Die verschiedenen Nervensysteme der Lebewesen

Die verschiedenen Nervensysteme der Lebewesen Übung

• Benenne die verschiedenen Nervensysteme.

  Tipps

  Das diffuse NS wird auch als Nervennetz bezeichnet.

  Lösung

  Die Abbildung rechts zeigt die verschiedenen Nervensysteme und ordnet sie in die evolutive Entwicklung ein. So ist das diffuse NS (Nervennetz) am primitivsten, ähnlich wie das strangförmige NS. Eine erste Zentralisierung finden wir beim Strickleiternervensystem mit den Ganglien, aus denen sich letztlich das Zentralnervensystem (ZNS) und das Gehirn entwickelt haben.

• Erkläre den Sinn der hemmenden Wirkung des Sympathicus auf die Verdauung.

  Tipps

  Das enterische System (Darmnervensystem) gibt es tatsächlich, allerdings wirkt es nicht antagonistisch zum sympathischen System.

  Lösung

  Das vegetative Nervensystem (VNS) wird aus Sympathicus, Parasympathicus und dem Darmnervensystem gebildet. Das VNS steuert die inneren Organe, die für die Nährstoff- und Sauerstoffversorgung sowie für die Abfallentsorgung zuständig sind. Dabei arbeitet es autonom, also willkürlich, und ist nicht aktiv zu kontrollieren.

  Sympathicus und Parasympathicus wirken bei der Regulation vieler Prozesse antagonistisch, also gegeneinander.

  Während der Parasympathicus der Regeneration dient, ist der Sympathicus bei körperlicher Ertüchtigung besonders aktiv. Nicht verwunderlich, dass sich die beiden Systeme, gemessen am Tag-Nacht-Rhythmus (Aktivität vs. Schlaf), in ihrer Wirkung quasi abwechseln.

  Außerhalb des Tag-Nacht-Rhythmus wird der Sympathicus in Alarmsituationen aktiv, es kommt zur Ausschüttung von Stresshormonen (Adrenalin und Noradrenalin), die Herzschlagfrequenz wird beschleunigt, ebenso die Atemfrequenz, die Leber erhöht die Glucosefreisetzung, die Pupillen weiten sich. Für den Zustand höchster Leistungsfähigkeit werden dagegen Systeme gehemmt, die die Leistungsfähigkeit nicht steigern: Die Speichelproduktion wird gehemmt, ebenso wie Magen oder Bauchspeicheldrüse.

  Der Parasympathicus dient der Regeneration, der Erhaltung und dem Aufbau von Energie. So steht hier die Verdauung im Mittelpunkt – also derjenige Prozess, der für den Energieaufbau entscheidend ist.

• Vergleiche das zentrale Nervensystem mit dem peripheren Nervensystem.

  Tipps

  In der Abbildung kannst du die Informationsverarbeitung bei einem Nervensystem eines Wirbeltiers erkennen – also das Zusammenspiel vom zentralen und peripheren Nervensystem.

  Der Teil des Nervensystems, der vom Hypothalamus überwacht wird, heißt auch unwillkürliches oder autonomes Nervensystem.

  Lösung

  Das ZNS gliedert sich bei Wirbeltieren in Gehirn und Rückenmark. Die Abgrenzung zum PNS ist lediglich in der Lage begründet, denn funktionell sind die beiden Systeme eng miteinander verkettet. Das PNS leitet Informationen von Sinnesorganen zum ZNS. Dort werden die Sinneswahrnehmungen verarbeitet. Über das PNS werden Informationen dann zu den Zielorganen, z. B. Muskeln, geleitet. Die Reize, die beim ZNS ankommen, kommen aber nicht nur von außerhalb des Körpers. Auch vom Organismus selbst produzierte Reize verarbeitet das ZNS.

  Neben dieser anatomischen Einteilung gibt es auch noch eine funktionelle Einteilung des Nervensystems. Das somatische NS wird auch als willkürliches System bezeichnet. Es ermöglicht dem Menschen, seine Umwelt bewusst über Sinnesorgane wahrzunehmen und Aktionen willentlich auszuführen. Deshalb ist es hauptsächlich im ZNS gelegen, wo schließlich auch die Sinnesreize zusammenlaufen. Während sich das somatische NS mit seiner Außenwelt auseinandersetzt, ist das vegetative NS für das Körperinnere zuständig. Autonomes Nervensystem oder unwillkürliches Nervensystem sind zwei andere Bezeichnungen für das vegetative NS. Es kann vom Menschen nicht willentlich gesteuert werden. Allerdings kann es indirekt beeinflusst werden, je nach körperlicher und mentaler Aktivität. Es hält lebenswichtige Funktionen (Vitalfunktionen) aufrecht. Dazu zählen Herzschlag, Atmung, Stoffwechsel und Verdauung. Das vegetative NS ist im ZNS kaum angesiedelt und wird von einem speziellen Teil des Zwischenhirns überwacht: dem Hypothalamus. Der Bewegungsapparat mit seiner quergestreiften Muskulatur unterliegt der Kontrolle des somatischen NS. Das vegetative NS dagegen kontrolliert die glatte Muskulatur und die Herzmuskulatur.

• Charakterisiere ausgewählte Nervensysteme.

  Tipps

  Sowohl das diffuse als auch das strangförmige Nervensystem sind weder differenziert noch zentralisiert.

  Bei dem Nervensystem von Insekten ist eine erste Zentralisierung erkennbar.

  Die größten Ganglien im Strickleiternervensystem sind mit dem Gehirn der Wirbeltiere vergleichbar.

  Lösung

  Die Abbildung rechts zeigt den Trend, der sich im Laufe der Evolution abgezeichnet hat: Das Nervensystem und die Nervenzellen wurden immer differenzierter und zentralisierter.

  Die einfachsten Nervensysteme sind das diffuse und das strangförmige Nervensystem, bei denen noch nicht an Differenzierung und Zentralisierung zu denken ist.

  Erst beim Strickleiternervensystem differenzieren sich die Nervenzellen und eine erste Zentralisierung in Ganglien (Nervenknoten) hat stattgefunden. Sie steuern segmental Bewegungen und das größte Ganglienpaar in der Kopfregion verarbeitet Sinneseindrücke – so, wie das Gehirn im Zentralnervensystem.

  Das Zentralnervensystem weist die stärkste Zentralisierung und Differenzierung auf. Nervenbahnen des peripheren Nervensystems leiten Informationen von den Sinnesorganen zum ZNS und vom ZNS zu motorischen Effektoren (EVA-Prinzip).

• Definiere den Begriff Ganglion.

  Tipps

  Ganglion kommt aus dem Griechischen und bedeutet Knoten.

  Im Strickleiternervensystem sind Ganglien erstmals erkennbar.

  Das Strickleiternervensystem finden wir bei vielen Tieren, z. B. bei Ringelwürmern, Insekten und Spinnentieren.

  Lösung

  Die Abbildung zeigt das Strickleiternervensystem einer Fliege. Die gelben Kreise sind jeweils Ganglien. Diese Nervenknoten sind eine Ansammlung von Nervenzellkörpern und kommen beim Strickleiternervensystem und bei einfachen Zentralnervensystemen (ZNS) vor. Sie sind bei Insekten vor allem am Vorderende zu finden und bilden die Vorläufer des Gehirns.

• Erschließe dir die Informationsverarbeitung im Nervensystem von Wirbeltieren.

  Tipps

  Sinnesorgane zählen zu den Rezeptoren.

  Effektoren sind Zielorgane, also z. B. Beine oder Hände (bzw. die Muskeln).

  Lösung

  Informationsverarbeitung im Wirbeltier-Nervensystem

  Als Anwendungsbeispiel soll folgende Situation dienen, anhand derer die Informationsverarbeitung beschrieben wird: Ich sehe einen Ball und greife danach.

  Informationen werden über Sinnesorgane (Rezeptoren) aufgenommen, über das PNS zum ZNS geleitet, wo sie verarbeitet werden. Über motorische Nerven werden dann Informationen vom ZNS über das PNS an Zielorgane (Effektoren) geleitet.

  Vereinfacht erfolgt die Informationsverarbeitung nach dem EVA-Prinzip: Eingabe, Verarbeitung, Ausgabe.