Причины симметрии в биологических организмах

12457806

Собственно, каковы причины симметрии? Почему, например, у собаки на левой стороне две ноги, а не три?

demiurg

Как мудро устроена природа! Дырочки в шкурке кошки как раз там, где у неё глазки!

selena12

Чтобы бежать прямо могла, а не кругами

12457806

По делу есть чо? Вот скажем у улитки и ракаообразного клешневика раковина закручена. Почему у них несимметрично?

demiurg

У людей тоже несимметрично: сердце левее, печень правее

12457806

Это понятно. Но меня как раз интересуют симметричные органы) Почему именно такая компановка? Почему именно по существующим осям?
Вот возьмем яйца. Почему их только два симметричных?

karim

в википедии ссылка на эту статью (можно листать)
http://findarticles.com/p/articles/mi_qa3746/is_199809/ai_n8...

demiurg

Вообще, более правильный подход искать причины нарушения симметрии :) Обычно изначально всё симметрично — чем больше симметрии тем "проще" объект.
Так согласно современной космологии в результате спонатанных нарушений симметрии из суперсимметричных элементарных частиц появились все эти фундаментальные бозоны, адроны и лептоны :)
В случае организма тоже если представить себе одну клетку, то её естественной формой будет сфера — из-за поверхностного натяжения :)

12457806

Во, насчет клетки это уже интереснее.
Да и устойчивые нарушения симметрии тоже интересно, откуда берутся...

FieryRush

Неглубоко копаете. Самое первое нарушение симметрии - дифференциация головы и жопы! Вот это был реальный эволюционный скачек.

FieryRush

Это не флуд. Если считаешь иначе, попробуй хотя бы примерно объяснить, как твоя голова и задница разделились в эмбрионе.

karim

это на третьем курсе на биофаке объясняют

Nefertyty

бегать проще
движения левых лап и правых по сути совпадают - только со сдвигом по фазе, то есть можно использовать для них одинаковые управляющие структуры
было бы 5 лап - у каждой было бы свои виды движений, соответственно 5 непохожих программ - эволюции "труднее" добиться согласованных изменений всех 5, чтоб вывести хорошо бегающее животное
растениям бегать не надо - так что им необязательно быть симметричными

karim

Ссылку же дала, ни к чему тут мехмат-стаял разводить

demiurg

Аристотель был блистательным философом. ... Отзываться об Аристотеле негативно обычно не рекомендуется, но если уж вам непременно хочется сделать это, можете обвинить его в чрезмерной телеологиэации биологии ... выказать легкое пренебрежение к некоторым положениям Аристотелевой биологии, вроде того, что приведено ниже и является описанием строения гениталий у змей:
«У змей нет пениса, потому что они лишены ног, и нет яичек, потому что они слишком длинные.» («О рождении животных»)
Философ никак не обосновывает первое из этих утверждений, но, по-видимому, он имеет в виду, что пенис волочился бы по земле, и это причиняло бы его владельцу массу неудобств. Второе же утверждение следует из Аристотелевой теории воспроизводства. Он полагает, что сперма вырабатывается не яичками, а спинным хребтом, а яички служат лишь промежуточным эвеном, местом отдыха спермы на ее длинном пути. Кроме того, в остывшем состоянии сперма не может выполнить свою животворную функцию, и чем дольше ее путь до места назначения, тем менее животворной она становится (в частности, именно поэтому, пишет Аристотель, мужчины с очень длинными пенисами бесплодны). А змеи тоже очень длинны, и если бы у них имелись, к тому же, яички, где сперма останавливалась бы передохнуть, то она совсем остыла бы, и змеи были бы бесплодны. А поскольку это не так, то, значит, и яичек у них нет. Прекрасный пример безудержного телеологизма, когда в попытке объяснить целесообразность того или иного явления выясняется, что целесообразнее всего было бы, если бы этого явления не существовало вовсе.

