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佳佳520小 发表于 2021-1-8 17:54:19 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
人的大脑为什么不长在胸腔里，或者说大多动物大脑都在头部，为什么？


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极度血腥hell 发表于 2021-1-8 17:54:53 | 只看该作者
 
说出来可能你不信，极有可能是阳光决定了你大脑所长的位置。
先让我们来看看大脑是怎么长出来的吧。
30亿年前，单细胞动物依靠应激性应对外界刺激，尚未有神经系统。
8亿年以前，多细胞动物有着专门接受刺激的特殊细胞，这些细胞聚集起来，形成了原始的运动“器官”和感觉“器官”。随后最早的神经系统出现了，把这些细胞串联成了一个整体，演化出了腔肠动物（现已改称刺胞动物）。
第1张图片 它们具有丝状突起的神经细胞，构成原始的神经网络，只是单层（如水螅）或者两到三层。它们的神经十分的简单，没有高级神经元的突触连接，没有神经节，也没有神经中枢。
它们的信号传导是无定向的，刺激身上的任何一处地方，都能引起全身性的反应。
也就是说腔肠动物的神经系统，几乎是均匀分布的，可以说是没有“大脑”。
这样原始的神经系统，自然难以适应后面的物种大爆发时代。在后来的演化过程中，大量水母配备了毒素。例如箱水母，僧帽水母、狮鬃水母……大多数水母，具有复杂的综合性毒素，可造成内脏、神经系统、心血管等各方面的损伤。
利用毒素等等适应环境的策略，这些水母夸过数亿年的时空，如同活化石一般，依旧生存在海洋深处。
而在原始的海洋内，不能很好适应环境的腔肠动物，要生存下来则只能“改造”自己的神经系统。
原始腔肠动物，一支演化成了水母类，一支演化成了原始的两侧对称动物，分化成了原口动物和后口动物两个大门类。
原口动物演化成无脊索动物，后口动物演化成脊索动物。
蠕形动物是早期两侧对称动物，原始的三胚层。这类动物的神经开始往头部汇聚，形成了原始的“脑”，然后在“脑”后形成纵横的神经索，但比起高级神经系统来说，它们的神经细胞是分散在神经索中的。当纵神经索减少，则形成梯式神经系统，出现最早的神经中枢。
例如扁形动物：
第2张图片 虽然相比起原始腔肠动物，它们的运动能力显著提升，但比起后来的动物，依旧十分的原始。
扁形动物的神经为什么会集中“头部”呢？
很大的原因，是因为“眼睛”的出现。
视觉细胞集中的前段，便是扁形动物的“头部”。
在扁形动物中，有一个叫做PAX6的古老基因，这个基因令扁形动物头部，出现了能够汇聚色素的凹陷。这个凹陷，可以说是，眼睛的最初形态。
第3张图片 扁形动物作为两侧对称动物，左右分别一个眼点，无论捕食或者躲避天敌，是能保证生存的最少眼睛数目。
PAX6的基因源头，大致能追溯到最初的两侧对称动物。学界一般认为，像浮浪幼虫的原始腔肠动物分别演化成了腔肠动物和两侧对称动物。
为什么后来的两侧对称动物，都具有PAX6基因？
我们可以这样认为，没有PAX6基因，不具有更强感光能力的动物，都被吃灭绝了。
原始的节肢动物、头足动物，以及脊索动物，循着PAX6基因提供的原始模板，打造了三个完全独立的视觉进化之路。
实际，追本溯源的话，原口动物的嘴相当于我们的肛门，而我们的嘴相当于原口动物的肛门。
但无一例外，眼睛所在的位置，都是头部。
因为眼睛的进化过程，也是神经系统在头部高度集中的过程。
而生物演化，是一个不断迭代的过程，头部雏形出现之后，几乎就没有啥回头路了（尾索动物，表示抗议？）。
原口动物中的一支演化出了链状神经系统，这便是后来的环节动物（例如蚯蚓），以及节肢动物（例如三叶虫、螃蟹、蝗虫等）。
发达的链状神经系统，是演化史上的一大飞跃，由此缔造了繁荣的寒武纪时代。
链状神经系统，分成中枢和外围两个部分。
脑和腹神经索属于中枢神经系统，各节神经从脑延伸到身体各个部分形成外围神经系统。在神经系统中，神经细胞汇聚成神经节，神经纤维聚集成束。
