Symetrie ( jiné řecké συμμετρια - „proporcionalita“) v biologii je pravidelné uspořádání podobných (identických) částí těla nebo forem živého organismu, souboru živých organismů vzhledem ke středu nebo ose symetrie .
Asymetrie - (řecky α- - "bez" a "symetrie") - nedostatek symetrie. Někdy se tento termín používá k popisu organismů, které primárně postrádají symetrii, na rozdíl od disymetrie - sekundární ztráty symetrie nebo jejích jednotlivých prvků.
Pojmy symetrie a asymetrie jsou alternativní. Čím je organismus symetričtější, tím je méně asymetrický a naopak. Struktura těla mnoha mnohobuněčných organismů odráží určité formy symetrie, radiální nebo bilaterální . Malý počet organismů je zcela asymetrický. V tomto případě je nutné rozlišovat mezi variabilitou tvaru (např. u améby ) a nedostatkem symetrie. V přírodě a zejména v živé přírodě není symetrie absolutní a vždy obsahuje určitou míru asymetrie. Například symetrické listy rostlin se při přeložení napůl přesně neshodují.
Mezi prvky symetrie se rozlišují:
Obvykle osy symetrie procházejí středem symetrie a roviny symetrie procházejí osou symetrie. Existují však tělesa a postavy, které v přítomnosti středu symetrie nemají ani osy, ani roviny symetrie, a v přítomnosti osy symetrie nejsou žádné roviny symetrie (viz níže).
Kromě těchto prvků geometrické symetrie se rozlišují biologické:
Biologické objekty mají následující typy symetrie:
| Typ symetrie | Roviny symetrie | Synonyma | Příklady |
|---|---|---|---|
| Starověká asymetrie nebo haplomorfie | Ne | Aktinomorfie, radiální, pravidelná | Magnolia (Magnoliaceae), Nymphea (Nymphaceae) |
| Aktinomorfie nebo radiální symetrie | Obvykle více než dva (polysymetrické) | Regulární, pleomorfie, stereomorfie, multisymetrie | Primula (Primulaceae), Narcissus (Amaryllidaceae), Pyrola (Ericaceae) |
| Nesymetrie | Dva (nesymetrické) | Oboustranná symetrie | Dicentra (Fumariaceae) |
| zygomorfie | Jeden (monosymetrický) | Bilaterální, nepravidelná, mediální zygomorfie | |
|
Šalvěj (Lamiaceae), orchidej (Orchidaceae), Scrophularia (Scrophulariaceae) | ||
|
Fumaria a Corydalis (Fumariaceae) | ||
|
obligátní zygomorfie | Aesculus (Hippocastanaceae) nalezený v Malpighiaceae, Sapindaceae | |
| Získaná asymetrie | Ne | Nepravidelné, asymetrické | |
|
Nepravidelné, asymetrické | Centranthus (Valerianaceae), nalezený v Cannaceae, Fabaceae, Marantaceae, Zingiberaceae | |
|
Enantiostyly, nestejné laterální | Cassia (Caeasalpinaceae), Cyanella (Tecophilaeceae), Monochoria (Pontederiaceae), Solanum (Solanaceae), Barberetta a Wachendorffia (Haemodoraceae) |
Radiální symetrie nebo paprsková symetrie je forma symetrie , ve které se tělo (nebo postava) shoduje se sebou, když se objekt otáčí kolem určitého bodu nebo čáry . Často se tento bod shoduje se středem symetrie objektu, to znamená s bodem, kde se protíná nekonečný počet os nebo rovin bilaterální symetrie . Radiální symetrii mají geometrické objekty, jako je kruh , koule , válec nebo kužel .
Dvoustranná symetrie (bilaterální symetrie) je symetrie zrcadlového odrazu, ve které má objekt jednu rovinu symetrie, vzhledem k níž jsou jeho dvě poloviny zrcadlově symetrické. Spustíme-li kolmici z bodu A do roviny souměrnosti a pak pokračujeme z bodu O na rovině souměrnosti na délku AO, pak spadne do bodu A 1 , který je ve všem podobný bodu A. Existuje žádná osa symetrie pro bilaterálně symetrické objekty. U zvířat se bilaterální symetrie projevuje v podobnosti nebo téměř úplné identitě levé a pravé poloviny těla. V tomto případě jsou vždy náhodné odchylky od symetrie (například rozdíly v papilárních liniích, větvení cév a umístění krtků na pravé a levé ruce člověka). Často jsou malé, ale pravidelné rozdíly ve vnější stavbě (například vyvinutější svaly pravé ruky u praváků) a výraznější rozdíly mezi pravou a levou stranou těla v umístění vnitřních orgánů . Například srdce u savců je obvykle umístěno asymetricky, s posunem doleva.
