Ⅰ 科學上的對稱性原理在物理學、化學、生物學等方面有哪些具體的體現能預測哪些東西
對稱性原理即諾特定理.
諾特定理把對稱性跟守恆量聯系起來了,非常有用.是指對於力學體系的每一個連續的對稱變換,都有一個守恆量與之對應.對稱變換是力學體系在某種變換下不變.
常見的例子有動量、能量、角動量守恆跟相應的時空均勻性的關系:
空間均勻性與動量守恆:空間是均勻的,也就是地球上的物理定律跟月球上的物理定律是一樣的,物理定律在空間平移(不如從地球移到月亮上)變換下是不變的,由諾特定理可以得到存在這么一個守恆量,即動量.
空間各項同性與角動量守恆:空間是各項同性的,也就是空間沒有一個特殊的方向,我們任意取坐標軸的方向,雖然物理量的數值在各個坐標系當中可能是不一樣的,但物理定律所對於的方程是不變的,比如牛頓運動定律F=ma(矢量形式)在空間旋轉變換下是不變的,我們把坐標軸旋轉,雖然矢量的各個分量變了,但總的方程F=ma(矢量形式)是不變的,這樣,在牛頓力學當中,就存在著一個跟空間各向同性相對應的守恆量--角動量.
時間均勻性跟能量守恆:同樣,由時間均勻性,也就是過去、現在、未來物理定律是一樣的,由諾特定理可以得出存在這么一個守恆量--能量.
一般諾特定理的證明都是在拉格朗日形式下來證明的,也就是假定我們所發現的力學體系的拉格朗日描述是正確的.
Ⅱ 大多數植物都不是軸對稱的,大多數動物卻都是軸對稱的,這跟進化有關系嗎
生物的對稱性分為雙側對稱和輻射對稱,這種對稱性在自然界非常普遍,其中包括人類在內的大多數動物的身體構造都表現出鏡像對稱,也就是雙側對稱。
那有沒有不對稱的動物嗎?也是有的。簡單的舉幾個例子吧!
蝸牛,海螺這類的軟體動物就是不對稱的動物。我們看看它們的殼就知道這些動物是不對稱的了。
再就是比目魚,這是脊椎動物裡面典型的不對稱的動物了。比目魚的眼睛長在了身體的同一側,並且游泳的時候也是用身體的一側來游。比目魚小的時候其實身體也是左右兩側對稱的。比目魚長成了這個樣子完全是因為它們生活在海底的習性造成的。
Ⅲ 為啥會說生物體基本上都是對稱的,有沒有不對稱的
之所以大多數人的生物都是對稱的身體結構,也是因為這樣的身體結構更美觀,更有利於身體平衡,所以出於生物身體運動的需要,這樣的對稱結構有利於更好的幫助生物適應周圍的環境,所以對我們來說不對性的生活,大多數時候如果沒有特殊的方式的話,那麼這個時候也會被環境,所淘汰,所以更應該從以下幾個方面來思考問題。
3,對稱的生物體,其實才是更好的適應地域的環境,那些不對稱的生物體也確實存在,經過不斷的漫長進化,形成特有的生活方式。其中我們發現一些微生物確實身體結構並不是對稱分布的,對於我們來說這樣的身體結構其實也是大自然的選擇,從某種意義上來講,這種心理結構也能夠維持身體平衡,從某種意義上也是長期漫長的進化,形成了一種特有的身體結構。
其實對我們來說,生物之所以大多數時候都是對自己的身體,也是因為這樣的身體更容易維持身體平衡,而且更加美觀,也能夠幫助生物更好的生存。
Ⅳ 為什麼生物體基本上都是對稱的有沒有不對稱的生物
生物對稱的特徵便於生物的協調性,所以高等動植物基本都是對稱的,而且有多種對稱的形式,對應不同種屬的生物,而一些較為低級的物種卻缺乏對稱,多是缺乏運動能力。
地球生物演化自原始的單細胞生物起,逐漸有了單細胞的動植物,然後有了多細胞的動植物,之後演化出結構復雜的多細胞動植物。相對而言植物沒有什麼運動能力,但由於生長得比較高大,枝條張開也十分沉重,如果長的不對稱,則容易被風吹折,不利於它們的向光生長,也容易導致死亡。
高等動物則不一樣,因為有較為發達的神經系統,具備較強的思維,神經系統在生物體內的分布是基本對稱分布的,像樹一樣,可以從四面八方採集各類信息,靠視聽嗅觸等感覺感知周圍的世界,因此對待外界的刺激可以靠自己思考然後再看是否逃離,該怎樣逃離,需要靈活地活動,具備巧妙的運動,於是產生了兩側對稱、輻射對稱等形式,動物的運動能力有了很好的提升。
Ⅳ 為什麼地球上的生物都是對稱的,前後、左右對稱
首先更正一下,生物的對稱現象主要體現在動物上,植物基本沒有這回事,而且只講左右對稱,前後一般是不對稱的。
四樓的回答已經答到點上了,我補充一下。
