Нервная система и органы чувств млекопитающих, Биология

в оглавление

  • назад
  • Нервная система
  • Нейрон

Нервная система млекопитающих высоко интегрирована и упорядочена, благодаря чему достигается совершенство взаимосвязей составных частей организма и его отношений с внешней средой.

По морфологическим признакам нервную систему подразделяют на центральную и периферическую. Центральная часть представлена головным и спинным мозгом. Сложно организованный головной мозг находится в мозговой полости черепа, поблизости сосредоточены основные органы чувств. Сзади он переходит в дорсально расположенный спинной мозг.

Периферическую нервную систему образуют парные нервы, отходящие от головного и спинного мозга, а также их ответвления (всего их насчитывают свыше 200). По ходу нервов могут располагаться скопления нервных клеток — нервные узлы, или ганглии — также относящиеся к периферической нервной системе.

Подобно другим позвоночным, нервная система млекопитающих происходит из внешнего зародышевого листа — эктодермы. Сначала образуются нервная трубка и примыкающие к ней нервные гребни, затем из них формируются мозг и проникающие в разные части тела периферические компоненты.

Основным структурным и функциональным элементом нервной системы является нервная клетка — нейрон, осуществляющий генерирование и распространение нервных импульсов.

Во взрослом организме не наблюдается признаков митоза нейронов, что указывает на приобретение полного, или, по крайней мере, почти полного набора нервных клеток уже ко времени появления на свет (примечательная особенность нервной системы).

Вследствие этого разрушение нервных клеток в результате ранения или болезни представляет собой невосполнимую утрату — отростки клеток способны к регенерации, если сохранно тело клетки, но коль скоро утрачен нейрон, возмещение его невозможно.

У нейрона имеется тело и отходящие от него отростки.

Ткань головного и спинного мозга, а также ганглиев содержит многочисленные тела нейронов. Главная их функция — питание и энергетическое обеспечение отростков. Тела разнообразны по своей форме, однако чаще всего она бывает звездчатой благодаря многочисленным отросткам. В их протоплазме имеются различные характерные структуры, не встречающиеся в клетках других тканей. В первую очередь это тельца Ниссля, которые содержат большое количество РНК и многочисленные рибосомы. Все процессы химического синтеза протекают в теле нейрона, откуда продукты поступают в различные отростки.

Нервная система и органы чувств млекопитающих, Биология

    Два типа нейронов. А — чувствующий (афферентный) нейрон спинномозговых и черепных нервов. От рецептора к телу клетки, помещающемуся в спинномозговом ганглии, тянется длинный аксоноподобный отросток. От тела клетки отросток направляется в спинной мозг и там ветвится. Б — двигательный (эфферентный) нейрон.

Тело клетки расположено в спинном мозге. Длинный аксон соединяется с эффектором (мышечным волокном). На обоих рисунках периферический отросток (аксон двигательной клетки) изображен сильно укороченным. При соблюдении данного масштаба они должны были достигать нескольких метров в длину. (По Ромеру и Парсонсу, 1992.

)

Нервное волокноОтростки нейронов представляют собой тончайшие нервные волокна, собственно и служащие для передачи нервных импульсов. Центростремительные, или афферентные, волокна проводят импульсы от периферии к телу нейрона, а центробежные, или эфферентные, — от тела нейрона к иннервируемому им органу или к другим нейронам.

Пучки нервных волокон образуют нервы, окруженные соединительнотканными оболочками и пронизывающие почти все части тела. Кроме того, эти волокна составляют основную массу ткани во всех отделах центральной и периферической нервной системы. Большая часть нервных волокон имеет настолько большую длину, что бывает трудно установить, где лежат тела клеток, от которых они отходят.

Тем не менее, данные волокна всегда представляют собой отростки нейронов, а не самостоятельные образования. В нервной ткани хорошо развито капиллярное кровообращение.Длина и пространственная организация отростков достаточно изменчива. Типичными обычно считаются двигательные (эфферентные) нейроны, иннервирующие поперечнополосатые мышцы.

Короткие тонкие ветвистые отростки этих нейронов, проводящие импульсы к телу клетки, в соответствии с их древовидной формой именуются дендритами. Единственный практически неразветвленный относительно толстый и длинный отросток называется аксоном; у крупных животных он нередко достигает нескольких метров в длину. По аксону импульсы идут от тела клетки.

Второй распространенный тип — чувствующие (афферентные) нейроны, проводящие импульсы по направлению к центральной нервной системе. Здесь оба отростка — длинный отросток, идущий от точки восприятия к телу клетки, расположенному неподалеку от спинного мозга, и второй длинный отросток, входящий в спинной мозг, — сходны по своему строению с аксоном двигательного нейрона.

Поскольку у двигательных нейронов помимо аксона имеется по нескольку дендритов, эти нейроны называют мультиполярными (подобные нейроны встречаются также и внутри центральной нервной системы). Типичные чувствующие нейроны биполярны, так как обладают двумя длинными отростками.

С функциональной точки зрения наиболее важной частью крупного нервного волокна является аксоплазма — тонкий тяж протоплазмы, продолжающий протоплазму тела клетки. В аксоплазме имеются многочисленные нитевидные продольные нейрофибриллы, которые являются продолжением фибрилл, расположенных в теле нейрона.

Аксоплазма окружена очень тонкой плазматической мембраной и поверх нее почти всегда бывает одета дополнительными оболочками. Над плазматической мембраной располагается прочная, неэластичная многоклеточная оболочка — неврилемма. В центральной нервной системе клетки этой оболочки принадлежат к нейроглии.

Вне мозга эта оболочка образована особыми шванновскими клетками, происходящими из нервного гребня. Шванновские клетки окружают волокно миелиновой оболочкой из жирового вещества.

Полностью сформированная миелиновая оболочка придает нервным волокнам ярко-белый цвет.

