Нервная система насекомых

Реферат

Для восприятия окружающего мира, ориентации в нем, осуществления всех целесообразных действий и жизненных процессов животные наделены очень сложными системами, в первую очередь нервной и сенсорной. Нервная система насекомого — это система образований, состоящих из нервной ткани и осуществляющих контроль над всеми функциями его организма.

Она представляет из себя сложнейший комплекс структур и органов, состоящих из нервной ткани, где центральным отделом является мозг. Главной структурной и функциональной единицей нервной системы является нервная клетка с отростками (по-гречески нервная клетка — нейрон).

Нервная система и мозг насекомых обеспечивают:

  • ѕ восприятие с помощью органов чувств внешнего и внутреннего раздражения (раздражимость, чувствительность);
  • ѕ мгновенную переработку системой анализаторов поступающих сигналов, подготовку и осуществление адекватной ответной реакции;
  • ѕ хранение в памяти в закодированном виде наследственной и приобретенной информации, а также мгновенное извлечение ее по мере необходимости;
  • ѕ управление всеми органами и системами организма для его функционирования как единого целого, уравновешивания его со средой;
  • ѕ осуществление психических процессов и высшей нервной деятельности, целесообразное поведение.

Понимание строения и принципа работы нервной системы насекомых невозможно без изучения подробного строения нервной ткани.

нервный нейрон насекомый мозг

ГЛАВА I. НЕЙРОН КАК СТРУКТУРНАЯ ЕДИНИЦА НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

Простейший элемент нервной системы носит название нейрон. Это не что иное, как нервная клетка, покрытая оболочкой и имеющая особый набор органелл. Каждый нейрон состоит из трех частей:

1. тело клетки — ее основная часть, внутри которой находится ядро и другие структурные компоненты;

2. аксон — длинный толстый осевой отросток;

3. дендриты — короткие ветвящиеся отростки.

В целом, нейрон имеет звездчатую форму.

Такое строение клетки неразрывно связано с ее функцией. По дендритам нервная клетка получает импульсы от соседних нейронов или чувствительных нервных окончаний, а по аксону отправляет их к другим таким же клеткам или рабочим органам: мышцам, железам (что заставляет их, соответственно, сокращаться или выделять секрет).

Нервное возбуждение внутри нейрона передается только в этом направлении и никак иначе.

В зависимости от того, какую функцию выполняет нейрон, нервные клетки разделяются на три вида.

5 стр., 2455 слов

Развитие нервной системы

... происходит процесс развития НС: начиная с нейроэктодермы и раннего морфогенеза нервной системы, затем мы рассмотрим региональную спецификацию нервной ткани и факторы, которые определяют идентификацию отдельных нейронов и клеток глии, и ...

1. Чувствительные: воспринимают информацию от рецепторов (нервных окончаний) и передают их в центральную нервную систему.

2. Вставочные (ассоциативные): обрабатывают информацию в нервных центрах, проводят импульсы от чувствительных рецепторов к двигательным нейронам.

3. Двигательные (моторные) нейроны: передают возбуждение в направлении от нервных центров к рабочим органам.

ТРЕХНЕЙРОННАЯ РЕФЛЕКТОРНАЯ ДУГА. Совокупность трех нейронов — чувствительного, вставочного и двигательного — составляет так называемую трехнейронную рефлекторную дугу. Она обеспечивает соответствующее реагирование насекомых на различные внешние стимулы, составляя основу для осуществления различных рефлексов. [3]

ДВУХНЕЙРОННАЯ ДУГА . Иногда в дуге нет вставочной нервной клетки, тогда в ней «остаются» только чувствительный и двигательный нейрон. Двухнейронная дуга тоже может работать, но в этом случае на определенное раздражение чувствительных окончаний появляется однозначный двигательный ответ.

Это легче пояснить на примере человека, строение нервной ткани у которого то же самое, что и у других живых существ, включая насекомых. Когда мы прикасается к горячему чайнику, мы мгновенно отдергиваем руку, даже не успев понять, что он горячий. Это происходит автоматически, без обдумывания. Аналогичным образом, применимо к «своим» раздражителям, функционируют двухнейронные рефлекторные дуги у насекомых.

