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2012年7月25日 (水)

昆虫の脚はなぜ6本か

 7月23日のNHKラジオ第一放送の「夏休み子供科学電話相談」で、昆虫の脚はなぜ6本なのかという小学生の質問に対して、昆虫担当のY先生は、昆虫の体は頭、胸、腹に分かれていて、脚は胸から生えているが、その胸が3つに分かれていて、そのそれぞれから1対の脚が生えているから、というような内容を答えられたということでした。
 私は直接ラジオを聞いたわけではなく、上の話はエフさんのブログに書かれてあったことですので、誤解があるかもしれませんが、質問した小学生はこの答で満足したのでしょうか。 短い時間に明瞭に答えなくてはならないことは分かりますし、答の内容は間違っているとは言えませんが、下に書くように原因と結果を逆にしているように思います。 それに、小学生は6本生えている意義を聞きたかったのではないでしょうか。 私たちの足は2本、犬や猫の足は4本。 なのにどうして昆虫は6本なの? 足は多い方がいいの? 少ない方が便利なの? そんなことを聞きたかったのではないかと思います。 それに対する答が、脚のつく場所が6ヶ所だから、では、私なら不満です。 それなら、なぜ昆虫の胸は3つに分かれてなければならないのでしょうか。 もし、脚が8本の方がいいのなら、4つの節の胸にすればいいのです。
 節足動物はミミズのようなたくさんの節からなる生物から進化しました。 原始的な節足動物はムカデのように各節はほぼ“平等”で、脚もほぼ全ての節についています。 それが進化の過程で“分業”の方がいいだろうと、たくさんの節を頭部と胸部と腹部に配分したわけですから、脚や翅などでの移動を担当する胸部は3節でなければならない必然性はなかったはずです。 胸部が3節だから脚が6本あるのではなく、脚は6本の方がいいから胸部は3節になったと考える方がいいのではないでしょうか。
 なお、昆虫の翅は4枚で、中胸と後胸に1対ずつついています。 もし脚が犬や猫のように4本の方がいいのなら、なにも胸部が3節だからといって、脚を6本にする必要は全くありません。 2本を退化させれば済むことです。 なお、これらの胸部と翅や脚の位置関係については、このブログのこちらこちらなどに載せています。
 では、なぜ6本がいいのか。 その前に確認しておきたいのは、上にも書きましたが、節足動物の脚はムカデのようなたくさんあるものから、整理されて減少する方向に進化してきたということです。 Simple is Best ということでしょうか、とにかく同じ節足動物でも、カニは10本にまで減り、陸に上がってクモでは8本になり、節足動物の中で最も進化していると考えられている昆虫では6本にまでなり、その状態がいろいろと都合がいいので、そこで減少を止めたと考えられます。
 では、なぜ6本がいいのか。 私は「6」は「3+3」としても「2+4」としても使えるからだ、と思っています。
 その説明に入る前に、これからの話をしやすくするために、脚に下のような番号をつけることにします。 ●が頭で、①~⑥が脚です。 ①と②が前脚、③と④が中脚、⑤と⑥が後脚です。

      ②  ④  ⑥
   ●
      ①  ③  ⑤

 まずは「3+3」から。 三輪車を想像すると分かりやすいと思いますが、地面上の物体が安定して存在するためには、三角形を構成する最低3つの支点が必要です。 上の図の脚を、①④⑤のグループと②③⑥のグループに分けると、どちらか一方のグループの脚を上げたままでも体は安定です。
 下は走って逃げているオサムシの一種を撮ったものです(だからピントは合っていません)が、脚に注目すると、②より①が、③より④が、⑥より⑤が前に来ています。 つまり写真の状態は①④⑤グループの脚を前に持ってきた状態と言えるでしょう。

Osamusi120623_1

 いつも体を安定な状態に保っておけることは、忍び足でゆ~っくりと進む時などにも、とても有効でしょうね。 なお、上の話は、『ふしぎの博物誌』(河合雅雄編:中公新書1680)をヒントにしています。

