Odkedy evolúcia dala životu na Zemi nervový systém difúzneho typu, prešlo mnoho ďalších vývojových štádií, ktoré sa stali zlomovými bodmi v činnosti živých organizmov. Tieto štádiá sa navzájom líšia typmi a počtom neurónových formácií, synapsiami, funkčnou špecializáciou, zoskupeniami neurónov a zhodnosťou ich funkcií. Existujú štyri hlavné štádiá - takto vznikol nervový systém difúzneho typu, kmeňový, nodálny a tubulárny.
Charakteristika
Z najstarších - difúzneho typu nervového systému. Je prítomný v takých živých organizmoch, ako je hydra (koelenteráty - napríklad medúzy). Tento typ nervového systému možno charakterizovať množstvom spojení v susedných prvkoch, a to umožňuje akékoľvekexcitácia sa celkom voľne šíri všetkými smermi pozdĺž nervovej siete. Nervový systém difúzneho typu tiež poskytuje zameniteľnosť, ktorá poskytuje oveľa spoľahlivejšie funkcie, ale všetky tieto reakcie sú nepresné, vágne.
Nodulárny nervový systém je typický pre kôrovce, mäkkýše a červy. Tento typ sa vyznačuje tým, že excitácia môže prebiehať len jasne a presne vymedzenými spôsobmi, keďže majú rôzne usporiadané spojenia nervových buniek. Toto je oveľa zraniteľnejší nervový systém. Ak je poškodený jeden uzol, funkcie tela sú úplne narušené. Nodálny typ nervového systému je však vo svojich kvalitách presnejší a rýchlejší. Ak je pre koelenteráty charakteristický difúzny typ nervového systému, potom majú strunatce tubulárny nervový systém, kde sú zahrnuté znaky nodálneho aj difúzneho typu. Vyššie zvieratá si z evolúcie vzali to najlepšie – spoľahlivosť, presnosť, lokalitu a rýchlosť reakcií.
Ako to bolo
Difúzny typ nervového systému je charakteristický pre počiatočné štádiá vývoja nášho sveta, keď sa interakcia živých bytostí - najjednoduchších organizmov - uskutočňovala vo vodnom prostredí primitívneho oceánu. Protozoá vylučovali určité chemikálie, ktoré sa rozpúšťali vo vode, a tak prví predstavitelia života na planéte dostávali spolu s tekutinou aj produkty metabolizmu.
Najstaršia forma takejto interakcie sa vyskytla medzi jednotlivými bunkami mnohobunkových organizmov prostredníctvom chemických reakcií. Ide o metabolické produkty – metabolity, objavujú sa pribielkoviny, kyselina uhličitá a podobne sa rozkladajú a sú humorálnym prenosom vplyvov, humorálnym mechanizmom korelácie, teda spojeniami medzi rôznymi orgánmi. Humorálne spojenie môže tiež čiastočne slúžiť ako charakteristika difúzneho typu nervového systému.
Funkcie
Difúzny typ nervového systému je charakteristický pre organizmy, v ktorých je už presne známe, kam smeruje tá alebo tá chemická látka prichádzajúca z kvapaliny. Predtým sa šíril pomaly, pôsobil v malom množstve a buď sa rýchlo ničil, alebo sa z tela ešte rýchlejšie vylučoval. Tu je potrebné poznamenať, že humorálne spojenia boli rovnaké pre rastliny aj zvieratá. Keď sa u mnohobunkových organizmov v určitom štádiu vývoja živého sveta vyvinul difúzny nervový systém (napríklad koelenteráty), išlo už o novú formu regulácie a komunikácie, ktorá kvalitatívne odlišovala svet rastlín od sveta zvierat..
A ďalej v čase – čím vyšší bol vývoj organizmu zvieraťa, tým viac orgány interagovali (reflexná interakcia). Po prvé, živé organizmy majú nervový systém difúzneho typu a potom, v procese evolúcie, už majú nervový systém, ktorý reguluje humorálne spojenia. Nervové spojenie, na rozdiel od humorálneho, je vždy presne nasmerované nielen k požadovanému orgánu, ale aj k určitej skupine buniek, spojenia sa vyskytujú stokrát rýchlejšie ako prvé živé organizmy distribuovali chemikálie. Humorná súvislosť s prechodom do nervovej nezmizla, poslúchla, apreto vznikli neurohumorálne spojenia.
