Ⅰ 科学上的对称性原理在物理学、化学、生物学等方面有哪些具体的体现能预测哪些东西
对称性原理即诺特定理.
诺特定理把对称性跟守恒量联系起来了,非常有用.是指对于力学体系的每一个连续的对称变换,都有一个守恒量与之对应.对称变换是力学体系在某种变换下不变.
常见的例子有动量、能量、角动量守恒跟相应的时空均匀性的关系:
空间均匀性与动量守恒:空间是均匀的,也就是地球上的物理定律跟月球上的物理定律是一样的,物理定律在空间平移(不如从地球移到月亮上)变换下是不变的,由诺特定理可以得到存在这么一个守恒量,即动量.
空间各项同性与角动量守恒:空间是各项同性的,也就是空间没有一个特殊的方向,我们任意取坐标轴的方向,虽然物理量的数值在各个坐标系当中可能是不一样的,但物理定律所对于的方程是不变的,比如牛顿运动定律F=ma(矢量形式)在空间旋转变换下是不变的,我们把坐标轴旋转,虽然矢量的各个分量变了,但总的方程F=ma(矢量形式)是不变的,这样,在牛顿力学当中,就存在着一个跟空间各向同性相对应的守恒量--角动量.
时间均匀性跟能量守恒:同样,由时间均匀性,也就是过去、现在、未来物理定律是一样的,由诺特定理可以得出存在这么一个守恒量--能量.
一般诺特定理的证明都是在拉格朗日形式下来证明的,也就是假定我们所发现的力学体系的拉格朗日描述是正确的.
Ⅱ 大多数植物都不是轴对称的,大多数动物却都是轴对称的,这跟进化有关系吗
生物的对称性分为双侧对称和辐射对称,这种对称性在自然界非常普遍,其中包括人类在内的大多数动物的身体构造都表现出镜像对称,也就是双侧对称。
那有没有不对称的动物吗?也是有的。简单的举几个例子吧!
蜗牛,海螺这类的软体动物就是不对称的动物。我们看看它们的壳就知道这些动物是不对称的了。
再就是比目鱼,这是脊椎动物里面典型的不对称的动物了。比目鱼的眼睛长在了身体的同一侧,并且游泳的时候也是用身体的一侧来游。比目鱼小的时候其实身体也是左右两侧对称的。比目鱼长成了这个样子完全是因为它们生活在海底的习性造成的。
Ⅲ 为啥会说生物体基本上都是对称的,有没有不对称的
之所以大多数人的生物都是对称的身体结构,也是因为这样的身体结构更美观,更有利于身体平衡,所以出于生物身体运动的需要,这样的对称结构有利于更好的帮助生物适应周围的环境,所以对我们来说不对性的生活,大多数时候如果没有特殊的方式的话,那么这个时候也会被环境,所淘汰,所以更应该从以下几个方面来思考问题。
3,对称的生物体,其实才是更好的适应地域的环境,那些不对称的生物体也确实存在,经过不断的漫长进化,形成特有的生活方式。其中我们发现一些微生物确实身体结构并不是对称分布的,对于我们来说这样的身体结构其实也是大自然的选择,从某种意义上来讲,这种心理结构也能够维持身体平衡,从某种意义上也是长期漫长的进化,形成了一种特有的身体结构。
其实对我们来说,生物之所以大多数时候都是对自己的身体,也是因为这样的身体更容易维持身体平衡,而且更加美观,也能够帮助生物更好的生存。
Ⅳ 为什么生物体基本上都是对称的有没有不对称的生物
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。
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。
Ⅳ 为什么地球上的生物都是对称的,前后、左右对称
首先更正一下,生物的对称现象主要体现在动物上,植物基本没有这回事,而且只讲左右对称,前后一般是不对称的。
四楼的回答已经答到点上了,我补充一下。
“从动物演化上看,这种体型主要是由于动物从水中漂浮生活进入到水底爬行生活的结果。……这种体型对动物的进化具有重要意义。因为凡是两侧对称的动物,其体可以明显地分出前后,左右,背腹。体背面发展了保护的功能,腹面发展了运动的功能,向前的一端总是首先接触新的外界条件,促进了神经系统和感觉器官越来越向体前端集中,逐渐出现了头部,使得动物由不定向运动变为定向运动,使动物的感应更为准确、迅速而有效,使其适应的范围更广泛。两侧对称不仅适于游泳,又适于爬行。从水中爬行才有可能进化到陆地上爬行。因此两侧对称是动物从水生发展到陆生的重要条件。”
