回溯神经进化长河,探寻递质隐没真相

2018-11-14 12:49曹引航张志辉
新课程·下旬 2018年9期
关键词:神经肽免疫系统

曹引航 张志辉

摘 要:如果仔细阅读生物学教材,在奥妙的人体内,面对形形色色的神经体液调节图,不免心生疑虑,体液调节所必须的激素与神经调节不可少的神经递质之间,是否有着千丝万缕的联系呢?尤其是看到高中课本对神经递质的介绍中赫然标明E与NE,许多学生也不免低头沉思——神经递质,还是激素?人体是一个庞大而复杂的系统,如果要丁是丁卯是卯地研究起来,恐怕难以深入。而幸运的是,在这个世界上生活着一群简单而奇异的生物,它们的祖先与人类的祖先分道扬镳后,独自缓慢地进化着,时至今日依然保留着较多远古时期的特征,人们大可管中窥豹,以真正意义上的后生动物——腔肠动物,开启序幕。

关键词:腔肠动物;神经肽;免疫系统

腔肠动物的出现在生物进化史上有着里程碑式的意义,其中一个就源自它们的网状神经系统——最原始的神经系统。据John Timmer的一篇科学报告显示,“根据基因的呈现,栉水母被发现唯一已知的神经递质是谷氨酸”。由此我们便可以想象到一幅奇妙的图景——成千上万簇微小分子在遍布全身的神经网中肆意游走交流,传递信息,控制整个庞大的机体感受阳光,趋避暗流,捕食猎物,更因此喷薄出生命雄浑的力量。

看到这一幅图景,我们自然会联想到我们的身体,像是轰轰烈烈的免疫防卫战。其实,不仅仅是高等动物,自然界大多数生物拥有先天免疫系统,然而令人惊奇的是,这样的系统却缺失于栉水母的身体当中。

十分有趣的是,在原生动物中就广泛存在着这样一类分子——神经肽。当微小的单细胞祖先们接收到外界刺激之后,神经肽便会分泌,促使它们趋利避害。

或许,我们可以做一个大胆的猜想——当单细胞生物形成共生群并逐渐发展为多细胞生物时,一些单细胞生物便分化为专职分泌原始神经肽的分泌细胞,神经肽保留了原本的应激功能。可以想象的是,随着机体的不断复杂化,为了增强细胞的可调动性,神经肽或许逐渐联系遍及全身的神经系统发挥信息传递功能。而神经肽分泌细胞也应分化出两类:一类作为游离态存在,时时刻刻监控机体,发展为先天免疫系统中的变形细胞;另一类成为机体的组成部分,发展为分泌腺。

如果顺着这个思路接着往下走,我们应假想这样一种过度生物——似栉水母而含有先天免疫系统,这里我们称其为“元老”。“元老”至少派生两支,一支不知因何丢失先天免疫系统,发展为后来的栉水母;另一支神经细胞不知因何融合了游离态的神经肽分泌细胞,不但大大丰富了递质种类(栉水母的神经递质只有Glu),更将应激—分泌紧紧结合,这才使得神经—免疫调节得以相辅相成,神经系统由最初的弥散分布逐渐有了主次关系,自腔肠动物的网状神经系统发展至梯状、链状神经系统,甚至集中出神经索与脑,逐步占据进化优势,发展为现在大多数动物的原始祖先。

a.水螅—腔肠动物门—网状神经系统 b.涡虫—扁形动物门—梯状神经系统 c.蚯蚓—环节動物门—链状神经系统 d.螃蟹—节肢动物门—链状神经系统 e.头足类神经系统 f.海星神经系统

三胚层的扁形动物涡虫,实行外分泌功能的腺细胞来源于外胚层。值得一提的是,神经细胞便是由外胚层分化而来的。尤其是到了真体腔的环节动物,由于中胚层的完善和闭管式循环系统的登场,甚至出现了作为神经分泌细胞的单极神经元,能分泌诸如保幼激素、肾上腺素、奴佛卡因等激素,随体液运输到全身各处,发挥内分泌功能。至此,神经—体液—免疫调节的部署大功告成。

可以说,神经肽与神经系统的偶遇使本来死气沉沉的神经递质焕发了生机,借由神经这一遍及全身的调节系统,神经递质连同它的亲人们在免疫、神经、体液等方面遍地开花,共同谱写了生命的传奇故事。

这个世界上,最令人慨叹的莫过于生命。正是由于神经系统的应运而生,神经递质的大放异彩,才谱写了亿万生命震撼人心的史诗,即使时间会将真相隐没于沙石,智慧的轻风总会奏响历史沧桑的低唱。

注:

腔肠动物门现已分为刺胞动物门与栉水母动物门,文中为了方便叙述而不采用新的概念.此文论述的是更深层次的内容,在本文仅仅断章取义地引用其中一段。

原文中被论述以最古老的后生动物种,由其发展出了众多后来动物普遍具有的功能(之前普遍认为其是进化盲枝,且较刺胞动物高等,有所争议)。

此段介绍改编自百度百科。

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