 次に「2+4」についてです。 昆虫の体は左右ほぼ対称です。 移動する時の脚は左右非対称に動かしますが、左右にしか無い脚で対称性を守ったまま、安定した静止姿勢を保つためには脚は最低4本必要です。 4本脚の机を想像してもらうといいかもしれません。 では、6本の脚の残った2本は? 餌を捕えたり顔を掃除したりなど、「手」として使えるのです。 例えばカマキリのようにあまり素早く走る必要の無い昆虫では、前脚の2本は、他の4本とは異なった形態になってしまっています。 また、静止している時には4本の脚しか使わない昆虫はたくさんいます。 このことに関しては、これまでに次のような記事を載せてきました。
 タイワンウチワヤンマ(トンボの足は何本?)
 4本の足で止まる①(コシアキトンボ、チョウトンボ)
 4本の足で止まる②(ヒメアカタテハ、ナシイラガ)

 最後に、6本の脚がそんなにいいのなら、なぜ哺乳類の足は4本なのかも、少し考察しておきます。 もちろん私たち人間も4本です。
 昆虫の脚と哺乳類の足は出発点が違います。 上に書いたように、節足動物はたくさんの脚を持つものから減少させる方向に進化してきました。 ところが脊椎動物のスタートは、魚類のように足が0からのスタートです。 陸に上がる時に、体を安定して支えるためにも移動のためにも足が必要になり、どうにか鰭を工夫して4本の足を作りました。 これ以上足にする“元”もありませんし、4本あればどうにかやっていける、ということなのでしょう。 なお、4本足のゆっくりした移動では、やはり体を支えるために3本の足を使いますので、足は1本ずつ動かすことになります。

 進化という過去の歴史を経て現在の生物があります。 歴史を見ないと現在を見誤ります。 虫の歴史も無視できません v(^_-)

 最初のラジオの質問、私なら次のように答えるかな?

Q こんちゅうの足は、なぜ6本なんですか?

A 足はね、3本あると体が安定するんだよ。 足の不自由なお年寄りがツエを使っているのを見たことがあるでしょ。 3本の足で体を支えると、残りの3本の足は進みたい方向などに動かせるよね。 このようにすると、いろんな動きをするのにとても便利なんだ。 それにね、カマキリのように、4本の足をふんばって体を支えて2本を手のように使うことだってできるんだよ。

 長文にお付き合いいただき、ありがとうございます。 なお、以上の内容は私見です。 反論も含め、ご意見お待ちしています。

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ノート」カテゴリの記事

コメント

こんばんは、

お昼休みに読みましたが、途中で止められずに最後まで読み切ってしまいました(^^)。
単純な質問に、相手の能力に合わせて答えるのって本当に難しいです。
私は、脚が6本だから昆虫だと脳みそが記憶したので、何の疑問も持たずにずっと来ました。
私も、生存していく上で6本脚が一番都合の良かった種が、昆虫になったと思います。

投稿: そら | 2012年7月26日 (木) 22時03分

こんばんは
面白く興味深く読ませていただきました
実は答えがちょっとズレてるとは思ったんです
そよかぜさんのように答えてくれると質問した子供の答にぴったりですね
私にもよくわかりました
これで更に生き物に関心が湧きました
ラジオを聞いて6本脚の昆虫の脚がどこから生えてるか
はっきり知らなかったので本当に腹が三節に分かれていて
どこから脚が生えているのか観察したいと思いました
きっと質問した子供も観察するでしょう
それもいいなぁと思うのです
夏休みこども科学相談は4歳くらいから中学生くらいまでが
対象になってますが小さい子供の単純な質問くらい答えるのが
ムズカシイ質問はありません
先生たちがどう答えるのかも聞いていて楽しいです
私の幼稚な文章に反応いただいてありがとうございます