spiritmc

> Вообще, более правильный подход искать причины нарушения симметрии
> Обычно изначально всё симметрично — чем больше симметрии тем "проще" объект.
На самом деле, не все виды симметрии образуются одинаково вероятно,
можно взять справочник по минералогии и увидеть, что некоторые группы
встречаются заметно чаще других. Влияют ещё такие неочевидности, как,
например, возможность заполнения плоскости или пространства: найти
природный объект с осью вращения пятого порядка с наскоку не получится,
зато есть ячейки Бенара, а "карандаши" столбчатой отдельности можно запросто
увидеть своими глазами.
См. "фёдоровская кристаллографическая группа," "гексагональная плотная упаковка,"
"кубическая плотная упаковка," "паркет Пенроуза" (Penrose tiling квазикристаллы,
течение Релея—Бенара (Rayleigh, Benard столбчатая отдельность.
Особые любители этого дела могут читать "Порядок из хаоса" Пригожина.
---
"Это проявление Аль-Хагг.
Те, кто знают это, знают..."

spiritmc

> В случае организма тоже если представить себе одну клетку,
> то её естественной формой будет сфера — из-за поверхностного натяжения
А передвигаться она будет за счёт эффекта Марангони, что сразу же объясняет таксис.
---
"Это проявление Аль-Хагг.
Те, кто знают это, знают..."

nikitin100

На самом деле, не все виды симметрии образуются одинаково вероятно,
можно взять справочник по минералогии и увидеть, что некоторые группы
встречаются заметно чаще других. Влияют ещё такие неочевидности, как,
например, возможность заполнения плоскости или пространства: найти
природный объект с осью вращения пятого порядка с наскоку не получится,

среди естественных (минералов) кристаллов не встречаются оси симметрии 5-го порядка.
вообще, осей симметрии в кристаллографии ограниченное количество, бывают 2,3, 4 и 6 порядка.
"На первый взгляд кажется, что число видов симметрии может быть бесконечно большим. Геометрические фигуры (многогранники) действительно имеют бесчисленное множество видов симметрии. Однако среди кристаллов не встречаются оси вращения 5-го порядка, а также оси вращения выше 6-го порядка. Это ограничивает число возможных видов симметрии кристаллов.
В 1867 г. впервые со всей очевидностью русский инженер и кристаллограф А.В.Гадолин доказал, что кристаллы могут обладать лишь 32 классами симметрии" (сочетание центра, плоскостей и осей симметрии).
оси симметрии пятого порядка скорее всего встречаются в каких-нибудь наноконусах.

toxin

Симметрии 5 порядка в кристаллах встречаются за счет мозаек Пенроуза - непериодичным замощениям плоскости/пространства. Наноструктуры тут не причем.

nikitin100

Мозаика Пенроуза встречается не в классическом понимании кристаллов.
так что всякие наноштуки тут как раз и при чем.

spiritmc

> среди естественных (минералов) кристаллов не встречаются оси симметрии 5-го порядка.
http://www.physics.princeton.edu/~steinh/naturalquasicrystal...
---
"А я обучался азбуке с вывесок,
листая страницы железа и жести."

spiritmc

> растениям бегать не надо - так что им необязательно быть симметричными
Математики, как обычно, отрицают очевидное:
http://www.iop.org/EJ/article/0295-5075/14/6/006/epl_14_6_00...
---
"Narrowness of experience leads to narrowness of imagination."

karim

к чему изъебы когда есть
http://www.gandex.ru/upl/oboi/u1204_9435_romashka.jpg

spiritmc

Так интереснее.
Я, вообще-то, вначале пытался придумать манящую насекомую собаку
с пятью ногами и рукой, но конструкция получилась немного переусложнённой.
Зато теперь там есть термодинамика.
---
"Мы продолжаем то, что мы уже много наделали."

12457806

Собака и сейчас конструкция несколько переусложненная. Скажем, хвост не нужен. А вот рог на лоб можно и добавить.

demiurg

Приходит мужик к пластическому хирургу
— Доктор, вы можете сделать мне хуй на лбу?
— Но зачем?!
— Ну во-первых, это красиво!