ПОЛИНЕЙРОННАЯ ДУГА . Кроме двух- и трехнейронной дуги, существует еще одна разновидность: полинейронная дуга. В ее составе находятся несколько вставочных нейронов, что обеспечивает сложные формы рефлексов, например, формирующих половое чувство или пищевое поведение.

ГЛАВА II. ЦЕНТРАЛЬНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА

Перейдем от микроструктуры нервной ткани к макростроению нервной системы. Она включает центральный и периферический отделы, а также вегетативную нервную систему. Центральный отдел, как логично предположить, имеет ведущее значение.

Центральная нервная система представлена двойной цепочкой ганглиев — узловых образований, состоящих из нервных клеток. Узлы в каждой цепочке продольно связаны между собой коннективами — волокнами нервных клеток, тела которых располагаются в их составе. Две продольные цепочки имеют и поперечные соединения между собой — комиссуры, тоже состоящие из волокон. Каждая пара ганглиев соответствует одному сегменту тела насекомого.

Передние узлы цепочек объединены. Ганглии по меньшей мере трех сегментов слиты в так называемый надглоточный ганглий, который является головным мозгом насекомого.

Соответственно, остальные узлы брюшной нервной цепочки являются аналогом спинного мозга, хотя конкретно данный термин в анатомии нервной системы насекомых не используется.

Расположенные позади головного мозга узлы (также объединенные) носят название подглоточного ганглия. В его составе находятся ганглии трех сегментов челюстей. Коннективы, связывающие его с мозгом, называются окологлоточными коннективами.

Далее располагаются три грудных ганглия, которые иногда соединяются в одну массу. Следом находятся оставшиеся ганглии брюшных сегментов. Так как количество сегментов брюшка у разных насекомых различается, то и число брюшных ганглиев тоже может быть разным. Например, у поденок и нимф их 7 пар.

8 стр., 3716 слов

Эволюция нервной системы

... животных совпадают. Дорзальный вертикальный комплекс по своим функциям и свойствам сходен с ассоциативной корой млекопитающих. Высокого развития достигает и нервная система у членистоногих (паукообразные и насекомые). У них головной мозг ... в свою очередь, связаны с нервной цепочкой Цепочка состоит из парных ганглиев, располагающихся в каждом сегменте тела червя Головные надглоточные ганглии ...

Иногда ганглии различных отделов тела сливаются между собой и образуют ганглиозные массы, или синганглии. Так, центральная нервная система у высших мух состоит из двух синганглиев — головного мозга и остальных сегментов, а у личинок они вообще собраны в один большой «комок».

Каждая пара ганглиев брюшной нервной цепочки дает чувствительные и двигательные волокна к тканям и иннервирует соответствующий сегмент тела, то есть, управляет его функциями. Например, самая последняя пара контролирует спаривание и процесс откладки яиц, а узлы, расположенные в грудном отделе, управляют работой крыльев и ног.

Самое сложное строение из всех ганглиозных образований имеет головной мозг, который осуществляет контроль не только над органами головы, но и над деятельностью всего организма.

Строение головного мозга

Головной мозг. Особой сложности в строении и во взаимодействии отдельных нервных центров достигает надглоточный ганглий (рис. 116).

Образованный протоцеребрумом, дейтоцеребрумом и тритоцеребрумом, он включает ассоциативные центры и ганглиозные массы объединенных сегментов головы.

Более крупный протоцеребрум обладает явственными оптическими долями (с тремя парами нейропилярных масс и оцеллярным центром), воспринимающими и перерабатывающими сенсорную информацию от сложных глаз и дорзальных глазков насекомого. При этом тела сенсорных нейронов глазков связываются с оцеллярными ганглиями, от которых отходят оцеллярные нервы к межцеребральной части головного мозга. Нейропи-лярные, то есть образованные отростками нервных клеток, массы протоцеребрального моста и центрального тела соединяют симметричные доли протоцеребрума и, воспринимая аксоны от других центров, координируют моторную активность сегментов тела, определяя, в частности, согласованность работы дыхалец. Примыкающие с обеих сторон к долям протоцеребрума парные стебельчатые (или грибовидные) тела являются высшим ассоциативным центром, где замыкаются условнорефлекторные связи. Их разрушение ведет к утрате приобретенных навыков, но безусловные рефлексы сохраняются. В чашечках стебельчатых тел расположены многочисленные (например, у тараканов до 300000—400000) ассоциативные нейроны, аксоны которых проходят в два стебелька, где образуют контакты с аксонами других центров протоцеребрума. Один из этих стебельков (а-доля) связывается с сенсорными, второй (|3-доля) — с моторными нейронами (рис. 117).