У большинства периферических аксонов миелиновая оболочка имеется, но иногда встречаются немиелинизированные волокна, имеющие серый цвет. Обычно шванновская клетка наматывается на участок отростка нейрона, образуя подобие рулета, но с тем отличием, что слоев очень много и они очень тонкие.

В промежутке между двумя соседними шванновскими клетками миелиновая оболочка периферического волокна прерывается. Такая область именуется перехватом Ранвье. Если перерезать нервное волокно, то его часть, лежащая дистальнее разреза, дегенерирует, а проксимальная часть и тело клетки могут повреждаться в различной степени. Однако часто периферическое волокно регенерирует, вновь вырастая из «обрезка», связанного с телом клетки. По-видимому, восстановлению былого пути прохождения волокна способствует сохранение обкладочных клеток, окружавших его разрушившийся участок. 

Нервная система и органы чувств млекопитающих, Биология    Строение нервных волокон на светооптическом (А, Б) и ультрамикроскопическом (а, б) уровнях (по Афанасьеву и др., 2012): 

А, а — миелиновое волокно; Б, б — безмиелиновое волокно; 1 — осевые цилиндры; 2 — миелиновый слой; 3 — соединительная ткань; 4 — насечка миелина; 5 — ядро нейролеммоцита; 6 — узловой перехват; 7 — микротрубочки; 8 — нейрофиламенты; 9 — митохондрии; 10 — мезаксон; 11 — базальная мембрана.

Нервный импульсНейроны могут быть стимулированы другими нейронами, повреждением или сенсорными рецепторами. Во всех случаях принцип один и тот же. Мембрана нейрона обычно поляризована.

Иными словами, между ее наружной и внутренней поверхностью имеется электрический потенциал, который в неактивном нейроне называется потенциалом покоя и создает устойчивое состояние готовности, сходное с состоянием электрической батареи, накопившей энергию, которая высвобождается в случае надобности.

Потенциал покоя обусловлен неодинаковыми концентрациями катионов калия внутри и снаружи клетки. Когда клетка находится в состоянии покоя, ее внутренний заряд отрицателен по отношению к наружному. При деполяризации клетки ее мембранный потенциал снижается по направлению к нулю.

Когда же мембранный потенциал становится еще более отрицательным, говорят, что клетка «гиперполяризована».

Если потенциал покоя падает ниже определенного порогового значения, вдоль мембраны распространяется потенциал действия.

Он длится недолго и вызывается закономерными изменениями относительных концентраций катионов натрия и калия по обе стороны мембраны, проникающие сквозь нее через специальные каналы. Для нейронов млекопитающих известно больше 12 типов потенциалозависимых ионных каналов.

Необходимая энергия (как и в случае сокращения мышечного волокна) освобождается в результате расщепления аденозинтрифосфата в аксоплазме. Потенциал действия проходит к концу аксона в виде электрической волны. Он всегда имеет одну и ту же амплитуду (высоту), обычно зависящую от диаметра аксона. По более крупным аксонам распространяются более высокие потенциалы действия, чем по более тонким; диаметр же аксонов варьирует от 1 до 20 мкм.

Нервная система и органы чувств млекопитающих, Биология

    Распространение потенциала действия благодаря прохождению ионов калия и натрия через мембрану аксона (по Мак-Фарленду, 1988).

Скорость распространения нервного импульса вдоль волокна все же существенно меньше скорости распространения электрического импульса. В среднем аксоны млекопитающих обеспечивают более быстрое проведение, чем аксоны низших позвоночных — например, вдвое быстрое, чем у лягушки.

Однако даже для млекопитающих наибольшая зарегистрированная скорость распространения нервного импульса составляет лишь 130 м/с, а для некоторых аксонов не превышает 0,5 м/с. Большие скорости характерны для аксонов большего диаметра.

Несмотря на то, что скорость проведения в некоторых аксонах и достигает значительных величин, все же у таких крупных животных, как, например, слон, наблюдается очевидный разрыв во времени между восприятием стимула и ответом. Объясняется это тем, что даже в случае простейшего рефлекса сигнал должен пройти вдоль нервных волокон многие метры.

После прохождения каждого потенциала возникает рефрактерный период, в течение которого мембрана восстанавливает свое нормальное ионное равновесие и нормальный потенциал покоя. Поскольку во время рефрактерного периода новый потенциал действия возникнуть не может, рефрактерные свойства аксона определяют максимальную частоту потенциалов действия.

Когда возникает потенциал действия, говорят, что нейрон «разряжается». Этот потенциал часто проявляется в виде пика на экране осциллографа, приспособленного для измерения мембранных потенциалов с помощью электродов, введенных в нервную ткань. Нейрон разряжается по принципу «все или ничего».

Не существует сильных или слабых импульсов: нейрон или включается полностью, или не включается вовсе; соответственно, на осциллографе либо наблюдается полный пик, либо его совсем нет (в высших мозговых центрах специальные типы нейронов, в виде исключения, могут действовать по иному принципу).

Конечно, импульсы, передающиеся по нервам, различаются по силе, но эти различия обусловлены иными причинами. В разное время в нерве может включаться различное число аксонов. Чрезвычайно важным является то обстоятельство, что импульсы не бывают единичными, а следуют один за другим сериями с различной частотой и могут вызывать кумулятивный эффект. Частота импульсов ограничена рефрактерными свойствами нейрона и зависит от силы его стимуляции. 

Нервная система и органы чувств млекопитающих, Биология 

    Внеклеточное отведение нервных импульсов от нейрона в зрительной системе кошки (Felis silvestris). При включении стимула частота импульсации повышается. (По Мак-Фарленду, 1988.)

Читайте также:  Головной мозг - биология

Нервный импульс неспецифичен и не имеет обратного адреса. Природа «ощущений», возникающих в мозге, зависит от того, какой центр принял сигнал, а не от каких-либо особенностей полученных импульсов.

В норме импульсы передаются вдоль волокон только в одном направлении, но экспериментально можно выявить способность к проведению импульсов в обоих направлениях.

