Общие закономерности эволюции и онтогенеза
Эволюционное развитие нервной системы тесно связано с фундаментальными законами индивидуального развития. Согласно концепции филэмбриогенезов, предложенной А.Н. Северцовым, эволюционные преобразования процессов онтогенеза направлены на повышение приспособленности организмов на половозрелой стадии.
В ходе филогенеза некоторые структуры могут подвергаться редукции. Важнейшая закономерность этого процесса заключается в том, что редукция никогда не затрагивает самые ранние этапы формирования органа. Классический пример — развитие хорды у высших позвоночных: она закладывается на ранних стадиях, но в дальнейшем исчезает.
Если же в процессе эмбриогенеза нормальный механизм редукции дает сбой и не происходит, у взрослого животного развивается орган, который должен был исчезнуть. Такое явление получило название атавизма.
Закладка и формирование нервной трубки
Процесс формирования нервной системы начинается на стадии ранней гаструлы. Локализация закладки строго определена — она происходит в эктодерме на спинной стороне развивающегося зародыша.
Первый крупный этап эмбрионального развития демонстрирует общие признаки всего типа Хордовые и заключается в образовании нервной трубки. Этот процесс протекает под строгим генетическим контролем. Главным триггером выступает ген Zfp521, который активирует целую группу специфических генов, отвечающих за трансформацию клеток обычной эктодермы в специализированную нейроэктодерму.
Процесс образования нервной трубки можно разделить на три последовательные стадии:
- Нервная пластинка. На спинной стороне зародыша в эктодерме дифференцируется и обособляется полоска нейроэктодермы.
- Нервный желоб (бороздка). Клетки пластинки меняют форму, в результате чего нервная пластинка прогибается и изгибается внутрь зародыша.
- Нервная трубка. Края образовавшегося нервного желоба постепенно сближаются и окончательно смыкаются. Формируется замкнутая трубка с внутренней полостью, которая называется невроцелем.
При нарушении нормального течения третьего этапа (если смыкания нервного желоба не происходит) развивается тяжелая патология развития — рахисхиз (незаращение нервной трубки).
Дифференцировка и строение головного мозга
Второй этап развития нервной системы отражает признаки, характерные исключительно для подтипа Позвоночные. На этой стадии происходит сложная дифференцировка первоначально однородной нервной трубки на два основных отдела:
- Головной мозг
- Спинной мозг
Строение головного мозга имеет единый фундаментальный план у всех представителей позвоночных животных. Он всегда состоит ровно из пяти отделов. Эти отделы располагаются строго в одной и той же последовательности, однако степень их анатомического и функционального развития значительно варьирует у разных классов животных.
Последовательность отделов головного мозга (спереди назад):
- Передний мозг
- Промежуточный мозг
- Средний мозг
- Задний мозг (включает в себя такие структуры, как мост и мозжечок)
- Продолговатый мозг
Отделы мозга легко запомнить по первым буквам (спереди назад): ППСЗП — Передний, Промежуточный, Средний, Задний, Продолговатый.
Вопросы с занятий и экзамена
Из какого зародышевого листка закладывается нервная система?
Нервная система всегда закладывается из эктодермы (наружного зародышевого листка) на спинной стороне зародыша на стадии ранней гаструлы.
Что такое филэмбриогенезы по Северцову?
Это эволюционные преобразования процессов индивидуального развития (онтогенеза), которые приводят к повышению общей приспособленности половозрелых форм животных.
Какова роль гена Zfp521 в развитии нервной системы?
Ген Zfp521 является ключевым регулятором на ранних этапах. Он активирует группу генов, которые запускают превращение обычной эктодермы в нейроэктодерму.
Что такое рахисхиз?
Рахисхиз — это патология эмбрионального развития, при которой происходит нарушение смыкания краев нервного желоба, что приводит к незаращению нервной трубки.
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы редукции хорды у высших позвоночных
- Генетическая регуляция трансформации эктодермы в нейроэктодерму
- Эволюционное значение образования невроцеля
- Различия в степени развития пяти отделов мозга у разных классов позвоночных
Разберите тему целиком в курсе «Биология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Филогенез нервной системы хордовых» и ещё 3 793 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 124 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Филогенез нервной системы позвоночных»
Бесплатные видеоуроки: биологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.