Tiểu luận SỰ TIẾN HOÁ CỦA HỆ THẦN KINH.DOC

1 MỤC LỤC MỞ ĐẦU NỘI DUNG 1. Hệ thần kinh ở các nhóm động vật 1.1. Tơ thần kinh 1.2. Hệ thần kinh hình mạng lưới 1.3. Hệ thần kinh dạng hạch 1.4. Hệ thần kinh dạng ống 2. Chiều hướng tiến hoá của hệ thần kinh KẾT LUẬN 2 MỞ ĐẦU Cơ thể sống là một đơn vị tồn tại độc lập nhưng không tách rời của thế giới hữu cơ; đó là một hệ thống mở, có khả năng tự điều chỉnh, tiếp nhận kích thích và đáp ứng lại những biến đổi khác nhau của môi trường. Một hệ thống sống dù ở cấp độ phân tử, tế bào, cơ thể hay quần thể… đều có những quy luật cấu tạo và chức năng nhất định nhằm duy trì sự cân bằng nội môi, sự ổn định thống nhất và thích nghi với môi trường xung quanh. Những loài cá được ví như những vận động viên bơi lội vì từ cá thu, cá ngừ đến cá trích, cá cơm đều có hình dáng thuôn, vuốt nhọn hai đầu, đơn giản vì đó là sự thích nghi với đời sống dưới nước, chịu lực cản rất lớn của nước- Đó là quy luật vật lý. Tốc độ trao đổi chất dinh dưỡng và các chất bài tiết giữa cơ thể và môi trường sống sẽ tỉ lệ thuận với diện tích tiếp xúc, đó cũng là một đặc điểm của quy luật về trao đổi chất. Dù chịu chi phối của bất kì một quy luật nào, hay tiến hoá theo các hướng khác nhau nhưng cơ thể sống muốn tồn tại và phát triển phải có sự thống nhất giữa cơ thể và môi trường. Sự thống nhất đó thể hiện ở khả năng điều chỉnh, thích ứng và kiểm soát của cơ thể. Điều hoà các hoạt động, chức năng của một hay nhiều bộ phận trong cơ thể được thực hiện bằng hai con đường: con đường thể dịch và con đường thần kinh-thể dịch. Hai cơ chế điều hoà này gắn chặt với nhau, trong đó hệ thần kinh đóng vai trò rất quan trong, cơ chế điều hoà bằng con đường thần kinh là chủ yếu. Ví dụ, các neurohormon của vùng dưới đồi được tiết chế dưới ảnh hưởng của các luồng xung động từ các cấu trúc thần kinh (vỏ não, hệ limbic v.v…). Hoạt động của các tuyến nội tiết cũng chịu ảnh hưởng của hệ thần kinh. Nhờ vậy hệ thần kinh chi phối chức năng của một số cơ quan trong cơ thể không chỉ trực tiếp mà còn gián tiếp từ đó điều hoà các chức năng của các cơ quan trong cơ thể. 3 Hệ thần kinh có vai trò rất quan trọng. Vậy những loài động vật bậc thấp chưa có hệ thần kinh hay hệ thần kinh còn đơn giản thì khả năng điều hoà cơ thể diễn ra như thế nào? Mỗi nhóm động vật khác nhau trong bậc thang tiến hoá, cấu trúc hệ thần kinh có đặc điểm gì? Chức năng thể hiện ra sao? Hệ thần kinh tiến hoá theo chiều hướng nào? Những vấn đề trên sẽ được làm rõ trong đề tài “SỰ TIẾN HOÁ CỦA HỆ THẦN KINH” 4 NỘI DUNG 1. Hệ thần kinh ở các nhóm động vật 1.1. Tơ thần kinh Động vật nguyên sinh chưa có hệ thần kinh, mỗi cơ thể là một tế bào. Do đó các loài động vật đơn bào như trùng roi, trùng đế giày (trùng cỏ)… sự hoạt động của các tiêm mao thực hiện được nhờ có các sợi tơ cơ, được xem như những sợi thần kinh vận động, làm nhiệm vụ dẫn truyền hưng phấn. Ở nhóm động vật đa bào chưa hoàn thiện (Parametazoa) gồm động vật hình tấm và thân lỗ vẫn chưa có hệ thần kinh nhưng đã xuất hiện những cấu trúc giống với tế bào thần kinh để liên hệ với các tế bào cơ, tạo điều kiện thực hiện được các chức năng cảm giác thích nghi với điều kiện sống thay đổi. 1.2. Hệ thần kinh dạng lưới Từ ngành Ruột khoang (động vật đa bào hoàn thiện, Eumetazoa) như Thuỷ tức, sứa có phần thân mình đối xứng toả tròn đã xuất hiện các tế bào thần kinh chuyên hoá phân bố rải rác khắp bề mặt cơ thể và nối với nhau tạo thành dạng thần