Simetria ( altă greacă συμμετρια - „proporționalitate”) în biologie este o aranjare regulată a părților sau formelor corporale similare (identice) ale unui organism viu, un set de organisme vii relativ la centrul sau axa de simetrie .
Asimetrie - (greacă α- - „fără” și „simetrie”) – lipsă de simetrie. Uneori, acest termen este folosit pentru a descrie organismele cărora le lipsește în primul rând simetria, spre deosebire de disimetrie - pierderea secundară a simetriei sau a elementelor sale individuale.
Conceptele de simetrie și asimetrie sunt alternative. Cu cât un organism este mai simetric, cu atât este mai puțin asimetric și invers. Structura corpului multor organisme multicelulare reflectă anumite forme de simetrie, radială sau bilaterală . Un număr mic de organisme sunt complet asimetrice. În acest caz, este necesar să se facă distincția între variabilitatea formei (de exemplu, în amibe ) de lipsa de simetrie. În natură și, în special, în natura vie, simetria nu este absolută și conține întotdeauna un anumit grad de asimetrie. De exemplu, frunzele simetrice ale plantelor nu se potrivesc exact atunci când sunt pliate în jumătate.
Dintre elementele de simetrie se disting următoarele:
De obicei, axele de simetrie trec prin centrul de simetrie, iar planurile de simetrie trec prin axa de simetrie. Cu toate acestea, există corpuri și figuri care, în prezența unui centru de simetrie, nu au nici axe, nici plane de simetrie, iar în prezența unei axe de simetrie, nu există planuri de simetrie (vezi mai jos).
Pe lângă aceste elemente de simetrie geometrică, se disting cele biologice:
Obiectele biologice au următoarele tipuri de simetrie:
| Tipul de simetrie | Planuri de simetrie | Sinonime | Exemple |
|---|---|---|---|
| Asimetrie antică sau haplomorfie | Nu | Actinomorfie, radială, regulată | Magnolia (Magnoliaceae), Nymphea (Nymphaceae) |
| Actinomorfie sau simetrie radială | De obicei, mai mult de două (polisimetrice) | Regular, pleomorfie, stereomorfie, multisimetrie | Primula (Primulaceae), Narcis (Amaryllidaceae), Pyrola (Ericaceae) |
| Disimetrie | Două (disimetrice) | Simetrie bilaterală | Dicentra (Fumariaceae) |
| zigomorfie | Unu (monosimetric) | Zigomorfie bilaterală, neregulată, medială | |
|
Salvia (Lamiaceae), Orhidee (Orchidaceae), Scrophularia (Scrophulariaceae) | ||
|
Fumaria și Corydalis (Fumariaceae) | ||
|
zigomorfie obligatorie | Aesculus (Hippocastanaceae) găsit în Malpighiaceae, Sapindaceae | |
| Asimetrie dobândită | Nu | Neregulat, asimetric | |
|
Neregulat, asimetric | Centranthus (Valerianaceae), găsit în Cannaceae, Fabaceae, Marantaceae, Zingiberaceae | |
|
Enantiostyly, lateral inegal | Cassia (Caeasalpinaceae), Cyanella (Tecophilaeceae), Monochoria (Pontederiaceae), Solanum (Solanaceae), Barberetta și Wachendorffia (Haemodoraceae) |
Simetria radială , sau simetria razelor, este o formă de simetrie în care un corp (sau o figură) coincide cu el însuși atunci când un obiect se rotește în jurul unui anumit punct sau a unei linii . Adesea, acest punct coincide cu centrul de simetrie al obiectului, adică punctul în care se intersectează un număr infinit de axe sau planuri de simetrie bilaterală . Simetria radială este deținută de obiecte geometrice precum un cerc , o minge , un cilindru sau un con .
Simetria bilaterală (simetria bilaterală ) este simetria reflexiei în oglindă, în care obiectul are un plan de simetrie, față de care cele două jumătăți ale sale sunt simetrice în oglindă. Dacă coborâm perpendiculara din punctul A în planul de simetrie și apoi o continuăm din punctul O pe planul de simetrie până la lungimea AO, atunci ea va cădea în punctul A 1 , care este similar în toate cu punctul A. Există nicio axă de simetrie pentru obiectele bilateral simetrice. La animale, simetria bilaterală se manifestă prin asemănarea sau identitatea aproape completă a jumătăților stângă și dreaptă ale corpului. În acest caz, există întotdeauna abateri aleatorii de la simetrie (de exemplu, diferențe între liniile papilare, ramificarea vaselor și localizarea alunițelor pe mâinile drepte și stângi ale unei persoane). Adesea, există diferențe mici, dar regulate în structura externă (de exemplu, mușchii mâinii drepte mai dezvoltați la persoanele dreptaci) și diferențe mai semnificative între partea dreaptă și stângă a corpului în localizarea organelor interne . De exemplu, inima la mamifere este de obicei plasată asimetric, cu o deplasare spre stânga.