Степень развития стебельчатых тел коррелирует со сложностью поведения насекомых. Например, у муравьев эти тела занимают 1/5 объема мозга, а у рабочих пчел они развиты значительно сильнее, чем у маток или трутней.

Следующий отдел головного мозга — дейтоцеребрум — образован парными антеннальными долями, связанными друг с другом и с сенсорными и моторными аксонами антенн. Отходящий от них ольфакторный тракт достигает чашечек стебельчатых тел, обеспечивая участие ольфакторных стимулов в общей координации нервной деятельности. Наконец, самый задний отдел головного мозга — крошечный тритоцеребрум — иннервирует головную капсулу с верхней губой и соединяется со стоматогастрической нервной системой (см. ниже) посредством фронтального ганглия и с брюшной нервной цепочкой посредством окологлоточного нервного кольца. Связывающие волокна (поперечная комиссура) между правой и левой долями тритоцеребрума проходят позади рта. Это свидетельствует об исходной принадлежности тритоцеребрума к туловищным сегментам насекомых, лишь вторично вошедшим в состав головы. Завершая обсуждение строения центральной нервной системы, отметим, что подглоточный ганглий, обслуживающий рецепторы и мышцы челюстей и шейной области, содействует поддержанию двигательной активности насекомого. В этом смысле он служит антагонистом тормозящих влияний головного мозга.

8 стр., 3792 слов

Насекомые реферат для детей

... поверхностью, рассеивают свои яйца. Густая листва кустарников и деревьев, а также травостой для этих насекомых недоступны. Стрекозы или поденки, случайно сюда попавшие, очень скоро обламывают свои ... млекопитающими. Такое, несколько неожиданное для непосвященных сопо­ставление, однако, не покажется читателю особенно удивительным, если он вспомнит о сложной жизни общественных насекомых - пчел или ...

ГЛАВА III. СИМПАТИЧЕСКАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА

Именуемая также висцеральной или вегетативной, она слагается из стоматогастрической (ротожелудочной) системы, системы непарного нерва и каудальной системы (рис. 118).

Ее высший нервный центр — тритоцеребрум, от которого отходят два фронтальных коннектива к непарному фронтальному ганглию. Образуемый из стенки передней кишки эмбриона, этот ганглий вскоре теряет с ней связь и, соединяясь с головным мозгом, отсылает пару нервов к верхней губе и непарный возвратный нерв к гипоцеребральному ганглию. Последний связывается с нейросекреторными органами ретроцеребрального комплекса и с двумя вентрикулярными ганглиями. Иннервируя передние отделы кишечника и аорту, ганглии стоматогастрической системы включают в себя не только моторные и ассоциативные нейроны, но и сенсорные. В этом отношении они противопоставляются ганглиям брюшной нервной цепочки, с которыми связана система непарного нерва.