摘自《普通动物学》第三版,刘凌云、郑光美主编。
Ⅵ 什么是对称性物体
在几何学中,如果一个物体经过一个变换(transformation),例如反射或者旋转,仍能和以前看起来一样,我们就称这个物体具有对称性(symmetry)。对称性是所有图案背后都会表现出的基本数学原理,它对于艺术(用于建筑、陶器、绗缝(布艺)、地毯制造)、数学(涉及几何、群论和线性代数)、生物学(有机体的形状)、化学(分子形状和晶体结构)和物理学(对称守恒量)都是非常重要的。“symmetry”一词是一个十六世纪的拉丁词语,由希腊语“syn-”(一起)和“metron”(度量)派生而来的。
对称的类型
反射类(Reflective)
一般来讲,对称通常指的是镜面对称(mirror
symmetry)或称为反射对称(reflective
symmetry),即一个物体可以被一条直线(二维时)或一个平面(三维时)分成彼此镜像的两半,例如等腰三角形和人脸就分别是一个二维和三维对称图形的例子。数学上来讲,一个物体表现出镜面对称性是指“在反射下保持不变”,也就是在某种特定方式下反射物体并不会改变它的外观。
Figure 1 等腰三角形和蝴蝶是具有反射对称性的例子。二维物体有一条对称线,三维物体有一个对称面,它们在反射下都是不变的。
在生物学中,反射对称性通常被称为双侧对称性(bilateral symmetry),这些例子很容易在哺乳动物、爬行动物、鸟类和鱼类中找到。
旋转类(Rotational)
生物学中另一种常见的对称形式是径向对称(radial
symmetry),在花类和许多海洋生物中我们都可以发现它,例如海葵、海星和水母。在数学上,这样的物体因为“在旋转下保持不变”而被描述为能够表现出旋转对称性(rotational
symmetry),它们可以通过一个点(二维时)或一个轴(三维时)旋转某些量而保持不变。
Figure 2 阴阳符号和风车是具有旋转对称性的例子。二维物体有一个对称中心,三维物体有一个对称轴,它们在旋转下是不变的。
平移类(Translational)
想象一下,如果我们把所有方向都延伸到无穷远,一个二维或三维图形“在平移下保持不变”,我们就称它具有平移对称性(translational symmetry)。所有的棋盘花纹、大多数攀爬架以及地毯和壁纸的图案都具有平移对称性。
Figure 3 壁纸的图案和攀爬架是具有平移对称性的例子,如果把所有方向都延伸到无穷远,那它们在平移下是不变的。
其他形式的对称
尽管一些例子说明物体可以具有不止一种对称性(例如六角星具有六条反射对称线和一个六重旋转不变点),但是有一些物体和图案只在两种变换同时进行的条件下保持不变。
瑕旋转(Improper Rotation) = 反射+旋转
一个带有定向边缘的五角反棱柱(pentagonal antiprism)在瑕旋转下保持不变(在下面的例子中,水平旋转36°,再沿着中心水平面面反射)。
滑移反射(Glide Reflection) = 平移+反射
如果我们延伸任意方向至无穷远,则下图中的脚印图案是滑移反射不变的(平移加反射)。
螺旋旋转(Screw Rotation) = 平移+旋转
同样的,如果我们延伸任意方向至无穷远,则下图中的一个由四面体构成的螺旋结构是螺旋旋转不变的。(平移加一个131.8°的旋转)
Ⅶ 自然界中的生物都是对称生长科学家怎么说的
在建筑设计当中有这样一个词语叫做对称美学,这是一种来自于人类比较传统的审美,也是很多设计当中比较常见的一种艺术形式。对称的设计,通常给人以视觉上的冲击感,看起来更加的惊艳,其实这种现象在自然界当中也比较的普遍,大多数的生物都是对称生长的,其中包括人类在内,也拥有同样的身体构造,在生物学上被称为双侧对称。
5
在海洋当中很多以中心点出发向外辐射对称的生物,大多都是来自海洋当中,他们这样的身体结构也是为了自己更好的生存下去。辐射性的对称,可以让他们在活动的过程当中感知到危险的来临。接收到来自各个方位的不同信息。当然在自然界当中也有一些身体不对称的生物。这些生物的形成大多数是受到生活习性影响所形成的。你还知道自然界当中哪些身体对称的生物呢?