Односторонняя передача, наблюдаемая в работающей нервной системе, обеспечивается особой схемой соединения волокон: нейроны «поляризованы» морфологически.

Синапс

У позвоночных никогда не бывает так, чтобы связь между чувствительным органом (рецептором) и реагирующей двигательной или железистой структурой (эффектором) осуществлялась одним-единственным нейроном. Она осуществляется посредством цепи нейронов, состоящей по крайней мере из двух, а обычно и из большего числа клеток. Место контакта двух смежных нейронов именуется синапсом.

Кончик аксона первого из них (пресинаптического нейрона) разделяется на тонкие, как правило, оканчивающиеся синаптическими бляшками, или «пуговками», веточки, которые переплетаются с дендритами второго (постсинаптического) нейрона или обвивают его тело.

Несмотря на то, что отростки таких двух клеток могут располагаться очень близко друг от друга (на расстоянии всего лишь 20 нм), их протоплазма никогда не объединяется.

Передача импульса через синапс осуществляется с помощью электрических сигналов или, в большинстве случаев, с помощью особых химических веществ-посредников — нейромедиаторов.

Нейромедиатор секретируется телом нейрона и в микроскопическом количестве выделяется его пресинаптическими окончаниями. Диффундирует через синаптическую щель, он влияет на потенциал покоя воспринимающей мембраны следующего нейрона и, следовательно, на готовность этого нейрона генерировать потенциалы действия. В роли основного нейромедиатора выступает ацетилхолин.

Иногда отдельно рассматривают нейромодуляторы, отличающиеся от нейромедиаторов тем, что выбрасываются в синаптическую щель в меньших количествах и действуют медленнее.

Нервная система и органы чувств млекопитающих, Биология 

    Схема строения синапса.

Рефлекс Простейшей функцией нервной системы является рефлекс. К рефлекторным реакциям принадлежат, например, «автоматическое» отдергивание пальца, прикоснувшегося к раскаленной печке, или быстрый и резкий выдох (кашель) в ответ на раздражение слизистой оболочки дыхательных путей.

Как правило, сигнал поступает от рецепторных клеток и по длинному афферентному нервному волокну проводится к центральной нервной системе. Тело чувствующего нейрона, которому принадлежит волокно, расположено наряду с многими телами других нейронов в ганглии неподалеку от спинного или головного мозга. Волокно продолжается далее прямо в центральную нервную систему.

Здесь оно обычно соединяется не с одним лишь нейроном, но, разветвившись, передает стимул через синапсы целой серии нейронов. Вместе с тем каждый из таких нейронов может получать импульсы от многих афферентных волокон, и таким образом, могут осуществляться различные сочетания связей между рецепторами и эффекторами.

По-видимому, единичный импульс редко способен «включить» постсинаптический нейрон: возбуждение наблюдается только в том случае, если импульсы поступают из нескольких источников.

В случае простейшего рефлекса афферентные нейроны могут передавать центростремительные импульсы прямо эфферентным, или двигательным, нейронам. Тела последних лежат в центральной нервной системе.

От них отходят длинные тонкие аксоны к эффекторам («концевым органам»); обычно ими бывают мышечные волокна. Однако почти все рефлекторные дуги, за исключением тех, которые связаны с поддержанием позы, на одну ступень сложнее, т. е. состоят не из двух, а из трех последовательных нейронов.

В этом случае идущие к центральной нервной системе волокна не имеют синаптических контактов непосредственно с двигательными нейронами, а соединяются с нейронами, целиком лежащими в пределах центральной нервной системы.

Эти последние, называемые ассоциативными (или вставочными) нейронами, подобно афферентным дают разветвленные отростки, вступающие в синаптические контакты со многими двигательными нейронами. Таким образом, число потенциальных ответов на определенный импульс от рецептора и, кроме того, число импульсов, от рецепторов, вызывающих один и тот же ответ, еще сильнее увеличивается.

Стимулы могут суммироваться, и, образно говоря, появляется возможность выбора одного из вариантов ответа. До сих пор говорилось, что через синаптические контакты осуществляется возбуждение клеток. Однако нередко на синаптическом уровне происходит торможение, блокирующее стимулы, которые клетка может получить от других источников.

Более того, уже на таком относительно простом уровне нервной деятельности существуют механизмы обратной связи, которые еще больше усложняют картину. Увеличение числа ассоциативных нейронов и более сложных обратных связей — модуляторов, резонансных блоков — привело к возникновению высших ассоциативных центров, получающих большое количество разнообразных сигналов и после их сортировки, сравнения и интеграции генерирующих большое количество разнообразных ответов.

Нервная система и органы чувств млекопитающих, Биология

    Схемы простых рефлексов (область между штриховыми линиями отграничивает ту часть рефлекторной дуги, которая располагается в спинном мозге). А — двухнейронный рефлекс.

Б — введение ассоциативного нейрона увеличивает число возможных путей распространения импульса. Представленная схема сильно упрощена.

Большая часть эфферентных (и ассоциативных) нейронов в действительности получает сигналы от большого числа разнообразных нейронов, обеспечивая оценку суммарного импульса. (По Ромеру и Парсонсу, 1992.)

вперед

в оглавление

Нервная система млекопитающих: особенности и строение головного и спинного мозга

Нервная система млекопитающих является самой сложной среди всех живых организмов. Она состоит из центральных и периферических отделов. Сейчас на планете насчитывается примерно 5000 видов. Эти животные в процессе эволюции стали теплокровными и смогли приспособиться ко всем средам обитания и различным способам питания.

Отделы нервной системы

Нервную систему у класса млекопитающих разделяют на две основные части. Это центральная и периферическая. К центральной относятся такие отделы:

  1. Головной мозг. У млекопитающих он очень развит. Этот орган регулирует работу всех систем и органов.
  2. Спинной мозг. Главная задача этого отдела заключается в осуществлении безусловных рефлексов.

