從什麼生物開始產生了神經細胞?是否只存在於「需移動」的生物內?
生物界從什麼時候開始產生神經細胞的?
是否可以說:神經細胞基本上只出現在移動空間稍微大一些的「需移動的生物」內。(我知道生物界沒有明顯的「邊界」,可能也有一些特殊的植物擁有,能舉出例子最好)
神經系統的主要任務毫無疑問是控制運動。
的確可以說:神經細胞基本上只出現在「需移動的生物」內。有一個十分強的案例證據就是海鞘。以下引自 Wolpert 2011年的一個演講。
作者:Daniel Wolpert
來源:TEDGlobal 2011鏈接:The real reason for brains中文講稿:擁有大腦的真正原因the humble sea squirt. Rudimentary animal, has a nervous system, swims around in the ocean in its juvenile life. And at some point of its life, it implants on a rock. And the first thing it does in implanting on that rock, which it never leaves, is to digest its own brain and nervous system for food. So once you don"t need to move, you don"t need the luxury of that brain.
海鞘是一種初等生物,有神經系統 生命初期在海中遊動 然後在某一時刻 海鞘會把自己移植到岩石上再也不移動 海鞘在岩石上固定後的第一件事就是把自己的大腦和神經系統作為食物消化掉 也就是說,一旦不用再移動也就不需要大腦這樣的奢侈品了
肌肉與神經系統的幾乎同時出現。
本質上是多細胞生物的特化。運動不一定要神經系統,單細胞生物運動很多完全可以靠鞭毛或纖毛(cilia)就可以完成,人單細胞精子也是如此運動。但對於多細胞多器官生物,靠鞭毛運動是無力驅動的。因些新體系誕生:神經系統與肌肉組織在早期動物界(early metazoan)祖先演化中同時出現,神經系統協同配合肌肉運動與方向定位。原始的腔腸動物比如水母就已經有神經系統和不同肌組織。艾瑪這題在考我動物學了。
既然是說神經細胞,那單細胞生物都是沒有的。
然後海綿動物有沒有?我記得是有原始的,但是那時的神經細胞肯定不是題主現在想的神經細胞。腔腸動物肯定已經有了原始神經細胞。所以可見是很早就有了的。題外話,題主對神經的理解有偏差。神經並不只是負責「運動」這一活動,還包括對外界刺激的感受,調控器官等等許多方面的功能,所以不是只有會移動的生物才有神經細胞。1.昆蟲當然有神經系統了,而且已經很複雜了。就拿Machine Learning來說,裡面有一個課題,就是在無人機上模仿果蠅腳上的飛行平衡感覺系統,建立一個神經網路,維持無人機的飛行姿勢。這個神經系統的感受器,是果蠅腳上的壓力感覺細胞,效應器是果蠅翅膀上的肌肉群。不經過任何神經中樞,只是十幾個~幾十個神經元之間的迴路。
2.我最近沒有讀多少生物學的論文了,只記得高中時候教科書說最原始的生物神經系統是腔腸動物門,水螅這類,現在這個門被改成刺胞動物門,以及櫛水母。昆蟲屬於節肢動物,比櫛水母什麼的高到不知道那裡去了。最近的新研究應該有刷新吧。另,如果細胞內的微管微絲系統也算神經系統的話,那起源就更早了。
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3.回答一下更新的問題,我們知道完整的神經系統都是必須要有一個感受器一個效應器,為什麼動物能發展出神經系統,原因之一是動物有效應器--肌肉,這個需求存在。就算最高等的動物人類,其神經系統的效應器大部分都還是肌肉或者肌細胞。肌細胞的結構註定了它是沒有細胞壁的,所以植物是不能產生的。至於肌肉系統和神經系統誰先產生,這個類似於先有雞還是先有蛋。人類神經系統的效應器主要有四類:- 所有的骨骼肌(所以骨骼肌又叫隨意肌)