Ⅷ 大家发现没有,基本上所有的动物都是对称的,有不对称的动物吗
双侧对称在动物界非常普遍,以至于许多科学家认为这不是巧合,动物的双侧对称性首次出现在约5.5亿年前的化石记录中,由一种叫做acoel的扁虫 第一个进化出这种特征的。 双侧对称的进化是一个重要的进步,为定向运动的发展、感觉器官的改进,以及最终为高度复杂的哺乳动物大脑的发育开辟了道路。
科学家们提出了很多关于双侧对称优势的假设,比如这种对称性可以使动物在有目的和有意的方向上有效地运动,走向食物来源或有利环境,远离危险,双边合作可促进改善的感觉器官,如眼睛和耳朵,这有助于对称身体能够进行的注意力集中的运动。
另一个流行的假设是对称性的进化有助于 择 偶,对鸟类和昆虫的实验表明,雌性更喜欢与拥有最对称性装饰的雄性交配。例如,雌孔雀更喜欢尾巴长而对称的雄孔雀,而家燕则更喜欢尾巴长而对称的雄性家燕。
两侧对称的生物的左右两侧表面上是对称的,但对称并不完美,首先内部器官的 形状或位置 并不都是对称的,另外即使面部也并不是完全对称。
不对称的动物
海绵是完全不对称的;另一个例子是招潮蟹,雄性的一其中一个螯比另一个螯大十倍以上。
另一个例子是独角鲸,雄性左边一个牙突出达3米,像角一样,而右边的牙很小。
比目鱼,一开始是对称的,但成年后,眼睛移到脸的一边,这样它们就能平躺在沙子里,防止捕食者从顶部攻击。
交喙鸟,上下两喙交叉在一起。
答:有一些动物,确实有着明显不对称的身体,比如:比目鱼、招潮蟹、寄居蟹、阴阳蝶、抹香鲸、海螺等等。
地球上的绝大部分动物,在忽略细节的情况下,身体外观都近似对称,比如人、大熊猫、绝大部分鱼类都是平面对称的;这是因为动物在行走和移动时,对称的身体更容易实现左右平衡,从而达到省力的效果。
对于海洋中的动物,左右对称的身体,在快速游动时,左右两边身体所受阻力相同,身体的平衡更容易控制;但是大千世界无奇不有,也存在一些生物进化中的例外。
比目鱼
比目鱼的两只眼睛长在一边,又不同于匍匐游动的鳐鱼,比目鱼长着眼睛的一侧极不对称,这种奇异的身体结构,也造就了比目鱼有趣的生活习性。
比目鱼游泳时长着眼睛的一侧朝上,捕猎时卧在有沙子的海底,只把眼睛露出来;其实比目鱼在刚孵化时,眼睛是长在两侧的,当长到大约3厘米时,一只眼睛开始向另外一侧移动,最终两只眼睛长到了一侧。
招潮蟹
招潮蟹明显的特征,就是长着大小螯[áo],还有着高高的眼睛,大螯可以作为防御和攻击的武器;但是大小螯只有雄蟹才有,雌蟹的两只小螯是左右对称的。
如果雄蟹失去了它的大螯,就会在原处长出一个小螯,而原来的小螯,会继续长大成为大螯,
阴阳蝶
阴阳蝶一侧翅膀有突出的尾柄,另外一侧却没有,这种蝴蝶一半身体拥有雌性特征,一半身体拥有雄性特征,属于雌雄同体动物。
寄居蟹
寄居蟹长寄居于死亡动物的壳内,相对于一般的螃蟹,寄居蟹体型偏长,身体不对称,一边脚要大些。
抹香鲸
抹香鲸头部占了身体的三分之一,头部更像一块长方体,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。
海螺
带壳的软体动物,比如海螺、蜗牛、牡蛎等等,身体都是不对称的,它们的外壳呈现螺旋状。
错了,这是达芬奇跟大家开的一个玩笑,有一副素描被看作不亚于蒙娜丽莎的传世之作,34*25㎝的尺寸,比A4大不了多少,《维特鲁威人》,一个圆框住了人的身体,以此来解释他所认为的人体对称结构!他解剖过很多动物,包括人类的尸体,绘制了一些素描笔记,比今天的医学院学神都不差,这家伙被一些研究者称作人类 历史 上智商最高的一个,但是天才也局限于 科技 手段!他的时代观察不到那么细小的不同,事实上所有的动物,甚至可以拓展到生物都是非对称结构的!我一直怀疑达芬奇是清楚这种差异的,但是在那个(有限像素)时代,在绘画上看作是对称结构是可以的,几公分的实际差距在图画上没那么重要,但把手脚画的长出一截就不‘美’了,那是一个求真的时代,这个‘真’是视觉上的相对值,达芬奇又是一个内心阴暗的人(一些心理学家,人类行为专家分析过的结果),他有理由这么干!
而我是做刀的,刀在中国人的概念里就是单边开刃的,所以它是不对称的,它比剑难的地方就是需要考虑轴(横)线平衡,而不仅仅是剑身和手柄的纵(树)线平衡,所以在对称这个问题上我下了很大的功夫,工具没那么简单!对称和非对称也有许多有趣的原因!