「從動物演化上看,這種體型主要是由於動物從水中漂浮生活進入到水底爬行生活的結果。……這種體型對動物的進化具有重要意義。因為凡是兩側對稱的動物,其體可以明顯地分出前後,左右,背腹。體背面發展了保護的功能,腹面發展了運動的功能,向前的一端總是首先接觸新的外界條件,促進了神經系統和感覺器官越來越向體前端集中,逐漸出現了頭部,使得動物由不定向運動變為定向運動,使動物的感應更為准確、迅速而有效,使其適應的范圍更廣泛。兩側對稱不僅適於游泳,又適於爬行。從水中爬行才有可能進化到陸地上爬行。因此兩側對稱是動物從水生發展到陸生的重要條件。」
摘自《普通動物學》第三版,劉凌雲、鄭光美主編。
Ⅵ 什麼是對稱性物體
在幾何學中,如果一個物體經過一個變換(transformation),例如反射或者旋轉,仍能和以前看起來一樣,我們就稱這個物體具有對稱性(symmetry)。對稱性是所有圖案背後都會表現出的基本數學原理,它對於藝術(用於建築、陶器、絎縫(布藝)、地毯製造)、數學(涉及幾何、群論和線性代數)、生物學(有機體的形狀)、化學(分子形狀和晶體結構)和物理學(對稱守恆量)都是非常重要的。「symmetry」一詞是一個十六世紀的拉丁詞語,由希臘語「syn-」(一起)和「metron」(度量)派生而來的。
對稱的類型
反射類(Reflective)
一般來講,對稱通常指的是鏡面對稱(mirror
symmetry)或稱為反射對稱(reflective
symmetry),即一個物體可以被一條直線(二維時)或一個平面(三維時)分成彼此鏡像的兩半,例如等腰三角形和人臉就分別是一個二維和三維對稱圖形的例子。數學上來講,一個物體表現出鏡面對稱性是指「在反射下保持不變」,也就是在某種特定方式下反射物體並不會改變它的外觀。
Figure 1 等腰三角形和蝴蝶是具有反射對稱性的例子。二維物體有一條對稱線,三維物體有一個對稱面,它們在反射下都是不變的。
在生物學中,反射對稱性通常被稱為雙側對稱性(bilateral symmetry),這些例子很容易在哺乳動物、爬行動物、鳥類和魚類中找到。
旋轉類(Rotational)
生物學中另一種常見的對稱形式是徑向對稱(radial
symmetry),在花類和許多海洋生物中我們都可以發現它,例如海葵、海星和水母。在數學上,這樣的物體因為「在旋轉下保持不變」而被描述為能夠表現出旋轉對稱性(rotational
symmetry),它們可以通過一個點(二維時)或一個軸(三維時)旋轉某些量而保持不變。
Figure 2 陰陽符號和風車是具有旋轉對稱性的例子。二維物體有一個對稱中心,三維物體有一個對稱軸,它們在旋轉下是不變的。
平移類(Translational)
想像一下,如果我們把所有方向都延伸到無窮遠,一個二維或三維圖形「在平移下保持不變」,我們就稱它具有平移對稱性(translational symmetry)。所有的棋盤花紋、大多數攀爬架以及地毯和壁紙的圖案都具有平移對稱性。
Figure 3 壁紙的圖案和攀爬架是具有平移對稱性的例子,如果把所有方向都延伸到無窮遠,那它們在平移下是不變的。
其他形式的對稱
盡管一些例子說明物體可以具有不止一種對稱性(例如六角星具有六條反射對稱線和一個六重旋轉不變點),但是有一些物體和圖案只在兩種變換同時進行的條件下保持不變。
瑕旋轉(Improper Rotation) = 反射+旋轉
一個帶有定向邊緣的五角反稜柱(pentagonal antiprism)在瑕旋轉下保持不變(在下面的例子中,水平旋轉36°,再沿著中心水平面面反射)。
滑移反射(Glide Reflection) = 平移+反射
如果我們延伸任意方向至無窮遠,則下圖中的腳印圖案是滑移反射不變的(平移加反射)。
螺旋旋轉(Screw Rotation) = 平移+旋轉
同樣的,如果我們延伸任意方向至無窮遠,則下圖中的一個由四面體構成的螺旋結構是螺旋旋轉不變的。(平移加一個131.8°的旋轉)
Ⅶ 自然界中的生物都是對稱生長科學家怎麼說的
在建築設計當中有這樣一個詞語叫做對稱美學,這是一種來自於人類比較傳統的審美,也是很多設計當中比較常見的一種藝術形式。對稱的設計,通常給人以視覺上的沖擊感,看起來更加的驚艷,其實這種現象在自然界當中也比較的普遍,大多數的生物都是對稱生長的,其中包括人類在內,也擁有同樣的身體構造,在生物學上被稱為雙側對稱。
5
在海洋當中很多以中心點出發向外輻射對稱的生物,大多都是來自海洋當中,他們這樣的身體結構也是為了自己更好的生存下去。輻射性的對稱,可以讓他們在活動的過程當中感知到危險的來臨。接收到來自各個方位的不同信息。當然在自然界當中也有一些身體不對稱的生物。這些生物的形成大多數是受到生活習性影響所形成的。你還知道自然界當中哪些身體對稱的生物呢?
