เซฟาไลเซชันคืออะไร? ความหมายและตัวอย่าง

ในชีววิทยาและโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสัตววิทยาเซฟาไลเซชันเป็นกระบวนการวิวัฒนาการที่มุ่งความสนใจไปที่ระบบประสาท ปาก และอวัยวะรับสัมผัสส่วนใหญ่ของสัตว์ที่มีสมมาตรแบบทวิภาคีที่ปลายด้านหนึ่งของร่างกาย

พูดง่ายๆ ก็คือ มันหมายถึงลักษณะวิวัฒนาการของศีรษะที่ระบบประสาทส่วนใหญ่กระจุกตัวและรวมศูนย์ในรูปแบบของสมอง และยังมีปาก ตา จมูก และอวัยวะรับสัมผัสที่สำคัญอื่นๆ เพื่อการอยู่รอด

สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ที่มีสมมาตรทวิภาคีมีส่วนหน้าและส่วนหลัง อย่างแรกนั้นแยกแยะได้อย่างแม่นยำโดยการปรากฏตัวของศีรษะและเพราะมันชี้ไปยังทิศทางการเคลื่อนไหวหรือการเคลื่อนที่ที่ต้องการ

เซฟาไลเซชั่นมีข้อได้เปรียบทางวิวัฒนาการหลายอย่างที่มีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับสัตว์ที่มีความคล่องตัวดี แต่นั่นไม่สำคัญสำหรับสัตว์บางชนิดที่ไม่เคลื่อนไหว หรือสัตว์ที่สามารถเคลื่อนไหวได้ไม่ชัดเจนในทุกทิศทาง

ข้อดีเหล่านี้ทำให้เซฟาไลเซชันเป็นหนึ่งในแนวโน้มวิวัฒนาการที่โดดเด่นและแพร่หลายที่สุดในสัตว์หลากหลายสายพันธุ์

ข้อดีของเซฟาไลเซชัน

พัฒนาการของสมอง

ข้อดีที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของเซฟาไลเซชันคือทำให้ระบบประสาทมีสมาธิในอวัยวะเดียว ซึ่งก็คือสมอง การที่ระบบประสาททั้งหมดกระจุกตัวอยู่ในที่เดียว แรงกระตุ้นของเส้นประสาทจะต้องเดินทางในระยะทางที่น้อยลง ซึ่งทำให้การประมวลผลของสิ่งเร้าจากอวัยวะรับความรู้สึกและการผลิตการตอบสนองเร็วขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น

นอกจากนี้ยังมีการสร้างเครือข่ายประสาทที่ซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งก่อให้เกิดลักษณะความฉลาดของสัตว์มีกระดูกสันหลังและสัตว์อื่นๆ

ประสิทธิภาพในการรับอาหารดีขึ้น

การมีสมอง อวัยวะรับสัมผัส และปากรวมอยู่ในที่เดียวกันช่วยให้สัตว์สามารถวิเคราะห์สภาพแวดล้อมสำหรับอาหารได้อย่างมีประสิทธิภาพและประสิทธิผลมากขึ้น ซึ่งแสดงถึงข้อได้เปรียบทางวิวัฒนาการที่ชัดเจน ตัวอย่างเช่น หนวดของแมวหรือไวบริสซาช่วยให้พวกมันตรวจจับเหยื่อในความมืดเมื่อพวกมันอยู่ใกล้มากและมองไม่เห็นเหยื่อ

ปรับปรุงการกำหนดเป้าหมายและการเลื่อนทิศทาง

ลักษณะเฉพาะอย่างหนึ่งของสัตว์ที่มีสมมาตรทวิภาคีคือพวกมันเคลื่อนที่ “ไปข้างหน้า” ในทิศทางของระนาบสมมาตร การมีหัวที่มีอวัยวะรับความรู้สึกส่วนใหญ่อยู่ส่วนหน้าทำให้สัตว์มองเห็นได้ชัดเจนขึ้นว่ากำลังจะไปที่ไหน

