Symmetri ( annan grekisk συμμετρια - "proportionalitet") i biologi är ett regelbundet arrangemang av liknande (identiska) kroppsdelar eller former av en levande organism, en uppsättning levande organismer i förhållande till symmetricentrum eller symmetriaxel .
Asymmetri - (grekiska α- - "utan" och "symmetri") - brist på symmetri. Ibland används denna term för att beskriva organismer som i första hand saknar symmetri, i motsats till dissymmetri - den sekundära förlusten av symmetri eller dess individuella element.
Begreppen symmetri och asymmetri är alternativa. Ju mer symmetrisk en organism är, desto mindre asymmetrisk är den och vice versa. Kroppsstrukturen hos många flercelliga organismer återspeglar vissa former av symmetri, radiell eller bilateral . Ett litet antal organismer är helt asymmetriska. I det här fallet är det nödvändigt att skilja mellan formvariationen (till exempel i amöba ) från bristen på symmetri. I naturen och i synnerhet i den levande naturen är symmetri inte absolut och innehåller alltid en viss grad av asymmetri. Till exempel matchar symmetriska växtblad inte exakt när de är vikta på mitten.
Bland symmetrielementen särskiljs följande:
Vanligtvis passerar symmetriaxlar genom symmetricentrum och symmetriplan passerar genom symmetriaxeln. Det finns dock kroppar och figurer som, i närvaro av ett symmetricentrum, varken har axlar eller symmetriplan, och i närvaro av en symmetriaxel finns det inga symmetriplan (se nedan).
Förutom dessa geometriska symmetrielement särskiljs biologiska:
Biologiska föremål har följande typer av symmetri:
| Symmetri typ | Symmetriplan | Synonymer | Exempel |
|---|---|---|---|
| Forntida asymmetri eller haplomorfi | Inte | Aktinomorfi, radiell, regelbunden | Magnolia (Magnoliaceae), Nymphea (Nymphaceae) |
| Aktinomorfi eller radiell symmetri | Vanligtvis fler än två (polysymmetrisk) | Regelbunden, pleomorfi, stereomorfi, multisymmetri | Primula (Primulaceae), Narcissus (Amaryllidaceae), Pyrola (Ericaceae) |
| Dissymmetri | Två (osymmetrisk) | Bilateral symmetri | Dicentra (Fumariaceae) |
| zygomorfi | En (monosymmetrisk) | Bilateral, oregelbunden, medial zygomorfi | |
|
Salvia (Lamiaceae), Orchid (Orchidaceae), Scrophularia (Scrophulariaceae) | ||
|
Fumaria och Corydalis (Fumariaceae) | ||
|
obligat zygomorfi | Aesculus (Hippocastanaceae) finns i Malpighiaceae, Sapindaceae | |
| Förvärvad asymmetri | Inte | Oregelbunden, asymmetrisk | |
|
Oregelbunden, asymmetrisk | Centranthus (Valerianaceae), finns i Cannaceae, Fabaceae, Marantaceae, Zingiberaceae | |
|
Enantiostyl, ojämlik lateral | Cassia (Caeasalpinaceae), Cyanella (Tecophilaeceae), Monochoria (Pontederiaceae), Solanum (Solanaceae), Barberetta och Wachendorffia (Haemodoraceae) |
Radiell symmetri, eller strålsymmetri, är en form av symmetri där en kropp (eller figur) sammanfaller med sig själv när ett föremål roterar runt en viss punkt eller linje . Ofta sammanfaller denna punkt med objektets symmetricentrum, det vill säga den punkt där ett oändligt antal axlar eller plan med bilateral symmetri skär varandra . Radiell symmetri innehas av geometriska föremål som en cirkel , en boll , en cylinder eller en kon .
Bilateral symmetri (bilateral symmetri) är spegelreflektionssymmetri, där objektet har ett symmetriplan, med avseende på vilket dess två halvor är spegelsymmetriska. Om vi sänker vinkelrät från punkt A till symmetriplan och sedan fortsätter den från punkt O på symmetriplan till längden AO, så kommer den att falla in i punkt A 1 , som i allt liknar punkt A. Det finns ingen symmetriaxel för bilateralt symmetriska objekt. Hos djur manifesteras bilateral symmetri i likheten eller nästan fullständig identitet hos vänster och höger halva av kroppen. I det här fallet finns det alltid slumpmässiga avvikelser från symmetri (till exempel skillnader i papillära linjer, förgrening av kärl och platsen för mol på höger och vänster händer på en person). Ofta finns det små men regelbundna skillnader i yttre struktur (till exempel mer utvecklade muskler i höger hand hos högerhänta personer) och mer betydande skillnader mellan höger och vänster sida av kroppen i placeringen av inre organ . Till exempel är hjärtat hos däggdjur vanligtvis placerat asymmetriskt, med en förskjutning åt vänster.
