การตอบสนองของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและสัตว์บางชนิด

      สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว เช่น พารามีเซียมสามารถเคลื่อนที่เข้าหาหรือหนีแสงสว่าง อุณหภูมิ หรือสารเคมีได้ แสดงว่าสามารถตอบสนองต่อสิ่งเร้าได้ ต่อเนื่องจากสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวไม่มีเซลล์ประสาท สิ่งที่น่าสงสัยคือ  สิ่งมีชีวิตดังกล่าวตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อมได้อย่างไร  จากการศึกษาพบว่าใต้ผิวของพารามีเซียมมีเส้นใยเชื่อมโยงระหว่างโคนซิเลีย เรียกว่า  เส้นใยประสานงาน  (coordinating fiber) ดังภาพที่ 8-2

 

               คำถามนำ 

 สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและสัตว์ที่ไม่มีระบบประสาทสามารถตอบสนองต่อสิ่งเร้าได้หรือไม่ และสัตว์ที่มีระบบประสาทวิธีการตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อมอย่างไร

 ภาพที่ 8-2 ก. ซิเลียรอบๆ เซลล์พารามีเซียม    ข. เส้นใยประสานงานของพารามีเซียม 

 

        - จากการทดลองเมื่อตัดเส้นใยประสานงานของพารา มีเซียมออกพบว่า พารามีเซียมไม่สามารถควบคุมการ

           พัดโบกของซิเลียได้ นัดเรียนจะสรุปหน้าที่ของเส้นใยประสานงานนี้อย่างไร

      สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังมีการรับรู้และการตอบสนองแตกต่างการอย่างไร  จากการศึกษาของนักวิทยาศาสตร์พบว่าแต่ละเซลล์ของฟองน้ำมีการรับรู้และการตอบสนองแต่ไม่มีการประสานงานระหว่างเซลล์ ไฮดรามีร่างแหประสาท (nerve net) ประกอบด้วยเซลล์ประสาทเชื่อมโยงกัน เมื่อมีสิ่งเร้ามากระตุ้นจะกระแสประสาทเคลื่อนที่ไปตามเซลล์ประสาทที่สานกันเป็นร่างแห จากจุดและตอบสนองต่อสิ่งเร้าที่มากระตุ้นได้

 

 

 ภาพที่ 8-3 ร่างแหประสาทของไฮดรา 

- ถ้าใช้เข็มแตะที่ปลายเทนทาเคิลของไฮดราจะเกิดอะไรขึ้นนักเรียนจะอธิบายผลการทดลองนี้อย่างไร

     พลานาเรีย เซลล์จะรวมตัวเป็นกลุ่ม โดยเฉพาะที่บริเวณหัวเรียกกลุ่มของเซลล์ประสาทเหล่านี้ว่า  ปมประสาท (nerveganglion) อาจเรียกว่า  สมอง (brain) มี เส้นประสาทใหญ่  (nerve cord)ขนานไปตามด้านข้างของลำตัวจากหัวจรดท้ายลักษณะ แบบขั้นบันได (ladder type) เส้นประสาทดังกล่าวเชื่อมโยงติดกันด้วยเส้นประสาทที่วนรอบลำตัว วงแหวนประสาท  (nerve ring) ตังภาพที่ 8-4

         สัตว์พวกไส้เดือนดิน กุ้ง หอย และแมลง มีปมประสาทขนาดใหญ่ขึ้น ทำหน้าที่เป็นสมองอยู่ด้านหัว นอกจากนี้ยังมีปมประสาทตามป้องของลำตัว และมีเส้นประสาทเชื่อมต่อปมประสาทที่มีอยู่ตามปล้อง แมลงมีปมประสาทหลายปมเรียงตัวตามแนวยาวของลำตัวทางด้านท้อง

 

 

ภาพที่ 8-4 ระบบประสาทของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบางชนิด 

- การรับรู้และตอบสนองต่อสิ่งเร้าของไฮดรากับพรานาเรียแตกต่างกัน

         - พรานาเรีย ไส้เดือนดินกับแมลงมีการรับรู้และตอบสนอง ต่อสิ่งเร้าแตกต่างกันอย่างไร

         ในคนและสัตว์มีกระดูกสันหลัง ที่มีระบบประสาทพัฒนามากเซลล์ประสาทเกือบทั้งหมดรวมกันอยู่ที่ส่วนหัว มีขนาดใหญ่ และเจริญมาก มีการพัฒนาไปเป็นสมอง ส่วนที่ทอดยาวตามลำตัวทางด้านหลัง เรียกว่า ไขสันหลัง  (spinal cord) สมองและไขสันหลังทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางของระบบประสาท โดยมีเส้นประสาทแยกออกมาจากสมองและไขสันหลัง

 

 

ภาพที่ 8-5 ตำแหน่งสมอง ไขสันหลังและเส้นประสาท

     นักวิทยาศาสตร์พบว่า สมองของสัตว์มีกระดูกสันหลังขณะที่เป็นเอ็มบริโอ มีลักษณะเป็นหลอดกรวงเรียกว่า <b> นิวรัลทิวบ์ </b>(neural tube) ที่โป่งออก แบ่งออกเป็น 3 ส่วน คือ สมองส่วนหน้าสมองส่วนกลางและสมองส่วนหลัง ซึ่งอยู่ก่อนไขสันหลัง ดังภาพที่ 8-6 ก. ต่อมาสมองส่วนต่างๆ โดยเฉพาะสมองส่วนหน้าและ

สมองส่วนหลังได้พัฒนาเป็นส่วนต่างๆ ดังภาพที่ 8-6 ข.

 

 

ภาพที่ 8-6 สมองของสัตว์มีกระดูกสันหลังขณะเป็นเอ็มบริโอ 

 

     จากการศึกษาเปรียบเทียบระบบประสาทของสัตว์มีกระดูกสันหลังชนิดต่างๆ ทำให้ทราบว่าสมองของสัตว์มีกระดูกสันหลังมีพัฒนาการเป็นสมองส่วนหน้า สมองส่วนกลางและสมองส่วนหลังเหมือนกัน แต่มีรูปร่างของสมองแตกต่างกันไปตามระบบวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต ดังภาพที่ 8-7

 

 ภาพที่ 8-7 วิวัฒนาการของสมองในสัตว์มีกระดูกสันหลัง 

จงพิจารณาภาพที่ 8-7

-ปลามีสมองส่วนใดเจริญดีที่สุด

-สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีการพัฒนาของสมองส่วนใดมากกว่าสัตว์กลุ่มอื่นๆมากที่สุด และสมองส่วนนี้มีความสำคัญอย่างไร

-สัตว์ที่มีวิวัฒนาการสูงขึ้น สมองมีพัฒนาการแตกต่างไปจากสัตว์ที่มีวิวัฒนาการต่ำกว่าอย่างไรระบบประสาทมีเนื้อเยื่อประสาท ซึ่งประกอบด้วยเซลล์2 ชนิด คือ เซลล์ประสาท และเซลล์ค้ำจุน