično se razgrađuju, te su humoralni prijenos utjecaja, humoralni mehanizam korelacije, odnosno veze između različitih organa. Humoralna povezanost također može djelomično poslužiti kao karakteristika difuznog tipa živčanog sustava.
Značajke
Difuzni tip živčanog sustava karakterističan je za organizme u kojima se već točno zna kamo je usmjerena ova ili ona kemijska tvar koja dolazi iz tekućine. Prije se sporo širio, djelovao u malim količinama, ili se brzo uništavao ili još brže izlučivao iz tijela. Ovdje treba napomenuti da su humoralne veze bile iste i za biljke i za životinje. Kada su višestanični organizmi u određenoj fazi razvoja živog svijeta razvili živčani sustav difuznog tipa (koelenterate, na primjer), to je već bio novi oblik regulacije i komunikacije, koji kvalitativno razlikuje svijet biljaka od svijeta životinja..
I dalje u vremenu - što je razvoj životinjskog organizma bio viši, to su organi više međusobno djelovali (refleksna interakcija). Prvo, živi organizmi imaju živčani sustav difuznog tipa, a zatim, u procesu evolucije, već imaju živčani sustav koji regulira humoralne veze. Živčana veza, za razliku od humoralne, uvijek je precizno usmjerena ne samo na željeni organ, već i na određenu skupinu stanica; veze se događaju stotine puta brže nego što su prvi živi organizmi distribuirali kemikalije. Humoralna veza s prijelazom na živčani nije nestala, poslušala je, istoga su nastale neurohumoralne veze.
Sljedeći korak
Iz difuznog tipa živčanog sustava (koji postoji u crijevnim šupljinama) otišla su živa bića koja su dobila posebne žlijezde, organe koji proizvode hormone koji nastaju iz hranjivih tvari koje ulaze u tijelo. Glavne funkcije živčanog sustava su regulacija aktivnosti svih organa međusobno, te interakcija cijelog organizma kao cjeline s vanjskim okruženjem.
Okolina vrši bilo kakav vanjski utjecaj prvenstveno na osjetilne organe (receptore), kroz promjene koje se događaju kako u vanjskom okruženju tako iu živčanom sustavu.
Vrijeme je prolazilo, živčani sustav se razvijao, a vremenom se formirao i njegov viši odjel - mozak, moždane hemisfere. Počeli su upravljati i distribuirati sve aktivnosti tijela.
plosnati crvi
Živčani sustav tvori živčano tkivo koje se sastoji od nevjerojatnog broja neurona. To su stanice s procesima koji čitaju i kemijske i električne informacije, odnosno signale. Na primjer, živčani sustav ravnih crva više ne pripada difuznom tipu, to je tip živčanog sustava čvora i stabljike.
Nakupine živčanih stanica u njima su upareni čvorovi glave s deblima i brojnim granama koje se protežu na sve organe i sustave. To znači da živčani sustav planarije nije difuznog tipa (ovo je ravni crv, grabežljivac koji jede male rakove, puževe). U nižim oblicima pljosnatih crva,postoji retikularni živčani sustav, ali općenito više ne pripadaju difuznom tipu.
Anelirani crvi
Annelids također imaju nedifuzni živčani sustav, u njima je puno bolje organiziran: nemaju živčani pleksus kakav se može primijetiti kod mekušaca. Imaju središnji živčani aparat koji se sastoji od mozga (supraglotičnog ganglija), perifaringealnih veziva i para živčanih debla koji se nalaze ispod crijeva i povezani su poprečnim komisurama.
Većina anelida ima potpuno ganglionizirana živčana debla, kada svaki segment ima par ganglija koji inerviraju vlastiti segment tijela. Primitivni annelidi žive s živčanim stablima široko razmaknutim u donjem dijelu trbuha, povezanim dugim komisurama. Ovu strukturu živčanog sustava možete nazvati ljestvicama. Visoko organizirani predstavnici imaju skraćenje komisura i konvergenciju debla gotovo do točke ušća. Naziva se i trbušni živčani krug. Mnogo jednostavniji živi organizmi imaju živčani sustav difuznog tipa.
Cnidarians
Najjednostavniji difuzni živčani sustav kod cnidarijaca je pleksus, u obliku mreže koja se sastoji od multipolarnih ili bipolarnih neurona. Hidroidi ga imaju na vrhu mezoglee, u ektodermu, dok ga koraljni polipi i scifoidne meduze imaju u endodermu.
Značajka takvog sustava je da se aktivnost može širiti u apsolutno bilo kojem smjeru i iz apsolutno bilo kojegstimulirana točka. Ovaj tip živčanog sustava smatra se primitivnim, ali jede, pliva, a inače takav organizam ne radi baš jednostavno. Vrijedi gledati kako se morske anemone kreću po školjkama mekušaca.
meduze, morske anemone i ostalo
Osim živčane mreže, meduze i morske anemone imaju sustav dugih bipolarnih neurona koji tvore lance, stoga imaju sposobnost bržeg prijenosa impulsa bez slabljenja na velike udaljenosti. To je ono što im omogućuje dobar opći odgovor na sve vrste podražaja. Druge skupine beskralježnjaka mogu imati i živčane mreže i živčana debla, uočene u različitim dijelovima tijela: ispod kože, u crijevima, u ždrijelu, u mekušaca - u nozi, u bodljokožaca - u zrakama.
