体の動かし方や五感の感じ方を理解して人体の仕組みを解明しよう!【運動器官・感覚器官】

人の体を支える骨【運動器官】

左手は何個の骨からできているでしょうか?なかなか難しいですね。

触りながら数えてみると骨の場所がわかっていいと思うからやってみてください。

 

正解は27個です。指の骨が19個と手首の周りの8個からできています。当たり前ですが、骨は曲がらないこと触ると確認できますね。

ちなみに、私たちの体に骨は全部で206本(永久歯になった後)あり、これらの骨が結合して組み立ってでているものを骨格と呼びます

 

骨は硬く曲がらないので、骨と骨の間には関節があり、この関節を超えてついている筋肉によって体を動かすことが出来ます。

 

タコには骨がありません。そのため陸上でははやく動くことができません。

人間に骨がなければ形を保つこともできず、内臓を守ることもできないので、骨があることで体を支えたり、体を動かすことができているんですね

タコと比べると、筋肉だけでなく、骨も体を動かすのに必要であることがわかりますね。

腕を曲げる時の筋肉の動き

骨の周りにある筋肉によって体を動かしています。筋肉によって関節が曲げられて動く、手や足や腕などを運動器官といいます

腕を曲げる時の動きを例に筋肉と骨の動きをみてみましょう。

筋肉は関節を超えて2つの骨につながっていて、この両端の部分をけんといい、丈夫なつくりになっています。

腕を曲げる時は腕の上についている筋肉が縮み、下の筋肉がゆるみます。この時にできる力こぶは、上の筋肉(上腕二頭筋)が縮んで膨らむことでできます。

ちなみに、筋肉にかかる力は縮む力を出すことしかできません(筋線維にあるミオシンという繊維がギュってなることしかできないから)なので、ゆるむ=なにもしないということです。

逆に腕を伸ばす時は腕の下の筋肉が縮んで、上の筋肉がゆるみます

 

このようにして、筋肉によって体は動きます。筋肉は体の30~40%を占めているのでかなりの割合が筋肉ですね。

ただ、筋肉は腕を曲げるといった意識的に行うこと以外にも、心臓などの常に動いていなければいけない場所もすべて動かしているので、これほど必要だとも考えられます。

 

長距離走の選手と短距離走の選手は筋肉の質が少し違います

長距離の場合は筋肉を動かし続けなければいけないので、遅筋という力をあまり必要としない、持久力の高いエコな筋肉を多く持っている人が有利になります。遅筋は血液(酸素)が多く必要になるので、毛細血管が張り巡らされ赤色に見えます

逆に短距離の場合は、一気に強い力を発揮する必要があるので、速筋という瞬時に収縮するけどエネルギーを大量に必要とする筋肉が多い人が有利になります。速筋のエネルギーは酸素ではなく、主に体内の糖を使って動くので、周りに血管は少なく白色に見えます。

 

ライオンは速筋が多く、一気に獲物にとびかかることが出来るようなつくりになっています。

ただ、獲物になるシマウマなどは遅筋が多く、持久力では勝てないので、なるべく近くまで寄ってから、一気に勝負をかける狩りをしています。

人が刺激を受け取る仕組み【感覚器官】

「五感」を5つ言うことができますか?

 

答えは視覚、聴覚、嗅覚、味覚、触覚の5つです。これらの感覚は目や耳が刺激を受け取ることで感じられます。

目や耳のようにまわりの刺激を受け取る部分を感覚器官といいます。

それぞれの感覚と感覚器官をまとめるとこのようになります。

感覚 受けとる刺激 感覚器官
視覚
聴覚 音(振動)
嗅覚 におい(空気中の化学物質)
味覚 味(水中の化学物質)
触覚 圧力などの刺激 皮ふ

感覚器官では、担当している刺激に対してのみ刺激を受け取ることができる感覚細胞という特殊な細胞が存在しています。

それぞれの感覚器官を詳しく見ていきましょう!

