Эволюция нервной системы
Группа исследователей из америки проследила эволюцию калиевых каналов – ответственных элементов нервной совокупности, и сделала вывод, что многие из них показались уже практически в современном виде около 600 миллионов лет назад, у неспециализированного предка практически всех современных видов животных, не считая самых примитивных.
Гребневик
© Derek Keats/Flickr
Среди живущих и здравствующих на сегодня типов животных в связи с крайней примитивностью нервная совокупность отсутствует у губок и пластинчатых. Одним из первых от общего эволюционного ствола отделились гребневики.
Гребневики в значительной мере воображают тайную для ученых, кроме того не обращая внимания на то, что их геном некое время назад был прочтён. Существует теория, что гребневики – самые архаичные животные из дошедших до нас.
Особенное внимание ученых завлекает нервная совокупность гребневиков и их мышечные клетки. Оба эти типа ткани трудятся за счет проведения электрических импульсов.
Из-за чего это принципиально важно – станет ясно в будущем. У гребневиков да и то, и другими словами, но имеет минимальное сходство с нервной совокупностью и мышечной тканью всех остальных видов.
Это заставляет задуматься, не развивалась ли нервная совокупность независимо два раза.
По окончании гребневиков отделились стрекающие. В данный тип входят медузы, гидры, актинии и т.д.
Они, в большинстве случаев, владеют радиальной стрекательными клетками и симметрией. Стрекательные клетки смогут стрелять во неприятелей капсулами с ядом и помогают для охоты и обороны.
Этим типам противопоставляется таксон Bilateralia (двусторонне-симметричные), к которому относятся все остальные, более развитые животные, даже в том случае, если двусторонней симметрией они владеют лишь на некоторых жизненных этапах.
Неспециализированные черты в строении нервной совокупности именно и были обнаружены у двусторонне-симметричных и стрекающих. В базе работы нервной совокупности лежит перемещение на протяжении отростков нервной клетки потенциала действия.
У нейрона, как у любой клетки, имеется клеточная мембрана. В состоянии спокойствия существует разность потенциалов между пространством и внутренним пространством клетки снаружи.
Внутренняя сторона мембраны заряжена отрицательно по отношению к внешней. Эта разность потенциалов достигается за счет скопления в положительно заряженных ионов K и отрицательно заряженных белков, а снаружи – ионов Ca+, натрия и ионов Cl-.
В определенный момент одна клетка передает соседней сигнал через синапс. Для этого она выбрасывает в пространство между клетками вещество – нейромедиатор.
Это вещество взаимодействует с рецепторами на поверхности принимающей клетки. После этого клетка обязана передать «эстафету», другими словами сигнал, дальше.
Для этого он обязан пройти на протяжении самого нейрона, его отростков и в том месте привести к высвобождению нейромедиатора уже в следующее межклеточное пространство. Отростки эти бывают достаточно долгими (в некоторых случаях – кроме того пара метров).
Сигнал передается на протяжении клетки в виде волны реполяризации мембраны. В этом ходе участвуют ионные каналы.
Ионные каналы – это белки, через каковые при определенных условиях через клеточную мембрану смогут попадать заряженные молекулы. В распространении потенциала действия играют роль потенциалзависимые ионные каналы.
В то время, когда сигнал от соседней клетки передается, он легко меняет разность потенциалов на мембране. Этого трансформации достаточно, дабы открыть натриевые каналы, через каковые положительно заряженные ионы Na устремляются вовнутрь: по градиенту концентрации и из-за отрицательного заряда в. Перемещение ионов Na ведет к тому, что вот уже снаружи на мембране отрицательный заряд, а в – хороший.
Затем запускаются обратные процессы, и через какое-то время потенциал спокойствия восстанавливается. Как раз в этих обратных процессах принимают участие потенциалзависимые калиевые каналы, ставшие предметом изучения авторов работы.
Распространение потенциала действия по аксону
В нервных клетках человека представлены пара семейств калиевых каналов. У них разные, не смотря на то, что и частично пересекающиеся, ниши и функции.
Авторы работы изучили эволюционную историю некоторых групп каналов и заключили , что все изученные группы не считая одной показались у неспециализированного предка стрекающих и двусторонне-симметричных, но отсутствовали у неспециализированных предков двух гребневиков и этих таксонов.
И лишь один из белков, входящий в состав калиевого канала, был неспециализированным и для гребневиков также. Данный белок и кодирующий его ген именуются Shaker (от британского глагола to shake – трясти).
Наименование белок взял за то, что мушки дрозофилы с мутацией в этом гене под действием эфирного наркоза хаотически шевелились, не смотря на то, что должны были быть неподвижными.
Оказалось, что соответствующий белок гребневика кроме того может трудиться в клетках шпорцевых лягушек вместо их собственного белка, другими словами изменился не очень сильно.
На основании этих результатов возможно сделать вывод, что у неспециализированного предка гребневиков, стрекающих и двусторонне-симметричных, были лишь весьма зачаточные формы нервной совокупности, но все же они имелись. В будущем развитие нервных совокупностей у гребневиков и у всех остальных пошло по различным дорогам, и уже по окончании эволюционного расставания с гребневиками неспециализированные предки стрекающих и двусторонне-симметричных обзавелись всем спектром потенциалзависимых калиевых каналов.
Источник: А. Брутер polit.ru
Лекция 5. Эволюция нервной совокупности