第4张图片 和原始的蠕形动物相比，链状神经系统中，“大脑”已经处于优势地位，腹神经索受到“脑”的控制。为了足够快速的神经传导，节肢动物往往形成巨大的神经（巨神经纤维）。而且有研究证明，节肢动物的大脑已经能形成记忆。
正是因为链状神经系统前所未有的优越性，在寒武纪时代，发现出了诸如海蝎子之类的庞然大物。它们不断壮大自己的神经纤维，以支撑庞大的体魄。
也是因为发达的神经，令节肢动物有着较为发达的眼睛。
当然，原口动物中的头足纲，在后来演化出更为发达的神经系统，同时章鱼类更是拥有几乎“完美”的眼睛，被一些现代人称为出自上帝之手。
第5张图片 其实头足纲动物并没有什么秘密，它们是完全自然而然的继承了PAX6基因提供的眼睛进化模板。眼眶位置凹陷，感光细胞汇聚，吸收更多的光线。一些细胞填入凹陷中，或降低或提升了视觉能力。降低视觉的灭绝，提升视觉的得以繁衍生息。
填入凹陷的细胞，令视觉能力越来越强。最终演化成了晶状体、玻璃体，以及虹膜……
远在单细胞动物身上，就存在眼点，原始动物的神经在“眼睛“周围集中”。眼睛所在的位置，基本能确定大脑的方向。
除了海星之类的辐射对称动物之外，两侧对称动物的形体，眼睛只能在某一个方向。
薛定谔在《生命是什么》一书中，提出了生命以负熵为食的观点。生命体，也是热力学上的耗散结构。不清楚概念的，可以简单理解为：这是一种动态的稳定有序结构。
第6张图片 薛定谔：我不仅仅只有猫
生命体内能量消耗，会不断产熵，那么就需要摄入负熵（食物等）。这便是新陈代谢，如果新城代谢被破坏，生命体也就宣告死亡。
那么，这和眼睛的演化有什么关系？
因为生命体作为耗散结构，也是最节能高效的。如果两只眼睛帮助摄入的负熵比起能量消耗产生的熵比值最高，那么一只眼睛或者更多的眼睛，都会让生命处在更不利的竞争环境之中。
简而言之，更多的眼睛需要更多的能量消耗，就需要摄入更多的食物。哪怕一开始有扁形动物演化出了更多的凹陷眼点，在食物匮乏的时候，它们可能率先灭绝。
总的来说，同一个端的两只眼睛，几乎是生物进化最节能的选择。
本人甚至怀疑，正是因为眼点所在位置的不同，造成了原口和后口动物的不同分化。（注：这只是本人观点，无任何依据。）
接下来看一看后口动物到人类的神经（大脑）演化过程。
人类追溯的最早脊索动物祖先是皮卡虫。
第7张图片 这种动物一看就没有什么攻击力，只能在夹缝中生存。
这一支动物，虽然同样是把神经汇聚在了头部，但形成的并不是索状，而是管状。这些管状神经系统，形成了原始的脊索，于是脊索动物出现了。
和节肢动物最大的区别在于，节肢动物的腹神经系统在腹部，脊索动物的管状神经系统在背部。前者是实心的，后者是空心的。
空心的神经系统，令神经组织具有更大的空间和面积。
虽然在一开始，管状神经系统，相比起链状神经系统，优势并不十分明显。但对于未来的演化前景来说，管状神经系统是远远优于链状神经系统。
随着头部神经的进一步集中，演化出了昆明鱼，早起鱼类开始出现了。
第8张图片 但在奇虾的时候，早期鱼类苟延残喘，由于输于体型和力量，大量早期鱼类灭绝于奇虾的口中，唯有拥有更高级神经系统的鱼类，才得以繁衍生息下去。
在演化过程中，管状神经系统头部，渐渐形成了复杂的脑部。
而神经细胞轴突外面也形成了一层髓鞘，髓鞘具有绝缘性，保证了神经传导的高效性。髓鞘的神经传递速度高达100米每秒，髓鞘是发达神经系统的地基，而节肢动物的神经传导速度只有2米每秒。4.5亿年前的星甲鱼身上，第一次出现了髓鞘。
第9张图片 有了发动的神经系统，鱼类变得越来越灵活，为了保证运动的平衡，配套演化出了偶鳍，这便是高等脊椎动物四肢的原型。
而那些没有进化出髓鞘的脊索动物，便只能如同尾索动物一样，在海洋里猥琐生存。明明是动物，却犹如植物一样，营固着生活。哪怕在后来的数亿年中，种类繁多，进化得五花八门，但却永远在死胡同里打转而已。
第10张图片 尾索动物：海鞘
不过我们的祖先，终究属于硬刚的那一派。
不直面惨淡的人生，不经历大浪淘沙般的磨砺，就没有后来的辉煌。
正因为高度发达的神经系统，足以支撑更庞大的躯体，原始脊椎动物的体型，迅速大型化，并很快夺走了节肢动物海洋和陆地的霸主地位。