Ⅷ 大家發現沒有,基本上所有的動物都是對稱的,有不對稱的動物嗎
雙側對稱在動物界非常普遍,以至於許多科學家認為這不是巧合,動物的雙側對稱性首次出現在約5.5億年前的化石記錄中,由一種叫做acoel的扁蟲 第一個進化出這種特徵的。 雙側對稱的進化是一個重要的進步,為定向運動的發展、感覺器官的改進,以及最終為高度復雜的哺乳動物大腦的發育開辟了道路。
科學家們提出了很多關於雙側對稱優勢的假設,比如這種對稱性可以使動物在有目的和有意的方向上有效地運動,走向食物來源或有利環境,遠離危險,雙邊合作可促進改善的感覺器官,如眼睛和耳朵,這有助於對稱身體能夠進行的注意力集中的運動。
另一個流行的假設是對稱性的進化有助於 擇 偶,對鳥類和昆蟲的實驗表明,雌性更喜歡與擁有最對稱性裝飾的雄性交配。例如,雌孔雀更喜歡尾巴長而對稱的雄孔雀,而家燕則更喜歡尾巴長而對稱的雄性家燕。
兩側對稱的生物的左右兩側表面上是對稱的,但對稱並不完美,首先內部器官的 形狀或位置 並不都是對稱的,另外即使面部也並不是完全對稱。
不對稱的動物
海綿是完全不對稱的;另一個例子是招潮蟹,雄性的一其中一個螯比另一個螯大十倍以上。
另一個例子是獨角鯨,雄性左邊一個牙突出達3米,像角一樣,而右邊的牙很小。
比目魚,一開始是對稱的,但成年後,眼睛移到臉的一邊,這樣它們就能平躺在沙子里,防止捕食者從頂部攻擊。
交喙鳥,上下兩喙交叉在一起。
答:有一些動物,確實有著明顯不對稱的身體,比如:比目魚、招潮蟹、寄居蟹、陰陽蝶、抹香鯨、海螺等等。
地球上的絕大部分動物,在忽略細節的情況下,身體外觀都近似對稱,比如人、大熊貓、絕大部分魚類都是平面對稱的;這是因為動物在行走和移動時,對稱的身體更容易實現左右平衡,從而達到省力的效果。
對於海洋中的動物,左右對稱的身體,在快速游動時,左右兩邊身體所受阻力相同,身體的平衡更容易控制;但是大千世界無奇不有,也存在一些生物進化中的例外。
比目魚
比目魚的兩隻眼睛長在一邊,又不同於匍匐游動的鰩魚,比目魚長著眼睛的一側極不對稱,這種奇異的身體結構,也造就了比目魚有趣的生活習性。
比目魚游泳時長著眼睛的一側朝上,捕獵時卧在有沙子的海底,只把眼睛露出來;其實比目魚在剛孵化時,眼睛是長在兩側的,當長到大約3厘米時,一隻眼睛開始向另外一側移動,最終兩隻眼睛長到了一側。
招潮蟹
招潮蟹明顯的特徵,就是長著大小螯[áo],還有著高高的眼睛,大螯可以作為防禦和攻擊的武器;但是大小螯只有雄蟹才有,雌蟹的兩只小螯是左右對稱的。
如果雄蟹失去了它的大螯,就會在原處長出一個小螯,而原來的小螯,會繼續長大成為大螯,
陰陽蝶
陰陽蝶一側翅膀有突出的尾柄,另外一側卻沒有,這種蝴蝶一半身體擁有雌性特徵,一半身體擁有雄性特徵,屬於雌雄同體動物。
寄居蟹
寄居蟹長寄居於死亡動物的殼內,相對於一般的螃蟹,寄居蟹體型偏長,身體不對稱,一邊腳要大些。
抹香鯨
抹香鯨頭部佔了身體的三分之一,頭部更像一塊長方體,左右頭骨也不對稱,左骨質鼻孔比右邊大,外形看起來非常不協調。
海螺
帶殼的軟體動物,比如海螺、蝸牛、牡蠣等等,身體都是不對稱的,它們的外殼呈現螺旋狀。
錯了,這是達芬奇跟大家開的一個玩笑,有一副素描被看作不亞於蒙娜麗莎的傳世之作,34*25㎝的尺寸,比A4大不了多少,《維特魯威人》,一個圓框住了人的身體,以此來解釋他所認為的人體對稱結構!他解剖過很多動物,包括人類的屍體,繪制了一些素描筆記,比今天的醫學院學神都不差,這傢伙被一些研究者稱作人類 歷史 上智商最高的一個,但是天才也局限於 科技 手段!他的時代觀察不到那麼細小的不同,事實上所有的動物,甚至可以拓展到生物都是非對稱結構的!我一直懷疑達芬奇是清楚這種差異的,但是在那個(有限像素)時代,在繪畫上看作是對稱結構是可以的,幾公分的實際差距在圖畫上沒那麼重要,但把手腳畫的長出一截就不『美』了,那是一個求真的時代,這個『真』是視覺上的相對值,達芬奇又是一個內心陰暗的人(一些心理學家,人類行為專家分析過的結果),他有理由這么干!