关于对称我们最熟悉的例子就是人本身达芬奇选择人体来解释对称,我们就从这里入手,首先是外观,没有任何一个人是左右绝对对称的,甚至用电脑做出完全对称的人类面部看上去是恐怖的!再就是功能,没有任何一个人是左右手一样灵活,左右腿一样长短力量一样大!从功能而言每个人都有主动手,眼,腿,从人身上就能举出很多很多例子,从内而外,大脑左右功能不同,内脏哪怕是对称分布的也是不一样大小的,这事非常复杂,原因很多很多!
但是归结到底的根本原因只有一个,节能!
政府能干出两块牌子一套班子也是在‘节’字上下功夫,如果一个机构工作不多由另一个机构兼顾是挺合理的选择,虽然有时候效果很差甚至反效果,但在理论上生物在够用的情况下弱化一个,是不错的选择,前提是够用!!!
人也好其他生物也好,都是依托能量而存在的,能量不是生命自身产生的,地球生物的能量来自太阳,通过食物链能量得以在各种生命体之间流动,迫于繁殖压力,广义上说所有地球生命体都在互相竞争,如果建立一个数学模型,短时间内地球从太阳获得的能量总量是一个近恒定值,所以如何利用好自己能获得到的那部分能量就是所有生命体无法规避的永恒问题!那么在这个问题面前,如果均匀分配就是一种不合理的选择了,我们可以把大多数左右结构的生命体征都看作一个是另一个的备用件!呵呵,左右手协作当然好,但不是所有事都需要两只手,如果意外失去一只手,另一只手的能力会在生命压力下能力得到强化!这样的事现实生活中例子比比皆是,从这个角度上我们可以看到一种叫做能力补偿的生命体特征,反过来说,是不是一只手可以看作是另一个的备用件?!既然有‘备胎’,那么,呵呵,看看 汽车 吧,不少车的自带备胎为什么不是全尺寸的呢?道理是一样的!
但为什么很多生物的构造是基本对称结构呢?
除了备用外就是平衡,平衡和节能,这是大多数生命体内在的矛盾关系,从哲学的角度看,平衡本身也是一种节能,单臂结构存在功能性单一的弊端,也影响生命体的运动,为什么工业机器人大多数是单臂结构?因为他们很少需要移动!有移动需要的这种需要越迫切越接近绝对平衡,为什么给 汽车 换胎要一对一对的换?也是这个道理!没有移动需要的植物就可以长成黄山迎客松的样子了!
我用植物当例子是因为它们相对单纯,动物的对称和非对称原因太多了,这已经写了不少了,客观估计80%的人已经不想看了!但是别再提世界上没有两片一样的叶子,道理谁都会说,可是为什么呢?叶子不对称也有很多原因,其中涉及空气动力流体动力等,树叶最好的状态是更多的面积对着阳光,植物和动物不同,它们中的绝大多数只能从成型效果‘考虑’,所以叶子的不对称极为复杂,生长所在的位置高度朝向等等,它们没有动物那样的神经系统,运动结构,但是仿佛真的是有思维能力,就以风对树叶的影响,它们有一套自己的应对方法,微风拂过,树叶通过叶柄摆动抵消,基本不太影响光合作用,大风的时候会翻转叶片避免被吹落,毕竟长出一片叶子是需要消耗能量,风云交加的时候,他们会对折或者下垂,通过减少迎击面来保全自己!树叶的不对称是一种平衡后的结果,没有两片相同的叶片也是平衡后的结果,如果用电脑分析不会比沙堆模型需要的计算量少多少,所以学一点绘画,不管画的好不好,学会绘画的思维方式和观察方法,这能让你看世界更加清楚!
一定要怼,我可能会怼回去,毕竟我的本意是分享,所以别用愚蠢的方式把负能量丢给我!
有的呀。
【外形】上【明显】不对称的动物一抓没有一大把,也有一小撮了。 比如比目鱼,两只眼睛非要长在头的同一边,成双入对。
比如招潮蟹的雄蟹,两只螯一大一小,大鳌能吓敌能打架能求偶,衬托的小螯只能卖萌。。。。
再有比如抹香鲸。
抹香鲸的头骨是左右明显不对称的。它们只有左鼻孔能畅通呼吸,所以左边的鼻骨也明显发达一些,左鼻孔也要更大,而右侧的鼻骨则退化掉了。
以上这些动物,从外表上就能发现明显的不对称呀。
不过呢,确实为了运动起来更快更好更平衡,加上生物从受精卵发育起来就要经历对称式的细胞分裂,大部分动物的身体外形都是基本对称的。但这种对称呢,也做不到一丝不差的完全对称。比如说人,大部分人的左右脸都不能做到完全对称,不信可以把自己证件照的左脸或者右脸复制粘贴到另一边,就会发现和你现在的样子完全不一样!
