神经系统的进化-3

神经系统的进化

生命可能起源于40亿年前覆盖地球的原始海洋。目前尚不能知道生命的具体发生过程和机制。大约35亿年前出现了DNA分子，形成第一批单细胞生物。DNA是生命的基础。在DNA拷贝过程中，核酸沿螺旋楼梯的顺序可能偶尔会发生错误。这种分子遗传的错误被称为突变。在极少的情况下，这种遗传突变可产生新的DNA序列，并得以生存和复制，于是物种产生了一个新性状。如果这个性状适应环境的改变，则物种得以发展。由于生物进化基本上是所有遗传基因空间中的一种随机游动，所以，进化在时间上是缓慢的，结果是复杂的。

15亿年前真核细胞的出现是生物进化的第二个里程碑。4.4亿年前，远古的节肢动物离开水域来到陆地，揭开生物进化史上新的一页。3.6亿年前,第一批两栖动物离开海洋来到陆地。然后由恐龙到爬行类动物，并进一步衍生出鸟类和哺乳类动物。

1.原生动物门

原生动物是单细胞生物，身体由一个细胞构成，功能由细胞器完成。细胞膜具有一定的反应能力，表现出一定运动性和反应的方向性。刺激可加快随意运动。

2.海绵动物门

海绵动物门是简单多细胞生物。海绵动物水生，身体由简单组合的多细胞构成，没有器官和真正的组织。没有神经系统，接受的刺激从一个细胞传递到另一个细胞，因此感受刺激和反应极缓慢，且只是局部的应答。

3.腔肠动物门

腔肠动物门的动物生活在海水或淡水中，身体辐射对称，开始出现最原始的神经组织。腔肠动物的神经细胞具有多个细长的突起，彼此连接成网，被称为神经网。

●水螅：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。

●海葵：神经网的突触出现了相对的极性，对神经冲动有了一定的调解作用，表现为

机体对弱冲击出现相应的局部反应，而不是不加区分的“全反应”。神经网络出现

的极性是神经系统发育的第一步。

4.扁形动物门

扁形动物出现神经链，左右对称。乙酰胆碱（Ach）和5-羟色胺(5-HT)作为神经递质出现在扁形动物神经系统中。神经链的前端开始出现头节和脑化。

5.环节动物门

环节动物身体分节，两侧对称，神经系统更趋于集中，头节发达而明显。如蚯蚓，位于食管上的一对神经节愈合成脑，脑再发出其它神经节，神经节呈索状串联，构成索状神经系统。神经节可支配身体局部反应，脑在进食和探索中的作用明显，协调机体与环境的关系。

6.节肢动物门

节肢动物门是动物界第一大门。身体形态结构多样，各个体节发生分化，具有不同结构

和功能。其中头节是感觉中心，胸节是运动中心，腹节是营养和生殖中心。节肢动物的中枢神经系统进一步集中和复杂化，头端的几对神经节组合成简单的脑。如昆虫，昆虫的神经系统开始发达，前三对神经节分别构成了前脑、中脑和后脑。脑司学习和视觉功能，对运动和生殖行为有一定的协调能力。脑内有许多内分泌细胞。内分泌系统与神经系统共同调节昆虫的代谢和发育。

7.脊索动物门

脊索动物门的特征是：在背部出现一条神经管。脊索动物门有3个亚门：

●尾索动物门：如海鞘，脊索在尾部。

●头索动物亚门：如文昌鱼，脊索贯全身，终生有腮裂。简单的神经管居背部，尚未

完全封闭。脑和脊髓无明显分化。头部的脑泡发出两对脑神经：嗅神经和视神经。

后部的脊髓发出脊神经。脊索动物的神经系统中尚没有形成专一的感觉器官。“脑

眼”仅是1个感光细胞和1个色素细胞构成。

●脊椎动物亚门：包括圆口纲，软骨鱼纲，硬骨鱼纲，两栖纲，爬行纲，鸟纲和哺乳

纲。

①圆口纲

圆口纲动物是现存的最低等脊椎动物，仅具脊椎的雏形。如七腮鳗，有头有脑，但脑区分化贫乏，居于一个平面，尚没有明显的“脑曲”。大脑主要由古皮层构成，属嗅脑。

切除大脑后，行为仍然正常，仅嗅觉缺失。中脑是一对膨大的视叶。脑发出10对脑神经。自主神经是分散的。

②鱼纲

神经系统得到进一步的发达，由中枢神经系统、外周神经系统和植物神经系统组成。脑分成5个部分：端脑、间脑、中脑、桥脑和延脑，但机能尚不集中，有3个感觉中心。

端脑包括嗅叶和大脑。中脑很发达，一对“视叶”是视觉及其他感觉整合中枢，是脑内最重要的感觉中枢。小脑发达，出现脊髓小脑束，是运动协调中枢。脑内发出10对脑神经。

③两栖纲

两栖动物的脑组织中始现旧皮层，如蛙，5个脑区进一步分化，两侧脑室已经分开，但“脑曲”仍然不大。大脑两半球被矢状裂分开，脑细胞开始从脑室区移向表面。大脑皮层由古皮层和旧皮层构成。纹状体仍然属古纹状体。两栖类的小脑不如鱼类的发达。两栖类具有发育完备的植物神经系统。感觉器官更趋于完善。

④爬行纲

爬行纲动物的神经系统已经完全适应陆上生活。如鳄类，脑和脊髓比两栖类进一步发达，脑曲趋于明显。大脑半球增大，始现新皮层和锥体细胞。古皮层成为梨状叶，旧皮层成为海马组织。爬行动物始现新纹状体。中脑仍然是脑内最重要的感觉中枢。延脑进一步发达，出现了“颈曲”。脑神经有12对，增加了副神经和舌神经。

⑤鸟纲

鸟纲的脑曲更加明显。大脑发达，但大脑皮层中多没有新皮层。鸟类是由没有新皮层的爬行类进化而来的。脑的表面平滑，纹状体高度发达，出现了上纹状体。上纹状体是鸟类本能和“智慧”的中枢。间脑由上丘脑、丘脑和下丘脑构成，其中下丘脑具有体温调节，调控内分泌和植物神经系统的功能。恒温使鸟类具有了更适应环境的能力。鸟的小脑高度发达。

⑥哺乳纲

哺乳纲动物的神经系统和感觉器官非常发达。高度发达的新皮层是最高级的神经活动中枢。由于桥脑、间脑和小脑的发达，使5个脑区真正分化完全。哺乳动物大脑的发达表现在：

✷大脑两半球体积增大；

✷大脑皮层表面的沟回增加而复杂；

✷皮层加厚；

✷特有的胼胝体连接着大脑两半球；

✷从大脑皮层达脊髓的运动纤维束形成独特的锥体束

✷纹状体功能下降，只是调节运动的一个皮层下中枢；

✷小脑进一步分化；

✷延脑内有许多重要调节内脏活动的中枢。

⑦人类

人类的进化始于600万年前的类人猿。在进化过程中，人类的5个脑泡高度分化，头曲、桥曲和颈曲变化明显。大脑的体积、绝对质量和相对质量都增加明显。人类脑质量的提高表现为新皮层的增加。人类的新皮层占整个皮层的96%。新皮层中联络皮层高度发达。例如，人脑中与高级思维活动相关的前额叶和与语言和感觉整合相关的枕-顶-颞交际区域特别发达。人大脑皮层锥体细胞得到充分发育。