为什么生物体基本上都是对称的?有没有不对称的生物?

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比目鱼是一种长相奇特的鱼类,奇怪之处在于它的两只眼睛长在了头的一边,身体很扁,而且还是卵圆形的身材,身体的左侧呈现浅褐色,腹部的颜色则较浅。

寄居蟹是一种以螺壳为寄体的螃蟹,它自己不打洞,却专门寄居在螺类的壳体里面。寄居蟹除了少数的种类之外,一般是左右躯体不对称的,尾节也常常不对称。

海螺我们就不陌生了,一般带软体的动物,身体往往都是不对称的,它们的外壳也是呈现螺旋状。除此之外,还有一些生物,也是不对称的,比如说海绵,但是也有人认为海绵是辐射对称生物,另外,贝壳似乎也不是对称生物。





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生物这个范围太大了,不对称的生物多到数不清,一般来说,哺乳动物、爬行动物、两栖动物、鸟类身体左右对称的现象比较常见,因为这些动物运动能力较强,为了维持平衡,就需要对称的身体。但植物、多孔动物(海绵)等是不对称的,因为它们不需要运动。腔肠动物是辐射对称的,棘皮动物是次生辐射对称的。▲图一二是完全左右对称的脸,图三是原版

其实对称动物也只是大致对称而已,毕竟生物不是几何体,无法做到完全对称。比如我们人类,看起来是对称的,实际上身体两侧的器官并不完全呈对称分布,脸、眼睛、耳朵、眉毛、手、脚、腿、肺、肝、肾等器官两侧的大小并不完全相等,只不过有的人差异大,肉眼就可以明显看出,就是我们平时所说的歪脸、歪嘴、大小眼、长短手、高低肩等,而有的人差异很小,但仍然存在。

如果人的脸完全左右对称的话,看起来反而很奇怪。所以说,运动能力较强的生物就需要对称的身体,这样才能保持身体平衡,提高运动效率。但也有一些特例,就来列举几类身体两侧差异极大的动物 。

首先是招潮蟹,约有95种,这类节肢动物雄性拥有一支大螯和一支小螯,两支螯的差别极大,甚至有些种类大螯比身体还大。第二类就是鲽形目,就是我们俗称的比目鱼,约有600种。比目鱼的特征是两眼均位于身体的一侧,因此得名,有眼的一侧体色较深,另一侧体色较浅。鲽形目是底栖鱼类,这样的身体是为了更贴合海底,增加潜伏效果,提高捕猎效率。比目鱼刚孵化出来时和其他鱼类一样,随着生长眼睛逐渐被挤到同一侧。
第三类就是各种各样的螺,这些螺的外壳是不对称的,而且绝大多数螺都是右旋,左旋螺仅占腹足纲物种的3%左右。


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根据联合国环境署发布的报告称,地球上一共有870万种生物。地球上的生物不仅仅包括动物和植物,还有真菌界和原生生物界。因此,我们说生物基本上都是对称的有些太宽泛了。像植物大多不是对称的。多数植物的生长都具有向光性。阳光在哪里,它们就朝着那个方向生长。它们不太在乎身体的对称性。

图示:身体对称的蝴蝶

而身体呈现出对称性特点的是动物。在动物界中特别是多细胞的动物大多数的身体都是对称的。身体的对称对生物的生存是非常有利的。动物不像是植物那样,当一颗种子在土壤中发芽之后,它的一生就固定在一个地方不动了。它们依靠土壤中的中的水分和空气中的二氧化碳进行光合作用为自己制造食物。

而动物就不一样了,动物不能自己制造食物。它们必须通过吃植物或者其他动物来维持自身的生命活动。因此,动物世界要比植物世界残酷的多。它们不仅要捕食其它的生物还要防止被其它的动物捕食。因此,身体的形状对于动物来讲非常的重要。地球上最早的多细胞动物是身体呈辐射对称的,例如珊瑚虫。它们的生活方式是固定的。身体呈辐射对称可以更好的感知周围的环境。

图示:身体呈辐射对称的珊瑚虫

后来的动物摆脱了固定的生活方式。它们需要四处活动来觅食。而身体两侧对称的体型更加有利于动物活动的协调性。它们可以更快的猎取到食物和更敏捷的躲避敌人的攻击。因此现在我们常见到的比较高等的动物都是身体两侧对称的。

