脳はなぜ頭にあるのか?

骨格をもつ動物の多くは頭蓋骨の中に脳があります。
目や口などの繊細な器官もそこに集まっている。

虫や軟体動物の神経系はそうはできていませんよね。


とても不思議に思ったのですが
そもそも脳が今の位置に落ち着いたからには
それなりの理由があったと思います。

ところが頭というのは殴られたり
人間に至っては物が落ちてくればまず最初に駄目になる部分です。


また、犬や猫などは闘争するときや獲物をかるとき、口を使うために
この大事な部分を敵前にさらすことになる。

鹿や牛は頭突きを試合脳震盪すらおこす。

キリンは首が長すぎて脳まで血を届かせるのがとても難しく

それでも、なぜ頭に脳が落ち着いたのでしょう。
リスクがわりと高い部分だと思うんです。

パソコンで言えばメモリをCD取入れ口にさらしとくようなものでは。

背中や胴体の奥深くに丈夫な骨格でもつくってしまえばよかったのにとたまに思っていたので質問してみました。


まぁ、体の中に脳があったらそれはそれで寝るときや座るときに邪魔そうですが。
生き物としてそもそも形状が偉く違うのだろうな。

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A 回答 (5件)

考えたこともないけど、考えてみると次のような理由かと。



脳は情報処理器官であり、目や耳のような感覚器官のそばにあって外部からの情報を処理する必要アリ。
目や耳と脳が離れていると情報伝達に時間を要するし、神経が切断された場合に修復困難。
目や耳はなるべく前方や高い位置にあった方が情報収集性が高まる。よって脳も身体の前方や高い位置に置かれる。

犬は嗅覚が重要なので、犬の鼻は前方に大きく突き出してますね。

あと魚などの場合は目とともに口が重要です。口で捕食しますから。
そして口と脳が近いことで脳の指令を口に即座に伝えられます。
つまり脳は身体の重要な器官の近くに置かれるということでしょう。

そういう生物が進化の過程で子孫を多く残し得たから今に至っているということでしょう。
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この回答へのお礼

皆さん回答ありがとうございました。
大体、皆さん感覚器官を一箇所にまとめたほうが効率が良いということになっているようですね。僕もそう思います。

同じ方向性のなかでもっとも早かったID10T5さんにBAをつけたいと思います。
とても、珍妙な質問でしたが沢山の人が答えてくれて楽しく読ませてもらいました

回答をくれた全ての方に心のBAを差し上げたいです。
本当にありがとうございましたm(__)m

お礼日時:2011/04/19 12:52

本題からずれてすみません。


手塚治虫のブラックジャックに、頭蓋骨が脳の大きさを規定してしまっている、と考え、鹿の脳をおなかに移殖する科学者が出てくる話があります。自由に大きくなれる脳を持った鹿は、知能が発達して…


という話を思い出しました。
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他の回答にあるように食事に必要な感覚器官は口の周りにあるのが自然です


これは脳を持たないイソギンチャクなんかも一緒ですね
また移動手段が前後移動+方向転換という生物が多いため
周囲の情報を収集する感覚器官も最前方の頭部にあるのが自然です
結果それらの情報を処理する神経細胞も頭部に集中するのが自然な形になります

ではなぜ昆虫は分散できて脊椎動物は出来ないのか?
進化の土台となるそれらの生物の先祖からの制約があるのではないでしょうか?

昆虫の先祖はミミズやゴカイのような生物からムカデのような生物を経て
現在のような形になったのだと思いますが
それらの生物は基本的な体節を数珠つなぎにした構造をしています
昆虫の場合食事と情報収集の頭部、歩行や飛行など移動の胸部、消化吸収の腹部
と分業特化する形で進化していますが
ムカデと同様の基本の体節を複数融合特化させる形で各部を実現しています
胸部は移動のための神経が発達し腹部は逆に退化した
結果頭部と胸部の分散体制になったのでしょう
元々分散処理にしやすい下地があったのでしょう

脊椎動物の場合は祖先が脊索動物で脊索という情報伝達器官がすでにあったので
頭部集中制御という方向性が固まっていたのかもしれません
この辺の詳しいことわかりませんけど…

先祖から受け継いだ土台から増築、改築って言うのが進化の基本ですから
頭部への攻撃のリスクなんかはそこを強化するしか対処できないのでしょうね
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消化器官と循環器関連から離れていて、正中線に属する場所だと頭部しか選択肢が無い。


また、目・鼻・耳のような感覚を司るインターフェイスが脳の近くにあるのも自然な事では
ないだろうか。

狩りに関しては、相手にとどめを刺す事を優先するから防御は二の次かもw

脊椎動物としては自然な結果ですな。
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 非常に興味深い疑問ですね。



 生物学は好きな科目じゃなかったんですが、まあ素人なりに考えると、「目」で見たり「耳」で聞いたりした敵あるいは餌にすぐ反応・対処するために、目や耳に近いところに脳を置く必要があった、というか、目や耳に近いところに脳がある生物が敵から逃げたり餌を採るのに有利で、生き残ったのではないでしょうか。

 ではなぜ目や耳は頭の部分に発生したのか、というと、これは高いところにあるほうが、敵を発見したり餌を見つけるうえで有利だからです。野生の動物などの行動を見ている、この点は間違いないと確信がありますね。みんな耳で聞いて「おかしい」と思うと立ち上がったり、岩の上に上ったりしてキョロキョロしますから。

 目・耳と脳がそんなに近い必要があるのか、というと、あるんだと思いますね。体内でのデータの伝送速度はそんなに速くないですから。

 でもって、例えば、指が熱湯に触れた場合など、脳まで「危険である事」を伝送して脳からの命令を待って反応していては体を損なうので、データは脳まで行かないでショートカットして脊髄(だったかな)あたりからの命令で動きますし、よく言われるのは歩行者を見つけてブレーキを踏むまでコンマ何秒とかかかるという話ですし。
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