- 一部分外分泌腺體(比如進食分泌唾液,情緒激動時出汗)
- 間接控制小部分平滑肌(主要通過釋放一些信號物質,比如勃起)
- 還有就是一些感覺被存入了記憶,記憶也可以看成是一種效應器
而且,我們都知道人類有3種肌細胞--骨骼肌,心肌,平滑肌,分別對應了3種不同的神經系統,骨骼肌是中樞神經系統,心肌是心臟節律的獨立的神經系統,平滑肌出現的最早最原始,它自己細胞之間就能形成動作電位,支持它的神經系統也是最原始的。
目前我們還沒有發現基於其它效應器的神經系統。純手工,非專業,歡迎討論,不喜勿噴
首先用白話反駁一下神經系統主要作用是為了控制運動的說法。
神經系統是一套完整系統,功能性全面,觸覺、味覺、聽覺、視覺都是依靠神經系統接收、傳輸、分析、反饋。
神經系統應該說是為了感受到各種各樣的刺激,感受刺激的意義在於提高生存率。
舉個例子來說,食草動物在飲水時聽到了不遠處灌木叢里的沙沙響,然後抬頭望著灌木叢,看到一隻食肉動物,於是撒腿就跑。但是食肉動物跑的太快,被食肉動物抓住,爪子抓疼了它,於是拚命反抗逃走了。
在這個例子中,神經系統發揮出一整套功能,以提高動物自身生存率,所以不僅僅是為了控制運動。
神經細胞是什麼時候出現的,我不知道。
但是為什麼需要運動的動物往往都有神經系統?答案是兩個字,成本。
花草樹木依靠光合作用,不需要移動,也沒有神經系統。如果給它神經系統,其自身通過光合作用獲取的能量不足以分擔給神經系統,所以你說給一顆樹神經系統,樹過不了多久就會死掉,因為能量的消耗大於攝入,入不敷出。
再者說,就算給大樹神經系統,受到攻擊時,它又跑不了,根還在地下呢,給它神經系統也沒有作用啊…就算是…你給大樹兩條腿,它拔出根跑了,沒跑出幾步,可能根就因為拖在地上破損了,而且跑不出多遠就會幹死了……有神經系統的動物獲取能量是尋找食物,這一取食方式的不同,在攝入量上與大樹那就不是一個數量級的了,同樣,消耗量也不是一個數量級的。但是因為可以移動了,就可以不斷尋找食物,不斷攝取,也不斷消耗。但是能量攝入量足以為滿足自身各系統各器官消耗成本,所以神經系統不會像大樹那樣成為累贅。
也就是說,海鞘有一天不再移動了,趴在石頭上,吃的飽不飽全看造化(畢竟食物有時多有時少),這時給大腦提供能量,就是多餘了,吃掉大腦什麼的,也理所當然。
還有,為啥草履蟲什麼的也會移動卻沒有神經系統?
簡單點說,你給它這麼一個複雜的東西它體內也裝不下,而且能量成本太高,它不需要。不過初中課本上我們知道了,草履蟲也有應激反應,卻不是用神經系統完成的,但功能上卻和神經系統是相似的。也就是說,神經細胞的出現應該是生物進化到足夠複雜,可以自由攝取食物時出現的。神經系統是這部分生物的專利。具體年代不清楚,不過可以反推,神經的主要作用是通過反饋控制行動和行為,產生這個玩意最初就是為了覓食和繁殖躲避天敵,其中覓食為先,可以反推出生物需要開始使用外源食物的時候產生的
海綿動物甚至一些多細胞的細胞群體已經有了神經細胞雛形。沒有見過太嚴格的定義,也沒必要。
原回答已刪。評論已刪。
有話不能好好說?非要罵人?下邊是資料出處,有興趣的自己去查閱吧~隨手刷個知乎罷了,又不是人人答題都是來裝逼的。普通動物學(第二版),中國農業出版社2015.6第二版從腔腸動物開始出現了簡單的網狀神經系統。
神經細胞基本上只出現在移動空間稍微大一些的「需移動的生物」內。
可以這樣認為
原生動物以及其他一些植物,因為不需要移動,所以沒有神經細胞,沒問題似乎多孔動物已經可以通過皮膚上皮細胞傳導一些神經刺激。。。?
學藝不精,輕噴捕蠅草
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