这得益于神经系统的先进性，才能演化出对环境更强的适应力（例如体型和力量更大，攻击力更强）。题主的问题，则明显是反过来，把攻击力的强大当成了神经系统发达的原因，属于典型的因果倒置。
随着进一步演化，我们的鱼类祖先形成了五个相对独立脑泡：即，前脑、间脑、中脑、延脑，以及小脑。
发达的大脑，配套着先进的血液体统，呼吸系统，令我们有了登陆的基础。
演化至两栖动物时，前脑形成了两个半球。
    这是青蛙的大脑：
第11张图片
    这是人类的脑干和小脑：
第12张图片 二者极其的相似。
在生物演化路上，往往只能做加法（犹如胚胎发育过程中，重走一遍生物演化之路）。
再演化成原始爬行动物时，大脑皮层出现了，神经系统演化到了一个崭新的阶段。
可以说，爬行动物的大脑，才是真正的有机一体的最高指挥者和调控者，它形成与3.5亿年前。
很快，其他动物都不足以和原始爬行动物竞争，于是内部竞争出现了。
它们的后裔，根据颞颥孔的数目，分成了合弓纲和蜥形纲。合弓纲动物又被称为单孔类，具有一个颞颥孔，而蜥形纲具有两个颞颥孔（双孔类），或者无孔。
第13张图片 双孔类动物，能够把下颌张得更大，并且附着发达的肌肉，在3亿年前的陆地上，比起单孔类更加的具有适应性。
主龙类动物迅速称霸，并最终演化出了恐龙，进入了蜥形纲称霸的时代。恐龙体型大型化之后，特化出了中空的骨骼，又为其一支后裔飞向天空留下一条后路。
虽然合弓纲动物，也演化出了诸如2吨的水龙兽这样的大型动物，但却被挤压在食物链的边缘，草食为生。
二叠纪大灭绝之后，合弓纲中的大型盘龙类（哺乳动物祖先）悉数灭绝。小型盘龙类动物，则被压迫在食物链的低端。
为了繁衍生息，提高后代的生存率，它们渐渐演化出了胎生能力。
确切的说，没有演化出哺乳能力的哺乳动物祖先，都灭绝了。
1.95亿年前的吴氏巨颅兽，是所有哺乳动物的共同祖先。
第14张图片 但这个时候，它们的神经系统相比起恐龙也并没有多大的优势。但在残酷的生存竞争中，它们的大脑开始出现了新的变化，出现了沟回，扩大了大脑皮层的表面积，大脑皮层渐渐演化成了高级指挥中心。
正是因为艰难的生存条件下，哺乳动物必须斗智斗勇，才点出了大脑皮层沟回。
虽然6500万年前的天降陨石，给小型哺乳动物的发展提供了千载难逢的机会。但即便恐龙没有灭绝，哺乳动物也会迎来辉煌，只不过这个时间，可能会更加的漫长。但既然恐龙能进化出鸟类，如果大型恐龙没有灭绝，他们的后裔又会是怎么样的，是否比人类更加的适应环境，也是未知的。
随着哺乳动物崛起，首先称霸陆地的是始祖象和蒙古安氏中兽，而人类的祖先，中华曙猿重量只有只有15克-50克，可谓是卑微到了极点。
不过由于生活在树上，远离天敌，在长达千万年的演化中，早期灵长类体型也逐渐大型化。
一直到2000万年前，哺乳动物进入全球海陆繁荣的时代，灵长类的体型，才有了当今灵长类的大小。不过，它们的智慧和其他哺乳动物，也并没有多大的区别。
第15张图片 然而这个时期，青藏高原开始隆起，改变大气环流，造成非洲环境遽变，人类祖先的生存环境，直接进入了地狱模式。为了适应生存环境，他们开始频繁下地。
哪怕1200万年前的森林古猿，依旧生活在森林里，但已经出现了茁壮的下肢。
随着环境进一步恶劣变化，它们走出森林，自然而然地解放了双手，一条崭新的进化之路由此展开。我们没有其它动物，在力量、速度甚至体型上的优势，那就只能点智力技能。
随着脑容量的增大，古猿人出现并很快繁荣。
但在冰河时代，物资缺乏，出现了残酷的内部竞争。
一场内部的竞争，让直立人演化成早期智人，让早期智人演化了现代人（晚期智人）。
表现在神经方面上，更是脑容量上的军备竞赛。
哪怕在强壮，速度再快，任何不能点出更高智慧的人种，全部在演化史上灭绝。
现代人脑容量1500ml左右，早起人种脑容量700-1000ml不等，而南方古猿只有量450-530ml，猴子的脑容量低到200ml。
第16张图片 生命史上的每一次进化（演化），就意味着没有出现此类性状的亲近的灭绝。从200ml的脑洞量到1500ml，多少人种的灭绝。
所谓智慧的演化，都是被逼的。
第17张图片 所谓智慧的演化，都是被逼的。