U zvířat je výskyt bilaterální symetrie v evoluci spojen s plazením po substrátu (po dně nádrže), v souvislosti s nímž se objevuje hřbetní a ventrální, stejně jako pravá a levá polovina těla. Obecně je mezi zvířaty bilaterální symetrie výraznější u aktivně pohyblivých forem než u přisedlých. Dvoustranná symetrie je charakteristická pro všechna dostatečně vysoce organizovaná zvířata s výjimkou ostnokožců . V jiných říších živých organismů je bilaterální symetrie charakteristická pro menší počet forem. Mezi protisty je charakteristický pro diplomonády (například Giardia ), některé formy trypanosomů , bodonidy a schránky mnoha foraminiferů . U rostlin obvykle není bilaterální symetrie celý organismus, ale jeho jednotlivé části - listy nebo květy . Botanicky se oboustranně symetrické květy nazývají zygomorfní .
Známky symetrie jsou určeny vnějším prostředím. Zcela izotropní ekologická nika odpovídá maximálnímu stupni symetrie organismů . První organismy na Zemi, jednobuněčné plovoucí ve vodním sloupci , mohly mít maximální možnou symetrii – sférickou, objevily se asi před 3,5 miliardami let.
K asymetrizaci u zvířat podél osy „nahoru-dolů“ došlo vlivem gravitačního pole . To vedlo ke vzniku ventrální (spodní) a dorzální (horní) strany u velké většiny pohyblivých zvířat (jak s radiální, tak s bilaterální symetrií). Některá radiálně symetrická přisedlá zvířata nemají dorzální a ventrální stranu, aborální pól obvykle odpovídá spodní straně těla, zatímco orální (ústní) pól odpovídá horní straně.
K asymetrizaci podél předozadní osy došlo při interakci s prostorovým polem, kdy byl vyžadován rychlý pohyb (útěk před predátorem, dostižení kořisti). V důsledku toho byly hlavní receptory a mozek v přední části těla .
Bilaterálně symetrická metazoa dominovala posledních 600–535 milionů let. Po „kambrické explozi“ se staly konečně dominantními ve fauně Země . Předtím mezi zástupci vendské fauny převládaly radiálně symetrické formy a zvláštní živočichové, kteří měli „ symetrii klouzavého odrazu “, například charnia .
Mezi moderními zvířaty se zdá, že pouze houby a ctenophores mají primárně radiální symetrii; ačkoli cnidarians jsou radiálně symetrická zvířata, symetrie v korálových polypech je obvykle bilaterální. Podle moderních molekulárních dat byla symetrie u cnidariánů pravděpodobně původně bilaterální a radiální symetrie vlastní medusozoanům je sekundární.
V. N. Beklemišev ve své klasické práci [3] podal podrobnou analýzu prvků symetrie a podrobnou klasifikaci typů symetrie protistů. Mezi tělesné formy charakteristické pro tyto organismy rozlišoval následující:
Tyto formy symetrie jsou uvedeny v pořadí, ve kterém je Beklemišev uspořádal do morfologické řady. Vzhledem k tomu, že zcela asymetrickou amébu považuje za primitivnějšího tvora než jednobuněčné organismy se sférickou symetrií ( radiolaria , volvox ), umístil ji na začátek série. Bilaterálně symetrické organismy jsou posledním článkem této morfologické řady, která samozřejmě není evoluční (Beklemišev zdůrazňuje, že bilaterální symetrie může vznikat nezávisle různými způsoby).
Další morfologická řada, zvažovaná ve stejné práci, je řada forem s rotační symetrií (jedná se o typ symetrie, ve kterém existuje pouze osa symetrie a neexistují žádné roviny symetrie).
Beklemišev při analýze spojení symetrie s prostředím spojuje polyaxonový tvar těla s homogenitou prostředí, monaxonový heteropolární s připojením k substrátu a rotační (šroubovicový) se způsobem pohybu mnoha protistů („šroubování“). “do vody). Dvoustranná symetrie mnohobuněčných živočichů podle Beklemiševa vznikla v souvislosti s plazením po dně.
| Geometrické vzory v přírodě | ||
|---|---|---|
| vzory | ||
| Procesy | ||
| Výzkumníci |
| |
| Související články |
| |