但这种轻微的不对称,反而看起来更舒服,如果人的左脸和右脸完全对称,效果有点……差。
至于生物的内脏分布,就更加做不到完全对称了。
比如说人。。。。。五脏六腑整体看来就不是对称的。虽然也有像是肺、肾脏这样左右对称,一边一个的器官,但是心脏啊、胃啊、肝啊,其实在人体内的位置都不是对称的。
大多数生物,包括人,都是左右对称的,但是地球上的生物,有多种对称形式,有线对称的,比如说水母,有面对称的,比如大多数高级动物,还有点对称的,比如说病毒。
在地表上生存的生物,它的对称性来自于空间的均匀性,如果一个生物生得不对称的话,那么它很有可能在重力的作用下不能维持平衡。我们所说的对称,其实只是一种近似对称,而且指的是外形上的对称,就拿人体来说,从外形上看来的确是对称的,但是也不绝对,人的左手右手,左脚右脚,一般都是大小不同的,而如果涉及到人的内脏的话,那就更没有对称性可言了,所以我们所说的对称,只是大体上的对称。
但是也有一些生物是不对称的,外形上就不对称。而这些生物,大多是生活在海洋里面或者是水里面的生物,比如说比目鱼、海螺、寄居蟹等。
比目鱼
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。其实我们常吃的多宝鱼俗名就叫做欧洲比目鱼,也是比目鱼的一种。
寄居蟹
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
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。
大家发现没有,基本上所有的动物都是对称的,有不对称的动物吗?
我们日常见到的大部分动物,甚至包括我们人类自身,从身体左右基本都是对称的,除非存在有些残疾!但绝大部分人左右并不完全一致,比如脸型,眼睛左右鼻孔,甚至女生左右乳房等都不对称,一般的情况就是一大一小,甚至在位置上左右都有高低!当然我们今天并不关心这些细节,而是有一个问题,为什么我们会左右对称?另还有那些不对称的物种?
一、为什么人类要左右对称?
其实并不止左右对称一种,还有辐射对称,比如珊瑚虫和海星等,当然还有很多不对称的物种!从生物的进化史我们可以了解到,从真核生物开始身体对称分两种,一种是两侧对称,另一种是辐射对称,辐射对称的动物外形一般为圆饼状或者水桶状,身体一般只有两层,比如腔肠动物水母和棘皮动物海星!但两侧对称则有三层,从理论上来看,两侧对称比辐射对称的动物要高级一些!当然这算是一个重要的理由,那么还有别的吗?
从5.5亿年前的奥陶纪开始动物已经演化出两侧对称的体形,出于生存的需要,神经系统和感觉器官会以更高的要求演化,头部的发展将出现于躯干前进方向,因为这是感知危险的最方便快捷的来源!当然此时距离人类最最早期的哺乳动物的出现还早,但很明显哺乳动物继承了这些从5.5年以前就左右对称的结构以及大脑的进化!
人类的左右对称结构我们已经找到来源,但大脑其实分左右脑,这主要是出于人类感觉和运动器官的对侧分布要求所演化发展的,逐渐趋向于精细化分工也是趋势!
人类的大脑以及神经系统分工
二、有不对称的动物吗?
尽管人类看起来是比较对称的,但内脏分布以及大脑分工等并对称,而是具有相当的功能区分!另外很多看起来不对称的动物,其实都是辐射对称或者左右对称的:
1.比如比目鱼,只是眼睛长在同一侧而已,因为它紧贴海底生活,另一只眼睛如果不长在同一方就没用了哈!
2.还有寄居蟹也就是一只钳子比较大,但整体上看也是左右对称!这也是功能需要演化进化的结果!
3.比如水母,辐射对称,不对称的动物比如海绵,但有人认为是辐射对称,贝壳似乎也是不对称!
