Układ nerwowy owadów

Układ nerwowy 

Funkcje układu nerwowego:

– przekazuje impulsy z jednej części organizmu do drugiej,

– koordynuję pracę wszystkich narządów wewnętrznych, łącząc je w jedną funkcjonalną całość,

– pośredniczy między narządami zmysłów odbierającymi bodźce ze środowiska, przetwarza je i przekazuje dalej do różnego typu efektorów np. mięśnie, gruczoły.

Rys.1. Schemat prostego łuku odruchowego u owadów. Strzałki wskazują kierunek przebiegu impulsu elektrycznego. (wg. Gullan P.J. i Cranston P.S. 2010).

Budowa układu nerwowego

Układ nerwowy u owada zbudowany jest komórek nerwowych (neuronów) o różnych kształtach. Każdy neuron posiada:

ciało komórkowe (soma lub perikarion), zawierające jądro,

wypustki: jeden lub kilka dendrytów i jednej wypustki osiowej – aksonu. Dendryty i aksony mogą być na końcu rozgałęzione. Dendryty to wypustki, które przewodzą impulsy elektryczne z miejsca stymulacji do ciała komórki, a akson działa w kierunku odwrotnym tj. przewodzi impulsy wychodzące.

W zależności od liczby wypustek odchodzących od jądra wyróżnia się neurony: monopolarne, bipolarne i multipolarne. Neurony najczęściej nie występują pojedynczo, lecz łączą się ze sobą, tworząc zwoje nerwowegangliony, które są symetryczne rozmieszczone wzdłuż osi ciała.

Rys.2. Typy neuronów, które występują u owadów. (wg. Gillott C. 2005).

Rodzaje komórek nerwowych u owadów:

1.Komórki czuciowe (sensoryczne):

– przekazują impulsy dośrodkowo do centralnego układu nerwowego,

– ich części somatyczne leżą w warstwie kutikularnej, na powierzchni ciała owada oraz w organach wewnętrznych,

– mają bardzo krótkie dendryty i długie aksony,

– neurony czuciowe są dwubiegunowe.

2.Komórki ruchowe (motoryczne):

– mają struktury somatyczne zlokalizowane w zewnętrznej warstwie zwojów nerwowych,

– ich ciała komórkowe są bardzo duże,

– aksony przekazują impulsy odśrodkowo do gruczołów i mięśni,

– są jednobiegunowe.

3.Komórki skojarzeniowe (asocjacyjne):

– to komórki mieszczące się w zwojach lub stanowiące połączenia międzysegmentowe z innymi zwojami w brzusznym łańcuszku nerwowym,

– dzielą się na: komórki lokalne i międzysegmentowe,

– lokalne komórki skojarzeniowe mogą przesyłać impuls elektryczny bądź wykazywać pobudliwość stopniową,

– kontaktują się między sobą, a także z neuronami czuciowymi i ruchowymi,

– odgrywają rolę w skoordynowanej komunikacji między narządami zmysłów, a układem mięśni i centralnym układem nerwowym.

4.Komórki glejowe:

– osłaniają wypustki aksonalne i neurytowe oraz ciała komórkowe neuronów,

– mogą tworzyć podpory strukturalne, pełnić funkcję odżywcze i metaboliczne oraz ochronne, zabezpieczając przed wpływem różnych związków chemicznych i jonów,

– mogą brać udział w procesie naprawy wypustek, w razie ich uszkodzenia oraz przy odbieraniu i przetwarzaniu informacji.

5.Komórki olbrzymie:

– biegną przez zwoje odwłokowe do zwojów tułowiowych,

– powstały w centralnym układzie nerwowym przez zespolenie sąsiadujących ze sobą neuronów segmentowych,

– u karaczanów ciała somatyczne neuronów olbrzymich znajdują się w ostatnim zwoju odwłokowym,

– ich aksony biegną przez zwoje odwłokowe do zwojów tułowiowych, gdzie przez synapsy łączą się z nerwami ruchowymi prowadzącymi do odnóży. Umożliwia to szybkie przekazywanie informacji z wyrostków do nóg, uruchamiając behawioralny mechanizm szybkiej ucieczki.

6.Komórki neurosekrecyjne:

– mają duże ciała komórkowe,

– występują we zwojach brzusznych oraz w mózgu owadów,

– produkują hormony: peptydy lub małe białka,

– są monopolarne.

Części układu nerwowego owada:

Układ nerwowy u owadów składa się z trzech części, które są ze sobą powiązane:

część centralna,

część trzewna,

część obwodowa.