大脑之所以在头部，至少在8亿年前，PAX6基因出现的时候，就已经确定了。
而PAX6基因也决定了感光细胞的位置，从这样的角度来说，说是因为光决定大脑的位置，也未尝不可。
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板凳
「段良」 发表于 2021-1-8 17:55:02 | 只看该作者
 
自然选择塑造了大脑在脊椎动物体内的位置，你可以给它找到一系列理由：
    脑起源于围绕咽部的神经环，在遥远祖先身上就配置于靠近嘴的地方。将脑配置得靠近眼睛、耳朵等感觉器官，可以降低产生和维护这些器官的能耗和感官延迟。将能耗较高、对热敏感的脑放在远离胸腔与腹腔之处，易于维持体内稳态，这对恒温动物尤其重要。人脑在人体较为安静的状态下可以占据全身能耗的三分之一，需要考虑散热。对脊索动物来说，脑要连接到脊索上。将神经系统配置在身体后部的尾索动物数量较少、多样性不占优势，未能在动物界大量填充“大脑不在头部的物种”。对人类的历代祖先来说，没有让偶然产生的“脑的位置较靠近胸腔的突变个体”获得超过普通个体的生存优势的选择压，无法促进脑往胸腔移动。这对其它脊椎动物来说也类似。脊椎动物的脊髓、肠道等处也有较多的神经细胞，可以行使神经调节功能、反射，没什么功能要将脑弄到躯干里来执行。
“将脑放在胸腔可以更好地保护”的想法并不合理。对生活在自然界里的脊椎动物及其历代祖先来说，头部、躯干受伤带来的感觉能力降低和感染风险都可以和脑损伤一样致命，与“脑在何处”并无深刻的联系。
至于无脊椎动物的脑，就涉及人类下定义的问题了：
    我们先确定了自己的脑在头部，然后将无脊椎动物头部的较为发达的神经密集区域称为脑。按照个体数量，有“脑”的生物大多是节肢动物，它们的大部分神经其实是在链状的腹神经索里，头部的神经并不像人脑那么重要。许多昆虫在头部受损后仍能存活一段时间，但因为失去进食能力而趋于饿死·渴死。这也能说明“将脑放在胸腔并无优势”。
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地板
投机高手 发表于 2021-1-8 17:55:09 | 只看该作者
 
大脑之所以长在头部，一是因为实用，能节省能量，最快速接收和传递信息；二是进化中的感光系统促进了大脑向着一端集中，三是因为颅骨能够保护大脑。
我们先了解一个概念：Cephalization，即头部集中化。
头部集中化被认为是一种进化趋势，即神经组织经过许多代的进化后，会向生物体的一端集中，这一进化过程最终产生了一个带有感觉器官的头部区域。“头部集中化”在本质上与对称性的改变有关。除了感觉器官的集中，一些活动器官也靠近头部或者上半身区域，比如环节动物的嘴巴和前肢。这个过程也与脊索的前脑发育有关。
比如我们在海洋馆见到的大龙虾，它的头部集中了触须、眼睛、口器、胸足，甚至捕食和防御的钳子也靠近头部生长，几乎所有重要器官都集中在头部。
第35张图片图源Caribbean Villas Hotel
我们人类的头部也集中了重要的感觉器官，比如眼睛、耳朵、鼻子、嘴巴，我们作为劳动和防御的双手也靠近头部。这是进化过程中为了捕猎、防御和摄食方便逐渐演变的结果。
第36张图片 图源livescience。这是一副完整的人体神经系统解剖样本。是1925年由密苏里州柯克斯维尔的两名医学生MA Schalck和LP Ramsdell配合完成的制作标本任务，这个杰出的成果被保存在柯克斯维尔AT斯蒂尔大学（ATSU）的医学博物馆中。
在这个解剖样本中，我们可以明显观察到头部集中了较多的神经分支，接下来是上肢和躯干，再下来是下肢。对比上肢和下肢的神经分布，也可以明显感受到上肢的神经分布非常密集，这也就是为什么有“十指连心”的说法了，因为上肢的感觉和运动神经都较多，是为了适应人类的活动。
第一点：省时省力

最先接收到信息的神经组织会在靠近中枢机构的地方进化。当我们看见、听见和闻到信息后，能快速根据大脑指令做出反应，而不用先将感知的信息传到胸腔或腹腔的大脑，再传递出来。
另外，如果大脑再胸部，距离感觉器官有一定距离，那么随着信号在脊髓中上下传递过程，到达感觉器官的用时会有一定的延迟，即使眼睛、鼻子只距离大脑不到一米的距离，我们的大脑也会有一定的延迟，在调动其他运动器官的时候还会有更多的用时，这样的躯体器官构造就会让整个身体变得迟钝。在传递信息途中，还会有很多能量耗损，也会让我们躯体感觉到疲劳，需要进食更多。
如果我们的大脑长在胸腔或腹腔，我们人类几乎没有办法占据地球物种里的优势，因为这样迟钝的反应和较大的进食量会让我们成为其他食肉动物的猎物。
第37张图片 第二点：与进化中的光感受器和向光性有关

