Nervenstrang

Dorsaler Nervenstrang bei Chordaten

Nervenstrang ist ein Begriff, der sich entweder auf (1) den einzelnen, hohlen, flüssigkeitsgefüllten, dorsalen Trakt aus Nervengewebe, der eines der definierenden Merkmale der Chordaten (dorsales Nervenmark) ist und sich zum Rückenmark und Gehirn der Wirbeltiere entwickelt; oder (2) die typischerweise solide, ventrale, doppelte Reihe von Nervenfasern, die in einigen Phyla der Wirbeltiere zu finden ist (ventrales Nervenmark).

In beiden Fällen bezieht sich der Begriff Nervenstrang auf ein Bündel von Nervenfasern, das quer zur Längsachse eines Tieres verläuft und eine wichtige Struktur des zentralen Nervensystems des Tieres darstellt. Allerdings ist der Nervenstrang bei Chordaten röhrenförmig, hohl, flüssigkeitsgefüllt und verläuft dorsal, oberhalb des Notochords und des Darmtrakts, während er bei Nicht-Chordaten massiv ist und ventral, unterhalb des Verdauungstrakts verläuft. Sie unterscheiden sich auch dadurch, dass sich der Nervenstrang bei Chordaten durch Einstülpung im Embryo bildet, während er bei Nicht-Chordaten nicht durch Einstülpung entsteht.

Die Tatsache, dass alle Chordaten, so unterschiedlich sie auch sind (von Manteltieren über Schleimaale und Fische bis hin zu Vögeln und Affen), zu irgendeinem Zeitpunkt in ihrem Lebenszyklus das Vorhandensein eines dorsalen Nervenstrangs gemeinsam haben, zeigt die Verbundenheit und Einheit der Natur sowie den Beweis für eine gemeinsame Abstammung. Ebenso zeigt das gemeinsame Vorhandensein eines ventralen Nervenstrangs bei den Arten der Wirbellosen die Einheit innerhalb dieser Taxa.

Ventraler Nervenstrang

Querschnitt eines Regenwurms, der den zentralen Nervenstrang (n.c.), sowie die Körperwand (w); Membranen (c), die die Körperhöhle in eine Reihe von Kammern unterteilen; ein gewundenes Nephridium (n); den Darm (i); und darüber und darunter ein längeres Blutgefäß (v).

Der ventrale Nervenstrang ist ein Bündel von Nervenfasern, typischerweise ein solider Doppelständer (Paar) von Nervensträngen, der entlang der Längsachse einiger Phyla von langgestreckten Wirbellosen verläuft und einen Teil des zentralen Nervensystems des Wirbellosen bildet. In den meisten Fällen verlaufen diese Nervenstränge ventral, unterhalb des Darms, und sind mit den Hirnganglien verbunden. Zu den Phyla, die ventrale Nervenstränge aufweisen, gehören Nematoden (Fadenwürmer), Anneliden (z. B. Regenwürmer) und Arthropoden (z. B. Insekten und Krebse).

Der ventrale Nervenstrang besteht in der Regel aus einem Paar teilweise verschmolzener Nervenstämme, die in Längsrichtung entlang der ventralen Ebene der Tiere verlaufen, vom vorderen zum hinteren Teil (dem thorakalen und abdominalen Tagma bei den Arthropoden). Eine Grundstruktur ist z. B. die, dass jedes Körpersegment von Paaren von Ganglien innerviert wird (oder man kann es so beschreiben, dass jedes Segment eine Ganglien hat, aber diese Ganglien aus einem Paar Hemiganglien auf jeder Seite bestehen). Ganglien benachbarter Segmente sind durch Nervenfasern verbunden, die als Konnektive (oder „intersegmentale Konnektive“) bezeichnet werden. Innerhalb eines Segments sind die Hemiganglien durch einen Trakt von Nervenfasern verbunden, die Kommissuren genannt werden und von einer Seite des Nervenstrangs zur anderen verlaufen. Das gesamte System hat eine gewisse Ähnlichkeit mit einer Strickleiter.

Arthropod segmental nerve cord architecture from The Lobster Conservancy. (Copyright image)

Es gibt unterschiedliche Grade der Verschmelzung der Ganglien bei verschiedenen Taxonen. Bei einigen Tieren sind die bilateralen Ganglien zu einem einzigen großen Ganglion pro Segment verschmolzen. Dieses Merkmal findet sich vor allem bei den Insekten.

Im Gegensatz zu den Chordaten entwickelt sich der Nervenstrang bei den Wirbellosen nicht durch Invagination. Anstatt dass sich die Zellen dorsal an der Außenseite des Embryos sammeln, sich nach innen falten und dann in ihre endgültige Position sinken, bewegen sich die Zellen bei der Bildung des ventralen Nervenstrangs meist einzeln nach innen (Campbell et al. 2013).

Dorsaler Nervenstrang

Der dorsale Nervenstrang ist ein hohles Bündel von Nervenfasern, das die Längsachse von Chordaten in irgendeinem Stadium ihres Lebens dorsal quert und oberhalb des Notochords und des Darms verläuft. Der dorsale Nervenstrang ist ein embryonales Merkmal, das einzigartig für Chordaten ist. Weitere Unterscheidungsmerkmale des Stammes der Chordata sind, dass sie alle in irgendeinem Stadium ihres Lebens ein Notochord, einen postanalen Schwanz, einen Endostylus und Pharynxschlitze haben. Bei den Wirbeltieren entwickelt sich dieses embryonale Merkmal, das als dorsaler Nervenstrang bezeichnet wird, zu Gehirn und Rückenmark.

Die Chordata werden in verschiedene Untergruppen unterteilt, üblicherweise in die drei Untergruppen Urochordata (Manteltiere), Cephalochordata (Lanzettfischchen oder Amphibien) und Vertebrata (obwohl die Schleimaale, denen Wirbel fehlen, manchmal nicht in die Vertebrata, sondern in eine eigene Untergruppe Myxini eingeordnet werden und in einigen Taxonomien die Untergruppe Craniata verwendet wird, um Schleimaale und andere Wirbeltiere einzuschließen). Urochordate Larven haben einen Nervenstrang und ein Notochord, aber diese gehen im Erwachsenenalter verloren. Cephalochordaten haben einen Nervenstrang und ein Notochord, aber keine Wirbel. Bei allen Wirbeltieren, mit Ausnahme des Schleimaals, ist der dorsale hohle Nervenstrang mit knorpeligen oder knöchernen Wirbeln umgeben und das Notochord im Allgemeinen reduziert. (Im Gegensatz zu den Wirbeltieren fehlt den Manteltieren und Cephalochordaten jede Art von Schädel. Diejenigen mit Schädel, also die Wirbeltiere, werden in die taxonomische Gruppe Craniata gestellt.) Bei den Wirbeltieren entwickelt sich das embryonale Rückenmark zu einem Rückenmark mit einem Gehirn (Towle 1989).

Das Rückenmark entwickelt sich aus einer Platte des dorsalen Ektoderms, die sich zu einer hohlen, flüssigkeitsgefüllten Röhre auswächst. Im Wesentlichen faltet sich das neurale Gewebe, das sich über dem sich entwickelnden Notochord an der äußeren Oberfläche des Embryos konzentriert, zu einer hohlen, neuralen Röhre und sinkt dann ab, um seine innere Position zu erreichen (Campbell et al. 2013).

• Campbell, D., A. Plescia, and W. Fillmore. 2013. Phylum Chordata. Cornell BIOG 1105-1106. Retrieved July 2, 2013.

• Campbell, N. A., J. B. Reece, L. A. Urry, et al. 2008. Biology, 8. Auflage. San Francisco: Pearson/Benjamin Cummings. ISBN 9780805368444.

• Hickman, C., L. Roberts, S. Keen, A. Larson, and D. Eisenhour. 2006. Animal Diversity, 4. Auflage. New York: McGraw Hill. ISBN 9780072528442.

• Lobster Conservancy. 2003. Lobster Biology. Lobster Conservancy. Retrieved July 2, 2013.

• Towle, A. 1989. Modern Biology. Austin, TX: Holt, Rinehart and Winston. ISBN 0030139198.

• Vergleich von Rückenmark und ventralem Nervenstrang. Abgerufen am 2. Juli 2013.

• Insect morphology. Retrieved July 2, 2013.