La animale, apariția simetriei bilaterale în evoluție este asociată cu târarea de-a lungul substratului (de-a lungul fundului rezervorului), în legătură cu care apar jumătățile dorsale și ventrale, precum și jumătatea dreaptă și stângă a corpului. În general, în rândul animalelor, simetria bilaterală este mai pronunțată în formele activ mobile decât în cele sesile. Simetria bilaterală este caracteristică tuturor animalelor suficient de bine organizate , cu excepția echinodermelor . În alte regnuri ale organismelor vii, simetria bilaterală este caracteristică unui număr mai mic de forme. Printre protiști, este caracteristic diplomonadelor (de exemplu, Giardia ), unor forme de tripanozomi , bodonide și cochilii ale multor foraminifere . La plante, simetria bilaterală nu este de obicei întregul organism, ci părțile sale individuale - frunze sau flori . Din punct de vedere botanic, florile simetrice bilateral sunt numite zigomorfe .
Semnele de simetrie sunt determinate de mediul extern. O nișă ecologică complet izotropă corespunde gradului maxim de simetrie al organismelor . Primele organisme de pe Pământ, unicelulare plutind în coloana de apă , ar fi putut avea simetria maximă posibilă - sferică, au apărut acum aproximativ 3,5 miliarde de ani.
Asimetrizarea la animale de-a lungul axei „sus-jos” a avut loc sub influența câmpului gravitațional . Acest lucru a dus la apariția părții ventrale (inferioare) și dorsale (superioare) la marea majoritate a animalelor mobile (ambele cu simetrie radială și bilaterală). Unele animale sesile simetrice radial nu au o latură dorsală și ventrală; polul aboral corespunde de obicei părții inferioare a corpului, în timp ce polul oral (oral) corespunde părții superioare.
Asimetrizarea de-a lungul axei antero-posterioare a avut loc la interacțiunea cu câmpul spațial , când era necesară o mișcare rapidă (pentru a scăpa de un prădător, pentru a prinde din urmă o pradă). Ca urmare, receptorii principali și creierul se aflau în partea din față a corpului .
Metazoarele simetrice bilateral au dominat în ultimii 600–535 Ma. Ei au devenit în cele din urmă dominanti în fauna Pământului după „explozia Cambriană” . Înainte de aceasta, printre reprezentanții faunei vendiene au prevalat formele simetrice radial și animalele deosebite care posedau „ simetria reflexiei glisante ”, de exemplu, charnia .
Dintre animalele moderne, doar bureții și ctenoforii par să aibă simetrie radială primară; deși cnidarii sunt animale simetrice radial, simetria în polipii de corali este de obicei bilaterală. Conform datelor moleculare moderne, simetria la cnidari a fost probabil inițial bilaterală, iar simetria radială inerentă medusozoarelor este secundară.
V. N. Beklemishev în lucrarea sa clasică [3] a oferit o analiză detaliată a elementelor de simetrie și o clasificare detaliată a tipurilor de simetrie ale protiștilor. Printre formele corporale caracteristice acestor organisme, el a distins următoarele:
Aceste forme de simetrie sunt enumerate în ordinea în care Beklemishev le-a aranjat într-o serie morfologică. Considerând că amiba complet asimetrică este o creatură mai primitivă decât organismele unicelulare cu simetrie sferică ( radilarii , volvox ), el a plasat-o la începutul seriei. Organismele simetrice bilateral sunt veriga finală în această serie morfologică, care, desigur, nu este evolutivă (Beklemishev subliniază că simetria bilaterală poate apărea independent într-o varietate de moduri).
O altă serie morfologică, luată în considerare în aceeași lucrare, este o serie de forme cu simetrie rotațională (acesta este un tip de simetrie în care există doar o axă de simetrie și nu există planuri de simetrie).
Analizând legătura simetriei cu mediul înconjurător, Beklemishev leagă forma corpului poliaxonului cu omogenitatea mediului, cea heteropolară monaxonă cu atașare la substrat și cea rotațională (helidiană) cu modul de locomoție al multor protiști („înșurubare). ” în apă). Simetria bilaterală a animalelor multicelulare, conform lui Beklemishev, a apărut în legătură cu târarea de-a lungul fundului.
| Modele geometrice în natură | ||
|---|---|---|
| modele | ||
| Procesele | ||
| Cercetători |
| |
| Articole similare |
| |