Ďalší krok
Z difúzneho typu nervového systému (existujúceho v črevných dutinách) odišli živé bytosti, ktoré dostali špeciálne žľazy, orgány, ktoré produkujú hormóny, ktoré sa tvoria zo živín vstupujúcich do tela. Hlavnými funkciami nervového systému sú regulácia činnosti všetkých orgánov navzájom a interakcia celého organizmu ako celku s vonkajším prostredím.
Prostredie má akýkoľvek vonkajší vplyv predovšetkým na zmyslové orgány (receptory), a to prostredníctvom zmien, ku ktorým dochádza tak vo vonkajšom prostredí, ako aj v nervovom systéme.
Čas plynul, nervový systém sa vyvinul a časom sa vytvorilo jeho vyššie oddelenie - mozog, mozgové hemisféry. Začali riadiť a rozdeľovať všetky činnosti tela.
Ploché červy
Nervový systém je tvorený nervovým tkanivom, ktoré pozostáva z neskutočného množstva neurónov. Sú to bunky s procesmi, ktoré čítajú chemické aj elektrické informácie, teda signály. Napríklad nervový systém plochých červov už nepatrí k difúznemu typu, je to typ nervového systému nodálneho a kmeňového.
Akumulácie nervových buniek v nich sú spárované hlavové uzliny s kmeňmi a početnými vetvami, ktoré sa tiahnu do všetkých orgánov a systémov. To znamená, že nervový systém planária nie je difúzneho typu (toto je plochý červ, predátor, ktorý žerie malé kôrovce, slimáky). Pri nižších formách plochých červov,existuje retikulárny nervový systém, ale vo všeobecnosti už nepatria k difúznemu typu.
Annelované červy
Annelidy majú tiež nedifúzny nervový systém, je to v nich oveľa lepšie organizované: nemajú nervový plexus, ktorý možno pozorovať u mäkkýšov. Majú centrálny nervový aparát, ktorý pozostáva z mozgu (supraglotické ganglio), perifaryngeálnych spojiviek a páru nervových kmeňov, ktoré sú umiestnené pod črevom a sú spojené priečnymi komizúrami.
Väčšina annelids má úplne ganglionizované nervové kmene, keď každý segment má pár ganglií, ktoré inervujú svoj vlastný segment tela. Primitívne annelids žijú s nervovými kmeňmi široko rozmiestnenými v podbrušku, spojenými dlhými komizúrami. Túto štruktúru nervového systému môžete nazvať rebríčkom. Vysoko organizovaní zástupcovia majú skrátenie komizúr a konvergenciu kmeňov takmer k bodu sútoku. Nazýva sa tiež ventrálny nervový okruh. Oveľa jednoduchšie živé organizmy majú difúzny nervový systém.
Cnidarians
Najjednoduchším difúznym nervovým systémom u cnidariánov je plexus vo forme mriežky, ktorá pozostáva z multipolárnych alebo bipolárnych neurónov. Hydroidy ho majú na vrchole mezogley v ektoderme, zatiaľ čo koralové polypy a scyfoidné medúzy ho majú v endoderme.
Funkciou takéhoto systému je, že aktivita sa môže šíriť absolútne akýmkoľvek smerom a úplne z akéhokoľvekstimulovaný bod. Tento typ nervovej sústavy sa považuje za primitívny, ale žerie, pláva a inak takýto organizmus nefunguje veľmi jednoducho. Stojí za to sledovať, ako sa morské sasanky pohybujú na lastúrach mäkkýšov.
Medúzy, morské sasanky a iné
Okrem nervovej siete majú medúzy a morské sasanky systém dlhých bipolárnych neurónov, ktoré tvoria reťazce, preto majú schopnosť rýchlejšie prenášať impulzy bez útlmu na veľké vzdialenosti. To im umožňuje vykonávať dobrú celkovú reakciu na všetky druhy podnetov. Iné skupiny bezstavovcov môžu mať nervové siete aj nervové kmene, ktoré sa vyskytujú v rôznych častiach tela: pod kožou, v črevách, v hltane, u mäkkýšov - v nohe, v ostnokožcoch - v lúčoch.
Avšak už u cnidariánov existuje tendencia, že neuróny sú sústredené na disku ústnej dutiny alebo na chodidle, ako je to u polypov. Pozdĺž okraja dáždnika majú medúzy nervové zakončenia a na niektorých miestach - zhrubnutia prstenca - nervové bunky vo veľkých zhlukoch (ganglia). Okrajové gangliá na dáždnikoch medúz sú prvým krokom k vytvoreniu centrálneho nervového systému.