而我是做刀的,刀在中國人的概念里就是單邊開刃的,所以它是不對稱的,它比劍難的地方就是需要考慮軸(橫)線平衡,而不僅僅是劍身和手柄的縱(樹)線平衡,所以在對稱這個問題上我下了很大的功夫,工具沒那麼簡單!對稱和非對稱也有許多有趣的原因!
關於對稱我們最熟悉的例子就是人本身達芬奇選擇人體來解釋對稱,我們就從這里入手,首先是外觀,沒有任何一個人是左右絕對對稱的,甚至用電腦做出完全對稱的人類面部看上去是恐怖的!再就是功能,沒有任何一個人是左右手一樣靈活,左右腿一樣長短力量一樣大!從功能而言每個人都有主動手,眼,腿,從人身上就能舉出很多很多例子,從內而外,大腦左右功能不同,內臟哪怕是對稱分布的也是不一樣大小的,這事非常復雜,原因很多很多!
但是歸結到底的根本原因只有一個,節能!
政府能幹出兩塊牌子一套班子也是在『節』字上下功夫,如果一個機構工作不多由另一個機構兼顧是挺合理的選擇,雖然有時候效果很差甚至反效果,但在理論上生物在夠用的情況下弱化一個,是不錯的選擇,前提是夠用!!!
人也好其他生物也好,都是依託能量而存在的,能量不是生命自身產生的,地球生物的能量來自太陽,通過食物鏈能量得以在各種生命體之間流動,迫於繁殖壓力,廣義上說所有地球生命體都在互相競爭,如果建立一個數學模型,短時間內地球從太陽獲得的能量總量是一個近恆定值,所以如何利用好自己能獲得到的那部分能量就是所有生命體無法規避的永恆問題!那麼在這個問題面前,如果均勻分配就是一種不合理的選擇了,我們可以把大多數左右結構的生命體征都看作一個是另一個的備用件!呵呵,左右手協作當然好,但不是所有事都需要兩只手,如果意外失去一隻手,另一隻手的能力會在生命壓力下能力得到強化!這樣的事現實生活中例子比比皆是,從這個角度上我們可以看到一種叫做能力補償的生命體特徵,反過來說,是不是一隻手可以看作是另一個的備用件?!既然有『備胎』,那麼,呵呵,看看 汽車 吧,不少車的自帶備胎為什麼不是全尺寸的呢?道理是一樣的!
但為什麼很多生物的構造是基本對稱結構呢?
除了備用外就是平衡,平衡和節能,這是大多數生命體內在的矛盾關系,從哲學的角度看,平衡本身也是一種節能,單臂結構存在功能性單一的弊端,也影響生命體的運動,為什麼工業機器人大多數是單臂結構?因為他們很少需要移動!有移動需要的這種需要越迫切越接近絕對平衡,為什麼給 汽車 換胎要一對一對的換?也是這個道理!沒有移動需要的植物就可以長成黃山迎客松的樣子了!
我用植物當例子是因為它們相對單純,動物的對稱和非對稱原因太多了,這已經寫了不少了,客觀估計80%的人已經不想看了!但是別再提世界上沒有兩片一樣的葉子,道理誰都會說,可是為什麼呢?葉子不對稱也有很多原因,其中涉及空氣動力流體動力等,樹葉最好的狀態是更多的面積對著陽光,植物和動物不同,它們中的絕大多數只能從成型效果『考慮』,所以葉子的不對稱極為復雜,生長所在的位置高度朝向等等,它們沒有動物那樣的神經系統,運動結構,但是彷彿真的是有思維能力,就以風對樹葉的影響,它們有一套自己的應對方法,微風拂過,樹葉通過葉柄擺動抵消,基本不太影響光合作用,大風的時候會翻轉葉片避免被吹落,畢竟長出一片葉子是需要消耗能量,風雲交加的時候,他們會對折或者下垂,通過減少迎擊面來保全自己!樹葉的不對稱是一種平衡後的結果,沒有兩片相同的葉片也是平衡後的結果,如果用電腦分析不會比沙堆模型需要的計算量少多少,所以學一點繪畫,不管畫的好不好,學會繪畫的思維方式和觀察方法,這能讓你看世界更加清楚!
一定要懟,我可能會懟回去,畢竟我的本意是分享,所以別用愚蠢的方式把負能量丟給我!
有的呀。
【外形】上【明顯】不對稱的動物一抓沒有一大把,也有一小撮了。 比如比目魚,兩隻眼睛非要長在頭的同一邊,成雙入對。
比如招潮蟹的雄蟹,兩只螯一大一小,大鰲能嚇敵能打架能求偶,襯托的小螯只能賣萌。。。。
再有比如抹香鯨。
抹香鯨的頭骨是左右明顯不對稱的。它們只有左鼻孔能暢通呼吸,所以左邊的鼻骨也明顯發達一些,左鼻孔也要更大,而右側的鼻骨則退化掉了。
以上這些動物,從外表上就能發現明顯的不對稱呀。
不過呢,確實為了運動起來更快更好更平衡,加上生物從受精卵發育起來就要經歷對稱式的細胞分裂,大部分動物的身體外形都是基本對稱的。但這種對稱呢,也做不到一絲不差的完全對稱。比如說人,大部分人的左右臉都不能做到完全對稱,不信可以把自己證件照的左臉或者右臉復制粘貼到另一邊,就會發現和你現在的樣子完全不一樣!