我们以植物为例，植物有向光性，且分为正向和反向光性。如果给植物照明，就会发现植物叶片倾向靠近光源的一侧生长，而根部则具有负向光性，并不会趋向光源。
第38张图片 植物的向光性是分光源的波长的，对向光性起主要作用的光是420～480nm的蓝光，峰值在445nm左右，其次是360～380nm紫外光，峰值约在370nm。从植物 向光性的光谱推测，植物的光敏受体为蓝光受体，也就是蓝光波段对植物的。
人类的神经系统发育也与阳光有关，尤其是PAX6基因，它主导我们的感光系统，有了它，我们就能较敏感地感受到光线，对外界的信息作出反应。对光线不敏感的动物，在遇到危机的时候很容易被袭击，所以，它们都消失在进化的进程中。
有了PAX6基因，我们的感光系统才能正常发育，而这些系统的发育正向刺激 了大脑的发育。
PAX6是PAX基因家族的成员。我们的眼睛是一种重要的感觉器官，而PAX6基因就相当于眼睛和其他器官的感觉器官，它引导着这些器官的正常生长。PAX6基因分布于我们的外胚层组织，掌管眼睛的发育，当神经外胚层受到光纤的刺激，PAX6基因就会表达，它受限表达与前脑，后脑，脊髓，随后在中脑表达。
如果PAX6基因异常，就会出现眼睛发育异常。
第39张图片Pax6的改变导致了广泛的物种眼睛形态学和功能的相似表型改变。
第40张图片 第41张图片 图源genetics。胚胎的眼部形态学和组织学研究。(A-C)大体形态。(A)Pax6+/+，眼球发育良好。(B)Pax612Neu−/+，典型眼部表型，伴有Pax6突变；小眼球和三角形瞳孔。虹膜色素沉着正常。(C)Pax611Neu−/+个体小眼球、虹膜色素减少和虹膜缺损(箭头)。(D-F)眼组织学。(D)Pax6+/+，角膜(Co)、晶状体(Le)、视网


在胚胎发育过程中，可以发现2号染色体上的PAX6基因在多个早期结构中表达，例如脊髓，后脑，前脑和眼睛。在含有PAX6编码的422个氨基酸长转录因子纯合突变的小鼠中发现眼睛和鼻子发育异常，也就是“小眼睛”小鼠。在果蝇和斑马鱼上可以看见携带纯合PAX6基因突变的个体中也出现眼睛发育异常。这些动物往往无法生存下去。
在人类上，发生PAX6基因突变的个体也会出现角膜混浊，虹膜缺失，视网膜变性，晶状体不透明，眼压增大等问题。
第三点，颅骨可以有效保护好我们的大脑。

我们的大脑，包括几乎所有动物的大脑都是脆弱的，好像豆腐脑一样，因此几乎所有的动物都进化出容纳和保护大脑的组织，如人类的颅骨板，龙虾的壳，蜜蜂的“头骨”等等。
除了坚硬的骨组织和类骨组织，还需要足够的缓冲液来避免运动对大脑的冲击。脑脊液填满颅骨和大脑之间的空隙，软脑膜硬脑膜固定和保护脑组织，都是为了减少大脑在正常活动时的损伤。
如果我们的大脑挤在胸腔和腹腔，除了要被不断跳动的心脏和蠕动的肠腔“挤兑”，还要饱受运动带来的撞击。
以上三点，就是为什么我们的大脑要长在头部的原因。
参考文章：
    "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.^ "Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.Cantù C, Zimmerli D, Hausmann G, Valenta T, Moor A, Aguet M, Basler K (September 2014)."Pax6-dependent, but β-catenin-independent, function of Bcl9 proteins in mouse lens development".Genes & Development.28(17): 1879–84.doi:10.1101/gad.246140.114.PMC4197948.PMID25184676.Punzo C, Plaza S, Seimiya M, Schnupf P, Kurata S, Jaeger J, Gehring WJ (August 2004)."Functional divergence between eyeless and twin of eyeless in Drosophila melanogaster".Development.131(16): 3943–53.doi:10.1242/dev.01278.PMID15253940.Freund C, Horsford DJ, McInnes RR (1996)."Transcription factor genes and the developing eye: a genetic perspective".Human Molecular Genetics. 5 Spec No: 1471–88.doi:10.1093/hmg/5.Supplement_1.1471.PMID8875254.Kaufman MH, Chang HH, Shaw JP (June 1995)."Craniofacial abnormalities in homozygous Small eye (Sey/Sey) embryos and newborn mice".Journal of Anatomy.186(3): 607–17.PMC1167018.PMID7559133.
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5#
aczchw 发表于 2021-1-8 17:55:19 | 只看该作者
 
