A szimmetria ( más görög συμμετρια - „arányosság”) a biológiában egy élő szervezet hasonló (azonos) testrészeinek vagy formáinak szabályos elrendezése, élő szervezetek halmaza a szimmetria középpontjához vagy tengelyéhez képest .
Aszimmetria - (görög α- - "nélkül" és "szimmetria") - a szimmetria hiánya. Néha ezt a kifejezést olyan élőlények leírására használják, amelyekből elsősorban hiányzik a szimmetria, szemben a diszszimmetriával - a szimmetria másodlagos elvesztésével vagy annak egyes elemeivel.
A szimmetria és az aszimmetria fogalma alternatíva. Minél szimmetrikusabb egy szervezet, annál kevésbé aszimmetrikus, és fordítva. Számos többsejtű szervezet testszerkezete a szimmetria bizonyos formáit tükrözi, legyen az radiális vagy kétoldali . Néhány élőlény teljesen aszimmetrikus. Ebben az esetben különbséget kell tenni az alak változékonysága (például amőbánál ) és a szimmetria hiánya között. A természetben és különösen az élő természetben a szimmetria nem abszolút, és mindig tartalmaz bizonyos fokú aszimmetriát. Például a szimmetrikus növényi levelek félbehajtva nem egyeznek pontosan.
A szimmetria elemei közül a következőket különböztetjük meg:
Általában a szimmetriatengelyek a szimmetria középpontján, a szimmetriasíkok pedig a szimmetriatengelyen. Vannak azonban olyan testek és ábrák, amelyeknek szimmetriaközéppont jelenlétében sem tengelyük, sem szimmetriasíkjuk nincs, szimmetriatengely jelenlétében pedig nincsenek szimmetriasíkok (lásd alább).
Ezeken a geometriai szimmetriaelemeken kívül biológiaiakat is megkülönböztetünk:
A biológiai objektumok a következő típusú szimmetriákkal rendelkeznek:
| Szimmetriás típus | A szimmetriasíkok | Szinonimák | Példák |
|---|---|---|---|
| Ősi aszimmetria vagy haplomorfia | Nem | Aktinomorfia, radiális, szabályos | Magnólia (Magnoliaceae), Nymphea (Nymphaceae) |
| Aktinomorfia vagy radiális szimmetria | Általában kettőnél több (poliszimmetrikus) | Szabályos, pleomorfia, sztereomorfia, multiszimmetria | Primula (Primulaceae), Narcissus (Amaryllidaceae), Pyrola (Ericaceae) |
| Asszimetria | Kettő (disszimmetrikus) | Kétoldalú szimmetria | Dicentra (Fumariaceae) |
| zigomorfia | Egy (monoszimmetrikus) | Kétoldali, szabálytalan, mediális zigomorfia | |
|
Salvia (Lamiaceae), Orchidea (Orchidaceae), Scrophularia (Scrophulariaceae) | ||
|
Fumaria és Corydalis (Fumariaceae) | ||
|
kötelező zigomorfia | Aesculus (Hippocastanaceae) megtalálható a Malpighiaceae, Sapindaceae | |
| Szerzett aszimmetria | Nem | Szabálytalan, aszimmetrikus | |
|
Szabálytalan, aszimmetrikus | Centranthus (Valerianaceae), megtalálható a Cannaceae, Fabaceae, Marantaceae, Zingiberaceae | |
|
Enantiostyly, egyenlőtlen oldalsó | Cassia (Caeasalpinaceae), Cyanella (Tecophilaeceae), Monochoria (Pontederiaceae), Solanum (Solanaceae), Barberetta és Wachendorffia (Haemodoraceae) |
A sugárszimmetria vagy sugárszimmetria a szimmetria olyan formája , amelyben egy test (vagy ábra) egybeesik önmagával, amikor egy tárgy egy bizonyos pont vagy vonal körül forog . Ez a pont gyakran egybeesik az objektum szimmetriaközéppontjával, vagyis azzal a ponttal, ahol végtelen számú tengely vagy kétoldalú szimmetriasík metszi egymást . A sugárirányú szimmetriát geometriai objektumok, például kör , golyó , henger vagy kúp birtokolják .
A bilaterális szimmetria (kétoldali szimmetria) tükörreflexiós szimmetria, amelyben a tárgynak egy szimmetriasíkja van, amelyhez képest a két fele tükörszimmetrikus. Ha a merőlegest az A pontból leengedjük a szimmetriasíkra, majd a szimmetriasíkon az O ponttól az AO hosszig folytatjuk, akkor az A 1 pontba esik , ami mindenben hasonló az A ponthoz. nincs szimmetriatengely a kétoldali szimmetrikus objektumok számára. Az állatokban a kétoldalú szimmetria a test bal és jobb felének hasonlóságában vagy majdnem teljes azonosságában nyilvánul meg. Ebben az esetben mindig vannak véletlenszerű eltérések a szimmetriától (például különbségek a papilláris vonalakban, az edények elágazása és az anyajegyek elhelyezkedése az ember jobb és bal kezében). Gyakran apró, de rendszeres különbségek vannak a külső szerkezetben (például jobbkezeseknél a jobb kéz fejlettebb izmai), és jelentősebb különbségek vannak a test jobb és bal oldala között a belső szervek elhelyezkedésében . Például az emlősök szívét általában aszimmetrikusan helyezik el, balra tolva.