但這種輕微的不對稱,反而看起來更舒服,如果人的左臉和右臉完全對稱,效果有點……差。
至於生物的內臟分布,就更加做不到完全對稱了。
比如說人。。。。。五臟六腑整體看來就不是對稱的。雖然也有像是肺、腎臟這樣左右對稱,一邊一個的器官,但是心臟啊、胃啊、肝啊,其實在人體內的位置都不是對稱的。
大多數生物,包括人,都是左右對稱的,但是地球上的生物,有多種對稱形式,有線對稱的,比如說水母,有面對稱的,比如大多數高級動物,還有點對稱的,比如說病毒。
在地表上生存的生物,它的對稱性來自於空間的均勻性,如果一個生物生得不對稱的話,那麼它很有可能在重力的作用下不能維持平衡。我們所說的對稱,其實只是一種近似對稱,而且指的是外形上的對稱,就拿人體來說,從外形上看來的確是對稱的,但是也不絕對,人的左手右手,左腳右腳,一般都是大小不同的,而如果涉及到人的內臟的話,那就更沒有對稱性可言了,所以我們所說的對稱,只是大體上的對稱。
但是也有一些生物是不對稱的,外形上就不對稱。而這些生物,大多是生活在海洋裡面或者是水裡面的生物,比如說比目魚、海螺、寄居蟹等。
比目魚
比目魚是一種長相奇特的魚類,奇怪之處在於它的兩隻眼睛長在了頭的一邊,身體很扁,而且還是卵圓形的身材,身體的左側呈現淺褐色,腹部的顏色則較淺。其實我們常吃的多寶魚俗名就叫做歐洲比目魚,也是比目魚的一種。
寄居蟹
寄居蟹是一種以螺殼為寄體的螃蟹,它自己不打洞,卻專門寄居在螺類的殼體裡面。寄居蟹除了少數的種類之外,一般是左右軀體不對稱的,尾節也常常不對稱。
海螺
海螺我們就不陌生了,一般帶軟體的動物,身體往往都是不對稱的,它們的外殼也是呈現螺旋狀。
除此之外,還有一些生物,也是不對稱的,比如說海綿,但是也有人認為海綿是輻射對稱生物,另外,貝殼似乎也不是對稱生物。
大家發現沒有,基本上所有的動物都是對稱的,有不對稱的動物嗎?
我們日常見到的大部分動物,甚至包括我們人類自身,從身體左右基本都是對稱的,除非存在有些殘疾!但絕大部分人左右並不完全一致,比如臉型,眼睛左右鼻孔,甚至女生左右乳房等都不對稱,一般的情況就是一大一小,甚至在位置上左右都有高低!當然我們今天並不關心這些細節,而是有一個問題,為什麼我們會左右對稱?另還有那些不對稱的物種?
一、為什麼人類要左右對稱?
其實並不止左右對稱一種,還有輻射對稱,比如珊瑚蟲和海星等,當然還有很多不對稱的物種!從生物的進化史我們可以了解到,從真核生物開始身體對稱分兩種,一種是兩側對稱,另一種是輻射對稱,輻射對稱的動物外形一般為圓餅狀或者水桶狀,身體一般只有兩層,比如腔腸動物水母和棘皮動物海星!但兩側對稱則有三層,從理論上來看,兩側對稱比輻射對稱的動物要高級一些!當然這算是一個重要的理由,那麼還有別的嗎?
從5.5億年前的奧陶紀開始動物已經演化出兩側對稱的體形,出於生存的需要,神經系統和感覺器官會以更高的要求演化,頭部的發展將出現於軀干前進方向,因為這是感知危險的最方便快捷的來源!當然此時距離人類最最早期的哺乳動物的出現還早,但很明顯哺乳動物繼承了這些從5.5年以前就左右對稱的結構以及大腦的進化!
人類的左右對稱結構我們已經找到來源,但大腦其實分左右腦,這主要是出於人類感覺和運動器官的對側分布要求所演化發展的,逐漸趨向於精細化分工也是趨勢!
人類的大腦以及神經系統分工
二、有不對稱的動物嗎?
盡管人類看起來是比較對稱的,但內臟分布以及大腦分工等並對稱,而是具有相當的功能區分!另外很多看起來不對稱的動物,其實都是輻射對稱或者左右對稱的:
1.比如比目魚,只是眼睛長在同一側而已,因為它緊貼海底生活,另一隻眼睛如果不長在同一方就沒用了哈!
2.還有寄居蟹也就是一隻鉗子比較大,但整體上看也是左右對稱!這也是功能需要演化進化的結果!
3.比如水母,輻射對稱,不對稱的動物比如海綿,但有人認為是輻射對稱,貝殼似乎也是不對稱!