为什么大脑长在头部？
因为初代脊椎动物（鱼类）就是这样的，路径依赖而已。
为什么初代脊椎动物（鱼类）要把大脑长在头部？
因为眼睛、鼻子、耳朵这些感觉器官长在头部，为了降低网络延迟更快处理信息就必须把服务器装得近一点。
为什么眼睛、鼻子、耳朵长在头部？
因为初代脊椎动物（鱼类）要让嘴向前运动，长在头部，也就是嘴周围有利于接受来自前方的信息。
为什么初代脊椎动物（鱼类）要让嘴向前运动？
因为初代脊椎动物（鱼类）获取食物的方式就是张着大嘴向前游泳顺便把一些小动物和藻类吃进嘴里。向后运动无法实现这个目的。
为什么初代脊椎动物（鱼类）的嘴要长在头部？
因为那个地方有嘴，所以叫头部，而不是那个地方叫头部，然后嘴长那里去了。
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6#
炬哥 发表于 2021-1-8 17:55:41 | 只看该作者
 
是因为肛门在另一边。
大多数高等动物的大脑都位于头部(这不是废话么。。?) 但是为什么呢？既然大脑很重要，为什么没进化到更安全的地方比如我们身体的正中间心脏那里，或者肚子，哪怕是背对着敌人的屁股那里呢？这或多或少和屁股有关。
时空穿梭机，启动！

让我们穿越回5-6亿年前生命大爆发的寒武纪。那时候大多数生命的构造都非常简单。而做为地球“生命之树”最原始的分支之一，水母和长得很像水母的栉水母家族是探索地球动物起源的关键环节，可以说是生物的老祖宗之一了。要知道，我们距霸王龙诞生的年代隔了差不多6500万年，而栉水母距霸王龙的时间跨度是4亿多年，够它灭绝6回都不止了。我们都吃过水母，它躯体柔软且脆弱，身体的主要成分是水（体内含水量可达98%以上），通常缺少硬体组织，所以保存完整的水母化石在地质记录中较为少见。
第46张图片我国云南澄江发现的一群硬化骨骼栉水母化石
但好在我们还有栉水母嘛，寒武该时期的栉水母普遍有着硬化骨骼系统。我们从上图里已经能找到它独特的辐翼、辐瓣、以及发达的顶感觉器及特化的口部。与现代水母两辐射对称的躯体构型相比，该时期的栉水母呈现出原始的八辐射对称体制（有兴趣的同学可以自行延伸阅读：八臂仙母虫、埃迪卡拉化石,扁形动物。嗯，其实应该从扁形动物开始讲的，但我不喜欢它们长得那个样子，还是水母比较有美感）。
N辐射对称