地球动物外形确实大多是对称的,也使得我们日常见到的动物都是对称的,不过生命复杂多样,也由于生存竞争有了少数“歪瓜裂枣”,两只眼睛能长一边脸上。
地球动物种类达到150万左右,还不能排除有些动物生活的环境与人类隔得比较远难以发现。从生物体构成上来说,大体可以分为脊椎动物和无脊椎动物两类,脊椎动物就是有贯穿头尾的脊柱,而脊椎的关节构造使得生物在两个方向上的活动性大,在另两个方向上的活动性小些,像人的脊椎前后活动性大些,鱼的脊椎左右或者上下活动性大些,这就使得脊椎动物很多都是对称的结构,这叫双侧对称,大体就像一张纸中间那条折线,使得生物在对称线的方向上的运动十分便捷,是生物对环境的适应性使其身体成为这样。
而生活在人类周围容易被发现的生物,像小猫小狗鸡鸭鹅猪羊牛驴 ,都是脊椎动物 ,因此让人觉得所有生物都是对称的。生物对称便于活动,但是也受生存竞争等环境因素的影响,出现了一些特例,比如成年比目鱼在外形上就不大对称,算是一个典型代表,很多答主都提到了它。脊椎动物虽然外表对称是普遍存在的但内脏却多不对称,一个科研团队发现在脊椎动物中某种基因起着诱导身体不对称的作用,通过控制一种肌球蛋白的形成控制器官在同一方向的卷绕或旋转。
(寻常海绵)
无脊椎动物中也多是对称的,有辐射对称也有径向对称,前者允许动物向各个方向运动,比如海星等动物;后者也使生物在一个方向上的运动更便利,比如苍蝇、螃蟹、虾等动物。而无脊椎动物中的多孔动物门由于比较原始,如寻常海绵很多都是不对称的。光看外形的话,不对称的动物确实算不得多。
思来想去,似乎自然界真的所有动物都对称的,都有一个中轴线,可以把动物一分为二。想了很久,真的找不出不对称的动物。这个就像是自然界的物理规律一样,讲究的是宇称守恒,而只有极其个别的领域,才是宇称不守恒的。
我想动物们对称的原因主要有一下愿意吧:
一、对称才能够使得身体保持足够的平衡性
这点应该很好理解,不对称的物件平衡性一定不如对称的。对称的动物,重心在对称轴上面,局域身体中线上面,这样动物两边就会更加平稳,不会左轻右沉,“站”都“站”不稳。
二、动物的发育过程决定了动物是对称的
我们都知道,动物是受精卵发育而来的。初始的受精卵只有一个细胞,然后一分为二、二变四、四变八,如此分裂下去,细胞总是偶数个。这样,每次分裂,每个同样种类的细胞地位是一样的,没有任何因素出现会导致它们不对称,所以发育最终的结果就是对称。
提问者,没吃过不对称的,还没见过啊?
——
家焖多宝鱼吃过没?你扒拉扒拉看看鱼脑袋对称吗?
——
煎偏口鱼吃过没?吃之前看看鱼脑袋鱼眼睛咋长的?
——
清蒸鸦片鱼,
——
小嘴鱼,
——
碟鱼头
——
烤海星
——
生吃海胆
——
嘎巴虾
——
寄居蟹
——
海螺
——
田螺
——
以上是我吃过的不对称的。
——
世界是不对称的,
人生是不对称的。
信息是不对称的,
爱情是不对称的。
对于大家发现没有,基本上所有动物都是对称的,有不对称的动物吗之话题,我个人观点认为,绝大部分动物物种的确存在着身体的对称性现象,但还是有些特殊物种不是对称性的。为什么会这样说呢?
因为,绝大部分动物的体型体态都是对称性生理表现,主要原因是生存活动过程需要身体重心的平衡,动物生存活动的表现特征主要有:行、沿、游、走、跳、跃、飞。这些不同生存活动的表现特征,决定其自然选择的进化发展方向,不管那种生态表现特征的建立,都围绕着活动过程身体重心的平衡,不断增加身体活动过程的协调性,有效地帮助动物进行取食和各项生存活动。因而,绝大部分动物物种都能进化出对称性之生态现象。
但还是有些特殊的动物物种是不具对称性的,如左口鱼、螺类、阴阳蝶、潮蟹、海星、珊瑚虫、寄居蟹和海葵等等,这些动物物种都是不具备对称性生态现象的,主要原因是这物种都是处于特殊环境中生存,或是伪装;或是水流因素;或是防御天敌;或是安全取食。有什么样的特殊生存环境,就能塑造出与之特殊生存环境相适应的特殊动物。
Ⅸ 大家发现没有,基本上所有的动物都是对称的,有不对称的动物吗
生物的对称性分为双侧对称和辐射对称,这种对称性在自然界非常普遍,其中包括人类在内的大多数动物的身体构造都表现出镜像对称,也就是双侧对称。因此许多科学家认为这并不是进化的巧合,因为构造一个不对称身体的方法比构造一个对称身体的方法要多得多。就拿我们人体来说,我们完全可以长成各种奇怪的样子,你的身体左侧右侧随便突出点,或者再长一个什么东西,就可以轻松的破坏了对称性。
生物普遍遵循着双侧对称