ЦНС животных может подразделяться и исходя из функциональных особенностей. Такая классификация отражает задачи, которые выполняют конкретные части нервной системы. Существует два вида:

  1. Соматическая. Она необходима для иннервации органов чувств и скелетной мускулатуры.
  2. Вегетативная. Иннервирует внешнюю секрецию, лимфатические и кровеносные сосуды, а также внутренние органы. Характеризуется тем, что эта часть является автономной, то есть на неё нельзя повлиять сознанием.

Вегетативный отдел разделяют на симпатический, парасимпатический и метасимпатический. По висцеральной системе импульсы направлены в обе стороны.

Эволюция и строение головного мозга

Нервная система и органы чувств млекопитающих, Биология

В целом головной мозг развивался благодаря увеличению объёма. Особенно это касалось переднего отдела и складчатости плаща коры. Возникли хорошо развитые промежуточные структуры, которые обеспечили взаимосвязь всех частей центральной нервной системы.

Высшие млекопитающие имеют разные типы ассоциативных зон, расположенных практически по всей коре. Они выполняют интегративную функцию. У приматов наиболее развиты извилины полушарий, которые состоят из чувствительных, ассоциативных и двигательных центров, осуществляющих высшую нервную деятельность.

Приматы характеризуются высокой степенью сложности. У людей очень развиты центры речи и сигнальная система, которая связана с абстрактным мышлением и сознанием.

Строение мозга млекопитающих включает в себя пять отделов:

  1. Продолговатый.
  2. Задний.
  3. Средний.
  4. Промежуточный.
  5. Конечный.

В продолговатой части нейроны находятся в ретикулярной формации и в переключательных центрах. Ретикулярная формация — нервные клетки, имеющие отростки, которые располагаются по всей длине промежуточного, спинного и продолговатого мозга.

Основные функции этого отдела:

Нервная система и органы чувств млекопитающих, Биология

  1. Осуществление формирования рефлексов, которым требуется поочерёдное подключение разных мышечных групп.
  2. Участие в вестибулярных, слуховых, вкусовых, соматических и вегетативных рефлексах.
  3. Регулирование дыхательной функции, управление сердечно-сосудистой системой.
  4. Ощущение сигналов из внутренней среды.
  5. Обеспечение выделения пота.
  6. Координация движений.

Варолиев мост включает в себя ядра черепно-мозговых нервных клеток. Его проводящие пути соединяют мозжечок и продолговатый мозг с полушариями.

Задачи, которые выполняет варолиев мост:

  1. Контроль движений.
  2. Передача информации от спинного мозга к головному.
  3. Определение положения тела.
  4. Мимические действия.
  5. Восприимчивость глазной конъюнктивы, кожи лица, рецепторов языка, слизистой носоглотки.

Мозжечок находится в задней части варолиева моста. Он имеет 2 полушария и червя, который их соединяет. Внутри расположены нервные ядра, состоящие в основном из белого вещества. Этот отдел головного мозга необходим для передачи информации от разных частей ЦНС, а также отвечает за вестибулярный аппарат и координацию движений.

Спинная часть

Работа спинного мозга заключается в обеспечении связи различных частей тела. Через него проходят нервные сигналы. Основные задачи:

Нервная система и органы чувств млекопитающих, Биология

  1. Передача импульсов, исходящих от головного мозга, различным частям тела. Это необходимо для выполнения каких-либо действий.
  2. Перенос сигналов от сенсорных рецепторов, расположенных по всему телу, к мозгу.
  3. Координация ответной реакции на раздражители.

Спинной мозг защищают 3 слоя мембран. Между нервным пучком и оболочками находится спинномозговая жидкость, которая необходима для обеспечения дополнительной амортизации.

Спинной мозг включает в себя 5 отделов, разделённых на 33 сегмента. В каждом находятся нервы, связанные с разными частями тела:

  1. Шейный отдел регулирует работу головы, шеи, рук.
  2. Грудной соединён с грудью, мышцами живота, пальцами и руками.
  3. Поясничный связан с коленями, лодыжками, бёдрами и мышцами ног.
  4. Крестцовый регулирует работу ног, пальцев ног, анальных мышц и мочевого пузыря.
  5. Копчиковая часть соединена с кожей, которая расположена вокруг копчика.

Млекопитающие распространены по всей планете. Добиться такого многообразия видов позволило сложное строение ЦНС.

Периферические узлы

Периферическая нервная система состоит из нервных клеток, которые находятся за пределами головного и спинного мозга. Она включается в себя нервные узлы и окончания.

В функциональном смысле периферическая нервная система состоит из соматических клеток. С их помощью осуществляется передача импульсов от органов чувств, а также моторных и вегетативных частей. Помимо того, ПНС отвечает за работу внутренних систем. Периферические нейроны имеют вегетативные, сенсорные и двигательные волокна.

Нервная система и органы чувств млекопитающих, Биология

Основная функция заключается в обеспечении связи между нервными центрами. Взаимодействие происходит при помощи соединительной ткани.

Нервными центрами называются отделы, которые отвечают за обработку поступающей информации. К ним относятся узлы, головной и спинной мозг.

Практически все структуры имеют как афферентные, так и эфферентные волокна. Еще в них содержится прослойка соединительной ткани. Её можно различить по чрезмерной волокнистости и рыхлости. В биологии её называют эндонервием. В этой прослойке находится мало клеток. Основная часть из них — коллагеновые ретикулярные волокна. Кроме того, в тканях расположены мелкие кровеносные сосуды.

Некоторые нервные волокна окружены другим видом соединительной ткани, которая называется периневрий. Она состоит из нервных клеток и волокон коллагена.

Органы чувств и поведение млекопитающих

Органы чувств у млекопитающих развиты очень хорошо. Но у отдельных представителей уровень задействования каждого органа отличается. Обусловлено это видом животного и средой обитания.