Rys.3. Ogólny schemat układu nerwowego u owada. (wg. Rolf G. i inni 2014).

Centralny układ nerwowy:

– składa się z mózgu (zwoju nadprzełykowego) i brzusznego łańcuszka nerwowego,

– ma budowę metametryczną,

– tworzy go szereg parzystych zwojów nerwowych (ganglia), połączonych ze sobą międzysegmentowymi podłużnymi konektywami, a w obrębie segmentów poprzecznymi komisurami. Łańcuch zwojów przypomina drabinkę,

– u owadów prymitywnych zwoje leżą parami w segmentach ciała po jego stronie brzusznej, tworząc łańcuszek brzuszny (medula centralis). U owadów wyżej uorganizowanych następuję w różnym stopniu zlewanie się zwojów odwłokowych,

– centralna część wszystkich zwojów to miejsce połączeń synaptycznych – neuropil. Ciała komórkowe neuronów ruchowych i skojarzeniowych są zlokalizowane peryferycznie w zwojach,

– mózg, brzuszne konektywy i zwoje oraz duże boczne nerwy są chronione przed bezpośrednim kontaktem z hemolimfą przez selektywnie przepuszczalną barierę „hemolimfa – mózg”, którą stanowi zewnętrzna bezkomórkowa osłona nazwana neurolemmą i wewnętrzna warstwa o budowie komórkowej tzw. perinerium.

Mózg (cerebrum) owada:

– leży w głowie nad przełykiem i powstał ze zlania trzech par zwojów przednich, którym odpowiadają trzy części:

                – przedmóżdże (protocerebrum),

                – śródmóżdże (deuterocerebrum),

                – zamóżdże (tritocerebrum),

– mózg stanowi główny ośrodek koordynacyjny czynnej działalności owadów,

– mózg przez konektywy okołoprzełykowe, łączy się ze zwojem podprzełykowym, tworząc razem pierścień okołoprzełykowy.

1.Przedmóżdże:

– największy i najbardziej skomplikowany, pod względem budowy, odcinek mózgu,

– to zintegrowane centrum odbioru podniet zmysłowych, odbieranych przez oczy złożone,

– składa się z ogromnej liczby małych neuronów, typu skojarzeniowego. Ich ciała komórkowe tworzą zewnętrzną warstwę, natomiast włókna nerwowe i ich połączenia tworzą warstwę rdzeniową tzw. neuropil, w której można wyróżnić szereg struktur:

        •  płaty protocerebralne (lobi protocerebrales):

                           – występują w postaci dwóch wzniesień,

– widoczne są na powierzchni przedmóżdża i łączą się ze sobą za pomocą mostu (pons  cerebralis).

        • płaty wzrokowe (lobi optici):

                  – duże, boczne części przedmóżdża, związane z oczami złożonymi,

– składają się z trzech niezależnych, neuropilarnych zrębów utworzonych ze splotu nerwowego i warstwy komórek nerwowych. Pierwszy zrąb to płat zwojowy (lamina ganglionaris), który jest połączony z okiem prostymi włóknami nerwowymi. Głębiej leży płytka rdzeniowa (medulla externa) połączona z płytką zwojową krzyżującymi się włóknami tworzącymi pierwszą chiazmę (chiazma externa). Jeszcze głębiej leży druga płytka rdzeniowa (medulla interna) połączona z pierwszą także krzyżującymi się włóknami drugiej chiazmy (chiazma interna). W głąb przedmóżdża, od drugiej płytki rdzeniowej przebiegają włókna do ciała centralnego i ciał łodyżkowatych oraz do przeciwległej płytki rdzeniowej, tworząc komisurę wzrokową (commissura optica).

        • ciało centralne (corpus centrale):

                  – położone jest poniżej mostu,

– to rozgałęzienie nerwów, tworzących sploty, budujących kilka oddzielnych części,

– pełni funkcję kojarzenia czynności ruchowych bądź ich pobudzania.

        • ciała łodyżkowate, grzybkowate (corpora pedunculata):

                  – najważniejsze ośrodki skojarzeniowe oraz koordynacyjne mózgu,

– składają się z części górnej, zwanej kielichem oraz dolnej zwanej nóżką. Dochodzą tu włókna skojarzeniowe ze wszystkich części mózgu i łańcuszka brzusznego.