Međutim, već kod cnidarijanaca postoji tendencija koncentriranja neurona na oralni disk ili u taban, kao kod polipa. Uz rub kišobrana, meduze imaju živčane završetke, a ponegdje - zadebljanja na prstenu - živčane stanice u velikim nakupinama (ganglijima). Rubni gangliji na kišobranima meduza prvi su korak ka nastanku središnjeg živčanog sustava.
Reflex
Glavni oblik živčane aktivnosti je refleks, reakcija tijela na signal o promjeni vanjskog ili unutarnjeg okruženja, koja se provodi uz sudjelovanje živčanog sustava, reagirajući na iritaciju receptori. Svaka iritacija s ekscitacijom receptora prolazi duž centripetalnih vlakana do središnjeg živčanog sustava, zatim kroz interkalarni neuron -natrag na periferiju već duž centrifugalnih vlakana, točno do jednog ili drugog organa čija je aktivnost promijenjena.
Ovaj put - kroz središte do radnog tijela - naziva se refleksni luk, a tvore ga tri neurona. Najprije radi onaj osjetljivi, zatim interkalarni i na kraju motorni. Refleks je prilično složen čin, neće raditi bez sudjelovanja velikog broja neurona. Ali kao rezultat takve interakcije može doći do odgovora, tijelo će odgovoriti na iritaciju. Meduze će, na primjer, izgorjeti, ponekad tretirati smrtonosnim otrovom.
Prva faza razvoja živčanog sustava
Protozoe nemaju živčani sustav, ali čak i neke cilijate imaju fibrilarni intracelularni ekscitabilni aparat. U procesu razvoja, višestanični organizmi formirali su posebno tkivo koje je moglo reproducirati aktivne reakcije, odnosno biti uzbuđeno. Mrežni sustav (difuzni) odabrao je hidroidne polipe kao svoje prve odjele. Oni su se naoružali procesima neurona, difuzno (mrežasto) postavljajući ih po cijelom tijelu.
Takav živčani sustav vrlo brzo provodi signal uzbude od točke na kojoj je primljena iritacija, a taj signal juri u svim smjerovima. To daje živčanom sustavu integrativne kvalitete, iako niti jedan fragment tijela, uzet zasebno, nema takvu značajku.
Centralizacija
Centralizacija u maloj mjeriveć zabilježeno u difuznom živčanom sustavu. Hidra dobiva zadebljanja živaca u područjima usnog stupa i tabana, na primjer. Ova komplikacija nastajala je paralelno s razvojem organa kretanja, a izražavala se u izolaciji neurona, kada su iz difuzne mreže otišli u dubinu tijela i tamo formirali nakupine.
Na primjer, kod koelenterata, slobodnoživućih (meduza), neuroni se nakupljaju u gangliju, tvoreći tako difuzno-nodularni živčani sustav. Ova vrsta nastala je prvenstveno zbog činjenice da su se upravo na površini tijela razvili posebni receptori koji su mogli selektivno reagirati na svjetlo, kemijske ili mehaničke utjecaje.
Neuroglia
Živi organizmi, zajedno s gore navedenim, u procesu evolucije povećavaju i broj neurona i njihovu raznolikost. Tako su nastale neuroglije. Neuroni su se također pojavili bipolarni, s aksonima i dendritima. Postupno, organizmi dobivaju priliku da izvrše uzbuđenje na usmjeren način. Živčane strukture se također razlikuju, signali se prenose do stanica koje kontroliraju odgovore.
Ovako je razvoj živčanog sustava tekao namjerno: neke su se stanice specijalizirale za prijem, druge za prijenos signala, a treće za recipročnu kontrakciju. Nakon toga uslijedilo je evolucijsko zakompliciranje, centralizacija i razvoj čvornog sustava. Pojavljuju se anelidi, člankonošci i mekušci. Sada su neuroni koncentrirani u ganglijama (živčani čvorovi), koji su čvrsto povezani živčanim vlaknimaizmeđu sebe s receptorima i izvršnim organima (žlijezde, mišići).
Diferencijacija
Dalje se tjelesna aktivnost dijeli na komponente: izolirani su probavni, reproduktivni, krvožilni i drugi sustavi, ali je međusobna interakcija nužna, a tu funkciju preuzeo je živčani sustav. Središnje živčane tvorbe postale su puno kompliciranije, pojavile su se mnoge nove, sada potpuno ovisne jedna o drugoj.
Okružni živci i ganglije, koji kontroliraju prehranu i kretanje, evoluirali su u receptore u filogenski višim oblicima, i sada su počeli opažati miris, zvuk, svjetlost i pojavili su se osjetilni organi. Budući da su glavni receptori bili smješteni na glavi, ganglije su se u ovom dijelu tijela jače razvijale, podredivši na kraju aktivnost svih ostalih. Tada je nastao mozak. Na primjer, kod anelida i člankonožaca, neuronski lanac je već vrlo dobro razvijen.