Читайте также:  Роль и функции химических элементов. Содержание соединений в клетке

Например, крот, имеет плохое зрение, так как оно ему и не нужно. Дельфины и киты плохо различают запахи, потому что их средой обитания является вода. Хотя многие наземные животные имеют очень хорошее обоняние.

Способность различать малейшие запахи позволяет млекопитающим находить себе пропитание и чувствовать приближение хищника. С помощью органов обоняния особи также находят себе пару, а родители выделяют своих детёнышей.

Нервная система и органы чувств млекопитающих, Биология

Для многих видов млекопитающих слух тоже играет важную роль. У большинства животных уши подвижны, благодаря чему они могут улавливать самые незаметные звуки. Ушные раковины животных покрыты вибриссами. Это небольшие волоски, увеличивающие чувствительность к звуковым вибрациям.

Зрение млекопитающих хуже, чем у птиц. Многие виды не способны различать цвета. Самые развитые глазные органы имеют приматы.

Наиболее чувствительные вкусовые рецепторы у травоядных животных. С их помощью они отличают съедобные растения от несъедобных.

Сложность НС обуславливает поведение млекопитающих. Оно зависит от следующих факторов:

  1. Развитого головного мозга и его коры.
  2. Способностью в течение жизни развивать большое количество условных рефлексов.

Дети могут узнавать свою мать уже с первых дней. С течением времени накапливается опыт общения с внешней средой. Детёныши узнают, как прыгать, бегать, охотиться, бороться и т. д. Такие игры вырабатывают навыки, которые способствуют увеличению выносливости. В дальнейшем они помогают взрослым особям охотиться или же убегать от хищника.

На протяжении жизни животные вырабатывают много различных условных рефлексов, подстраиваясь под изменения в окружающей среде. Старые рефлексы постепенно могут утрачиваться, если они регулярно не подкрепляются условными раздражителями. Благодаря этому ресурсы мозга расходуются рационально.

Млекопитающие имеют наиболее развитую нервную систему. Это стало важным фактором того, что они распространились по всей Земле. ЦНС отвечает не только за функционирование организма, но и за интеллект.

Нервная система млекопитающих

Нервная система и органы чувств млекопитающих, Биология Нервная система и органы чувств млекопитающих, Биология

Средняя оценка: 4.7

Всего получено оценок: 266.

Обновлено 11 Января, 2021

Средняя оценка: 4.7

Всего получено оценок: 266.

Обновлено 11 Января, 2021

Развитая нервная система – один из основных прогрессивных признаков млекопитающих, благодаря которым они занимают высшее положение в животном мире.

Опыт работы учителем биологии – более 31 года.

  • Нервная система млекопитающих делится на центральную и периферическую.
  • Головной и спинной мозг образуют центральную нервную систему (ЦНС).
  • Головной мозг имеет те же 5 отделов, что и мозг других позвоночных:
  • передний;
  • промежуточный;
  • средний;
  • мозжечок;
  • продолговатый.

Нервная система и органы чувств млекопитающих, БиологияРис. 1. Головной мозг млекопитающего.

  1. Но, если у рептилий масса спинного мозга примерно равна массе головного, то у млекопитающих головной мозг весит в 3 – 15 раз больше.
  2. Увеличение массы и объёма головного мозга млекопитающих происходит за счёт увеличения коры больших полушарий переднего мозга.
  3. У млекопитающих впервые в эволюции передний мозг покрыт корой из серого вещества.
  4. У высших отрядов (хищные, приматы, ластоногие и китообразные) кора образует борозды, которые значительно увеличивают площадь её поверхности.

Впереди полушарий находятся обонятельные доли. У млекопитающих они наиболее развиты, что связано с большим значением у них обоняния и языка запахов.

Отношение массы полушарий к массе всего головного мозга у зверей различно:

  • ежи 48 %;
  • белки 53 %;
  • волки 70 %;
  • дельфины 75 %.

Мозжечок также значительно более развит, чем у других классов. Он имеет несколько отделов и складчатую кору. В мозжечке происходит управление сложными движениями.

Слово кора в отношении структур мозга имеет условное значение. Она не является защитным слоем. В ней находятся центры, обеспечивающие сложное поведение млекопитающих.

В промежуточном мозге находятся:

  • гипофиз;
  • эпифиз;
  • гипоталамус.

Они регулируют:

  • рост организма;
  • обмен веществ;
  • теплоотдачу;
  • постоянство внутренней среды организма.

Средний мозг разделён бороздами на 4 холма. В нём расположены центры слуха и зрения.

Продолговатый мозг является продолжением спинного и управляет дыханием, пищеварением и кровообращением.

Спинной мозг находится в канале позвоночника. Он выполняет проводящую и рефлекторную функции.

Нервная система и органы чувств млекопитающих, БиологияРис. 2. Спинной мозг млекопитающего.

  • Спинной мозг передаёт импульсы от головного мозга к органам и назад.
  • Рефлексами спинного мозга называют простые реакции на раздражение, например, почёсывание в ответ на чувство зуда.
  • Все нервы, нервные окончания и нервные узлы, лежащие за пределами ЦНС, относят к периферической нервной системе.

Нервная система и органы чувств млекопитающих, БиологияРис. 3. Схема периферической нервной системы млекопитающих.

К ней относят нервы, отходящие от головного (12 пар) и спинного (31 пара) мозга.

Эти нервы трёх типов:

  • чувствительные;
  • двигательные;
  • смешанные.

Так, обонятельный, слуховой и зрительный нервы являются чувствительными. Глазодвигательный нерв – двигательным. Подъязычный и языкоглоточный нервы – смешанные.

Мы рассказали кратко о нервной системе млекопитающих. Она отличается значительным развитием всех отделов головного мозга, особенно мозжечка и переднего мозга.

Чтобы попасть сюда – пройдите тест.

Средняя оценка: 4.7

Всего получено оценок: 266.

А какая ваша оценка?