Nefertyty

если б у тебя ноги и руки росли, как у той ромашки, ты б далеко не уползла от места рождения
спирали наподобие как у улитки ТС назвал несимметричными - ну так и есть в обычном понимании

spiritmc

> если б у тебя ноги и руки росли, как у той ромашки, ты б далеко не уползла от места рождения
Хочешь сказать, что "энергетический подход" применим ко всему
от паровозов и элементарных частиц до ромашек, но не к человеку?
---
"То, с чем мы имеем дело при наблюдении, это не сама природа,
но природа, доступная нашему методу задавать вопросы."

sobol_polo

Билатеральная симметрия позвоночных связана с активным движением. Локомоцию гораздо проще скоординировать, если с каждой из сторон одинаковое число ног, нежели если с одной стороны три, а с другой - две. При этом организм закладывается целиком симметричный, т.е. органы либо осевые, либо парные. Непарные органы (печень, сердце) изначально были осевыми и сместились в результате эволюции (печень, например, в связи с образованием петель кишечника и изгиба желудка).
Симметрия может нарушаться в том случае, если идеальная симметрия не важна для выживаемости (например, в случае внутренних органов) либо организм попадает в условия, где одна из симметричных сторон попадает в условия, отличные от условий другой стороны. Пример - камбала с ее мигрирующим глазом.
Также существует лучевая симметрия, она возникает у животных, ведущих сидячий образ жизни (полипы, вестиментиферы, мшанки - в той или иной степени обладают лучевой симметрией). Такой тип симметрии удобен для этих существ, поскольку позволяет одинаково эффективно реагировать на воздействие с любой стороны (билатерально-симметричное животное, понятно, на воздействия спереди и сзади реагирует с неодинаковой эффективностью).
Улитки асимметричны, но эта асимметрия вторична, их предки были нормальными билатерально-симметричными животными. Это исключение скорее подтверждает правило, поскольку моллюски передвигаются крайне медленно и могут себе позволить такую раковину - а у активно плавающей рыбы, например, такая раковина вызывала бы отклонения в ходе движения и требовала развития каких-то компенсаторных механизмов.

spiritmc

> Билатеральная симметрия позвоночных связана с активным движением.
> Локомоцию гораздо проще скоординировать, если с каждой из сторон
> одинаковое число ног, нежели если с одной стороны три, а с другой - две.
Именно поэтому авиаконструкторы всегда закладывают четыре стойки шасси,
только почему-то одна постоянно отмирает к концу проекта.
---
"Таракан безобиден и по-своему элегантен.
В нём есть стремительная пластика маленького гоночного автомобиля."

12457806

Я вот все ждал, а вспомнит кто-нибудь про гравитационное поле Земли? Видать, ну его к чорту, физику.

sobol_polo

Разъясни свою мысль, а то я что-то туплю под вечер.

blackout

В море рыбы находятся в состоянии более-менее невесомости, но остаются симметричными.

serguei

а почему иногда рождаются люди с зеркальными органами, то есть у них сердце справа, печень слева и т. д. ?

12457806

Да не, все нормально. Я просто сам думал, в принципе, линии поля тоже влиять могли. И самое главное поле, от которого никуда не деться - гравитационное. Теперь вот думаю, а почему им раньше не объясняли что-нибудь. Ну как бы в направленном поле уже все условия для симметрии....

12457806

В море рыбы находятся в состоянии более-менее невесомости, но остаются симметричными.
Но все же направление задано у них, где верх, где низ.

Nefertyty

ну это наоборот нарушение симметрии - типа идеальный шар сплющивается

spiritmc

Почему этот "шар" у большинства рыб сплющивается не в том направлении?
---
...Я работаю антинаучным аферистом...

otlichnica

а с какой стати он должен сплющиваться в том?

marina355

Рыбы уже высокая эволюция
А вот среди беспозвозвоночного нектона (активноплаваюшие в толще воды) сплющенных с боков мало. Там все больше радиально симметричных ну или сплющенных снизу/сверху

blackout

Ты сплющен, я считаю.
Оставить комментарий
Имя или ник:
Комментарий: