[28 апреля] Международная онлайн-конференция «EdTech педагога-практика» Подтвердить участие→
Конкурс разработок «Пять с плюсом» апрель 2021
Добавляйте свои материалы в библиотеку и получайте ценные подарки
Конкурс проводится с 1 апреля по 30 апреля

Презентация "Эволюция нервной системы гребневиков"

Материал предназначен для учащихся 11 класса, для более широкого понимания эволюционных закономерностей жизни
библиотека
материалов
Содержание слайдов
Номер слайда 1

ГРЕБНЕВИКИ И ЭВОЛЮЦИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫВыполнила: студентка 5 курса, группы 821731, БХПреснова Софья. Тула, 2018 год

Номер слайда 2

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИЦелью данной работы является исследование Гребневиков и их места в эволюции нервной системы. В соответствии с поставленной целью, необходимо решить такие задачи:рассмотреть исследования и гипотезы ученых о местоположении Гребенников на эволюционном древе;изучить факты и последствия данных утверждений;проанализировать возможности практического применения данных гипотез.

Номер слайда 3

ГРЕБНЕВИКИРаньше гребневиков относили к кишечнополостным, но уже давно выделили в отдельный тип. Они состоят из полупрозрачной желеобразной массы, окруженной эпителиальными слоями. Их размер в зависимости от вида колеблется в диапазоне от нескольких миллиметров до полутора метров. Всего известно более 150 видов гребневиков. Свое название они получили за уникальный, очень древний тип движения – они перемещаются при помощи гребней из ресничек. Гребневики — хищники, питаются зоопланктоном, рачками, иногда мальками.

Номер слайда 4

ПРОБЛЕМА ФИЛОГЕНЕТИКИОдной из самых серьезных проблем современной филогенетики (науки о родственных связях живых организмов) можно назвать проблему положения типа гребневиков на эволюционном древе. Когда-то их считали родственниками стрекающих или даже двусторонне-симметричных, но недавние исследования геномов гребневиков показывают, что они, возможно, являются самой древней (и в этом смысле «примитивной») эволюционной ветвью среди всех многоклеточных животных в целом?

Номер слайда 5

В организме большинства животных есть специализированные клетки, способные передавать информацию при помощи электрических сигналов. Как нетрудно догадаться, эти клетки называются нервными. Каждая нервная клетка — нейрон — состоит из тела и отростков (часто очень длинных), которые могут ветвиться и контактировать с другими нейронами. Контакт между нейронами, через который передается сигнал, называется синапсом.

Номер слайда 6

По отростку нейрона сигнал идет в виде электрического тока. Но вот его передача с одного нейрона на другой устроена посложнее. Как правило, наружные мембраны разных нейронов даже в синапсе не соприкасаются — между ними остается так называемая синаптическая щель. В эту щель один нейрон выделяет вещество, действующее на другой нейрон таким образом, что в нем меняется электрический заряд и возникает ток. Такое вещество называется нейромедиатором или для краткости просто медиатором.

Номер слайда 7

ПОЧЕМУ НЕЙРОМЕДИАТОРОВ ТАК МНОГО?Молекула медиатора может подействовать на нейрон только через посредство сидящего в его клеточной мембране белка-рецептора, к которому она должна подойти буквально как ключ к замку. При этом в разных клетках часто бывают разные рецепторы к одному и тому же медиатору. Более того, разнообразие всевозможных рецепторов к медиаторам просто огромно. В принципе их можно «настроить» на любой желаемый эффект.

Номер слайда 8

Это означает, что работу любой — сколь угодно сложной! — нервной системы теоретически может полностью обеспечить один-единственный медиатор, если в разных клетках будут размещены разные рецепторы к нему. Существующего многообразия типов рецепторов на это, безусловно, хватило бы. Но в реальной природе ни одной такой нервной системы нет. Даже у самого простого животного, имеющего нервные клетки, медиаторов всегда несколько.