动物身体的对称性并不是说是那种严丝合缝的对称。例如有一种螃蟹叫做招潮蟹。雄性的招潮蟹会有一只特别大的蟹螯,而另一只蟹螯却非常的小。这不就是不对称了吗?我认为这也是一种对称。招潮蟹两边的蟹腿数量是对称的,蟹螯也是一边一个。雄性招潮蟹一只蟹螯变大这是它的第二性征。雌性招潮蟹的的体型就对称的很完美了。

图示:招潮蟹

比目鱼看上去就是一种不对称的动物,眼睛都长到一边去了。这是由于它们的生活习性造成的。它们生活在海底,身体的一面紧贴着海底。对于比目鱼来讲海底一侧是安全的,危险来自身体的上方。因此把眼睛长在身体的一边,全神贯注的盯着海底上方的动静感觉就安全多了。但是比目鱼在小的时候和其它的鱼类一样都是身体左右对称的。

图示:比目鱼

那么在动物界中哪些动物的体型是不对称的呢?欢迎大家留言列举你所知道的身体不对称的动物吧!


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生物对称的特征便于生物的协调性,所以高等动植物基本都是对称的,而且有多种对称的形式,对应不同种属的生物,而一些较为低级的物种却缺乏对称,多是缺乏运动能力。

地球生物演化自原始的单细胞生物起,逐渐有了单细胞的动植物,然后有了多细胞的动植物,之后演化出结构复杂的多细胞动植物。相对而言植物没有什么运动能力,但由于生长得比较高大,枝条张开也十分沉重,如果长的不对称,则容易被风吹折,不利于它们的向光生长,也容易导致死亡;尽管有些树被山风等因素影响,某一边长得稍微偏一些,但总体上也是辐射对称的结构,大约呈金字塔的形状;而低等的植物,比如有些单细胞植物是卷曲的丝状,还有疙疙瘩瘩的,总体上也不是很对称,它们不需要运动,更多的是随波逐流,因此它们的演化没有受到受力方面因素的影响,有光的地方就有它们。

动物则不一样,动物就是因为能够较为自由地活动才叫动物,简单的单细胞生物还好,它们的活动能力有限,只是靠本能趋利避害,理化机制是细胞上的蛋白和水中的矿物质离子结合,导致形状和运动属性变化,通常是那些不利于它们生存的物质粒子导致它们原理,有利于它们生存的就使它们靠近。但这类生物中,有一些也是较为对称的形状,但是也有很多却长得很凌乱;而一些进化较为低级的动物,比如海绵动物很多都不对称,而它们也比较缺乏运动能力,所以主要靠依附在海底的岩石上,靠摄取路过的小动植物生存;海螺的壳也是螺旋形式的,而它们也比较缺乏运动能力,只不过壳坚硬,一般的小动物拿它们也没啥好办法。

高等动物则不一样,因为有较为发达的神经系统,具备较强的思维,神经系统在生物体内的分布是基本对称分布的,像树一样,可以从四面八方采集各类信息,靠视听嗅触等感觉感知周围的世界,因此对待外界的刺激可以靠自己思考然后再看是否逃离,该怎样逃离,需要灵活地活动,具备巧妙的运动,于是产生了两侧对称、辐射对称等形式,动物的运动能力有了很好的提升。


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对称,指物体或图形在某种变换条件下,例如绕直线的旋转,对一个平面的映射等,其相同部分有规律重复的现象。亦即在一定变换条件下的不变现象。 中华民族是最倡导对称与平衡的民族,在房屋建设中,以中轴线为对称,在家具和农具制作上也以中轴线为对称。使用的金属钱币,外圆内方具有高度对称性。即使写文章,也倡导对称与平衡。绝句,律诗,对联无不采用对称形式。

人们所以形成这种思维,是由于对长期自然现象观察体会的结果。蝴蝶,蜻蜓在空中自由飞翔,除了他们美丽的色彩给人印象深刻,还有他们体态的对称和平衡,给人以优雅之感。植物花朵千姿百态,除了缤纷的色彩,还带给人们对称的美感。