kinh mạng lưới. Các tế bào thần kinh vẫn chưa phân hoá thành nơron cảm giác, nowrron vận động và nowrron liên hợp, chưa có cấu Trùng đế giày (paramecium) Hệ thần kinh của thuỷ tức 5 trúc xinap. Do đó thần kinh gồm hai mạng lưới, một mạng liên hệ với tế bào thụ cảm, một mạng liên hệ với các cơ quan bên trong. khi kích thích tại một điểm trên cơ thể thì toàn bộ cơ thể cùng phản ứng, chưa có đáp ứng chính xác tại chỗ. Khi ta làm một thí nghiệm dùng kim chích lên thân của thuỷ tức, ta có thể quan sát được phản ứng co rúm toàn thân lại, đây là một biểu hiện của khả năng cảm ứng kém chính xác, chưa cụ thể của thuỷ tức, do hệ thần kinh chưa phát triển. 1.3. Hệ thần kinh dạng hạch Hệ thần kinh dạng ống có ở những nhóm động vật đa bào phức tạp, không xương sống còn lại) như sao biển (da gai), planaria(giun dẹp), đỉa (giun đốt), côn trùng (chân khớp), ốc song kinh (thân mềm), mực ống (thân mềm). Các tế bào thần kinh đã phân hoá, các neuron cảm giác tập trung gần các cơ quan thụ cảm quan trọng, còn các neuron được phân bố thep sự phân bố của các nhóm cơ được thần kinh chi phối. Do đó một số tập hợp các neuron liên hệ với các cơ quan thụ cảm, một số khác liên hệ với các cơ và 6 các tuyến. Kết quả dẫn đến sự hình thành các hạch thần kinh. Sợi trục của nhiều tế bào thần kinh gom lại thành bó, tạo thành các dây thần kinh. Các cấu trúc sợi này tạo kênh truyền và tổ chức thông tin truyền dẫn dọc theo các con đường đặc hiệu qua hệ thần kinh. Các hạch thần kinh liên hệ với nhau qua các dây thần kinh nên được gọi là hệ thần kinh hạch (chuỗi). Ví dụ, những con sao biển có một chùm dây thần kinh toả tròn nan hoa nối với vòng thần kinh trung ương. Ở mỗi cánh dây thần kinh toả nan được nối với một lưới thần kinh, từ đó nó tiếp nhận vào và gửi tín hiệu tới đó để điều khiển hoạt động vận động. Sự sắp xếp như vật tốt hơn để điều khiển vận động phức tạp hơn là một lưới thần kinh đơn giản. Đối với những động vật có phần thân mình đối xứng hai bên và dài,. các hệ thần kinh được chuyên biệt hoá hơn nữa. Những động vật như vậy có sự não hoá, một xu hướng tiến hoá hình thành một tập hợp các neuron cảm giác và các neuron trung gian tại phần tận cùng phía trước (đầu). Có một hoặc hơn dây thần kinh mở rộng phần sau (lưng) nối các cấu trúc này với các dây thần kinh khác. Những con giun dẹp không phân đốt như giun dẹp , đỉa phiến một nảo nhỏ và các đường dây thần kinh dọc tạo thành hệ thần kinh trung ương đơn giản nhất với số lượng neuron không nhiều. 7 Ở các nhóm động vật không xương sống phức tạp hơn như giun đốt, chân khớp, số lượng neuron nhiều hơn, hành vi được điều khiển bởi bộ não phức tạp hơn, các đường thần kinh bụng có chứa các hạch được sắp xếp phân đoạn thành các chùm neuron. Hệ thần kinh ở một số nhóm động vật còn có sự tương quan với lối sống như các loài thân mềm. Những con trai và ốc song kinh có các cơ quan cảm giác tương đối đơn giản, có bộ não nhỏ hoặc không có. Ngược lại những loài săn mồi tích cực như bạch tuộc và mực ống lại có hệ thần kinh phức tạp nhất trong số các động vật có xương sống, có khi bạch tuộc có cả hàng triệu neuron trong não và các con mắt lớn giúp chúng phân biệt được những mẫu hình ảnh để thực hiện những hoạt động phức tạp. 8 1.4. Hệ thần kinh dạng ống Hệ thần kinh dạng ống có mầm mống từ Ngành nữa dây sống (Hemichordata) và xuất hiện ở Ngành Dây sống (Chorata) liên quan đến khả năng vận động của hệ cơ-xương. Quá trình trung ương hoá