เซฟาไลเซชันระหว่างตั้งครรภ์

เซฟาไลเซชันเป็นกระบวนการที่ฝังแน่นในจีโนมของเรา จนกระบวนการสร้างระบบประสาทส่วนกลางในระหว่างตั้งครรภ์เริ่มต้นเร็วมาก เพียงสองสัปดาห์หลังการปฏิสนธิ เป็นหนึ่งในแนวโน้มการพัฒนาที่เร็วที่สุดและเป็นหนึ่งในวิธีที่ง่ายที่สุดในการตรวจพบตัวอ่อนที่กำลังพัฒนา

ตัวอย่างของเซฟาไลเซชัน

มีตัวอย่างสัตว์จำนวนนับไม่ถ้วนที่พัฒนาหัววิวัฒนาการมานับพันปี และสัตว์เหล่านี้อยู่ในสายเลือดที่แตกต่างกันมากดังที่แสดงไว้ด้านล่าง:

เซฟาไลเซชันของสัตว์ขาปล้อง

สัตว์ขาปล้องเป็นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่มีทั้งแมลง แมง ไมเรียพอด และครัสเตเชียน เซฟาไลเซชันในสัตว์เหล่านี้เกิดขึ้นจากการรวมตัวของส่วนลำตัวเข้าหาบริเวณส่วนหัว ซึ่งแสดงถึงการพัฒนาของปากที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อได้รับอาหาร ในบรรดาสัตว์ขาปล้อง แมลงมีระดับของเซฟาไลเซชั่นสูงและมีหัวที่เด่นชัด โดยสมองประกอบด้วยปมประสาท 3 อันรวมกัน

เซฟาโลพอดของเซฟาโลพอด

หอยเซฟาโลพอดเป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่มีภาวะเซฟาไลเซชันในระดับสูง พวกมันรวมถึงปลาหมึกและปลาหมึก และมีระบบประสาทที่ซับซ้อนและมีวิวัฒนาการสูงที่สุดในบรรดาสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังทั้งหมด โดยมีอัตราส่วนของมวลสมองต่อร่างกายเทียบได้กับของสัตว์มีกระดูกสันหลังที่ดูดความร้อน ดังนั้น สัตว์ทะเลเหล่านี้รวมถึงสัตว์ที่ฉลาดที่สุดในมหาสมุทร

เซฟาไลเซชันของสัตว์มีกระดูกสันหลัง

สัตว์มีกระดูกสันหลังเป็นกลุ่มสัตว์ที่มีระดับของเซฟาไลเซชั่นสูงสุดและมีระบบประสาทและประสาทสัมผัสที่ซับซ้อนและเชี่ยวชาญที่สุด นอกจากมนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ แล้ว ยังรวมถึงนก สัตว์เลื้อยคลาน สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ และปลา ภาวะเซฟาไลเซชันในสัตว์เหล่านี้มีลักษณะพิเศษคือการพัฒนาของสมองส่วนหลังขนาดใหญ่ โดยมีการเชื่อมต่อของเส้นประสาทจำนวนมากซึ่งทำให้พวกมันสามารถประมวลผลข้อมูลจำนวนมากได้อย่างรวดเร็ว

อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าไม่ใช่สัตว์มีกระดูกสันหลังทุกตัวที่มีระดับของเซฟาไลเซชันเท่ากัน ในความเป็นจริงมีปลาชนิดหนึ่งที่เรียกว่า amphioxus หรือ ปลาหมอสี ( Branchiostoma lanceolatum ) โดยธรรมชาติเป็นสัตว์มีกระดูกสันหลัง แต่มีส่วนโค้งน้อยมาก และมี “หัว” ที่แทบจะแยกไม่ออกจากหาง อย่างไรก็ตาม นี่เป็นข้อยกเว้นมากกว่ากฎ