什么是辐射对称？是指这些生物的身体有多条对称轴。通俗点说，就是从嘴（口面）到肛门（反口）或者whatever从哪到哪儿，只要能画一条线轴，然后用菜刀沿这条轴一切，如果能通过N种切法把身体分为两个相等的部分，就称为N辐射对称。
第47张图片 Anus肛门，Mouth嘴，嗯。
比如说像海胆，它没有明显的左右区分，所以如果你从上往下看一个海胆，你会发现可以把它沿多个面（红线标注）对称地切开。无论你怎么下刀，只要过中间的轴线，海胆都会被切成一模一样的两半。没仔细观察过海胆也不要紧，想想切批萨，也是一样的。
第48张图片 水母也是这样，它没有左右区分。它一开始就像一个果冻一样，只是借助海流来移动，但随着时间的推移，可能突然有一天，有只水母心血来潮决定：嗯从今往后我人生有目标了，我只往一个方向游；或者也可能是有一个水母祖先的感觉器官（类似点眼和听石）正好集中在了某一个区域，所以它就更倾向于将这个区域对着前进的方向。于是，生物的运动终于开始有了方向性。（括号内不用看，只为防杠：进化并不是有明确的方向，而是淘汰错误的方向；比拼的不只是合理性，更要考虑偶然性状的普适和遗传性）
第49张图片配图只是为了好看，嗯。
在运动有了方向性之后，又有了新问题。当需要向前移动的时候，它会觉得如果让嘴巴位于身体的前方的话，能吃到更多的东西嘛。也就是说把消化道的起点放在前面，把屁股放在后面，是件挺好的事儿。等等，这时候水母发现，咦，我没有肛门！
第50张图片用张现代的图代替一下栉水母老祖宗
当然水母也不是没有肛门，而是时隐时现。当老祖宗想要排泄的时候，体内的废物会向体表推进，最终从内部顶到皮肤上。皮肤上这时就临时开个小洞“长出了一个肛门”，肛管与外层皮肤融合，形成肛门孔，等到排出去用好了就闭合了[1]。
那它的嘴呢？嘴就在我们通常看到的有很多须须的那一边。栉水母的“胡须”不是用来游泳的，单纯是用来帮助进食的。虽然听上去还挺原始，但已经比之前那种“口菊一体”的动物强太多了！终于不用在吃东西的时候有屎味了。（嗯，你知道我在说啥）
不知道你看到这里有没有一个画面，水母在水里游的画面。想像一下，哪边是嘴？
第51张图片 对，你吃的水母的嘴是处于背对着运动的方向（后方）！
不过在那个年代，对于软体动物的直系老祖宗来说，这已经挺好了。但是历史的车轮啊滚滚前进噢，总会有人一边观海一边想跳出来大喊”CHANGE（改变）”！它们就是要打破传统，想反正都有两个孔了，为什么前面的是肛门，后面的是嘴呢？如果两个孔反过来，肛门如果在后面的话，也不会被便便糊一脸了嘛？于是，chua的灵光一闪，它们的口和肛门就换过来了，于是就有了个新名字：后口动物。我们这些个脊索动物门的蓝星两脚怪就是这个后口动物的直系后代。
第52张图片 皱囊虫嘴巴四周有四对锥形的孔洞（鳃孔的雏形）
皱囊虫是目前已知最早的后口动物。它长着大嘴在原始海洋中瞎游，水从大嘴流入身体，然后从锥孔排出，即排泄了废物又进行了气体的交换，从此生物有了更高效的氧气获取方式，支持了更复杂的器官的生成，比如脑子？不不不，它们还不配有脑子。比如尾巴，嗯。
大脑的诞生

在那个弱肉强食的黑暗旧社会里，恶劣的竞争环境逼着所有生物都变成了觅食狂，它们花了几百万年的时间不断演化着，体形也逐渐从辐射对称变成了两侧对称。但仅仅是张着一张嘴朝一个方向游已经无法满足吃货们贪吃的原罪了。它们想，如果能感知到食物在哪儿岂不是更完美？或者如果前面有岩石，我前面有对眼睛的话就会不撞上去了那生活该多美好。于是，那些演化出眼睛、鼻子和耳朵的生物，自然而然的把感觉器官长在了嘴巴附近。这些感觉器官需要完成大量的计算，耗费巨大的能量，所以神经也逐渐在它们附近富集，从而减少与感觉器官的距离，来更快速地应对并处理感觉器官所收集到的信息。随着时间的推移，这些神经变得越来越复杂而强大，最终演化出了中枢神经系统与大脑。
两侧对称

插一段，关于两侧对称。顾名思义，就是生物的身体只有一个对称面，在对称面两侧的部分成镜像对称。
第53张图片 两侧对称、辐射对称，球辐对称
比如上图这只苍蝇，它诞生于1亿多年前的白垩纪，如果你把苍蝇从头到脚纵向地一切为二（我小时候可不是这样玩它的，通常我会切掉它的脑袋或者舌头，现在想想好恶心），它基本上就是左右对称，切得好的话，每边都有几乎同样数量的器官。我们发现，大多数两侧对称的动物的大脑都长在头部。
人类

人类不是飞面大神或者哪个女人捏出来的，而是从最低级的生物一点点进化而来的。所以我们也保留了很多原始的古老的屎山代码，凑合着用，没法重新来过。好在人类没有像海星或者蜘蛛那样把中枢神经系统的分布于每条大腿上；也没有像乌贼那样把大脑搞成甜甜圈中间有个洞（脑洞？）好让食道从中通过；也没有像水蛭那样把身体分为32个份，每个部分都有一个脑；我们有幸用双腿而不是双臂直立行走，因为这样能看得更远。这就导致了我们消化道末端的屁股位于身体下方，而我们的嘴和眼睛就在上面了。大脑也不得不悬在离地近两米的半空中。加上人类擅长于长距离奔跑，会产生大量的热量，如果脑子在胸腔里的话，还要加上散热的水冷结构，以及额外的热循环系统、水箱、水泵和水（尿不行，太热）。
所以别这样想了，脑子会烧坏的。


第54张图片

客官，都看到这儿了，点我头像加个关注呗！我保证会写很多无用的知识给你看的！
第55张图片 注：本文参考了Jim Chapman的《 147 Things 》一书。
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7#
咸蛋八号 发表于 2021-1-8 17:56:08 | 只看该作者
 