投稿: エフ | 2012年7月26日 (木) 23時06分

そらさんへ
> 途中で止められずに最後まで読み切ってしまいました
うれしいですね。ありがとうございます。
私が昆虫の脚の数に興味を持ったのは、タテハチョウが4本の脚でとまっているのに気がついてからです。
その時は残りの2本を熱心に探しました。

投稿: そよかぜ | 2012年7月27日 (金) 21時22分

エフさんへ
三節に分かれているのは腹ではなく胸ですよ。
「夏休み子供科学電話相談」は私も昔に聞いたことがありますが、答えてもらったことに再度質問することはできない雰囲気ですね。

投稿: そよかぜ | 2012年7月27日 (金) 21時28分

ラジオも聞きました。
回答は、適切であったと思います。太字で書かれていたことも小学生なりに理解できる説明だったと思います。
ラジオですので、3点の安定性のことまでは触れられていなかったですが、6本の方が都合がよいので6本まで減った、なかには、タテハのように4本に見えるものもあることも言っていました。進化のこともいっておられました。(ミミズまでさかのぼる必要はないと思いましたが、多足類からの進化には興味を持たされました。ここへ来れた理由です)

回答者は、エフさんのブログにある矢島先生ではなく、別の先生だったと思います。矢島先生よりずっとよかったと思います。(矢島先生は、昆虫が大好きで経験も豊かなのはわかりますが、・・・)

投稿: マエダ | 2014年9月 2日 (火) 13時08分

マエダさん、海外旅行に出ていて、お返事が遅れました。
記事にした放送は2012年のものですが、今年(2014年)も同様の内容の質問があったということでしょうか。
古い記事にコメントをいただくのは、その記事がまだ生きているということで、とてもうれしく思います。ありがとうございました。

投稿: そよかぜ | 2014年9月 3日 (水) 22時42分

失礼いたしました。
見落としていました。が・・・

今年の夏の放送で、全く同じ質問があって、答えもエフさんの感想と同じだったと思います。そして「6本の足」に興味を持って検索したらこのブログにたどり着きました。日付が2年前の物だと気がつかず。失礼いたしました。全部読ませていただきました。(エフさんのも)
エフさんが、矢島先生と言い切っていたのが変だとは思いましたが。その件をのぞいて全く違和感がありませんでした。
タイムスリップのようです。
ありがとうございました。

確かに回答の先生の中には、時々子どもたちの質問の意図からずれてしまわれる方もおられますね。

投稿: マエダ | 2014年9月13日 (土) 23時32分

昆虫の脚はなぜ6本か?
こんな疑問は、昔から子どもたちの間にあったものでしょうか。
それとも、暗記中心の学習から考える理科教育への効果が出てきているのでしょうかね。
興味関心を持つことが応用の効く生きた知識の獲得への一歩でしょうからね。

投稿: そよかぜ | 2014年9月15日 (月) 09時14分

勉強になりました。
部屋を飛ぶ小バエを仕留め損ない、飛ぶ以外にものすごく早く机上を移動する姿を見て疑問に思い検索してたどり着きました。
あんなに小さい体なのに、ものすごく早く体の何杯もの距離を移動するのに足は絡まないのか?スーパースローモーションで見ればやっぱりちゃんと「おいっちにーさんし、ごーろく!」と順番に足が移動しているのか?もしかしてたまに足が絡まって「つるっ!」とかこけないのか?と思った次第です。実際は前の左足と中の右足、後ろの左足、次のステップはその左右対称、を高速に動かして歩いてるんですね。
進化の過程から私達のグループと、虫のグループの内、虫は宇宙から来た!とかいう文献をどっかで見てにわかに信じていましたが(夢があるでしょ)、人間は魚のヒレから手足を作りゼロスタートからの進化、昆虫はいっぱいの足から退化して6本で退化が止まったんですね。
勉強になりました!

投稿: たけぞ | 2020年8月 5日 (水) 19時29分

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