地球動物外形確實大多是對稱的,也使得我們日常見到的動物都是對稱的,不過生命復雜多樣,也由於生存競爭有了少數「歪瓜裂棗」,兩隻眼睛能長一邊臉上。
地球動物種類達到150萬左右,還不能排除有些動物生活的環境與人類隔得比較遠難以發現。從生物體構成上來說,大體可以分為脊椎動物和無脊椎動物兩類,脊椎動物就是有貫穿頭尾的脊柱,而脊椎的關節構造使得生物在兩個方向上的活動性大,在另兩個方向上的活動性小些,像人的脊椎前後活動性大些,魚的脊椎左右或者上下活動性大些,這就使得脊椎動物很多都是對稱的結構,這叫雙側對稱,大體就像一張紙中間那條折線,使得生物在對稱線的方向上的運動十分便捷,是生物對環境的適應性使其身體成為這樣。
而生活在人類周圍容易被發現的生物,像小貓小狗雞鴨鵝豬羊牛驢 ,都是脊椎動物 ,因此讓人覺得所有生物都是對稱的。生物對稱便於活動,但是也受生存競爭等環境因素的影響,出現了一些特例,比如成年比目魚在外形上就不大對稱,算是一個典型代表,很多答主都提到了它。脊椎動物雖然外表對稱是普遍存在的但內臟卻多不對稱,一個科研團隊發現在脊椎動物中某種基因起著誘導身體不對稱的作用,通過控制一種肌球蛋白的形成控制器官在同一方向的卷繞或旋轉。
(尋常海綿)
無脊椎動物中也多是對稱的,有輻射對稱也有徑向對稱,前者允許動物向各個方向運動,比如海星等動物;後者也使生物在一個方向上的運動更便利,比如蒼蠅、螃蟹、蝦等動物。而無脊椎動物中的多孔動物門由於比較原始,如尋常海綿很多都是不對稱的。光看外形的話,不對稱的動物確實算不得多。
思來想去,似乎自然界真的所有動物都對稱的,都有一個中軸線,可以把動物一分為二。想了很久,真的找不出不對稱的動物。這個就像是自然界的物理規律一樣,講究的是宇稱守恆,而只有極其個別的領域,才是宇稱不守恆的。
我想動物們對稱的原因主要有一下願意吧:
一、對稱才能夠使得身體保持足夠的平衡性
這點應該很好理解,不對稱的物件平衡性一定不如對稱的。對稱的動物,重心在對稱軸上面,局域身體中線上面,這樣動物兩邊就會更加平穩,不會左輕右沉,「站」都「站」不穩。
二、動物的發育過程決定了動物是對稱的
我們都知道,動物是受精卵發育而來的。初始的受精卵只有一個細胞,然後一分為二、二變四、四變八,如此分裂下去,細胞總是偶數個。這樣,每次分裂,每個同樣種類的細胞地位是一樣的,沒有任何因素出現會導致它們不對稱,所以發育最終的結果就是對稱。
提問者,沒吃過不對稱的,還沒見過啊?
——
家燜多寶魚吃過沒?你扒拉扒拉看看魚腦袋對稱嗎?
——
煎偏口魚吃過沒?吃之前看看魚腦袋魚眼睛咋長的?
——
清蒸鴉片魚,
——
小嘴魚,
——
碟魚頭
——
烤海星
——
生吃海膽
——
嘎巴蝦
——
寄居蟹
——
海螺
——
田螺
——
以上是我吃過的不對稱的。
——
世界是不對稱的,
人生是不對稱的。
信息是不對稱的,
愛情是不對稱的。
對於大家發現沒有,基本上所有動物都是對稱的,有不對稱的動物嗎之話題,我個人觀點認為,絕大部分動物物種的確存在著身體的對稱性現象,但還是有些特殊物種不是對稱性的。為什麼會這樣說呢?
