Najpierw spróbujmy odpowiedzieć na pytanie pomocnicze: dlaczego niektóre części ciała są symetryczne, a inne nie?
Symetria jest podstawową właściwością większości żywych istot. Bardzo wygodnie jest być symetrycznym. Pomyśl sam: jeśli masz oczy, uszy, nosy, usta i kończyny ze wszystkich stron, będziesz miał czas, aby poczuć coś podejrzanego w czasie, z dowolnej strony, z której się zakrada, i w zależności od tego, po której stronie jest to podejrzane, - zjedz go lub odwrotnie, uciekaj od niego.
Najbardziej bezbłędna, „najbardziej symetryczna” ze wszystkich symetrii jest sferyczna, kiedy korpus nie różni się w części górnej, dolnej, prawej, lewej, przedniej i tylnej, i pokrywa się ze sobą podczas obracania wokół środka symetrii pod dowolnym kątem. Jest to jednak możliwe tylko w środowisku, które samo w sobie jest idealnie symetryczne we wszystkich kierunkach i w którym te same siły działają na ciało ze wszystkich stron. Ale na naszej ziemi nie ma takiego środowiska. Istnieje co najmniej jedna siła - siła grawitacji - która działa tylko wzdłuż jednej osi (góra-dół) i nie wpływa na pozostałe (przód-tył, prawa-lewa). Ściąga wszystko w dół. I żywe istoty muszą się do tego przystosować.
Powstaje więc następny typ symetrii - promieniowy. Stwory promieniowo symetryczne mają górę i dół, ale nie mają prawej i lewej strony ani przodu i tyłu. Zbiegają się ze sobą, gdy obracają się tylko wokół jednej osi. Należą do nich na przykład rozgwiazdy i hydry. Te stworzenia są nieaktywne i zajmują się „cichym polowaniem” na przechodzące istoty żywe.
Anemony (ukwiały morskie) są przykładem organizmów promieniowo symetrycznych. Czerpiąc z książki Ernsta Haeckela The Beauty of Forms in Nature.
Obraz ze strony en.wikipedia.org
Jeśli jednak jakaś istota zamierza prowadzić aktywny tryb życia, ścigając zdobycz i uciekając przed drapieżnikami, ważny staje się dla niego jeszcze jeden kierunek - przednio-tylny. Część ciała znajdująca się z przodu, gdy zwierzę się porusza, nabiera większego znaczenia. „Pełzają” tu wszystkie zmysły, a jednocześnie węzły nerwowe, które analizują informacje otrzymane od zmysłów (dla niektórych szczęśliwców te węzły zamieniają się później w mózg). Ponadto z przodu powinna znajdować się pysk, aby złapać zdobycz, która została wyprzedzona. Wszystko to zwykle znajduje się na oddzielnej części ciała - głowie (w zasadzie zwierzęta promieniowo symetryczne nie mają głowy). W ten sposób powstaje dwustronna (lub dwustronna) symetria. W dwustronnie symetrycznym stworzeniu górna i dolna część, przednia i tylna część różnią się,i tylko prawa i lewa strona są identyczne i są lustrzanymi odbiciami. Ten typ symetrii jest typowy dla większości zwierząt, w tym ludzi.
Film promocyjny:
Człowiek witruwiański Leonarda da Vinci przedstawia przykład dwustronnej symetrii.
Obraz ze strony en.wikipedia.org
U niektórych zwierząt, na przykład pierścienic, oprócz obustronnej występuje jeszcze jedna symetria - metameryczna. Ich ciało (z wyjątkiem najbardziej przedniej części) składa się z identycznych segmentów metamerycznych i jeśli poruszasz się wzdłuż ciała, robak „zbiega się” ze sobą. U bardziej zaawansowanych zwierząt, w tym ludzi, pozostaje słabe „echo” tej symetrii: w pewnym sensie nasze kręgi i żebra można również nazwać metamami.