Hos djur är utseendet av bilateral symmetri i evolutionen associerad med att krypa längs substratet (längs botten av reservoaren), i samband med vilken den dorsala och ventrala, såväl som den högra och vänstra halvan av kroppen uppträder. I allmänhet, bland djur, är bilateral symmetri mer uttalad i aktivt rörliga former än i fastsittande former. Bilateral symmetri är karakteristisk för alla tillräckligt välorganiserade djur , utom tagghudingar . I andra riken av levande organismer är bilateral symmetri karakteristisk för ett mindre antal former. Bland protister är det karakteristiskt för diplomonader (till exempel Giardia ), vissa former av trypanosomer , bodonider och skal av många foraminifer . I växter är bilateral symmetri vanligtvis inte hela organismen, utan dess individuella delar - blad eller blommor . Botaniskt kallas bilateralt symmetriska blommor zygomorfa .
Tecken på symmetri bestäms av den yttre miljön. En helt isotrop ekologisk nisch motsvarar den maximala graden av symmetri hos organismer . De första organismerna på jorden, encelliga flytande i vattenpelaren , kan ha haft maximalt möjliga symmetri - sfäriska, de dök upp för cirka 3,5 miljarder år sedan.
Asymmetrisering hos djur längs "upp-ned"-axeln inträffade under påverkan av gravitationsfältet . Detta ledde till uppkomsten av den ventrala (nedre) och dorsala (övre) sidan hos de allra flesta mobila djur (både med radiell och bilateral symmetri). Vissa radiellt symmetriska fastsittande djur har inte en rygg- och ventralsida, den aborala polen motsvarar vanligtvis undersidan av kroppen, medan den orala (orala) polen motsvarar den övre sidan.
Asymmetrisering längs den främre-posteriora axeln inträffade vid interaktion med det rumsliga fältet, när snabb rörelse krävdes (för att fly från ett rovdjur, för att komma ikapp ett byte). Som ett resultat var huvudreceptorerna och hjärnan på framsidan av kroppen .
Bilateralt symmetriska metazoer har dominerat de senaste 600–535 Ma. De blev slutligen dominerande i jordens fauna efter den "kambriska explosionen" . Dessförinnan rådde bland representanterna för den vendianska faunan radiellt symmetriska former och märkliga djur som hade " symmetrin av glidreflektion ", till exempel charnia .
Bland moderna djur verkar bara svampar och ctenoforer ha i första hand radiell symmetri; även om cnidarians är radiellt symmetriska djur, är symmetrin i korallpolyper vanligtvis bilateral. Enligt moderna molekylära data var symmetrin i cnidarians förmodligen ursprungligen bilateral, och den radiella symmetrin som är inneboende i medusozoans är sekundär.
V. N. Beklemishev gav i sitt klassiska verk [3] en detaljerad analys av symmetrielementen och en detaljerad klassificering av protisters symmetrityper. Bland de kroppsformer som är karakteristiska för dessa organismer skiljde han följande:
Dessa former av symmetri är listade i den ordning som Beklemishev ordnade dem i en morfologisk serie. Med tanke på att den helt asymmetriska amöban var en mer primitiv varelse än encelliga organismer med sfärisk symmetri ( radiolaria , volvox ), placerade han den i början av serien. Bilateralt symmetriska organismer är den sista länken i denna morfologiska serie, som naturligtvis inte är evolutionär (Beklemishev betonar att bilateral symmetri kan uppstå självständigt på en mängd olika sätt).
En annan morfologisk serie, som betraktas i samma arbete, är en serie former med rotationssymmetri (detta är en typ av symmetri där det bara finns en symmetriaxel och det inte finns några symmetriplan).
Genom att analysera sambandet mellan symmetri med miljön, kopplar Beklemishev polyaxonkroppsformen med miljöns homogenitet, den monaxon heteropolära med fäste till substratet och den roterande (spiralformade) med rörelsesättet för många protister ("skruvning") ” i vatten). Den bilaterala symmetrin hos flercelliga djur, enligt Beklemishev, uppstod i samband med att de krypte längs botten.
| Geometriska mönster i naturen | ||
|---|---|---|
| mönster | ||
| Processer | ||
| Forskare |
| |
| Relaterade artiklar |
| |