Обслуживая дыхальца, эта система связана с ними боковыми ветвями, но образующие их нейроны находятся в грудных и брюшных ганглиях центральной нервной системы. Непарный нерв, по-видимому, участвует в работе крыловых мышц, так как при его разрушении резко возрастает их утомляемость. Каудальная система, образованная двумя нервами, отходящими от последнего ганглия брюшка, иннервирует заднюю кишку и органы размножения насекомых. Периферическая нервная система. Все нервы, выходящие из ганглиев центральной и симпатической нервной системы, наряду с сенсорными нейронами органов чувств (рецепторов) образуют периферическую нервную систему насекомых. Некоторые ее компоненты будут рассмотрены позднее в связи с сенсорными системами и рецепцией. Проведение нервного возбуждения в ганглиях. При прохождении возбуждения через ганглий возникают дополнительные ограничения, связанные с необходимостью преодоления по крайней мере нескольких синапсов рефлекторных дуг. Отличаясь односторонней проницаемостью, синапсы допускают распространение импульсов только в одном направлении — от сенсорных нейронов к моторным, а необходимость выделения медиаторов и их диффузии по синаптической щели всякий раз задерживает импульс на 1—4 мс. Эта задержка многократно возрастает в полинейронных рефлекторных дугах со многими нейронами и синапсами. Вместе с тем нередкое для насекомых объединение множества пресинаптических волокон в одно постсинаптическое проявляется в так называемой пространственной суммации возбуждения; лишь совместное одновременное раздражение нескольких из них генерирует потенциал действия (ПД) в постсинаптическом аксоне. Аналогичным образом слишком слабые, но многократные раздражения, чередуясь в определенном ритме, приводят к временной суммации раздражений и к преодолению синаптического барьера. Отметим также трансформацию ритма возбуждения во многих синапсах ганглия, своеобразный эффект последействия, связанный с продолжающейся после выключения раздражителя генерацией импульсов, и способность к иррадиации возбуждения на другие рефлекторные дуги ганглия. Наряду с привыканием (то есть блокированием синапса в ответ на монотонные раздражения) и обучением (облегчением переноса возбуждения через синапс) эти свойства ганглиев и синапсов приводят к фильтрации и преобразованию информации, которая поступает в нервные центры от рецепторов. Все это определяет целесообразность реагирования и сложность форм поведения насекомых. Медиаторы нервного возбуждения в нервно-мышечных контактах и в синапсах ганглиев различны. Есть веские основания считать, что здесь, как и у позвоночных животных, медиатором служит ацетилхолин, разрушаемый ацетилхолинэстеразой. В частности, среди веществ, блокирующих активность ацетилхолинэстеразы насекомых, основное значение имеют фосфорорганические инсектициды. Не касаясь более сложных аспектов функционирования центральной нервной системы насекомых, укажем, что каждый ганглий брюшной нервной цепочки — первичный рефлекторный центр иннервируемого им сегмента. Однако роль вторичных рефлекторных центров, контролирующих частные функции отдельных ганглиев, принадлежит головному мозгу и подглоточному нервному узлу. Комбинирование сегментарных рефлексов в целостные акты поведения возможно благодаря неспецифическим системам торможения и возбуждения, сравнимым с соответствующими системами млекопитающих. Первая из них связана с нейронами стебельчатых тел протоцереребрума, вторая — с его центральным телом и с подглоточным ганглием. Именно поэтому лишенное мозга насекомое проявляет расторможенную двигательную активность. Вместе с тем в некоторых нейронах протоцеребрума наблюдается регулярная изменчивость в спонтанной генерации импульсов возбуждения. Являясь своеобразными «датчиками времени» и определяя сроки торможения и возбуждения двигательных центров, они тем самым контролируют суточную ритмику активности насекомого, которая сохраняется при постоянной темноте или при постоянном освещении. Головной мозг насекомых исполняет роль высшего анализатора. Принимая участие в анализе сигналов, поступающих от всех органов чувств, он синтезирует акты поведения целостного организма. Лишенные мозга насекомые ведут себя как автоматы с испорченной программой: спонтанные рефлексы теряют приспособительный смысл и противоречат друг другу. Многие аспекты высшей нервной деятельности насекомых еще не изучены, но не следует думать, что существование и поведение насекомых целиком подчинены безусловным рефлексам, предопределяющим стереотипные реакции на все стимулы окружающего мира. Некоторые виды (например, пчела) способны к обобщению зрительных образов, превосходя в этом отношении рыб и даже крыс.

4 стр., 1504 слов

Филогенез нервной системы

... нервной жизни. 1. Филогенез Филогенез - это процесс исторического развития вида. Филогенез нервной системы - история. Формирования и совершенствования ее структур. Филогенез нервной системы ... в секунду, скорость распространения возбуждения по простейшей нервной системе несравнена большая; она достигает ... Уже на уровне высших беспозвоночных (насекомые) появляются прототипы корковых структур (грибовидные ...

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Нервная система — целостная морфологическая и функциональная совокупность различных взаимосвязанных нервных структур, которая совместно с гуморальной системой обеспечивает взаимосвязанную регуляцию деятельности всех систем организма и реакцию на изменение условий внутренней и внешней среды. Нервная система действует как интегративная система, связывая в одно целое чувствительность, двигательную активность и работу других регуляторных систем (эндокринной и иммунной).