因为先有的头部，后有的大脑。
一开始动物的神经中枢确实在身体中心的，像我们脊索动物门的后来就发展成脊索，为了方便控制全身。
随着动物不断进化，渐渐开始有了各种传感器。比如最重要的眼睛，为了有更好的视野效果，显然就要驻足一个尖端。而且为了最好是配合捕食长在有嘴巴的一端。不然眼睛要长在屁股一端，除了防天敌就只能整天看自己拉屎了不是。嗅觉当然也一样，不能整天闻屎不是。所以在嘴巴附近，各种传感器就密集起来了，头部就出来了。
那么头部传感器的信息要怎么处理，当然是交给最近的神经系统了。尤其眼睛传来的每张图都好几MB，之前触觉哪怕2048级压感也就几kB，对神经系统的处理能力是个考验，为了提高生产力只能氪金堆个好设备，头部上一个最复杂、功能最强的神经中枢就堆出来了。
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8#
翼月茗 发表于 2021-1-8 17:57:07 | 只看该作者
 
魔性问题，叹为观止，害得我花了2分钟模拟了一下。
感觉确实不可行。
个人能想到的原因有俩。
首先，没错，大脑是身体最重要的器官。我们所有对外界的感知，最后都由神经汇集到大脑处理，再变成视觉，嗅觉，听觉等等，让我们了解到整个世界的面貌。
因此，大脑的作用就是处理世界和身体之间的，客观存在和主观感知之间的，作为纽带的一座桥梁。
大脑服务全身，全身保护大脑。
那么，怎么保护大脑？是不是得有最迅捷的反应速度？是的就是这样。
因此大脑的位置必须和人的感知器官越是接近，越是安全。我们的感知主要就是嗅听触视味这几个，佛家说的五感就是这。而除了触觉系统遍布全身，剩下的几个都在头部。
这些最直接的感知器官，就是戍卫大脑最好的贴身侍卫。
想象一下，对面来一个人，突施冷箭给你一拳，是打到你的脸容易，还是抓到你咪咪容易？
很明显打脸的难度相对大一些，因为视觉器官就在头上，看见对方手过来，马上把信号发送给大脑，大脑开始募集神经反射，脖子一歪，闪避值max。
但偷偷摸摸抓胸一把，如果你的目光没有聚焦的话，还是很简单的。
因此，大脑进化到胸部的话，脑袋里边是空的，或者一脑子水，还值得这些感知器官保护么？而该保护的胸部又照顾不周全。
除非大脑进化到胸部的同时，五感也都乔迁大喜搬到胸部才合理。
但……那就变成下图这大神了
第62张图片 山海经里的刑天！
你看，古人都知道，大脑搬家则五官必须位移，让咪咪就变成眼睛了，想想还挺刺激的不是么？
第二一点，假如大脑长到胸部，还有一个问题。
就是全身的神经布局，会变成高风险系数。
比如说我们现在的样子，有人掐住你脖子，你呼吸会困难，但不影响观察形势力图反击，因为大部分感知力还在，比如被卡住脖子的时候，歹人身后出现友军，你看见了，还能使个眼色让他过来救驾。
而大脑位置变到胸部的话，则视觉嗅觉等等神经，想链接到大脑，都得从头上，通过咽喉这个必经之路重新布线，达到胸腔才行。
这时候一个歹人掐住你脖子，你不但不能呼吸，同时也看不见了也听不见了什么感知力都没有了，周围出现友军都不能求援。只能等死……
所以这不合理。
加之人体最致命的器官，心脏也在胸腔，假如大脑也再同一个位置，则袭胸者可得天下矣！
因此我是觉得，假如真有个造物大神的话，他一定是学过金融的，懂得不能把鸡蛋都放在一个篮子里的投资硬道理！因此把心脏和大脑的位置，分的很开。厉害厉害。
再进一步想，我们现在进化的器官布局就合理么？好像还能改进。
你看，很多玩命的技击，什么以色列暗杀术等等，都会有偷袭后脑的杀招存在。因为后脑勺不长眼睛啊看不到偷袭。
所以我想给造物发一封邮件，告诉他人类2.0版本，请务必在后脑勺进化出来一个眼睛防止偷袭。
或者把大脑做成可拆卸的游离态，在大脑周围安排一组新的肌肉，人可以自行控制大脑在全身任何位置游走，这样就厉害了。
比如人觉得屁股上肌肉最厚，日常把大脑安排在臀部，高枕无忧！
这样的话，以后就不会有什么屁股决定脑袋的说法了，屁股，就是脑袋！
啊！赞美生命……！
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9#
月竹凝霜 发表于 2021-1-8 17:57:58 | 只看该作者
 
你想象一下，电缆里信号传输速度只有现在的1/1000的话，你想不想得出来把显示器和机箱分开这种事。
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10#
小俊，藐视装纯 发表于 2021-1-8 17:58:19 | 只看该作者
 
散 热 ？
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