Az állatoknál a kétoldali szimmetria megjelenése az evolúcióban a szubsztrát mentén (a tározó alja mentén) való kúszással jár együtt, amellyel kapcsolatban megjelenik a háti és a ventrális, valamint a test jobb és bal fele. Általánosságban elmondható, hogy az állatok körében a kétoldali szimmetria hangsúlyosabb az aktívan mozgékony formákban, mint a ülő formákban. A kétoldali szimmetria minden kellően szervezett állatra jellemző , kivéve a tüskésbőrűeket . Az élő szervezetek más birodalmaiban a kétoldalú szimmetria kisebb számú alakra jellemző. A protisták körében jellemző a diplomonádákra (például Giardia ), a tripanoszómák egyes formáira , a bodonidákra és számos foraminifera héjára . A növényekben a kétoldalú szimmetria általában nem az egész szervezet, hanem annak egyes részei - levelek vagy virágok . Botanikailag a kétoldalúan szimmetrikus virágokat zigomorfnak nevezik .
A szimmetria jeleit a külső környezet határozza meg. A teljesen izotróp ökológiai rés az élőlények maximális szimmetriafokának felel meg . Az első, a vízoszlopban lebegő egysejtű élőlények a Földön a lehető legnagyobb szimmetriával rendelkezhettek – gömb alakúak, körülbelül 3,5 milliárd évvel ezelőtt jelentek meg.
Az állatokban a "fel-le" tengely mentén az aszimmetria a gravitációs mező hatására következett be . Ez a ventrális (alsó) és dorsalis (felső) oldal megjelenéséhez vezetett a mozgékony állatok túlnyomó többségénél (mind radiális, mind kétoldali szimmetriával). Egyes sugárszimmetrikus ülő állatoknak nincs hát- és ventrális oldala, az aborális pólus általában a test alsó, míg az orális (orális) pólus a felső oldalnak felel meg.
Az anterior-posterior tengely mentén aszimmetrizáció a térbeli mezővel való interakció során következett be, amikor gyors mozgásra volt szükség (ragadozó elől való menekülés, zsákmány utolérése). Ennek eredményeként a fő receptorok és az agy a test elején voltak .
A kétoldalilag szimmetrikus metazoanok domináltak az elmúlt 600-535 millió évben. Végül a „kambriumi robbanás” után váltak uralkodóvá a Föld faunájában . Ezt megelőzően a vendai fauna képviselői között a sugárszimmetrikus formák és a „ csúszó tükrözés szimmetriájával ” rendelkező sajátos állatok uralkodtak, például a charnia .
A modern állatok közül úgy tűnik, hogy csak a szivacsok és a ctenoforok rendelkeznek elsődleges radiális szimmetriával; bár a cnidárok radiálisan szimmetrikus állatok, a korallpolipokban a szimmetria általában kétoldali. A modern molekuláris adatok szerint a cnidárokban a szimmetria eredetileg valószínűleg kétoldali volt, a meduzoákban rejlő radiális szimmetria pedig másodlagos.
V. N. Beklemisev klasszikus munkájában [3] részletesen elemezte a szimmetriaelemeket és részletesen besorolta a protisták szimmetriatípusait. Az ezekre az élőlényekre jellemző testformák közül a következőket különböztette meg:
A szimmetria ezen formáit abban a sorrendben soroljuk fel, ahogyan Beklemisev morfológiai sorozatba rendezte őket. Mivel a teljesen aszimmetrikus amőbát primitívebb lénynek tartotta, mint a gömbszimmetriájú egysejtű szervezeteket ( radiolaria , volvox ), a sorozat elejére helyezte. A bilaterálisan szimmetrikus organizmusok jelentik a végső láncszemet ebben a morfológiai sorozatban, amely természetesen nem evolúciós jellegű (Beklemishev hangsúlyozza, hogy a kétoldalú szimmetria egymástól függetlenül, többféleképpen is létrejöhet).
Egy másik morfológiai sorozat, amelyet ugyanebben a műben tárgyalunk, a forgásszimmetriával rendelkező formák sorozata (ez a szimmetria olyan típusa, amelyben csak szimmetriatengely van, szimmetriasíkok nincsenek).
A szimmetria környezettel való kapcsolatát elemezve Beklemisev a poliaxon testformát a környezet homogenitásával, a monaxon heteropolárist a szubsztráthoz való kötődéssel, a rotációs (helikális) pedig sok protista mozgásmódjával („csavarozás”) köti össze. ” vízbe). A többsejtű állatok kétoldalú szimmetriája Beklemisev szerint a fenéken való mászással kapcsolatban merült fel.
| Geometriai minták a természetben | ||
|---|---|---|
| minták | ||
| Folyamatok | ||
| Kutatók |
| |
| Kapcsolódó cikkek |
| |