Spotted maneter (Leha K. / )
ibland föreslår jag ett bloggämne eftersom det låter intressant medan jag bara har en vag uppfattning om vad jag kan hitta när jag grävde lite djupare. Detta är en av dessa tider. Djurhjärnor är extraordinära, och ännu mindre sofistikerade hjärnor uppvisar fascinerande beteenden. Så gå med mig på en virtuell sökning genom livsvetenskapens hallar för att se om det finns ett verkligt hjärnlöst djur.
Vad är en hjärna?
neurovetenskap är ett berusande ämne att vada in i loppet av en bloggartikel. Ändå har de flesta av oss en ganska bra bild av ryggradsversionen av en hjärna.
- det är ett organ
- det utövar centraliserad kontroll över resten av kroppen, inklusive andra organ
- det genererar mönster av muskelaktivitet
- det samlar in och tolkar sensorisk information
Vertebrate Brains vs. Ryggradslösa hjärnor
så fort du hoppar in i ryggradslösa djurs värld börjar hela tanken på en hjärna bli lite fuzzier. De flesta har dock någon form av koncentration av nervceller i ena änden av ett nervkord—ofta kallad ganglion (plural: ganglier). Vanligtvis inte så centraliserad som ryggradshjärnor, skulle de flesta av oss fortfarande överväga dessa hjärnor i lekvillkor.
är det en hjärna, eller är det inte?
det finns gott om ryggradslösa djur, men vars nervsystem inte liknar vårt alls. En manet har till exempel inte ett centraliserat nervcenter. Istället bildar dess sammankopplade nervceller (nervnät) en ring runt manteln. Under många år kände forskare att maneter var mer eller mindre utsatta för strömmar och tidvatten—tanklöst flytande i havet och väntade på att mat skulle simma sig.
nyligen har forskare dock lärt sig att jellies är mycket mer målmedvetna och sofistikerade. Moon jellies undviker att sopas ut av en utgående tidvatten genom att dyka till djupare vatten. Om de stöter på vänliga jellies, kommer en enkel ”ursäkta mig” att göra (okej, inte riktigt), men samma möte med en rovgirig jelly skickar dem simning för att undvika att bli lunch. Vissa box jellies har även ögon – 24 faktiskt-och två av dem kan faktiskt bilda bilder.
klart, det finns mycket mer på en jelly ”sinne” än vi trodde. Några forskare har till och med hävdat att jellies har hjärnor och att de kan komma ihåg tidigare erfarenheter. Om vi letar efter ett hjärnlöst djur måste vi fortsätta på väg.
den fantastiska krympande hjärnan
ett annat djur i vår konstiga hjärna (faktiskt, helt enkelt konstigt) kategori är havet sprutar. Sea squirts är faktiskt ackordater, vilket innebär att de är närmare besläktade med andra ryggradsdjur (inklusive oss, än de andra varelserna som presenteras i den här artikeln. Hur kan det vara? Tja, havssprut börjar sina liv som frisimmande larver som ytligt liknar tadpoles. Har en notokord-i huvudsak en primitiv ryggrad. De har också en nervkabel med ett ihåligt, förstorat område i ena änden—en hjärna av sorter—och ett primitivt öga.
men när det är dags att slå sig ner, vanligtvis efter en dag eller två med fri simning, fäster havssprut sig, huvudet först, på en hård yta. Deras kroppar genomgår en grundläggande omvandling, som inkluderar att förlora sina svansar och notokord, utveckla matsmältnings -, reproduktions-och cirkulationsorgan och förlora den förstorade nervstrukturen. När denna metamorfos är klar återstår bara den lilla delen av den ursprungliga nervstrukturen som behövs för att kontrollera dess enkla återstående organ.
ändå är även den vuxna formen av havssprut inte utan någon form av nervfunktion. Vi måste fortsätta vårt sökande efter det verkligt hjärnlösa djuret.
den verkligt hjärnlösa
Ja, titeln ger bort det. Det finns ett djur så primitivt att det inte har något nervsystem av något slag. Det har inga organ. Det ”äter” och ”andas” genom att filtrera vattnet som passerar genom kroppen. Vid första anblicken verkar det helt passivt.
och ändå kan svampar reglera vattenflödet in och ut ur sina kroppar. Även om de saknar organ, har de specialiserade celler som utför specifika funktioner. Några är till och med köttätande!
på något sätt, även utan nervceller, kan dessa djur svara på stimuli och hantera organiserat beteende. Forskare arbetar fortfarande för att förstå hur detta är möjligt, men de tror att det har att göra med kalciumsignalering från en cell till en annan. Så medan vi definitivt kan säga att en svamp inte har någon hjärna, har de tydligt utvecklat en primitiv metod för cellkommunikation som gör att de kan överleva och trivas.
främmande hjärna i klassrummet
jag är säker på att du har märkt att alla våra ämnesdjur är havsbor. Medan jag verkligen uppmuntrar dig och dina elever att kolla in resurserna nedan om våra tre ”hjärnlösa” stjärnor, är det också kul att interagera med ett levande djur i klassrummet.
gå in i den ödmjuka daggmasken. En daggmask har två ganglier i huvudet, som är större än ganglierna som löper längs kroppens sidor förbundna med nervkord. På många anatomi diagram, detta kallas maskens hjärna. Även om” Huvud ”ganglierna är ansvariga, utövar de inte fullständig central kontroll—ganglionen i varje segment tar emot och bearbetar sensorisk information i samband med, men också oberoende av” huvud ” ganglierna. Detta skiljer sig helt från hur våra hjärnor fungerar.
alla typer av böcker och resurser föreslår aktiviteter för att observera maskar i klassrummet. Min favorit är Creepy Crawlies och den vetenskapliga metoden, av Sally Stenhouse Kneidel (2: a upplagan kommer i mars 2015). California Integrated Waste Management Board erbjuder också en pdf fylld med daggmaskundersökningar för användning i klassrummet: http://www.calrecycle.ca.gov/Education/curriculum/worms/98activities.pdf
maneter, Havssprut, svampar-online-resurser
- ”ryggradslösa nervsystemet,” från University of Trieste
- http://sv.units.it/ppb/NeuroBiol/Neuroscienze%20per%20tutti/invert.html
- matställen i närheten av Jelly Cam, Monterey Bay Aquarium
- http://www.calrecycle.ca.gov/Education/curriculum/worms/98activities.pdf
- maneter och kammaneter( inklusive lektionsplaner), Smithsonian National Museum of Natural History
- http://ocean.si.edu/jellyfish-and-comb-jellies
- ”havet spruta,” Chesapeake Bay Program
- http://www.chesapeakebay.net/fieldguide/critter/sea_squirt
- ”introduktion till Porifera,” University of California Museum of Paleontology
- http://www.ucmp.berkeley.edu/porifera/porifera.html