Ludzkie żebra mają pewne cechy symetrii metamerycznej. Pierwszy odcinek piersiowy - pierwszy kręg piersiowy, pierwszy odcinek lędźwiowy - pierwszy odcinek lędźwiowy.
Zdjęcie z ru.wikipedia.org
Więc, dlaczego dana osoba ma sparowane narządy, zorientowaliśmy się. Porozmawiajmy teraz, skąd pochodzi niesparowany.
Najpierw spróbujmy zrozumieć: jaka jest oś symetrii dla najprostszych, promieniowo symetrycznych, prymitywnych organizmów wielokomórkowych? Odpowiedź jest prosta: to układ pokarmowy. Cały organizm jest wokół niego zbudowany i tak zorganizowany, że każda komórka organizmu znajduje się blisko „koryta” i otrzymuje odpowiednią ilość składników odżywczych. Wyobraź sobie hydrę: jej usta są symetrycznie otoczone przez macki, które prowadzą tam zdobycz, a jama jelitowa znajduje się w samym środku ciała i jest osią, wokół której tworzy się reszta ciała. Układ pokarmowy takich stworzeń jest z definicji jeden, ponieważ cały organizm jest zbudowany „dla niego”.
Stopniowo zwierzęta stawały się coraz bardziej złożone, a ich układ pokarmowy również stawał się coraz doskonalszy. Jelita wydłużyły się, aby skuteczniej trawić pokarm, dlatego musiały kilkakrotnie zapaść się, aby zmieścić się w jamie brzusznej. Pojawiły się dodatkowe narządy - wątroba, woreczek żółciowy, trzustka - które znajdowały się w organizmie asymetrycznie i „poruszały” inne narządy (np. Ze względu na to, że wątroba znajduje się po prawej stronie, prawa nerka i prawy jajnik / jądro są przesunięte w dół względem lewej) … U ludzi z całego układu pokarmowego tylko usta, gardło, przełyk i odbyt zachowały swoją pozycję na płaszczyźnie symetrii ciała. Ale układ pokarmowy i wszystkie jego narządy pozostały z nami w jednym egzemplarzu.
Spójrzmy teraz na układ krążenia
Jeśli zwierzę jest małe, nie ma problemu z dotarciem składników odżywczych do każdej komórki, ponieważ wszystkie komórki są wystarczająco blisko układu pokarmowego. Ale im większa istota żywa, tym bardziej dotkliwy pojawia się dla niej problem z dostarczaniem pożywienia do „odległych prowincji”, położonych w dużej odległości od jelit, na obrzeżach ciała. Potrzebne jest coś, co „nakarmiłoby” te obszary, a poza tym połączyłoby ze sobą całe ciało i pozwoliło odległym regionom na „komunikację” ze sobą (a u niektórych zwierząt przenosiłoby to również tlen z układu oddechowego po całym ciele). Tak wygląda układ krążenia.
Układ krążenia zbudowany jest wzdłuż układu pokarmowego, dlatego w najbardziej prymitywnych przypadkach składa się tylko z dwóch głównych naczyń - brzusznego i grzbietowego - oraz kilku dodatkowych je łączących. Jeśli stworzenie jest małe i słabo ruchliwe (np. Lancet), to aby krew mogła przepływać przez naczynia, wystarczy skurcz tych naczyń. Ale to nie wystarczy dla stosunkowo dużych stworzeń prowadzących bardziej aktywny tryb życia (na przykład ryby). Dlatego w nich część naczynia brzusznego zamienia się w specjalny narząd mięśniowy, który z siłą popycha krew do przodu - serce. Ponieważ powstał na niesparowanym statku, sam jest „samotny” i niesparowany. U ryb serce jest samo w sobie symetryczne, aw organizmie znajduje się na płaszczyźnie symetrii. Ale u zwierząt lądowych, ze względu na pojawienie się drugiego kręgu krążenia krwi,lewa strona mięśnia sercowego staje się większa niż prawa, a serce przesuwa się na lewą stronę, tracąc zarówno symetrię swojego położenia, jak i własną symetrię.