根据化石证据表明,双侧对称早在5亿年前就已经在生物身上形成了。因此,我们认为,生物的双侧对称一定有某种内在的原因。多年来,生物学家们提出了许多关于这个问题的假设。
一项研究表明:大脑更容易识别两侧对称的身体,使得动作协调。还有就是所有的生物在其生存环境中的运动都受物理定律的支配。我们一般认为最早的生命是从水里开始进化的,而两侧对称的身体可以使生物能够沿直线前进。在进化史上,从A点到B点能够快速高效移动的动物会比那些移动缓慢或者不能移动的动物更加成功。
另一种流行的假设是,对称性的进化有助于动物的择偶。对鸟类和昆虫的实验表明,雌性更喜欢与拥有最对称性装扮的雄性交配。例如,雌孔雀更喜欢尾巴长而对称的孔雀,雌性家燕也更喜欢尾巴长而对称的雄家燕。
对称性甚至指导着细胞分裂的基本过程。一个生物体诞生时只是一个单细胞,它必须以一种对称的方式组织自身及其遗传物质,才能确保每个子细胞在分裂前都有每个基因的副本。当然并非所有动物都是双侧对称的,例如海星、海蜇和海胆等生物具有辐射对称性,地球上唯一不对称的生物就是海绵。
虽然我们现在在生物学上无法准确的说出生物对称进化的确切原因,但在物理学上我们知道更深层次的答案。这是宇宙的普遍法则。
大家都看到过人类刻画出来的外星生物,它们也具有对称性,因为我们认为支配宇宙的物理定律在任何地方都是适用的,因此我也觉得外星生物也会表现出普遍的双侧对称!那么到底是什么导致了宇宙普遍存在对称性呢?这就要从宇宙的基本法则物理定律说起。
更深层次的原因:物理学中的对称性
在物理学中,对称性有着更为精确的含义。物理学的对称性就是,在某些特定条件发生改变后,物理定律并不会发生变化。其中就包括:
如果我们生活在一个自然规律不对称的宇宙中,实验结果可能会根据实验的地点、时间和方向而改变,所以这些对称性对于理解科学,尤其是物理学至关重要。
例如,现代天文学家一般会通过观察数百万光年外恒星的光谱来确定其组成成分,如果遥远的地方恒星中的原子遵循的法则不同,那么我们将无法了解任何有关宇宙的信息。
因此对称性对于宇宙的运行方式不可或缺,爱因斯坦(Albert Einstein)在设计广义相对论(General Theory of Relativity)的时候,也将其作为指导原则。
爱因斯坦坚信物理定律对所有的观察者都应该是一样的,不管它们的运动方式是怎样的。通过各种思想实验,爱因斯坦发现了自然界中另一种基本对称,称为协方差。在这种对称性下,无论物体是加速还是静止,物理定律的作用都是一样的。换句话说,引力和加速度产生的效果是一样的,也就是说,它们是对称的。
科学家们还发现了自然界中的其他对称性。
19世纪的数学物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦证明了电场和磁场之间的对称性。通过一系列的方程式,麦克斯韦证明了电和磁实际上是一种更基本的力:电磁力。
许多科学家怀疑可能有更多的自然对称性有待发现。一些人认为,物理学家们花了几十年寻找的、迄今为止难以捉摸的“万物理论”,将包含某种类型的对称性,这种对称性将全面解释和容纳所有已知的物理定律。
总结
控制我们宇宙的基本法则存在着众多的对称性,而我们的生命也正是在这种法则下诞生的,因此生物的对称性正是体现了宇宙的基本规律,并非偶然或者巧合。
如果在宇宙中的其他地方发现生命,它们也会跟我们一样最寻着普遍的双侧对称性。除非哪里的物理定律和我们的不一样。
的确是这样,地球上多数动物的体型都是对称的。自然界中对称动物也分为两种,一种是两侧对称动物,一种是辐射对称动物。
两侧对称动物比较好理解,就是身体的中线为对称轴,身体的两侧都是一样的。我们常见的动物大多数是这样的。例如:鲤鱼、小龙虾、青蛙、蜥蜴、蝴蝶甚至人类都是这样的两侧对称动物。另一种辐射对称动物在动物界中也有不少,它们的身体是以一个中心点呈辐射状对称。例如:水母、珊瑚虫、海星等这些动物等。
图示:蝴蝶呈现出完美的对称性
动物为什么会出现对称性的体型呢?从动物的进化史来看,最早先是出现了辐射对称动物。例如珊瑚虫,它们的生活方式是固定的,辐射性对称可以让他们感知到来自四面八方的信息,这样对它们的生存是非常有利的。后来动物产生了肌肉,生活方式开始有固定方式变为运动方式,这样两侧对称的体型更有利于动物的运动,它们可以更快的猎取食物和更快的逃避敌人。因此,现在的两侧对称的动物占据了动物的大多数种类。
图示:身体呈辐射对称的水母
那有没有不对称的动物吗?也是有的。简单的举几个例子吧!