Гость завершил

Тест «Обломов»с результатом 19/19

Гость завершил

Тест «Пиковая дама»с результатом 14/14

Гость завершил

Тест на тему “Полимер”с результатом 7/10

Гость завершил

Тест «Биография Шукшина»с результатом 11/11

Гость завершил

Тест Алкены (10 класс)с результатом 7/10

Гость завершил

Тест «Бежин луг»с результатом 3/12

Гость завершил

Тест «Биография Фонвизина»с результатом 10/12

Не подошло? Напиши в х, чего не хватает!

Тест ЕГЭ Биология 11 класс Бесплатно Класс Млекопитающие. Общая характеристика

Млекопитающие появились примерно 200 млн. лет назад.

Это были небольшие животные, напоминающие южноамериканских опоссумов. Они в основном вели ночной образ жизни.

Их предками считают зверозубых ящеров, у которых появилось разделение зубов по функциям и характерное для зверей положение ног: прямо под туловищем, а не расставленные в стороны, как у пресмыкающихся.

Современная реконструкция одного из первых млекопитающих:

Нервная система и органы чувств млекопитающих, Биология

Из признаков, роднящих зверей с рептилиями, следует отметить:

  • наличие роговых образований на теле (чешуйки на хвосте, когти, рога)
  • размножение яйцами у первозверей и наличие у них клоаки
  • сходное строение отдельных стадий развития зародышей у зверей и рептилий

Хвост крысы покрыт роговыми чешуйками как у рептилий:

Нервная система и органы чувств млекопитающих, Биология

На протяжении около 120 миллионов лет древние млекопитающие благополучно сосуществовали с царившими тогда на Земле динозаврами.

Теплокровность млекопитающих, сложное поведение и выкармливание детенышей молоком помогли им занять те ниши, в которых рептилии оказались наименее приспособленными, и с вымиранием большинства из них широко распространиться по свету.

  • Основные ароморфозы млекопитающих.
  • Ароморфозы- это крупные эволюционные изменения, ведущие к общему усложнению строения и организации организма.
  • К ароморфозам млекопитающих относятся следующие изменения:
  • прогрессивное развитие нервной системы- коры больших полушарий, в результате формирование сложного поведения
  • развитие плода в теле матери (в матке)
  • живорождение
  • вскармливание детеныша молоком
  • четырехкамерное сердце
  • полное разделение артериальной и венозной крови
  • совершенство терморегуляции
  • волосяной (шёрстный) покров
  • альвеолярные легкие
  • дифференцировка зубной системы (резцы, клыки)
  • появление ушной раковины

Также для млекопитающих характерен такой эволюционный процесс как дивергенция.

Дивергенция- расхождение в процессе эволюции признаков и свойств у первоначально близких групп организмов в результате обитания в разных условиях.

Например, приспособления к водному образу жизни у моржа (класс млекопитающих): обтекаемая форма тела, ласты. Эти признаки сформировались в процессе эволюции на основе расхождения признаков внутри класса млекопитающих.

Одни млекопитающие освоили сушу и имеют свои отличительные признаки. Примером служат моржи: они вернулись в водную среду и приобрели свои признаки.

  1. Признаки биологического прогресса для любого вида, в том числе и млекопитающих:
  2. •          увеличение количества особей
  3. •          преобладание рождаемости над смертностью
  4. •          расширение ареала (среды обитания) и хорошая приспособленность к ней
  5. •          увеличение количества подчиненных систематических единиц

Нервная система и органы чувств млекопитающих

Нервная система млекопитающих по своему плану строения напоми­нает нервную систему пресмыкающихся и птиц.

Но у млекопитающих головной мозг больше по объему, больше развиты полушария переднего мозга, покрытые серым веществом — корой.

У многих видов млекопита­ющих кора развита настолько хорошо, что образует борозды и извилины, увеличивающие ее поверхность (рис. 246). Мозжечок обеспечивает совершенную координацию движений.

Нервная система и органы чувств млекопитающих, Биология
Рис. 246. Строение головного мозга млекопитающих

У млекопитающих хорошо развиты и органы чувств — зрения, слу­ха, обоняния, а также осязания, вкуса и равновесия. Острота зрения достигается за счет изменения формы хрусталика, что обеспечивает сокращения особых мышц. Способность воспринимать цвета у разных видов млекопитающих различна. Хуже развито цветное зрение у живот­ных, ведущих ночной образ жизни.

У млекопитающих, кроме среднего и внутреннего уха, развито и на­ружное. Оно состоит из ушной раковины и наружного слухового про­хода.

Ушная раковина, приводимая в движение особыми мышцами, позволяет лучше улавливать звуки, концентрировать их и направлять на барабанную перепонку.

В сред­нем ухе млекопитающих, в отличие от других позвоночных животных, имеется не одна, а три слуховые кос­точки: молоточек, наковальня и стремечко.

Обоняние лучше развито у назем­ных животных. Обитатели водоемов (киты, дельфины) запахов почти не различают. Обоняние помогает искать пищу, а также особей своего вида.

Органы вкуса позволяют определять качество пищи и отличать съедоб­ные объекты от несъедобных. Вкусовые рецепторы расположены у млекопитающих на языке и стенках ротовой полости.

Множество нервных окончаний имеется и в коже. Материал с сайта http://worldofschool.ru

Высокий уровень развития нервной системы и органов чувств опре­деляет сложное поведение млекопитающих.

Для нервной системы и органов чувств большинства млекопитающих характерно:

  • хорошо развиты полушария головного мозга, покрытые корой; ко­ра образует борозды и извилины;
  • хорошо развиты органы чувств; имеется наружное ухо, в среднем ухе находятся три слуховые косточки.

На этой странице материал по темам: Вопросы по этому материалу:

Млекопитающие как один из классов животных #31

М Млекопитающие являются самым высокоорганизованным классом позвоночных животных, который насчитывает более 4500 тысяч видов. Млекопитающие распространяются повсеместно, во всех средах обитания. В зависимости от среды обитания они разделены на следующие экологические группы: наземные, подземные, древесные, летающие и водные.