Номер слайда 9

СМЕЛАЯ ГИПОТЕЗАТакая множественность химических механизмов, выполняющих по сути одну и ту же задачу — вещь странная. И чтобы объяснить это, Сахаров предложил смелую гипотезу о множественном происхождении нейронов. По его мнению, клетки, выделяющие разные типы медиаторов, стали нейронами независимо друг от друга, а в единую нервную систему были «собраны» уже потом.

Номер слайда 10

ДОПОЛНЕНИЕ ИДЕИВ XXI веке нейробиолог Леонид Мороз (Leonid Moroz) вернулся к этой идее Сахарова, дополнив ее. Он предположил, что нервные ткани (и нейроны как таковые) возникли несколько раз совершенно независимо в разных группах животных. Это означает, что нервная система имеет полифилетическое происхождение: у последнего общего предка всех ее обладателей нервных клеток еще не было.

Номер слайда 11

Около двух лет назад большая группа американских биологов опубликовала молекулярно-генетическую работу, в которой доказывалось, что гребневики — не более и не менее как самая древняя ветвь многоклеточных животных, по крайней мере из всех, которые дожили до современности. Это означает, что гребневики ответвились от общего ствола эволюционного древа животных гораздо раньше, чем губки и пластинчатые. И, таким образом, две ветви обладателей нервной системы — гребневики и Planulozoa — попадают в совершенно разные (на самом деле — предельно удаленные друг от друга!) точки этого древа.

Номер слайда 12

ОБЪЯСНЕНИЯОбсуждая результаты, американские авторы признали вероятными обе версии — в том числе и вторую, предполагающую, что нервные клетки возникли два раза. От более категоричных утверждений они все же воздержались.1) У общего предка многоклеточных животных нервная система уже была. Это означает, что губки и пластинчатые потеряли ее, а гребневики, стрекающие и билатерии — сохранили.2) У общего предка многоклеточных животных нервной системы еще не было. Это означает, что она была приобретена дважды: гребневиками и общим предком стрекающих с билатериями. Что касается губок и пластинчатых, то они не имели ее никогда.

Номер слайда 13

Рис. 1. Новейшая версия эволюционного древа животных. Бросается в глаза положение гребневиков «на отшибе» от всех других животных с нервной системой.

Номер слайда 14

До настоящего времени считалось, что у всех представителей царства животных нервная система развивалась по одному пути: от простейшей нервной сети до человеческого мозга. Теперь это базовое положение придется пересмотреть, как и классификацию животных.

Номер слайда 15

Первое время гипотеза Мороза казалась большинству биологов чисто умозрительной, а значит, не заслуживающей особого внимания. Но вскоре она начала подтверждаться новыми данными, в основном относящимися к группе гребневиков. Это полупрозрачные морские животные с лучевой симметрией тела, как правило, плавающие в толще воды с помощью ресничек. Нервная система у гребневиков есть, и достаточно сложная. А вот их положение на эволюционном древе до сих пор очень спорно. Тут и появляется простор для разных смелых идей.

Номер слайда 16

ГЕНОМ СКАЗАЛ…Прочитав геном беспозвоночных морских обитателей — гребневиков, российские биологи и их зарубежные коллеги поставили под сомнение ряд положений традиционной теории эволюции. Они выяснили, что гребневики намного древнее губок, которые считались самыми старыми обитателями Земли. Но главное, нервная система возникала в процессе эволюции дважды. У гребневиков она иная, чем у всех остальных животных, и работает на основе других базовых веществ.

Номер слайда 17

ФАКТЫ, ГОВОРЯЩИЕ ЗА ЭТУ ИДЕЮПоказано, что у гребневиков отсутствуют некоторые белки, важные для работы нервной системы других животных. Это тоже может быть доводом в пользу независимого «конструирования». Нервная система гребневиков представляет собой дифференцированную сеть, включающую нервные узлы, связанные с органами чувств и основаниями щупалец. Эти структуры не имеют близких аналогов ни у каких других животных. У гребневиков нет нейронов, выделяющих серотонин. Полное отсутствие серотонина в нервной системе гребневиков вполне может означать, что она «конструировалась» независимо.

