[推荐][生原神经学讲座]第10讲提要

[生原神经学讲座]第10讲提要


[生原神经学讲座]第10讲的分题目是：节肢动物类及有翅昆虫类的神经运动特点比较。
该讲为《动物神经与运动的比较研究》的系列论题之二。主讲人华洱人。

作者首先简述了节肢动物门的物种总数、生态分布、形态、功能构造等特点。然后将重点转向昆虫这一典型对象，探讨节肢动物的神经与运动的适应性关系。

作者认为：“昆虫的神经构造在解剖中主要表现为更大的神经节。从外形看无法估测其功能的进化水平。但是从昆虫的行为表现中，却可以发现其神经的功能水平已经发生了重大的飞跃。总结而言，可归结为三个方面：
1）在新的神经功能基础上，普遍形成了有机体外通讯能力；
2) 在新的神经功能基础上，多数物种都形成了外营造能力；
3）在新的神经功能基础上，部分昆虫形成了社会性行为；
……。”
作者将节肢动物与蠕虫动物身体结构的适应性意义做了总结：“……从湿润表皮向角质化的进化方向选择性适应，……从‘流体静力骨骼’向新的‘固体静力骨骼’ 方向选择性适应，……从体表扩散直接从周边液体中吸收氧气向毛细管吸氧方向选择性适应，……”

作者对“神经集中化”的进化趋势提出了自己的结论：“……节肢动物的神经发展趋势与前述三点身体结构的变化密切相关，在“角质化—附肢化—小型化”的总进化选择方向的导引下，神经总的进化趋势是从多神经节向少神经节的集中。这又是一次新的神经集中化发展。与前述腔肠动物、蠕虫动物相比较，从神经网向神经索的发展是第一次集中，神经索向神经节发展是第二次集中，而多神经节向少神经节的发展则是第三次集中。分节集中在两至三节上，更重要的是向前神经节更集中化。……”

作者对“无条件反射” 的进化层次做了一个简明综述：“……的腔肠动物的整体收缩行为，从神经反射性质上讲是全向反射，而扁虫、线性动物其反射则已开始走向单向反射（从简单到复杂）。即对身体某一部位做出对外界刺激的反应性。这种反射即所谓的“反射弧”。从这一点上讲，是已经开始形成神经的先天记忆机制（仅管是先天的）。而后到节肢类，所具备的发达的连锁性反射弧，则使动物反射从单一性走向复杂化的，上述全向反射、单向反射、连锁反射均是无条件反射。节肢动物的运动性已经达到了无条件反射的登峰造极的地步。……”

作者进一步对运动的“生态学意义”提出自己的认识：“……对于生物的意义不仅仅在于对其结构性和功能性的作用，更深层的意义在于，生物对运动性本身就有某种进化的趋向。……一切原始的物种都可能会分化出两种不同的进化方向，一种是在原生态位内的后代延续，一种是在原生态位外的后代扩散。在自然选择中，后一种进化方向更具优势性。因此，绝大多数物种，包括植物、动物、微生物在内都沿着第二种方向形成了各自的扩散方式。……”

“……对生物扩散的理解非常有助于我们对动物运动的认识深化。这样可以使我们对运动的生态学意义来尝试下一个定义——这就是：生物体对环境的资源（负资源）所进行的优化跟踪性——包括两层含义：优化跟踪指最可能地向正资源接近，同时指对负资源尽可能的逃离。……”

“……可想而之，在生物运动能力较低的条件下，在较近的距离内进行识别，即使无感觉辩别器官的进化，生物通过其随机试探，也能保证其能量的消耗不至于损害自身的生存，例如原生动物。但在较大的距离范围内，通过随机试探的成功率就降得太低了。如果生物不能进化出一套精确、准确的辩别感官，那么能量的随机消耗肯定使生物生存不下去了。所以，神经在节肢类的进化中存在着一个显著的特点就是——信息化识别进化。换言之，信息探试能量消耗远远小于身体运动搜寻能量的消耗性。通讯行为的生态学意义也在于此。……”

“……生态学研究指出，从经济角度来看，部分细胞所承担的特化而导致整体受益是一种合算的“买卖”。换言之。通过感觉识别使其在实现资源优趋过程中的能量消耗大大地减少，因此远远抵得上生物特化为一套神经系统所消耗的能量之需要。这就是神经系统的生物进化的生态学意义。……”

作者最后针对节肢动物中的某些物种所表现出的“游徙式新的生态方式”、“杂食调节能力”、“生态领域的保卫性”，等行为现象提出了自己的疑问：“……在无条件反射的基础上，是否可以形成某种后天的学习与记忆机制呢？……在现有的连锁反射的机制的理论上是无法解释的。其神经应该具有某种程度的可塑性。……如果单纯的从连锁反射的角度进行解释过于牵强，应该存在更高于连锁反射的某种神经结构原理。”


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生原神经学研究组
讲座编辑：tenyer