作为动物,从身体中延伸出身体的附属部分,如手arm,脚leg,鳍fin,翅膀wing等,这些零件安排成两侧对称bilateral symmetry和放射对称radial symmetry。

两侧对称,身体部件的安排有唯一的按中间可能划分产生两个对称的半镜像,它是几乎所有自由运动动物的典型状态。如青蛙,蝴蝶,蜻蜓,鱼,鸟等。花的相同情况的对称,称为左右对称zygomorphy,如金鱼草snapdragon。

放射对称,是身体零件围绕中心轴径向排布,如棘皮动物海星starfish,海葵sea anemone等。在这种情况,有两种或多种可能的身体划分(有时可在不同平面),可以产生两个对称的半镜像,例如海星为五放射对称,可有五个放射对称划分。在花中相同状态称为辐射对称actinomorphy,例如金凤花buttercups。

但也有特殊的鱼类不遵守对称性,这就是比目鱼,也叫鲽鱼flounder,主要类别有鳒鱼,鲆鱼,鲽鱼,鳎鱼,舌鳎等。我们常见的多宝鱼,学名大菱鲆,俗称欧洲比目鱼;鸦片鱼,学名鲆鱼。它们栖息在浅海沙质海底,成鱼身体左右不对称,两只眼睛均长在一侧,运动时采用侧游方式,它以底栖无脊椎动物和鱼类为食。也有的花,不具备任何对称性,如美人蕉,我们称其为不对称的花。


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芳斯塔夫up主的一个观点,世纪大灭绝的时候,死掉了99.99%的动物,只在地球的某个角落留下了一个小小的种族,两个眼睛,五个手指,还是蛮震撼的


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生物这个范围太大了,不对称的生物多到数不清,一般来说,哺乳动物、爬行动物、两栖动物、鸟类身体左右对称的现象比较常见,因为这些动物运动能力较强,为了维持平衡,就需要对称的身体。



实对称动物也只是大致对称而已,毕竟生物不是几何体,无法做到完全对称。如我们的头发长短、手厚度,都不对称。下面我们来介绍一下明显不对称的动物。

一。比目鱼是眼睛唯一会“搬家”的动物。成鱼两只眼睛在同侧,是由于甲状腺素活动的缘故。刚孵化出来的小比目鱼的眼睛生在两侧,在鱼体长到大约3cm长的时候,比目鱼的眼睛开始发生位移,一侧的眼睛向头的上方移动, 渐渐地越过头的上缘移到另一侧, 直到接近另一只眼睛时才停止。虽然比目鱼的眼睛👀搬家时体内构造和器官会发生变化。但丝毫不会影响他的发育程度。

比目鱼的眼睛是怎样凑到一起的呢?原来,从卵膜中刚孵化出来的比目鱼幼体,完全不象父母,而且跟普通鱼类的样子很相似。眼睛长在头部两侧。每侧各一个,对称摆放。它们生活在水的上层,常常在水面附近游泳。大约经过20多天,比目鱼幼体形态开始变化。当比目鱼的幼体长到1厘米时,奇怪的事情发生了。比目鱼一侧的眼睛开始搬家。它通过头的上缘逐渐移动,眼间的软骨先被身体吸收。变得不对称,这样,眼睛的移动就没有障碍了。
两对大鳌不对称——沼潮蟹。招潮蟹的头胸是甲梯形。前宽后窄,额窄,眼眶宽,眼柄细长。雄体的一 螯总是较另一螯大得多(称交配螯),大螯特大甚至比身体还大,重量几乎为整体之半,小螯极小,用以取食(称取食螯)。雌体的二螯均相当小,而对称,指节匙形,均为取食螯。如果雄体失去大螯,则原处长出一个小螯,而原来的小螯则长成大螯,以代替失去的大螯。


海螺——身体结构不对称。海螺是我们经常食用的软体动物。这些螺的外壳是不对称的,而且绝大多数螺都是右旋,左旋螺仅占腹足纲物种的3%左右。

抹香鲸——头尾不对称。抹香鲸头部占了身体的三分之一,头部更像一块长方体,尾巴非常小,就像放大的蝌蚪。左右头骨也不对称,左骨质鼻孔比右边大,外形看起来非常不协调。


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