Симетрія у живій природі - Scisne

Головна ≫ Інфотека ≫ Біологія ≫ Симетрія у живій природі

Симетрія у живій природі

Коментарі: 0

Чому в людини деякі органи — парні (наприклад, легені, нирки), інші — в одному екземплярі?

Спочатку спробуємо відповісти на допоміжне питання: чому в людини деякі частини тіла симетричні, інші — ні?

Найбездоганніша, «найсиметричніша» з усіх симетрій —сферична, коли у тіла не відрізняються верхня, нижня, права, ліва, передня і задня частини, і воно збігається саме з собою при повороті навколо центру симетрії на будь-якій кут. Однак це можливо тільки в такому середовищі, яке саме ідеально симетричне в усіх напрямках і в якому з усіх боків на тіло діють ті самі сили. Але на нашій землі такого середовища немає. Існує принаймні одна сила - сила тяжіння, - яка діє тільки по одній осі (верх-низ) і не впливає на інші (вперед-назад, вправо-вліво). Вона все тягне вниз. І живим істотам доводиться до цього пристосовуватись.

Так виникає наступний тип симетрії -радіальна. У радіально-симетричних істот є верхня та нижня частини, але правої та лівої, передньої та задньої немає. Вони збігаються самі із собою при обертанні лише навколо однієї осі. До них відносяться, наприклад, морські зірки та гідри. Ці створіння малорухливі і займаються «тихим полюванням» за живністю, що пропливає повз.

Але якщо якась істота збирається вести активний спосіб життя, ганяючись за жертвами і тікаючи від хижаків, для нього набуває важливості ще один напрямок — передньо-задній. Та частина тіла, яка знаходиться попереду, коли тварина рухається,стає значнішою. Сюди «переповзають» всі органи чуття, а заразом і нервові вузли, які аналізують отриману від органів чуття інформацію (у деяких щасливчиків ці вузли потім перетворяться на головний мозок). До того ж, спереду повинен бути рот, щоб встигнути вхопити наздобутий видобуток. Все це зазвичай розташовується на окремій ділянці тіла – голові (у радіально-симетричних тваринах голови немає в принципі). Так виникаєбілатеральна(абодвостороння) симетрія. У білатерально-симетричної істоти відрізняються верхня та нижня, передня та задня частини, і лише права та ліва ідентичні і є дзеркальним відображенням один одного. Цей тип симетрії характерний більшості тварин, включаючи і людини.

У деяких тварин, наприклад у кільчастих черв'яків, крім білатеральної є ще одна симетрія —метамерна. Їхнє тіло (за винятком самої передньої частини) складається з однакових члеників-метамерів, і якщо зрушуватися вздовж тіла, черв'як сам із собою «збігається». У більш розвинених тварин, включаючи людину, зберігається слабке «луна» такої симетрії: в якомусь сенсі наші хребці та ребра теж можна назвати метамерами.

Отже, чому людина маєпарніоргани, ми розібралися. Тепер обговоримо, звідки взялися непарні.

Для початку спробуємо зрозуміти: що є віссю симетрії для найпростіших, радіально симетричних, примітивних багатоклітинних? Відповідь проста: це травна система. Навколо неї і вибудовується весь організм, і організований він так, щоб кожна клітина тіла знаходилася близько до «годівниці» та отримувала достатню кількість поживних речовин. Уявімо гідру: її рот симетрично оточений щупальцями, якізаганяють туди видобуток, а кишкова порожнина знаходиться у самій середині організму і є віссю, навколо якої формується все інше тіло. Травна система у таких істот одна за визначенням, тому що "під неї" і вибудовується весь організм.

Поступово тварини ускладнювалися, і їхня травна система теж ставала все більш досконалою. Кишечник подовжився, щоб ефективніше перетравлювати їжу, і тому йому довелося скластися в кілька разів, щоб поміститися в черевній порожнині. З'явилися додаткові органи — печінка, жовчний міхур, підшлункова залоза, які розташувалися в організмі асиметрично і «посунули» деякі інші органи (наприклад, через те, що печінка розташована праворуч, права нирка і правий яєчник/яєчко зсунуті вниз щодо лівого). . У людини з усієї системи травлення тільки рот, ковтка, стравохід і анальний отвір зберегли своє положення на площині симетрії організму. Але система травлення і всі її органи так і залишилися у нас в єдиному екземплярі.

Тепер подивимося на кровоносну систему.

Якщо тварина невелика, у неї немає проблеми з тим, щоб поживні речовини дійшли до кожної клітини, - адже всі клітини знаходяться досить близько до травної системи. Але чим більша жива істота, тим гостріша для неї виникає проблема доставки харчування до «віддалених провінцій», що знаходяться на великій відстані від кишечника, на периферії тіла. З'являється потреба в чомусь, що «годувало» ці ділянки, а крім цього, поєднувало все тіло докупи і дозволяло далеко розташованим регіонам «спілкуватися» між собою (а в деяких тварин також розносило б кисень від органів дихання по всьому тілу). Так виникає кровоносна система.

Кровоносна системавибудовується вздовж травної, і тому складається вона, у найпримітивніших випадках, лише з двох головних судин — черевної і спинної — і кількох додаткових, що їх з'єднують. Якщо істота маленька і слаборухлива (як, наприклад, ланцетник), то для того, щоб кров рухалася судинами, достатньо скорочення самих цих судин. Але щодо великих істот, які ведуть активніший спосіб життя (наприклад, риб), цього мало. Тому в них частина черевної судини перетворюється на спеціальний м'язовий орган, що силою штовхає кров уперед, — серце. Оскільки воно виникло на непарній посудині, то і саме воно «одинакове» і непарне. У риб серце симетрично саме собою й у тілі розташовується площині симетрії. Але у наземних тварин, у зв'язку з появою другого кола кровообігу, ліва частина серцевого м'яза стає більшою за праву, і серце зрушується в ліву сторону, втрачаючи і симетричність свого становища, і свою власну симетрію.