生命科學迷的浮生掠影: 脊索(notochord)與神經管(neural tube)3-13-2013

脊索(notochord)與神經管(neural tube)

3-13-2013

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1.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2. 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.

文昌魚的詳細描述請參考：

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，以我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。我國在尚未發現有文昌魚前,為了教學上的需要，以極高昂的價格向國外高價購買文昌魚，因此而喪失外匯不少。

文昌魚是適合在溫暖海中的動物。它半截下身埋在沙中，僅以前端露出沙外，白天半截身體躲在沙礫之中，在陽光之下，搖搖擺擺，依賴水流帶來浮游生物及矽、藻植物供它吃食，這種被動式的攝食方式，說明它的低級性，也是說明進化中低於脊椎動物；到了晚間才是它活躍的時刻，這時它離開沙窩,如同離了弦的羽箭彈射到水面活動，一旦遇到驚擾，又遊回沙灘窩內。文昌魚游泳時以螺旋形方式前進。攝人的食物進入直形的腸管內消化吸收；文昌並無專門的呼吸器官，海水流經鰓裂時氣體進行交換，氧氣吸人，血液中的CO2最後由圍鰓腔經腹孔排出體外，有相當一部分氧氣是通皮膚表面的淋巴竇直接由水中吸人血液的；文昌魚的血液中因無血細胞，故無顏色，文昌魚的中樞神經是一條縱行的神經管，位於脊索的背面，但稍短於脊索；文昌魚一年產卵3～4次，產卵時間在6～7月，體外授精，受精卵細胞分裂，很快地成為被有纖毛的幼體，沉人海底，發生變態，發育為成體，有時，在某些特殊情況，幼體被捲入深海，變為深海的居住者，由於一些至今還不清楚的原因，使幼體一直延續到三年都在那裡。它身體不斷地增長、很快地成為大型的幼體，甚至在變態為成體之前，它的生殖腺早巳開始發育了。它長滿到11個月即開始成熟，但在外形上雌、雄性並無明顯區別，只是在生殖腺的顏色不同上略可分辨；精巢呈乳白色，卵巢呈檸檬色。成熟了的精巢中排出精子，卵巢中排出卵子，它們從圍鰓腔中流出體外，在海水中受精。

在我國廈門的劉五店鱷魚島附近曾流傳著一個傳說；古代，文昌帝君騎著鱷魚過海時，在鱷魚口裡掉下許多小蛆，當這批小蛆落海之後，競變成了許多象魚樣的動物，為紀念文昌帝君的緣故取名為“文昌魚”。嗣後這些動物在那海域繁衍昌盛，當地漁民也以捕文昌魚為生了。此傳說固不可信，但也顯示人民對祖國特產的崇愛和純樸的想像力。

文昌魚雖然是不起眼的小動物，但它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，但血管系統、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；此外它也是營養豐富的美味佳餚。

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

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）。