Reflex
Hlavnou formou nervovej činnosti je reflex, reakcia tela na signál o zmene vonkajšieho alebo vnútorného prostredia, ktorá sa uskutočňuje za účasti nervového systému, reagujúc na podráždenie receptory. Akékoľvek podráždenie s excitáciou receptorov prebieha pozdĺž centripetálnych vlákien do centrálneho nervového systému, potom cez interkalárny neurón -späť na perifériu už pozdĺž odstredivých vlákien, presne sa dostať k tomu či onému orgánu, ktorého činnosť bola zmenená.
Táto cesta - cez stred k pracovnému telu - sa nazýva reflexný oblúk a tvoria ju tri neuróny. Najprv funguje citlivá, potom interkalárna a nakoniec motorická. Reflex je pomerne zložitý akt, bez účasti veľkého počtu neurónov nebude fungovať. Ale v dôsledku takejto interakcie môže dôjsť k reakcii, telo bude reagovať na podráždenie. Napríklad medúza sa spáli, niekedy ju ošetrí smrteľným jedom.
Prvá fáza vývoja nervového systému
Protozoá nemajú nervový systém, ale aj niektoré nálevníky majú fibrilárny vnútrobunkový vzrušivý aparát. V procese vývoja mnohobunkové organizmy vytvorili špeciálne tkanivo, ktoré bolo schopné reprodukovať aktívne reakcie, to znamená byť vzrušené. Sieťový systém (difúzny) si ako svoje prvé oddelenia vybral hydroidné polypy. Boli to oni, kto sa vyzbrojil procesmi neurónov, ktoré ich difúzne (sieťovo) umiestňovali po celom tele.
Takýto nervový systém vedie veľmi rýchlo excitačný signál z miesta, kde dôjde k podráždeniu, a tento signál sa rozbehne všetkými smermi. To dáva nervovému systému integračné vlastnosti, hoci ani jeden fragment tela, braný samostatne, nemá takúto vlastnosť.
Centralizácia
Centralizácia v malom rozsahuuž zaznamenané v difúznom nervovom systéme. Hydra získava nervové zhrubnutia napríklad v oblasti ústnej dutiny a chodidla. Táto komplikácia sa vyskytla súbežne s vývojom pohybových orgánov a prejavila sa v izolácii neurónov, keď z difúznej siete prešli do hĺbky tela a vytvorili tam zhluky.
Napríklad u koelenterátov, voľne žijúcich (medúzy), sa neuróny hromadia v gangliu, čím vytvárajú difúzny nodulárny nervový systém. Tento typ vznikol predovšetkým vďaka tomu, že sa priamo na povrchu tela vyvinuli špeciálne receptory, ktoré boli schopné selektívne reagovať na svetlo, chemické alebo mechanické vplyvy.
Neuroglia
Živé organizmy, spolu s vyššie uvedenými, v procese evolúcie zvyšujú počet neurónov a ich diverzitu. Tak vznikla neuroglia. Neuróny sa tiež javili ako bipolárne, mali axóny a dendrity. Postupne dostávajú organizmy príležitosť vykonávať excitáciu riadeným spôsobom. Nervové štruktúry sa tiež diferencujú, signály sa prenášajú do buniek, ktoré riadia reakcie.
Vývoj nervovej sústavy prebiehal cielene takto: niektoré bunky sa špecializovali na príjem, iné na prenos signálu a ďalšie na recipročnú kontrakciu. Nasledovala evolučná komplikácia, centralizácia a vývoj uzlového systému. Objavujú sa annelidky, článkonožce a mäkkýše. Teraz sú neuróny sústredené v gangliách (nervových uzlinách), ktoré sú pevne spojené nervovými vláknamimedzi sebou s receptormi a vykonávacími orgánmi (žľazy, svaly).
Diferenciácia
Ďalej je činnosť tela rozdelená na zložky: tráviaci, reprodukčný, obehový a iný systém je izolovaný, ale interakcia medzi nimi je nevyhnutná a túto funkciu prevzal nervový systém. Centrálne nervové formácie sa stali oveľa komplikovanejšími, vzniklo veľa nových, ktoré sú teraz úplne závislé jedna na druhej.
Nervy a gangliá circumshield, ktoré riadia výživu a pohyb, sa vyvinuli na receptory vo fylogeneticky vyšších formách a teraz začali vnímať vôňu, zvuk, svetlo a objavili sa zmyslové orgány. Keďže hlavné receptory boli umiestnené na hlavovom konci, gangliá v tejto časti tela sa vyvíjali silnejšie a nakoniec podriadili aktivitu všetkých ostatných. Vtedy sa vytvoril mozog. Napríklad u annelidov a článkonožcov je nervový reťazec už veľmi dobre vyvinutý.