3 стр., 1331 слов

Нервова система Нервная система

... кожний нейрон виконує тільки одну, спецефічну для нього функцію (чутливий - сприймає інформацію, вставний – передає цю інформацію, руховий – виконує відповідь на подразнення). Для того, щоб нервова система ... почуття, переживання. Словесне мислення дає їй змогу абстрагуватися від конкретних обставин дійсності. Мова людини стає засобом абстрактного мислення і визначає поведінку людей. Усна і писемна ...

Сделаем следующие выводы:

1. Нервная система построена по типу брюшной нервной цепочки, который свойственен всем членистоногим и кольчатым червям. В ней различают три основные части: центральную, периферическую и симпатическую нервные системы.

2. Основной единицей нервная система является нейрон. Он состоит из нервной клетки и отходящих от нее отростков двух типов: дендритов и аксонов. Нейроны лежат в периферических частях ганглия, а его внутреннюю часть заполняют сплетения отростков — нейропиль. Отростки выходят за пределы ганглия в составе тяжей, которые образуют нервы, если идут к другим органам, комиссуры, если к другим ганглиям одного сегмента, и коннективы, если это ганглии разных сегментов.

3. Основная функция нервная система — передача возбуждения из одной части организма в другую. Возбуждение возникает в нейроне вследствие того, что он получает стимул от органа чувств, другого нейрона или клетки ткани. Оно распространяется от периферии к центральной части, от центральной части к периферии или от одной части нервная система к другой. В соответствии с этим различают 3 главных типа нейронов: моторные, сенсорные и ассоциативные. Моторные нейроны проводят возбуждения от нервная система к мышцам, вызывая сокращение последних. Располагаются в центральная нервная система система. Сенсорные нейроны проводят возбуждение от органа чувств к нервная система, они лежат вне центральная нервная система система. Ассоциативные нейроны располагаются в центральная нервная система система и связывают нейроны первых двух типов.

4. Морфологической основой работы нейронов является рефлекторная дуга. Например, в покровах есть орган осязания в виде отростка, то прикосновение к нему вызывает возбуждение соединенной с ним сенсорной клетки, по ее отростку доходит до ассоциативной клетки, далее передается моторной клетке, далее передается мышце. Начальное звено той цепочки (ОЧ) называется рецептором, конечное (мышца) — эффектором.

5. Для строения брюшной нервной цепочки характерны два момента: во-первых, в каждом сегменте имеется парный ганглий, лежащий под кишечником и соединенный коннективами с ганглиями соседних сегментов; во-вторых, несколько передних ганглиев составляют исключение и лежат над кишечником. При этом правый и левый коннективы обходят по бокам глотку. Эти ганглии составляют надглоточный ганглий, или головной мозг, а остальные ганглии — собственно нервную цепочку. Самый передний отдел нервной цепочки тоже лежит в голове и называется подглоточным ганглием. Головной мозг, подглоточный ганглий и окологлоточные коннективы составляют вместе окологлоточное кольцо.

6. Общей тенденцией в нервной система является слияние ганглиев. Иногда она связана со слиянием соответствующих сегментов (в голове), иногда происходит независимо от сегментов. При этом коннективы укорачиваются, ганглии перемещаются вперед в соседние сегменты, иногда мигрирую даже через несколько сегментов. Однако первичная иннервация ганглия сохраняется, и сместившийся ганглий посылает нервные окончания в свой первоначальный сегмент.

10 стр., 4501 слов

Физиология сенсорных систем

... нейрона и нервная сеть (В) (схема). Стрелкой показано направление потока импульсов. 1 --5 -- возбужденные нейроны в последовательных слоях 1.4 Механизмы переработки информации в сенсорной системе Переработку информации в сенсорной системе ...

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

[Электронный ресурс]//URL: https://psychoexpert.ru/referat/nervnaya-sistema-nasekomyih/

1. Бей-Биенко Г. Я. Общая энтомология. — Москва: «Высшая школа», 1980.

2. Биологический энциклопедический словарь. — Москва: Советская энциклопедия, 1989. — 864 с.

3. Тыщенко В.П. Физиология насекомых. — М.: Высшая школа,1986

4. Тыщенко В.П.: Основы физиологии насекомых. — Л.: Ленинградский государственный университет, 1976

5. Уигглсуорс В.Б.: Физиология насекомых. — М. ; Л.: Биомедгиз, 1937

6. Шовен Р. Физиология насекомых. — М.: Иност. лит., 1953