視覚(目)

人間が取り入れる情報の内、目からの情報は80%以上であることがわかっています。

そのためたくさんの神経が脳とつながっています。

目の仕組みは写真を撮る時と似ていて、目の中の凸レンズによって実像を作って世界をみています。目の断面図のイラストを見てみましょう。

それぞれのパーツについて役割はこうなっています

水晶体・・凸レンズの役割をする部分。水晶体を上下の筋肉が動かすことでピントを合わせてはっきりとした像をつくれるようにしている。目が悪くなるっているのは、この筋肉の動きが弱くなることです。レーシック手術というレーザーで水晶体の形をきれいにして視力を回復させる技術もあります。

網膜・・スクリーンの役割をする刺激を受け取る細胞が数多く存在していて、弱い光も感じる細胞(桿体)と光の色を感じとれる細胞(錐体)の2種類の感覚細胞があります。視神経につながっていて、脳に情報を伝達する。

虹彩・・ひとみに入る光の量を調節する役割。暗いところではひとみを大きくして、たくさんの光を取り入れられるようにする。

 

目の仕組みをイラストで表すとこのようになっているよ。

外の物体を網膜上に実像を使って写すことで、見ることを可能にしています

この時出来る像は上下左右逆になっていますが、脳が補正をかけるので、人はそのままの物体と認識することが出来ます。

もう1つ脳がかけている補正があって、それは盲点の補正です。盲点を聞いたことがあるとおもいます。「それは盲点!」みたいにみえていない場所のことです。

盲点ができてしまうのは、たくさんの神経の集まりである視神経によって、網膜がない場所ができ、そこにできた像は脳が認識することができません。

つまり、私たちの今の視野の中にも見えていない部分があるということです!実はみえていないんですが、そんな気はしないですよね?

その理由は脳が補正をかけて、見えていない場所があるにもかかわらず、周りの景色に合わせて、予想で作っているからです。盲点を感じる遊びはいろいろあるので、調べてみてください。

聴覚(耳)

音を感じとるのが耳の役割です。音とは振動で、空気中でも水中でも伝わるものでした。空気と水のどちらが音を感じやすいかというと、水のほうが感じやすいんです。理由は粒子がたくさんあるからなんですが、人は聞き取りにくいはずの空気中の音の刺激を受け取ることができます。

その秘密について説明します。

人の耳は下のイラストのようになっていて、鼓膜→耳小骨→うずまき管→神経という伝わり方をします。

この3つのパーツはそれぞれ小さな音を大きくする役割があります。

まず鼓膜外からの振動を受け取って振動します

その振動を耳小骨という体の中で最も小さな骨がうずまき管に、てこの原理を使って大きくして伝えます。

うずまき管は名前の通りかたつむりのようになっているんですが、この形には秘密があり、中で響くようになっているんです。トンネルで大きな声を出している状態というわけだね。

このようにして、大きくなった音を神経が脳に伝えるというわけです。

音は一時期はやった骨伝導という骨の振動によっても、脳に伝えることができます。

また、人は耳で音を感じますが、カブトムシは背中にある小さな毛で音を聞いたりと動物によって振動の受け取り方はいろいろあります

嗅覚(鼻)

鼻には、様々な種類の化学物質に反応するために、いろいろな種類の細胞があり、ある細胞は臭いにおいをある細胞はいい匂いを感じるというようになっています

においを感じる=鼻にある細胞に特定の化学物質が付くということになります。

味覚(舌)

舌にもたくさんの刺激を受け取る味蕾(みらい)という感覚細胞があります。

苦い薬は口の奥に入れた方がいいという話を聞いたことがありますか?これは、科学的に正しくて、舌の奥のほうは手前に比べて苦みや酸っぱさを感じる細胞が少ないんだ

理由は腐った食べ物は酸っぱいし、毒がある物は苦いことが多かったので、人類の歴史の中で、舌の手前に酸っぱさ・苦さを感じる細胞を多く配置して、食べてしまったときにすぐに吐き出せるようにしているからです。

つまり、甘いケーキなどを食べる時は舌の先で味わうほうがお得かもしれませんね。

触覚(皮ふ)

皮ふが感じる刺激は痛さ、冷たさ、熱さ、圧などがあり、それぞれ細胞が感じとっています。

人の場合は、手に多く刺激を受け取る細胞が存在していて、お尻には少ないです。

お尻に少ないのはしりもちをついて体を守る時に痛みを感じにくくするためでしょう。

まとめ

筋肉によって動く手や足などを運動器官という

目や耳のようにまわりの刺激を受け取る器官を感覚器官という

目はカメラと同じ原理で、水晶体で光を屈折させ、網膜で受け取ってものを見ている

中2生物
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プロフィール
ゆうしろ

公立中学校の現役教員です。
専門は生物学で、中学・高校理科の教員免許を持っています。
子供のころ勉強に使っていた学習サイトを自分でも作りたくでトライし始めました!
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