Номер слайда 18

УНИКАЛЬНЫЕ ГЕНЫ?Получается, что от общих предков первой отделилась ветвь, ведущая к гребневикам, потом — ветвь губок и только затем — ветвь, ведущая к кишечнополостным и двусторонне-симметричным, к числу которых относится человек. Некоторые гены, которые есть у гребневика, уникальны, их нет у остальных живых существ на Земле. Кроме того, у морского крыжовника удалось обнаружить удивительные особенности регуляции работы генов. У него отсутствуют микро. РНК — маленькие последовательности рибонуклеиновой кислоты. У всех других животных они есть, более того, играют очень важную роль в развитии и функционировании организма. Однако гребневик как-то обходится без них.

Номер слайда 19

То, что при анализе генома гребневика и работы его генов было выявлено, что в них нет микро. РНК и генов некоторых ферментов, участвующих в образовании РНК, это удивительно. Микро. РНК играют важнейшую роль в функционировании организма всех ранее изученных животных, но не у гребневиков. По всей вероятности, у них используются другие типы РНК, выполняющие аналогичные функции.

Номер слайда 20

Еще одна структура, которая обязательно есть у всех животных с нервной системой, — это мышцы. Обычно они развиваются из среднего зародышевого листка — мезодермы, и эмбриологические исследования показывают, что у гребневиков она тоже есть. Но молекулярно-биологическая картина там оказалась весьма неожиданной. У гребневиков отсутствует большинство сигнальных белков, специфически регулирующих развитие мезодермы у других животных. Может быть, и мезодерма у них была «выкроена» независимо?

Номер слайда 21

ТРИ ГИПОТЕЗЫВ итоге речь идет сразу о трех взаимосвязанных гипотезах:1) о том, что гребневики — самая древняя ветвь многоклеточных животных2) о том, что нервная система возникала дважды (у гребневиков и у группы «кишечнополостные + двусторонне-симметричные»)3) о том, что мезодерма тоже возникла дважды (у гребневиков и у двусторонне-симметричных; у кишечнополостных ее, как обычно считается, нет).

Номер слайда 22

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕКак и большинство фундаментальных исследований, секвенирование генома гребневиков будет иметь практическую пользу. Возможно, приведет к созданию новых лекарств или разработке новых методов лечения. То, что для передачи сигналов у них используются иные, чем у остальных живых существ, молекулы и механизмы, может помочь в лечении заболеваний мозга, например, болезнь Альцгеймера.

Номер слайда 23

ВЫВОДЫТеперь мы можем если не утверждать, то, по крайней мере, всерьез предполагать, что нервная система возникла именно этим способом — сразу в двух ветвях: гребневики и «кишечнополостные + двусторонне-симметричные». Это явление вполне можно назвать параллельной неврализацией примитивных животных. И если удастся использовать нейромедиаторы, которые гребневики используют вместо стандартных, это может стать прорывом. Если ему удастся найти альтернативу, это изменит всё. Кроме того, крайне перспективно использовать молекулы, обеспечивающие регенерацию нервной системы морского крыжовника.

Номер слайда 24

СПИСОК ИСТОЧНИКОВГребневики пошатнули теорию эволюции \\ URL: http://goodnewsanimal.ru/news/grebneviki_poshatnuli_teoriju_ehvoljucii/2014-06-02-4078 [Электронный ресурс]Геном гребневиков говорит в пользу двукратного возникновения нерсной системы у животных \\ URL: http://elementy.ru/novosti_nauki/432159/Genom_grebnevikov_govorit_v_polzu_dvukratnogo_vozniknoveniya_nervnoy_sistemy_u_zhivotnykh [Электронный ресурс]Гребенники и теория эволюции нервной системы \\ URL: http://elementy.ru/novosti_nauki/432577 [Электронный ресурс]

Номер слайда 25

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

Информация о публикации
Загружено: 27 августа
Просмотров: 188
Скачиваний: 0
Преснова Софья Вячеславовна
Биология, 11 класс, Презентации
Скачать материал