các hạch thần kinh, hệ thần kinh dạng ống dần được hình thành. Ở động vật có xương sống bậc cao và con người phần phía trước ống thần kinh hình thành não bộ lúc đầu là não bộ nguyên thuỷ, tiếp theo là não trước, não giữa, não sau. Phần phía sau là tuỷ sống chạy dọc thân và đuôi phát ra các dây thần kinh để điều khiển cơ thể. Hệ thống thần kinh ở động vật có xương sống, ở người là hoàn thiện nhất. Hệ thần kinh đã phân hoá phức tạp bao gồm hệ thần kinh trung ương và hệ thần kinh ngoại biên: 9 Trong cấu trúc của tuỷ sống có thể thấy rõ mối liên quan giữa khối lượng của hệ thần kinh với kích thước của cơ thể động vật và sự phát triển của hệ cơ. Hệ cơ càng phát triển và diện tích cơ thể càng lớn thì tuỷ sống càng phát triển. Bên cạnh đó nhiều động vật phần cổ và thắt lưng tuỷ sống rất phát triển, tại đó các dây thần kinh rất lớn chạy đến các chi. Ví dụ ở chim, phần tuỷ sống ở cổ phát triển do sự phát triển của hệ cơ tham gia vào động tác bay, còn các loài như chuột túi, đà điểu phần tuỷ sống thắt lưng lại rất phát triển để đảm bảo cho việc điều khiển các cơ ở chân… Như vậy hệ thần kinh dạng ống còn có những hướng phân hoá khác nhau tuỳ thuộc sự thích nghi với điều kiện sống cụ thể của nhóm loài. Não bộ được hoàn thiện dần trong quá trình tiến hoá của giới động vật. Lúc đầu bọng não sau phát triển hơn cả, nó liên quan với chức năng thính giác và thăng bằng ở những động vật sống dưới nước. Dần dần não sau phân hoá thành hành-cầu não và tiểu não. Khi đời sống chuyển lên cạn, liên quan đến sự phát triển và hoàn thiện các cơ quan thụ cảm, não trước được phát triển thành não trung gian và hai bán cầu não cùng với thuỳ khứu ở đầu tận cùng. Thuỳ khứu có một lớp chất xám phủ lên, về sau khi bán cầu não 10 phát triển, thuỳ khứu cùng lớp chất xám cuộn vào trong gọi là vòm não cổ. Não giữa phát triển cho ra thuỳ thị giác và thuỳ thính giác. Lúc này bán cầu não đã phủ một lớp chất xám mới và thành bán cầu đại não và vòm não mới. Như vậy trong quá trình phát triển, hệ thần kinh dần dần phân hoá rõ rật các trung khu chức năng. Hiện tượng di chuyển dần các chức năng về phần cao nhất là bán cầu não và vỏ não là quy luật của sự tiến hoá. Hệ thần kinh gồm hai phần: thần kinh trung ương và thần kinh ngoại biên. Thần kinh trung ương gồm có tuỷ sống, hành cầu não, tiểu não, não giữa, não trung gian, các bãn cầu đại não và vỏ não. Thần kinh ngoại biên gồm 12 đôi dây thần kinh sọ não xuất phát từ não bộ, các rễ thần kinh xuất phát từ tuỷ sống, các hạch và các đám rối thần kinh. Sự phân hoá thể hiện cụ thể như các neuron phân hoá cơ bản thành neuron cảm giác, neuron liên hợp, neuron vận [...]... hướng của hệ thần kinh Những phân tích về cấu tạo và chức năng hệ thần kinh của các nhóm động vật từ bậc thấp đến bậc cao theo bậc thang tiến hoá thể hiện sự tiến hoá của hệ thần kinh diễn ra song song với sự tiến hoá của giới động vật Sự tiến hoá của hệ thần kinh theo những chiều hướng cụ thể và tất yếu Thứ nhất, hệ thần kinh tiến hoá có cấu tạo từ đơn giản đến phức tạp, về chức năng ngày càng chuyên hoá. .. tiến hoá khác nhau: tiến bộ sinh học, thoái bộ sinh học hay kiên định sinh học Nói tóm lại hệ thần kinh ở động vật thực hiện một chức năng rất quan trọng, đóng vai trò chủ chốt điều hoà sự ổn định thích nghi của cơ thể KẾT LUẬN 14 Sự tiến hoá của hệ thần kinh diễn ra song song với sự tiến hoá của giới động vật Mỗi nhóm động vật từ thấp đến cao trong bậc thang tiến hoá, cấu