浅谈动物神经系统的结构与机能演化历程

浅谈动物神经系统的结构与机能演化历程

陈章（学号：201421191529）

摘要：神经系统是动物有机体重要的机能调节系统。大多数动物, 特别是脊椎动物，神经系统调节和控制着机体的绝大部分重要的生命活动。在动物的器官系统中，与演化历程联系最紧密的是神经系统。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就越高，其机能行为也越复杂，致使其适应环境的能力也越强。本文主要讨论了从动物神经系统的结构和机能的演化过程，阐述了神经系统在动物与环境的适应性进化中的重要作用，这将有助于我们进一步加深对动物进化趋势的理解。

关键词：神经系统；结构；机能；神经元；脑

神经系统是随着动物进化而不断进化发展的，可以说动物的进化程度越高，神经系统的分化程度就越高。在不同阶段神经系统都有不同的特点，在进化过程中有几次飞跃，最终进化为哺乳动物的高级神经系统。人脑是自然界长期进化过程的产物。从没有神经系统的单细胞动物，到脊椎动物复杂的神经系统，再到高度复杂的人脑，经过了上亿年的发展。

1、无脊椎动物神经系统结构和机能的发展

无脊椎动物总的演化趋势是由低级到高级，从简单到复杂，从水生到陆生，从分散到集中。对这个总的趋势，起柱石作用的是无脊椎动物各大系统的演化趋势。无脊椎动物各大系统的演化趋势虽然在某些个别阶段上出现了螺旋式变化的现象，但总的方向还是遵循了从低级到高级，从简单到复杂，从分散到集中的进化原则的。无脊椎动物神经系统的演化是这个原则的具体体现。无脊椎动物二十多个门，从进化树上来看，越高等一点的类群，其神经系统越发达，越低级一点的类群，其神经系统就越简单。动物要维持个体生存，必须具备寻找食物和逃避敌害的能力。要保证物种的延续，还必须具备寻找配偶，进行生殖的能力，这些行为的完成需要神经系统的参与。机体内各器官系统相互影响，相互制约，相互协调，具备统一的生理功能，也是在神经系统的调节和控制下完成的。在生物体不断适应体内外环境变化的过程中，神经系统起了决定性作用。一般认为，神经系统的发达和复杂程度越高，那么该物种在演化阶段上的地位就愈高，其机能就愈复杂，适应环境生存竞争的能力也就越强。即神经系统的结构发育水平直接决定着其机能。

1.1 原生动物

作为单细胞动物，具有了最初的对外界的刺激感应。原生动物尚未形成神经系统，但可以对外界刺激做出反应，可趋向有力的刺激而避开有害的刺激，如草履虫的刺丝泡遇到刺激时可以释放刺丝。因此，原生动物作为单细胞生物，不存在完整的神经系统结构，个体机能只具有应激性。

1.2 多细胞动物

多细胞动物的出现，使动物体由单细胞动物水平进入到了多细胞动物水平。多细胞动物（多孔动物）虽未分化形成神经细胞，但已经具备了多细胞动物的构成方式。从而把原生动物个体所具有的应激能力转移到了一些细胞上，使这些细胞(如腺细胞和皮肌细胞)，在局部的范围内具备了局部的反应能力。当然，这要比只有一个细胞的原生动物要高级得多。例如，使用电子显微镜和组织化学的观察表明，低等的多细胞动物—海绵,就已经存在一个原始的神经系统，其神经系统内存在神经元，这些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机能，这与海绵动物营固着生活有密切关系，另外，在海绵体中胶层里有芒状细胞，有些学者认为它具有神经传导的功能。近年来，我国学者通过实验也证明它是原始的神经细胞。

1.3腔肠动物

腔肠动物的神经系统是由纤维较短的双极神经元、多极神经元以及来自感觉细胞的纤维组成的。神经网又称网状神经系统，神经网的主要机能特点是，它们能够让兴奋有限进行弥漫性传播，同时这些神经元通过突触与外胚层中的感觉细胞和皮肌细胞相联系，便形成了感觉和动作的体系。可见，神经网是用来整合动物行为的神经系统中一种原始的结构。例如，在腔肠动物钵水母中已观察到集结性神经元。可以认为，在腔肠动物的网状神经系统中开始出现神经成分趋向集中的某些特征。再如水螅，它的神经细胞连接成弥散型的最原始的神经网，机体的反应仍然是“全反应”型，即神经冲动的传导没有一定的方向性，没有中枢和外周的极性之分，任何一点的刺激可引发全身性反应。

1.4扁形动物

扁形动物的神经系统较腔肠动物有了显著的进步，这种动物的神经系统包括脑神经节以及由此而分出的几条纵走的神经索，在神经索之间有横向神经相连构成梯型神经系统。这种神经系统已经具有传入与传出通路和起协调作用的中间神经元构成的脑神经节。可见，在扁形动物中，神经系统的中枢整合险和协调性机构已经形成, 并沿着向中集中的方向进一步发展。表现为纵向的神经索和横向的连接

神经减少

，使中枢内的通路缩短，加强脑神经节与感觉器官的联系。提高了中枢神经系统机能的能动性，保证了复杂性行为的实现。

1.5 环节动物

绝大多数环节动物具有较发达的中枢神经系统，它们是由咽部神经节和腹神经节组成的链状神经系统，即它们的腹神经索相互靠近，引起两条神经靠近和神经节一定程度的合并，每对神经节发出神经到体壁，支配肌肉收缩活动。环节动物由梯型神经系统过渡到链状神经系统，这种神经链的出现是神经系统集中化的又一体现，其中枢神经和外周神经的分化很明显，一般由咽上神经节和围咽神经，咽下神经节及腹神经索组成中枢神经系统。可见，在演化过程中出现由许多神经节纵贯而成的神经链是神经系统的进化性表现。

1.6 节肢动物

节肢动物也是链状神经系统。只是神经节多有前后愈合的现象。这样一来，神经系统也就更趋于集中。绝大多数节肢动物的神经系统与其身体的异律分节相适应，神经节相对集中。常有一些前后相连的神经节愈合成一个较大的神经节，或组成一个神经团。一般来说，头、胸和腹部末端的神经节较发达，特别是头部的脑量较大，且分为前、中、后脑三部分，出现了前脑的视觉中心，中脑的触觉中心等。从而使脑成为节肢动物感觉和统一协调活动的主要神经中枢。

1.7软体动物

从软体动物的高等种类开始, 神经系统出现了中枢部分和外周部分的分化，中枢部分是由几对神经细胞体聚集组成的神经节和彼此之间的联络神经纤维共同组成。神经细胞已初步分化出树突和轴突。高等软体动物的神经节主要有四对：脑神经节一对，位于食道背侧，发出神经到头部和身体的前端，司感觉；足神经节一对，位于足的前部，发出神经至足部，司足的运动和感觉；侧神经节一对，发出神经至外套膜和鳃；脏神经节一对，发出神经至消化管和其它内胜器官。通常，这些神经节有集中到一处的倾向, 这使神经系统在集中化中更前进一步。在头足类，主要的神经节位于食道的周围并有软骨包围, 形成了高级的神经中枢。在这一类群中，各神经节发出到身体各处的神经形成了外周系统。因此，软体动物为无脊椎动物中最高等的类型。

1.8棘皮动物

棘皮动物无神经节或神经中枢系，神经位于体表或体壁中，与上皮细胞紧密相连。主要由口神经系、下神经系和反口神经系等3个神经系组成。其中口神经系由外