蜗牛,海螺这类的软体动物就是不对称的动物。我们看看它们的壳就知道这些动物是不对称的了。
图示:身体不对称的海螺
再就是比目鱼,这是脊椎动物里面典型的不对称的动物了。比目鱼的眼睛长在了身体的同一侧,并且游泳的时候也是用身体的一侧来游。比目鱼小的时候其实身体也是左右两侧对称的。比目鱼长成了这个样子完全是因为它们生活在海底的习性造成的。
图示:眼睛长到一边的比目鱼
另外在海边上还有一种叫做招潮蟹的动物,它们的雄性蟹的两只蟹螯一只非常的大,是另一只的20倍以上。这看上明显的不对称。但是我们如果仔细观测的话,它其实还是属于两侧对称动物的。因为它们身体两侧的蟹腿的数量还是相同的。
图示:长着一只大蟹螯的招潮蟹
所以,身体对称的动物还是占绝大多数的。但是我们说的身体对称只是某些方面,并不是严格的对称。像人类外形上看着对称,但是身体内部的器官可不是对称的。对此大家是怎么看的呢?
大家发现没有,基本上所有的动物都是对称的,有不对称的动物吗?
我们日常见到的大部分动物,甚至包括我们人类自身,从身体左右基本都是对称的,除非存在有些残疾!但绝大部分人左右并不完全一致,比如脸型,眼睛左右鼻孔,甚至女生左右乳房等都不对称,一般的情况就是一大一小,甚至在位置上左右都有高低!当然我们今天并不关心这些细节,而是有一个问题,为什么我们会左右对称?另还有那些不对称的物种?
一、为什么人类要左右对称?
其实并不止左右对称一种,还有辐射对称,比如珊瑚虫和海星等,当然还有很多不对称的物种!从生物的进化史我们可以了解到,从真核生物开始身体对称分两种,一种是两侧对称,另一种是辐射对称,辐射对称的动物外形一般为圆饼状或者水桶状,身体一般只有两层,比如腔肠动物水母和棘皮动物海星!但两侧对称则有三层,从理论上来看,两侧对称比辐射对称的动物要高级一些!当然这算是一个重要的理由,那么还有别的吗?
从5.5亿年前的奥陶纪开始动物已经演化出两侧对称的体形,出于生存的需要,神经系统和感觉器官会以更高的要求演化,头部的发展将出现于躯干前进方向,因为这是感知危险的最方便快捷的来源!当然此时距离人类最最早期的哺乳动物的出现还早,但很明显哺乳动物继承了这些从5.5年以前就左右对称的结构以及大脑的进化!
人类的左右对称结构我们已经找到来源,但大脑其实分左右脑,这主要是出于人类感觉和运动器官的对侧分布要求所演化发展的,逐渐趋向于精细化分工也是趋势!
人类的大脑以及神经系统分工
二、有不对称的动物吗?
尽管人类看起来是比较对称的,但内脏分布以及大脑分工等并对称,而是具有相当的功能区分!另外很多看起来不对称的动物,其实都是辐射对称或者左右对称的:
1.比如比目鱼,只是眼睛长在同一侧而已,因为它紧贴海底生活,另一只眼睛如果不长在同一方就没用了哈!
2.还有寄居蟹也就是一只钳子比较大,但整体上看也是左右对称!这也是功能需要演化进化的结果!
3.比如水母,辐射对称,不对称的动物比如海绵,但有人认为是辐射对称,贝壳似乎也是不对称!
似乎有,但总归是可以归类的,仅从外观来看确实容易迷惑人,不是看左右长得不一样就不对称,要看整体身体结构或者神经系统分布等!欢迎各位留言讨论!
Ⅹ 生物都是对称的,这究竟是为什么
在我们的日常生活当中,我们发现很多事物都有对称性,比如说人的左手和右手,又比如说树叶,所以我们会经常在想,生物都是对称的,这究竟是为什么?经过科学家们的研究发现,很多生物都存在有对称性,是由很多生物体内的基因所决定的,所以我们在思考的时候,也要看一下我们的猜想有没有科学性。
就比如说人类所建造的物体等,也并不一定存在有对称性,由于人们所受的观念不一样,所建造的物体也就不一样,比如说设计师,在设计物体时,讲究的是对称性,但非设计师看来,只要大体上过得去就可以了,所以说,生物之间存在有对称性,除了是受基因的影响外,还有受到外界环境的影响。