trúc hệ thần kinh có xu hướng... tiến hoá, cấu trúc hệ thần kinh có xu hướng ngày càng phân hoá phức tạp, chức năng ngày càng chuyên hoá, Dù ở cấp độ tiến hoá nào, cấu trúc và chức năng hệ thần kinh đều thể hiện sự thích nghi với môi trường cụ thể Trong đó những động vật có hệ thần kinh dạng ống hệ thần kinh hoàn thiện nhất, tiến hoá nhất trong sinh giới Sự tiến hoá của hệ thần kinh cho thấy các loài động vật nói riêng và sinh giới... nói chung đã đang và liên tục vận động tương ứng với các điều kiện môt trường khác nhau để ngày càng trở nên thích nghi hơn, tiến hoá hơn Sự tiến hoá của hệ thần kinh góp phần thúc đẩy sự hoàn thiện cấu trúc và chức năng của cơ thể, sự thích nghi của động vật trong những biến đổi của môi trường 15 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Cambell, N.A.et al., (2008) Biology animal San Francisco: Pearson International Edition... lực của sự tiến hoá Sự thích nghi có được là một thời gian có thể rất lâu, trải qua quá trình phát sinh biến dị, chọn lọc tự nhiên và quá trình tích luỹ các biến đổi di truyền thích nghi đó Do vậy Tuỳ vào điều kiện hoàn cảnh cụ thể, sự tiến hoá có thể đi theo những con đường khác nhau: Phân li tính trạng hay đồng quy tinh trạng Sinh giới trong đó có cả hệ động vật cũng sẽ có những con đường tiến hoá. .. chưa có tế bào thần kinh, phát triển lê nhóm ruột khoang đã xuất hiện hệ thần kinh gồm các neuron đơn giản, chưa phân hoá và có số lượng hạn chế (thần kinh mạng lưới) Khi số lượng neuron phát triển ở một số nhóm nhỏ dẫn đến sự phân hoá hình thành hạch và dây thần kinh (chuỗi hạch) Các hạch xuất hiện là bước đầu thể hiện được chức năng điều khiển định khu trên từng phần, 13 từng đốt của cơ thể Hiện... là hiện tượng đầu hoá (côn trùng…) dần dần não bộ và tuỷ sống được hoàn chỉnh, hoàn thiện nhất là ở động vật có xương sống như thú, và loài người Cấu tạo phân hoá phức tạp là cơ sở mỗi cấu trúc có thể chuyên hoá hơn về chức năng, từ đó giúp cho khả năng cảm nhận kích thích và đáp ứng được các kích thích ngày càng chính xác và hiệu quả hơn Thứ hai, cốt lõi trong sự tiến hoá của hệ thần kinh là cấu tạo... Ngô Đắc Chứng 2014 Sinh học cơ thể động vật Đại học Huế 3 Trịnh Hữu Hằng (chủ biên) 2001 Sinh học cơ thể động vật Hà Nội Đại học quốc gia 16 ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM  TIỂU LUẬN SỰ TIẾN HOÁ CỦA HỆ THẦN KINH Cán bộ hướng dẫn: Học viên thực hiện: GS NGÔ ĐẮC CHỨNG PHAN LAN NHI HUẾ - 2014 17 ...11 động Nhờ có sự phân hoá rõ về cấu trúc và chức năng nên quá trình xử lý thông tin chính xác và kịp thời 12 Với cấu trúc hoàn thiện, có sự phân hoá cao mà chức năng được thực hiện chính xác qua cơ chế phản xạ có điều kiện và phản xạ không điều kiện Điều này giúp cho hệ thần kinh thực hiện tốt chức năng điều hoà và phối hợp toàn bộ các hoạt động sống của cơ thể tốt hơn giúp cơ thể . DUNG 1. Hệ thần kinh ở các nhóm động vật 1.1. Tơ thần kinh 1.2. Hệ thần kinh hình mạng lưới 1.3. Hệ thần kinh dạng hạch 1.4. Hệ thần kinh dạng ống 2. Chiều hướng tiến hoá của hệ thần kinh KẾT LUẬN 2 MỞ. sao? Hệ thần kinh tiến hoá theo chiều hướng nào? Những vấn đề trên sẽ được làm rõ trong đề tài “SỰ TIẾN HOÁ CỦA HỆ THẦN KINH 4 NỘI DUNG 1. Hệ thần kinh ở các nhóm động vật 1.1. Tơ thần kinh Động. Chiều hướng của hệ thần kinh Những phân tích về cấu tạo và chức năng hệ thần kinh của các nhóm động vật từ bậc thấp đến bậc cao theo bậc thang tiến hoá thể hiện sự tiến hoá của hệ thần kinh diễn