脊索(notochord)與神經管(neural tube)11-06-2013

 

 

 

脊索(notochord)與神經管(neural tube)

11-06-2013

名       稱	脊索(notochord)	神經管(neural tube)
胚  層  來  源	中      胚        層	外         胚         層
位          置	位於神經管的腹面	位於脊索的背面
功          能	(1)胚胎時司支持作用 (2)※誘導神經管的形成	(1)發育成腦和脊髓
成年以後的命運	大多數組織退化，少數形成椎間盤之髓核。	形成大腦、中腦、小腦、脊髓。

※於胚的早期，脊索能表現一種Sonic Hedgehog gene，此基因表現的產物，為誘導形成腹面的神經管所必須。

脊索動物門(Phylum Chordata)依形成脊索或脊椎的方式分成三個亞門(subphylum)：

1. 尾索動物亞門(Subphylum Urochordata)：代表例：海鞘

   (tunicate)。幼蟲具有脊索動物的四大特徵，成體消失。

2. 頭索動物亞門(Subphylum Cephalochordata)：代表例：文昌

   魚。

3. 脊椎動物亞門(Subphylum Vertebrata)

圖01. 脊索(Notochord)誘導上方外胚層形成神經管(Neural tube)。

圖片來源：http://www.studyblue.com/notes/note/n/early-brain-development-/deck/2734088

 

圖02. 頭索動物亞門之文昌魚(amphiosus)。

圖片來源：http://www.uua.cn/hh/show-31-1.html

圖03. 文昌魚的解剖(Anatomy of amphioxus (Branchiostoma)

文昌魚終其一生具有脊索動物的四大特徵：(Amphioxus has the four defining characteristics of chordates)

1. 背部中空的神經管(a dorsal hollow nerve cord)

2. 脊索(supported by a flexible notochord)

3. 鰓(咽)裂(pharyngeal gill slits)

4. 肛門後的尾部(a post-anal tail) Muscles are segmented as

   myomeres(肌節).

Note the absence of jaws.

Figure ©1999 Campbell et al 圖片來源：http://www.mun.ca/biology/scarr/Cephalochordata.html

文昌魚的詳細描述請參考下文：

    文昌魚是脊魚索動物門的頭索動物亞門。有縱貫全身的脊索，而且脊索延伸到神經管的前面，故稱頭索動物；又因文昌魚沒有真正的頭和腦，另有無頭類(Acrania)之稱。它是既像魚又像蠕蟲的動物，但血統上跟魚及蠕蟲相差很遠。

    外形像小魚，體側扁，平均長約5 cm，半透明，頭尾尖，體內有一條脊索，有背鰭、臀鰭和尾鰭。生活在沿海泥沙中，吃浮游生物。文昌魚肉紅色,晶瑩、半透明狀，兩頭尖尖,4.0～5.7 cm；美國產的加州文昌魚可長達10 cm，以中國廈門及青島所產的白氏文昌魚最為著名。文昌魚身體細長而側扁像一把外科醫生用的手術刀，到底那邊是頭，那邊是尾，驟然一看很難分辨，所以西歐人叫它為兩尖魚，或稱之謂“海矛”。文昌魚前端有眼點，為視覺器，下為前庭及口，口叫「口笠」前庭周圍有40條口鬚，在咽的兩側有垂直的鰓裂，文昌魚在它胚胎時鰓裂只有8對，到了成體卻增加到180對。文昌魚的鰓裂不直接通向體表面開孔，而被皮膚和肌肉包裹著，形成一對特殊的“圍鰓腔”。文昌魚的後端有尾鰭及肛前鰭，背部有一條背褶(即背鰭)它那些鰭只是一層皮膜物，根本沒有真正的骨質鰭條；腹面還有一對皮褶，叫做“腹褶”。身體兩側交替長著65個透明的肌節，這肌節是V字形。V字的尖端部分朝著前方，這對在水中的向前運動有利。

    文昌魚共有12種。分佈在地球熱帶、亞熱帶的8～16米的淺水海域中，特別在北緯48°至南緯40°之間的環形地區內較多，我國廈門、青島和煙臺沿海處也很多。其他象地中海、馬來西亞、日本、北美洲海洋邊岸都有出產，但產量並不多,故視為珍品。

    文昌魚雖然是不起眼的小動物，但牠是從低級無脊椎動物進化到高等脊椎動物的中間過渡的動物，也是脊椎動物祖先的模型。

    文昌魚的攝食、排泄等機能都像無脊椎動物的形式，

    血管系統、呼吸系統、神經系統和胚胎發生過程都有了脊椎動物的模樣；而且在生物化學上均可見到它具有脊椎動物所有的磷酸肌酸物質，但卻不具備脊椎動物所有的血紅蛋白和鐵的化合物，文昌魚含有一種特殊的釩的元素。所以，無論從形態、生理、生化和胚胎發生方面看都說明它是無脊椎動物進化到脊椎動物的過渡類型動物和見證。因為文昌魚沒有脊椎骨，因此不容易留下化石的遺跡，但以上所述足以說明文昌魚是活的見證物了。因此無論從教學上、科研上都是十分需要的材料；此外牠也是營養豐富的美味佳餚。

文字來源：http://www.uua.cn/hh/show-31-1.html

圖04. 海鞘(Tunicate)的照片以及卡通圖。

圖05. 紫海鞘(Purple Tunicate)。

1999年於雲南省澄江縣耳材村發現海口魚（Haikouichthys）是一種原始的擬似魚類動物，屬於無頜總綱。其下只有一個物種，就是耳材村海口魚（H. ercaicunensis）。

牠的化石於雲南的澄江動物群（帽天山層）被發現，溯源於寒武紀(五億三千萬年前)，被認為是至今發掘的最古老的魚類。^[1]牠的發現對古生物學及動物源流的學說有極大的影響，因為牠把科學家原先預計脊椎動物出現的時期推早至5億三千萬年前。^[2]

文字來源：http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B5%B7%E5%8F%A3%E9%AD%9A

圖06. 海口蟲結構圖。

走過四十億年平淡歲月的地球

到了五億三千年前，在雲南中部的一片淺海裡突然現身一群形形色色且結構複雜的動物

有的身披硬殼，有的卻裸身柔軟

多樣化的生命形體

終於正式揭開前所未有的豐富之旅

這就是古生物學家口中的寒武紀大爆發

其發生原因，依然成謎

最近，在這塊古生物學的聖地

海口蟲　被發現了

305塊殘缺的化石標本，拼出牠魚一樣的身軀

頭、腦、眼、口、齒、鰓、鰭、生殖腺

心臟、肌節、脊索、咽喉、腸道和尾巴

鮮活地浮現在黃泥頁岩上

牠，可能就是我們的祖先

資料來源：國立自然科學博物館

文字來源：http://www.khjh.kh.edu.tw/%E6%95%99%E5%AD%B8%E8%B3%87%E6%BA%90/%E6%B5%B7%E5%8F%A3%E8%99%AB/haikouela.htm

圖07. 海口蟲細部結構圖。