因為,絕大部分動物的體型體態都是對稱性生理表現,主要原因是生存活動過程需要身體重心的平衡,動物生存活動的表現特徵主要有:行、沿、游、走、跳、躍、飛。這些不同生存活動的表現特徵,決定其自然選擇的進化發展方向,不管那種生態表現特徵的建立,都圍繞著活動過程身體重心的平衡,不斷增加身體活動過程的協調性,有效地幫助動物進行取食和各項生存活動。因而,絕大部分動物物種都能進化出對稱性之生態現象。
但還是有些特殊的動物物種是不具對稱性的,如左口魚、螺類、陰陽蝶、潮蟹、海星、珊瑚蟲、寄居蟹和海葵等等,這些動物物種都是不具備對稱性生態現象的,主要原因是這物種都是處於特殊環境中生存,或是偽裝;或是水流因素;或是防禦天敵;或是安全取食。有什麼樣的特殊生存環境,就能塑造出與之特殊生存環境相適應的特殊動物。
Ⅸ 大家發現沒有,基本上所有的動物都是對稱的,有不對稱的動物嗎
生物的對稱性分為雙側對稱和輻射對稱,這種對稱性在自然界非常普遍,其中包括人類在內的大多數動物的身體構造都表現出鏡像對稱,也就是雙側對稱。因此許多科學家認為這並不是進化的巧合,因為構造一個不對稱身體的方法比構造一個對稱身體的方法要多得多。就拿我們人體來說,我們完全可以長成各種奇怪的樣子,你的身體左側右側隨便突出點,或者再長一個什麼東西,就可以輕松的破壞了對稱性。
生物普遍遵循著雙側對稱
根據化石證據表明,雙側對稱早在5億年前就已經在生物身上形成了。因此,我們認為,生物的雙側對稱一定有某種內在的原因。多年來,生物學家們提出了許多關於這個問題的假設。
一項研究表明:大腦更容易識別兩側對稱的身體,使得動作協調。還有就是所有的生物在其生存環境中的運動都受物理定律的支配。我們一般認為最早的生命是從水裡開始進化的,而兩側對稱的身體可以使生物能夠沿直線前進。在進化史上,從A點到B點能夠快速高效移動的動物會比那些移動緩慢或者不能移動的動物更加成功。
另一種流行的假設是,對稱性的進化有助於動物的擇偶。對鳥類和昆蟲的實驗表明,雌性更喜歡與擁有最對稱性裝扮的雄性交配。例如,雌孔雀更喜歡尾巴長而對稱的孔雀,雌性家燕也更喜歡尾巴長而對稱的雄家燕。
對稱性甚至指導著細胞分裂的基本過程。一個生物體誕生時只是一個單細胞,它必須以一種對稱的方式組織自身及其遺傳物質,才能確保每個子細胞在分裂前都有每個基因的副本。當然並非所有動物都是雙側對稱的,例如海星、海蜇和海膽等生物具有輻射對稱性,地球上唯一不對稱的生物就是海綿。
雖然我們現在在生物學上無法准確的說出生物對稱進化的確切原因,但在物理學上我們知道更深層次的答案。這是宇宙的普遍法則。
大家都看到過人類刻畫出來的外星生物,它們也具有對稱性,因為我們認為支配宇宙的物理定律在任何地方都是適用的,因此我也覺得外星生物也會表現出普遍的雙側對稱!那麼到底是什麼導致了宇宙普遍存在對稱性呢?這就要從宇宙的基本法則物理定律說起。
更深層次的原因:物理學中的對稱性
在物理學中,對稱性有著更為精確的含義。物理學的對稱性就是,在某些特定條件發生改變後,物理定律並不會發生變化。其中就包括:
如果我們生活在一個自然規律不對稱的宇宙中,實驗結果可能會根據實驗的地點、時間和方向而改變,所以這些對稱性對於理解科學,尤其是物理學至關重要。
例如,現代天文學家一般會通過觀察數百萬光年外恆星的光譜來確定其組成成分,如果遙遠的地方恆星中的原子遵循的法則不同,那麼我們將無法了解任何有關宇宙的信息。
因此對稱性對於宇宙的運行方式不可或缺,愛因斯坦(Albert Einstein)在設計廣義相對論(General Theory of Relativity)的時候,也將其作為指導原則。
愛因斯坦堅信物理定律對所有的觀察者都應該是一樣的,不管它們的運動方式是怎樣的。通過各種思想實驗,愛因斯坦發現了自然界中另一種基本對稱,稱為協方差。在這種對稱性下,無論物體是加速還是靜止,物理定律的作用都是一樣的。換句話說,引力和加速度產生的效果是一樣的,也就是說,它們是對稱的。
科學家們還發現了自然界中的其他對稱性。
19世紀的數學物理學家詹姆斯·克拉克·麥克斯韋證明了電場和磁場之間的對稱性。通過一系列的方程式,麥克斯韋證明了電和磁實際上是一種更基本的力:電磁力。
許多科學家懷疑可能有更多的自然對稱性有待發現。一些人認為,物理學家們花了幾十年尋找的、迄今為止難以捉摸的「萬物理論」,將包含某種類型的對稱性,這種對稱性將全面解釋和容納所有已知的物理定律。
總結
控制我們宇宙的基本法則存在著眾多的對稱性,而我們的生命也正是在這種法則下誕生的,因此生物的對稱性正是體現了宇宙的基本規律,並非偶然或者巧合。
如果在宇宙中的其他地方發現生命,它們也會跟我們一樣最尋著普遍的雙側對稱性。除非哪裡的物理定律和我們的不一樣。
的確是這樣,地球上多數動物的體型都是對稱的。自然界中對稱動物也分為兩種,一種是兩側對稱動物,一種是輻射對稱動物。
兩側對稱動物比較好理解,就是身體的中線為對稱軸,身體的兩側都是一樣的。我們常見的動物大多數是這樣的。例如:鯉魚、小龍蝦、青蛙、蜥蜴、蝴蝶甚至人類都是這樣的兩側對稱動物。另一種輻射對稱動物在動物界中也有不少,它們的身體是以一個中心點呈輻射狀對稱。例如:水母、珊瑚蟲、海星等這些動物等。
圖示:蝴蝶呈現出完美的對稱性
動物為什麼會出現對稱性的體型呢?從動物的進化史來看,最早先是出現了輻射對稱動物。例如珊瑚蟲,它們的生活方式是固定的,輻射性對稱可以讓他們感知到來自四面八方的信息,這樣對它們的生存是非常有利的。後來動物產生了肌肉,生活方式開始有固定方式變為運動方式,這樣兩側對稱的體型更有利於動物的運動,它們可以更快的獵取食物和更快的逃避敵人。因此,現在的兩側對稱的動物占據了動物的大多數種類。
圖示:身體呈輻射對稱的水母
那有沒有不對稱的動物嗎?也是有的。簡單的舉幾個例子吧!
