Rdzeń nerwowy

Grzbietowy rdzeń nerwowy u chordatów

Rdzeń nerwowy to termin, który może odnosić się zarówno do (1) pojedynczego, pustej, wypełnionej płynem, grzbietowej drogi tkanki nerwowej, która jest jedną z cech definiujących chordaty (grzbietowy rdzeń nerwowy) i rozwija się w rdzeń kręgowy i mózg kręgowców; lub (2) typowo stały, brzuszny, podwójny rząd włókien nerwowych występujący w niektórych gromadach bezkręgowców (brzuszny rdzeń nerwowy).

W obu przypadkach termin rdzeń nerwowy odnosi się do wiązki włókien nerwowych, które przebiegają poprzecznie do osi podłużnej zwierzęcia i są ważną strukturą ośrodkowego układu nerwowego zwierzęcia. Jednak w przypadku chordates, rdzeń nerwowy jest rurkowaty, pusty, wypełniony płynem i biegnie grzbietowo, powyżej notochordu i przewodu jelitowego, podczas gdy w przypadku nonchordates jest stały i biegnie brzusznie, poniżej przewodu pokarmowego. Różnią się one również tym, że rdzeń nerwowy u chordates tworzy się przez inwolucję w embrionie, podczas gdy u nie-chordates, rdzeń nerwowy nie tworzy się przez inwolucję.

Fakt, że wszystkie chordates, tak różnorodne jak one (od tunicates do hagfish do ryb do ptaków do małp), dzielą się obecnością grzbietowego rdzenia nerwowego w pewnym momencie ich cyklu życia pokazuje wzajemne powiązania i jedność natury, jak również i dowody na wspólne pochodzenie. Podobnie, dzielenie się rdzeniem nerwowym brzusznym wśród gatunków szczególnie bezkręgowych filii pokazuje jedność w obrębie tych taksonów.

Rdzeń nerwowy brzuszny

Przekrój dżdżownicy ukazujący rdzeń nerwowy środkowy (n.c.), jak również ścianę ciała (w); błony (c), które dzielą jamę ciała na szereg komór; zwinięte nefridium (n); jelito (i); oraz powyżej i poniżej dłuższe naczynie krwionośne (v).

Przewód nerwowy brzuszny to wiązka włókien nerwowych, zazwyczaj solidne podwójne stanowisko (para) przewodów nerwowych, które biegnie wzdłuż osi podłużnej niektórych filii wydłużonych bezkręgowców i stanowi część ośrodkowego układu nerwowego bezkręgowca. W większości przypadków, to nerwowe sznury biegnie brzusznie, poniżej jelita, i łączy się ze zwojami mózgowymi. Wśród gromad wykazujących brzuszne sznury nerwowe są nicienie (glisty), bezkręgowce (takie jak dżdżownice, i stawonogi (takie jak owady i raki).

Brzuszny sznur nerwowy zazwyczaj składa się z pary częściowo połączonych pni nerwowych biegnących wzdłuż płaszczyzny brzusznej zwierząt, od przedniej do tylnej (tagma piersiowa i brzuszna u stawonogów). Podstawową strukturą, na przykład, jest scenariusz, w którym każdy segment ciała jest unerwiony przez pary zwojów (lub może to być opisane jako każdy segment ma jeden zwoje, ale zwoje składają się z pary zwojów po obu stronach). Zwoje sąsiednich segmentów są połączone włóknami nerwowymi określanymi jako łączniki (lub „łączniki międzysegmentalne”). W obrębie jednego segmentu, zwoje nerwowe połączone są przewodem włókien nerwowych, zwanych commissures, które przechodzą z jednej strony na drugą rdzenia nerwowego. Kompletny system wykazuje pewne podobieństwo do drabiny sznurowej.

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

Wśród różnych taksonów występują różne stopnie fuzji zwojów nerwowych. U niektórych zwierząt zwoje obustronne są połączone w jeden duży zwoje na segment. Cecha ta występuje głównie u owadów.

W przeciwieństwie do chordates, rdzeń nerwowy u bezkręgowców nie rozwija się przez inwolucję. Zamiast komórek gromadzących się grzbietowo na zewnętrznej powierzchni embrionu, składających się do wewnątrz, a następnie zapadających się do pozycji końcowej, w przypadku tworzenia się brzusznej części rdzenia nerwowego, komórki powszechnie przemieszczają się do wewnątrz pojedynczo (Campbell i in. 2013).

Grzbietowy rdzeń nerwowy

Grzbietowy rdzeń nerwowy to pusta w środku wiązka włókien nerwowych, które na pewnym etapie życia chordates przebiegają poprzecznie do grzbietu osi podłużnej i biegną nad notochordem i jelitem. Grzbietowy rdzeń nerwowy jest cechą embrionalną, która jest unikalna dla chordates. Inną cechą wyróżniającą chordaty jest to, że na pewnym etapie życia posiadają one notochord, ogon poanalny, endostyl i szczeliny gardłowe. U kręgowców ta cecha embrionalna, znana jako grzbietowy rdzeń nerwowy, przekształca się w mózg i rdzeń kręgowy.

Chordata dzieli się na różne podfazy, zwykle na trzy podfazy Urochordata (tuńczyki), Cephalochordata (lancetowate lub amfipriony) i Vertebrata (chociaż skorupiaki, które nie mają kręgów, czasami nie są zaliczane do Vertebrata, lecz do własnego podtypu Myxini, a w niektórych taksonomiach podtyp Craniata jest używany do zaliczania skorupiaków i innych kręgowców). Urochordate larwy mają rdzeń nerwowy i notochord, ale są one tracone w dorosłym życiu. Cefalochordy mają rdzeń nerwowy i notochord, ale nie mają kręgów. U wszystkich kręgowców, z wyjątkiem jamochłonów, grzbietowy, pusty rdzeń nerwowy jest otoczony chrzęstnymi lub kostnymi kręgami, a notochord na ogół zredukowany. (W przeciwieństwie do kręgowców, osłonice i głowonogi nie mają żadnego rodzaju czaszki. Te, które mają czaszki, czyli kręgowce, zaliczane są do grupy taksonomicznej Craniata). U kręgowców embrionalny grzbietowy rdzeń nerwowy rozwija się w rdzeń kręgowy z mózgiem (Towle 1989).

Grzbietowy rdzeń nerwowy rozwija się z płytki ektodermy grzbietowej, która inwoluuje w pustą, wypełnioną płynem rurkę. Zasadniczo tkanka nerwowa, która koncentruje się nad rozwijającym się notochordem na zewnętrznej powierzchni embrionu, składa się w wydrążoną, neuronalną rurkę, a następnie zapada się, aby dotrzeć do swojej wewnętrznej pozycji (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. Biologia, wyd. 8. San Francisco: Pearson/Benjamin Cummings. ISBN 9780805368444.

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

• Lobster Conservancy. 2003. Biologia homarów. Lobster Conservancy. Retrieved July 2, 2013.

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

• Porównanie rdzenia kręgowego i brzusznego rdzenia nerwowego. Retrieved July 2, 2013.

• Morfologia owadów. Retrieved July 2, 2013.