        • część przedmózgowa z mostem protocerebralnym, ośrodkiem neurosekrecyjnym i ośrodkiem przyoczek grzbietowych (pars intercerebralis):

– położona między ciałami łodyżkowatymi skąd odchodzą nerwy do przyoczek.

2.Śródmóżdże:

– tworzą zwoje segmentu antennalnego, połączone dobrze rozwiniętą komisurą,

– część grzbietowa leży nad przełykiem, a części boczne, tworzące płaty węchowe (lobi olfactoria), leżą po jego bokach. Z płatów odchodzą nerwy czułkowe, zawierające włókna ruchowe unerwiające mięśnie i włókna czuciowe dochodzące do narządów zmysłów, głównie węchu,

– prawy i lewy zwój śródmóżdżka łączy rozwinięta komisura.

3.Zamóżdże:

– tworzą go zwoje leżące pod płatami węchowymi, połączone komisurą podprzełykową (commissura suboesophagalis),

– zamóżdże unerwia wargę górną i przednią część przewodu pokarmowego.

Zwój przełykowy (ganglion suboesophagale):

– leży w głowie pod przełykiem,

– składa się z trzech par zrośniętych ze sobą zwojów: żuwaczkowego, szczękowego i dolnowargowego,

– unerwia narządy gębowe i łączy się z zamóżdżkiem konektywami okołoprzełykowymi.

Łańcuszek brzuszny:

– u prymitywnych owadów tworzy pień zbudowany z trzech par zwojów tułowiowych (ganglia thoracalia) i ośmiu odwłokowych (ganglia abdominalia),

– u pozostałych owadów obserwuje się proces zlewania się zwojów odwłokowych,

– zwoje tułowiowe unerwiają odnóża i skrzydła owada.

Rys.3. Mózg i stomatogastryczny układ nerwowy u owadów. Widok z przodu i z boku. (wg. Rolf G. i inni 2014).

Trzewny układ nerwowy:

– reguluje czynności narządów wewnętrznych i jest zintegrowany z centralnym układem nerwowym i układem dokrewnym,

– składa się z trzech części:

    • układu stomatogastrycznego:

– składa się ze zwoju czołowego (ganglion frontale) połączonego z zamóżdżkiem parą konektyw biegnących nad przednim odcinkiem jelita. Ze zwoju czołowego ku przodowi odchodzi nerw czołowy (n. frontalis), a ku tyłowi nerw powrotny (n. recurrens) prowadzący do zwoju potylicznego (ganglion hypecerebrale). Zwój potyliczny za pomocą nerwu przełykowego łączy się ze zwojem żołądkowym (ganglion ventriculare), który może być pojedynczy lub parzysty,

– unerwia serce i jelito przednie oraz parzyste gruczoły wydzielania wewnętrznego: ciała kardialne (corpora cardiaca) i ciała przyległe (corpora allata).

    • nerwu parzystego:

– biegnie on między konektywami łańcuszka brzusznego i w każdym segmencie powstaje para nerwów przetchlinkowych.

    • układu kaudalnego:

– tworzą go nerwy odchodzące od ostatniego zwoju odwłokowego, obsługujące tylną część przewodu pokarmowego i narządy rozrodcze.

Obwodowy układ nerwowy:

– tworzą go wszystkie nerwy odchodzące od zwojów układu centralnego i trzewnego. Rozgałęzienia tych nerwów dochodzą do wszystkich przydatków ciała i narządów wewnętrznych,

– komórki czuciowe tego układu mogą mieć zakończenia nerwowe w nabłonku, mięśniach i narządach zmysłów. Ich aksony łączą się z parzystymi nerwami segmentalnymi łańcuszka brzusznego.

Źródło:

  1. Bunalski M., Piekarska-Boniecka H., Wilkaniec  B., 2009 „Entomologia. Entomologia ogólna cz1.” Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne t.1: 89-97.
  2. Grabda E., 1973 „Zoologia. Bezkręgowce, Tom I” Państwowe Wydawnictwo Naukowe.
  3. Gillott C., 2005 „Entomology. Third Edition”. Springer: 405-415.
  4. Gullan P.J. i  Cranston P.S., 2014 „The Insects An Outline of Entomology” Wiley Blackwell edycja 5: 60-63.
  5. Rolf G. Beutel, Frank Friedrich, Si-Qin Ge, Xing-Ke Yang, 2014 „Insect Morphology and Phylogeny” De Gruyter: 67-75.
  6. Szujecki A.,1998 „Entomologia leśna Tom 1” SGGW: 68-72.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *