척추동물의 신경계 구조와 기능
척추동물의 신경계는 중추신경계와 말초신경계로 나뉩니다. 중추 신경계는 뇌와 척수로 이루어져 있고, 말초 신경계는 중추 신경계에서 뻗어 나와 온몸에 퍼져 있는 수많은 신경들로 이루어져 있습니다. 중추 신경계에는 수많은 연합 신경이 있으며, 몸 안팎에서 들어오는 정보를 통합하고 조절하여 여러 가지 행동이나 반응을 일으키게 합니다. 말초 신경계는 하는 일에 따라 체성 신경계와 자유 신경계로 나뉩니다. 체성 신경계는 감각 신경과 운동 신경으로 이루어져 있는데 감각 신경은 자극을 받아 중추 신경계로 보내는 일을 하고, 운동 신경은 중추 신경계의 명령을 받아 반응을 보일 기관으로 보내는 일을 합니다. 그리고 자율 신경계는 교감 신경계와 부교감 신경계루 이루어져 있습니다. 이들은 대뇌의 명령과는 관계없이 자유적으로 내장 기관의 운동을 조절합니다. 또한 교감신경계와 부교감 신경계는 그 작용이 서로 반대이기 때문에 한쪽이 어떤 반응을 촉진시키면 다른 한쪽은 그 반응을 억제시키는 방향으로 작용합니다. 예를 들어, 갑자기 놀라면 교감 신경이 작용해서 심장 박동수가 증가하게 됩니다. 이때 빠른 박동이 계속되면 위험하기 때문에 부교감 신경이 작용하여 심장 박동을 억제시켜서 다시 원래대로 회복시킵니다. 척추동물의 신경계 구조는 기본적으로 모두 같지만, 고등한 동물로 갈수록 중추 신경계가 더 발달되어 있습니다.
척추동물의 뇌 구조
척추동물의 뇌는 대뇌, 소뇌, 중뇌, 연수, 간뇌로 이루어져 있습니다. 대뇌는 감각 기관에서 보낸 자극을 인식하여 근육을 움직이게 명령을 내리며, 생각을 하거나 기억을 하는 고등 정신 작용을 합니다. 그리고 소뇌는 몸의 균형과 근육 운동에 관여하며, 중뇌는 눈동자의 운동을 조절합니다. 또한 간뇌는 체온과 혈액 속의 물질의 양을 조절하고 연수는 척수와 연결되어 호흡 운동, 심장 박동, 소화 기관의 운동 등을 조절합니다. 척추동물의 뇌 구조는 사람과 거의 같으나 뇌의 각 부분의 발달 정도는 동물에 따라 다릅니다. 대뇌가 크고 표면에 주름이 많을수록 발달이 잘 된 동물이며, 그럴수록 지능이 높게 나타납니다. 대뇌의 크기는 일반적으로 어류, 양서류, 파충류, 조류, 포유류 순으로 커지며, 지능의 발달 정도도 이 순서와 같습니다. 또한 생활 모습에 따라 뇌의 각 부분의 발달 정도가 다릅니다. 예를 들어, 물 속에서 헤엄을 치는 어류나 하늘을 나는 조류의 경우 몸의 균형과 근육 운동에 관여하는 소뇌가 대뇌보다 더 발달되어 있습니다.
무척추동물의 신경계
원생동물은 빛이나 전기 자극에 대해 반응을 하지만 특별한 신경 기관을 가지고 있지는 않습니다. 동물 가운데 가장 단순한 신경계를 가지고 있는 동물은 강장동물입니다. 강장동물은 그물처럼 퍼져있는 산만 신경계를 가지고 있습니다. 그 밖에 극피동물인 불가사리류는 환상 신경계를, 절지동물인 곤충류는 체절 신경계를 가집니다. 지금부터 여러 무척추동물의 신경계를 알아봅시다.
강장동물은 바다나 늪, 연못 등지에 살며 종류로는 말미잘, 해파리, 산호, 히드라 등이 있습니다. 강장동물의 몸 가운데에는 촉수가 분포되어 있는 큰 구멍이 있는데, 이곳이 입과 항문의 역할을 동시에 합니다. 강장동물 중 민물에 사는 히드라는 신경세포가 몸 전체에 그물처럼 퍼져 있는 간단한 신경망을 가지고 있습니다. 이러한 신경계를 산만 신경계라고 합니다. 산만 신경계의 경우에는 몸의 한 부분이 자극을 받으면 몸의 모든 부분으로 신경 자극이 전달됩니다. 해파리의 신경계는 히드라보다 좀 더 발달되어 있습니다. 해파리는 신경 세포가 곳곳에 집단을 이루고 있는 신경절을 가지고 있습니다. 이 신경절에서 몸의 각 부분으로 가는 신경이 뻗어 나옵니다.
극피동물에 속하는 불가사리는 다섯 개의 팔을 가지고 있으며 몸이 방사 대칭을 이룹니다. 신경 세포는 입 주위에 몰려 있어서 신경 고리를 이룹니다. 불가사리의 신경계는 이 신경 고리를 중심으로 각 팔로 뻗어 나가는 모양입니다. 이런 신경계를 환상 신경계라고 합니다.
절지동물은 무척처동물 중에서 가장 복잡한 신경계를 가지고 있습니다. 절지동물은 몸이 마디로 되어 있고, 각 마디마다 신경절이 있는 체절 신경계를 이룹니다. 각 마디 안에 있는 신경절은 서로 독립적이어서 각 마디 안에서 일어나는 자극을 전달합니다. 신경절이 집중되어 신경계를 통합하는 역할을 하는 부위를 뇌라고 하는데, 곤충의 커다란 신경절과 작은 신경절도 뇌라고 할 수 있습니다. 뇌와 식도의 중간에 있는 커다란 신경절은 시각, 촉각 그리고 정보를 통합하는 일을 합니다. 식도 아래에 있는 작은 신경절은 먹이를 씹고 침을 분비하는 역할을 합니다.