蝸牛,海螺這類的軟體動物就是不對稱的動物。我們看看它們的殼就知道這些動物是不對稱的了。
圖示:身體不對稱的海螺
再就是比目魚,這是脊椎動物裡面典型的不對稱的動物了。比目魚的眼睛長在了身體的同一側,並且游泳的時候也是用身體的一側來游。比目魚小的時候其實身體也是左右兩側對稱的。比目魚長成了這個樣子完全是因為它們生活在海底的習性造成的。
圖示:眼睛長到一邊的比目魚
另外在海邊上還有一種叫做招潮蟹的動物,它們的雄性蟹的兩只蟹螯一隻非常的大,是另一隻的20倍以上。這看上明顯的不對稱。但是我們如果仔細觀測的話,它其實還是屬於兩側對稱動物的。因為它們身體兩側的蟹腿的數量還是相同的。
圖示:長著一隻大蟹螯的招潮蟹
所以,身體對稱的動物還是占絕大多數的。但是我們說的身體對稱只是某些方面,並不是嚴格的對稱。像人類外形上看著對稱,但是身體內部的器官可不是對稱的。對此大家是怎麼看的呢?
大家發現沒有,基本上所有的動物都是對稱的,有不對稱的動物嗎?
我們日常見到的大部分動物,甚至包括我們人類自身,從身體左右基本都是對稱的,除非存在有些殘疾!但絕大部分人左右並不完全一致,比如臉型,眼睛左右鼻孔,甚至女生左右乳房等都不對稱,一般的情況就是一大一小,甚至在位置上左右都有高低!當然我們今天並不關心這些細節,而是有一個問題,為什麼我們會左右對稱?另還有那些不對稱的物種?
一、為什麼人類要左右對稱?
其實並不止左右對稱一種,還有輻射對稱,比如珊瑚蟲和海星等,當然還有很多不對稱的物種!從生物的進化史我們可以了解到,從真核生物開始身體對稱分兩種,一種是兩側對稱,另一種是輻射對稱,輻射對稱的動物外形一般為圓餅狀或者水桶狀,身體一般只有兩層,比如腔腸動物水母和棘皮動物海星!但兩側對稱則有三層,從理論上來看,兩側對稱比輻射對稱的動物要高級一些!當然這算是一個重要的理由,那麼還有別的嗎?
從5.5億年前的奧陶紀開始動物已經演化出兩側對稱的體形,出於生存的需要,神經系統和感覺器官會以更高的要求演化,頭部的發展將出現於軀干前進方向,因為這是感知危險的最方便快捷的來源!當然此時距離人類最最早期的哺乳動物的出現還早,但很明顯哺乳動物繼承了這些從5.5年以前就左右對稱的結構以及大腦的進化!
人類的左右對稱結構我們已經找到來源,但大腦其實分左右腦,這主要是出於人類感覺和運動器官的對側分布要求所演化發展的,逐漸趨向於精細化分工也是趨勢!
人類的大腦以及神經系統分工
二、有不對稱的動物嗎?
盡管人類看起來是比較對稱的,但內臟分布以及大腦分工等並對稱,而是具有相當的功能區分!另外很多看起來不對稱的動物,其實都是輻射對稱或者左右對稱的:
1.比如比目魚,只是眼睛長在同一側而已,因為它緊貼海底生活,另一隻眼睛如果不長在同一方就沒用了哈!
2.還有寄居蟹也就是一隻鉗子比較大,但整體上看也是左右對稱!這也是功能需要演化進化的結果!
3.比如水母,輻射對稱,不對稱的動物比如海綿,但有人認為是輻射對稱,貝殼似乎也是不對稱!
似乎有,但總歸是可以歸類的,僅從外觀來看確實容易迷惑人,不是看左右長得不一樣就不對稱,要看整體身體結構或者神經系統分布等!歡迎各位留言討論!
Ⅹ 生物都是對稱的,這究竟是為什麼
在我們的日常生活當中,我們發現很多事物都有對稱性,比如說人的左手和右手,又比如說樹葉,所以我們會經常在想,生物都是對稱的,這究竟是為什麼?經過科學家們的研究發現,很多生物都存在有對稱性,是由很多生物體內的基因所決定的,所以我們在思考的時候,也要看一下我們的猜想有沒有科學性。
就比如說人類所建造的物體等,也並不一定存在有對稱性,由於人們所受的觀念不一樣,所建造的物體也就不一樣,比如說設計師,在設計物體時,講究的是對稱性,但非設計師看來,只要大體上過得去就可以了,所以說,生物之間存在有對稱性,除了是受基因的影響外,還有受到外界環境的影響。