Общая характеристика класса млекопитающие

Происхождение

Произошли млекопитающие от рептилий в триасовый период мезозойской эры. Переходная форма – зверозубые ящеры – имели кожные железы, слабое ороговение эпидермиса, расположение задних конечностей под туловищем, дифференцированные зубы.

Читайте также:  Макроэволюция как процесс формирования надвидовых таксонов, биология

Характерные черты

Характерные черты класса: высокоразвитая кора больших полушарий переднего мозга, внутриутробное развитие, выкармливание детенышей молоком, волосяной покров, четырехкамерное сердце и полное разделение артериальной и венозной крови, теплокровность, легкие альвеолярного строения.

Внешнее строение

Размеры и масса тела: от 4 см и 1,5 г (бурозубка) до 33 м и 150 т (синий кит). Отделы тела: голова, шея, туловище, хвост, передние и задние конечности, расположенные под туловищем.

Такое расположение конечностей обеспечивает им лучшую опору при движении, возможность развивать большую скорость при беге (у гепарда до 110 км/ч) и сохранение равновесия при изменении направления движения.

Движения у млекопитающих разнообразные: бег, лазанье по деревьям, прыжки, полет, плавание и др.

Кожа

Кожа состоит из многослойного эпидермиса, дермы и подкожной жировой клетчатки. Производные эпидермиса: волосы, вибриссы (чувствительные «усы» хищных, ластоногих и грызунов), щетина (свиньи), иглы (еж), роговые пластины (броненосцы), полые рога и копыта (копытные), когти (хищники), ногти (приматы). Костные рога оленей и лосей развиваются за счет дермы.

Волос имеет стержень и корень, расположенный в волосяной сумке. Длинные волосы – ость, короткие волосы – подшерсток. Часть волос постепенно выпадает, заменяясь новыми (линька). У животных умеренных широт волосяной покров полностью меняется дважды в год, весной и осенью.

Дерма пронизана кровеносными сосудами, в ней располагаются чувствительные клетки, воспринимающие давление, болевые ощущения, теппо и холод. Производными кожи являются железы: потовые, сальные, пахучие, млечные. Млечные и пахучие железы являются видоизмененными потовыми.

Подкожная жировая клетчатка является не только энергетическим резервом, но и теплоизолятором, она лучше всего развита у млекопитающих, живущих в арктических и антарктических водах (ластоногие, китообразные).

Опорно-двигательная система

Скелет состоит из трех частей: скелет головы, скелет туловища и скелет конечностей и их поясов. Череп подвижно соединен с позвоночником при помощи двух мыщелков затылочной кости. Хорошо развито костное небо. Мозговой отдел имеет большие размеры по сравнению с пресмыкающимися и образован меньшим количеством костей.

Позвоночник состоит из 5 отделов – шейный (у всех 7 позвонков, за исключением ленивца и ламантина)‚ грудной (9 — 24), поясничный (2 — 9), крестцовый (49). Хвостовой отдел может иметь различную длину и содержать от трех до 40 позвонков. Есть грудная клетка и ребра. Скелет пояса верхних конечностей образован парными лопатками и ключицами.

Вороньи кости, характерные для других позвоночных, утратили самостоятельность и приросли к лопаткам. Скелет пояса нижних конечностей образован тазовыми костями (сросшиеся подвздошные, седалищные и лобковые кости). Таз закрытого типа – лобковые кости срастаются по средней линии.

Скелет верхней конечности содержит кости плеча, предплечья и кисти, скелет нижней конечности – кости бедра, голени и стопы. Конечности млекопитающих имеют от 1 — 2 (непарнокопытные и парнокопытные) до 5 пальцев (приматы).

Мускулатура сильно дифференцирована, наиболее развиты мышцы спины, конечностей и их поясов, появилась подкожная и мимическая мускулатура.

Плоская мышца – диафрагма делит вторичную полость тела на грудную и брюшную.

Большая подвижность млекопитающих обеспечивается гибкостью позвоночника, поднятым над землей туловищем, расположением конечностей под туловищем и удлинением конечностей за счет развития костей стопы и кисти.

Пищеварителъная система

Нервная система и органы чувств млекопитающих, БиологияСхема строения млекопитающего: А — вскрытый кролик; Б — сердце; В — головной мозг; 1 — пищевод; 2 — желудок; 3 — печень; 4 — поджелудочная железа; 5 — тонкий кишечник; 6 — слепая кишка; 7 — червеобразный отросток; 8 — толстая кишка; 9 — прямая кишка; 10 — анальное отверстие; 11 — мочеполовое отверстие; 12 — трахея; 13 — легкие; 14 — сердце; 15 — аорта; 16 — легочные вены; 17 — мочевой пузырь; 18 — матка; 19 — яйцевод; 20 — яичник; 21 — почки; 22 — диафрагма; 23 — желчный пузырь; 24 — обонятельные доли; 25 — полушария переднего мозга; 26 — средний мозг; 27 — продолговатый мозг; 28 — мозжечек; 29 — легочные артерии; 30 — полые вены; 31 — предсердия; 32 — желудочки; 33 — дуга аорты.

Ротовое отверстие окружено губами (это связано с выкармпиванием детенышей молоком и обеспечивает сосательные движения у детенышей). Зубы расположены в ячейках челюстей и в большинстве случаев дифференцированы на клыки, резцы и коренные. Характерна смена молочных зубов на постоянные. Число и форма зубов зависит от характера пищи, способа ее потребления и является важным признаком отрядов.

Хорошо развиты язык и слюнные железы. Ротовая полость отделена от носовой твердым и мягким небом, поэтому дыхание не мешает пережевыванию пищи. Пищеварительная трубка дифференцирована на глотку, пищевод, желудок, тонкий и толстый кишечник, заканчивающийся анальным отверстием.

Хорошо развита печень и поджелудочная железа. У жвачных копытных желудок разделен на четыре отдела (истинным желудком, в котором происходит пищеварение, является сычуг). У непарнокопытных и грызунов хорошо развита слепая кишка, имеющая форму мешка или длинного червеобразного отростка. Длина тонкого кишечника в несколько раз превышает длину тела.

Выделительная система

Вторичные (тазовые) почки млекопитающих имеют большее число капиллярных клубочков и более длинные почечные канальцы по сравнению с почками пресмыкающихся. Из почек выходят мочеточники, открывающиеся в мочевой пузырь, который сообщается с внешней средой самостоятельным протоком – мочеиспускательным каналом. Конечный продукт обмена – мочевина.

Кровеносная система

Сердце четырехкамерное – два предсердия и два желудочка. В правой части сердца венозная кровь, в левой части артериальная. Имеются два круга кровообращения. Характерно полное разделение артериальной и венозной крови. От левого желудочка отходит левая дуга аорты. Все органы и ткани тела снабжаются богатой кислородом кровью, текущей в сосудах большого круга кровообращения.

В остальном кровеносная система млекопитающих соответствует таковой у птиц.

Способность млекопитающих вырабатывать тепло (высокая интенсивность обмена веществ), сохранять его (волосяной покров и подкожножировая клетчатка) и регулировать теплоотдачу (потовые железы) позволяет им поддерживать высокую и постоянную температуру тела независимо от температуры внешней среды (гомойотермные, теплокровные животные).

Дыхательная система

Млекопитающие

Млекопитающие — это самый высокоорганизованный класс животных, особенно это касается нервной системы и органов чувств. В настоящее время на Земле живет около 5000 их видов. Однако на протяжении эволюции класса возникло около 20000 видов, большая часть из которых вымерла.

Млекопитающие стали теплокровными животными, приспособились к различным средам обитания и способам питания. Все это породило многообразие их форм. Однако у всех есть множество сходных черт.

Тело млекопитающих имеет волосяной покров, который в первую очередь выполняет функцию терморегуляции. Среди волос есть более длинные и жесткие (ость) и более короткие и мягкие (подпушье). У некоторых (преимущественно водных) видов произошла редукция волосяного покрова.

В коже развивается множество потовых и сальных желез. Молочные железы являются видоизмененными потовыми. У подавляющего большинства видов их протоки открываются на сосках. Все млекопитающие вскармливают своих детенышей молоком.

Скелет млекопитающих

Скелет млекопитающих имеет ряд отличий от такового пресмыкающихся. У зверей шейный отдел позвоночника состоит из семи позвонков. Первый позвонок соединяется с черепом двумя мыщелками, а не одним.

Млекопитающие произошли от зверозубых ящеров, которые отделились от основной ветви рептилий в начале их появления.

Таким образом зверозубые сохранили ряд черт земноводных, в том числе и способ соединения черепа с позвонком.

Грудные позвонки имеют ребра, большая часть которых соединена с грудиной. Далее идут позвонки поясничного, крестцового и хвостового отделов. Крестцовые позвонки срастаются.

В плечевом поясе у большинства млекопитающих отсутствуют каракоиды. У многих нет и ключиц (обычно хороших бегунов), что ограничивает подвижность конечностей одной плоскостью. Конечности млекопитающих располагаются под телом, а не по его бокам, как у рептилий.

В черепе меньше костей, мозговой отдел достаточно крупный.

Пищеварительная система млекопитающих

Пищеварительная система млекопитающих отличается большей дифференциацией.

Зубы находятся в специальных углублениях в челюсти, у большинства дифференцированы на резцы, клыки, коренные и др. Млекопитающие не только захватывают и удерживают добычу, но и измельчают зубами пищу. В ротовую полость открываются слюнные железы, секрет которых содержит ряд ферментов, переваривающих углеводы.

Желудок у большинства однокамерный. Только у жвачных парнокопытных он состоит из четырех отделов. В двенадцатиперстную кишку впадают протоки печени, желчного пузыря, поджелудочной железы. Кишечник длинный, особенно у травоядных.

На границе тонкого и толстого кишечника имеется слепая кишка. У подавляющего большинства видов млекопитающих кишечник оканчивается прямой кишкой, открывающейся наружу отдельным анальным отверстием.

Однако у однопроходных сохраняется клоака.

В кровеносной системе млекопитающих происходит полное разделение венозного и артериального кровотока. Для этого желудочек их сердца полностью разделяется перегородкой на левую (артериальную) и правую (венозную) половины.

Таким образом, сердце становится четырехкамерным. Кроме того, остается только одна (левая) дуга аорты, что также исключает смешивание крови. Тоже самое в процессе эволюции произошло и у птиц. Однако у них сохранилась правая дуга аорты.

Птицы произошли от другой группы древних рептилий.

Артериальная кровь выталкивается из левого желудочка в аорту, от которой берут начало сонные артерии, спинная аорта. От них отходят более мелкие артерии. Венозная кровь от органов тела собирается в переднюю и заднюю полые вены, которые впадают в правое предсердие. Это большой круг кровообращения.

Малый круг кровообращения начинается в правом желудочке, из которого выходит легочная артерия, несущая венозную кровь к легким. Она разделяется на две ветви. От легких артериальная кровь собирается в легочную вену, которая впадает в левое предсердие.

Эритроциты млекопитающих не содержат ядер, что обуславливает более эффективный перенос кислорода.

Дыхательная система млекопитающих

Все млекопитающие, в том числе перешедшие к водному образу жизни, дышат легкими. Легкие имеют альвеолярное строение, когда входящие в них бронхи разветвляются на все более и более мелкие, оканчивающиеся пузырьками-альвеолами, в которых и происходит газообмен.

Вдох и выдох у млекопитающих осуществляется за счет движения межреберных мышц и диафрагмы. Диафрагма представляется собой мышечную перегородку, разделяющую грудную и брюшную полость.

Ссылка на основную публикацию