第一,轴对称结构可以节省遗传代码。生物题储存遗传信息的空间有限,若过于精确甚至于不同的手长不一样,这显然需要更复杂的遗传物质。而越复杂,突变的可能性越高。这对于大部分生物是成立的。人类就拥有非常精妙的储存方式,可以剪接RNA分子来产生多种不同蛋白质,所以对称相对容易实现。
第二,运动上符合直觉。人类拥有两只手,可以想象,若有人两只手都是惯用手,他不会认为使用两只手需要不同的思维或者行动方式,两只一样的脚也是相同道理。这样的对称也有利于生物运动中的平衡。我们可以不怎么费力地站着,就是轴对称带来的好处之一。
为什么地球上大部分生物都是左右对称的?有不对称的吗?
生物长的左右对称是一种进化的结果,这会让生物在运动的时候更加方便。比如说老虎的腿一边长一边短,就会影响其捕猎,这样的老虎可能就被自然淘汰了,不会一直存在。世界上也存在不对称的生物,比如说比目鱼。这种鱼的两只眼睛长在身体的同一边,和普通的鱼是不一样的。这也让比目鱼的生活习性和其他的鱼截然相反,总是偏着身体游泳,让自己的眼睛朝上。
在观察自然界的时候,很多人都发现有些东西长的都是大致对称的,比如说树木,比如说动物。人们在制造各种用品的时候,也会遵循这样的原则,比如说桌子是对称的圆形或者正方形或者长方形。主要还是因为人们已经看习惯了,如果出现不对称,这个桌子就有可能让空间看起来比较凌乱。不过也有人喜欢不对称的美,认为这样是很有艺术的。这还是与个人的审美有着比较大的联系,不能苛求一致。有人认为正是因为对称,所以人类包括地球上所有对称的生物都能够主动的向某个方向运动,不会出现偏离的情况。
小编在上面介绍了不对称的比目鱼,其实还有一种螃蟹也是很不对称的,这种螃蟹有着一只很少的钳子和一只非常大的钳子。螃蟹的名字叫做招潮蟹,在鼓励和行走的时候,螃蟹就会把大钳子横放在自己的身前,好像是一个盾牌。至于招潮蟹为什么要长这样的模样,这也是大自然的一种选择。世界上还有很多不对称的生物,感兴趣的网友可以在网络上查一下。
其实自然界的生物真的是很奇特的,人类并不能完全的研究完,也有人说大自然是比较随意的,不会那么的讲究。
为什么动物都是对称的?是进化的巧合,还是有未知的法则在控制?
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,就可以轻松地破坏了对称性。
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地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:
镜像对称性:也就是双侧对称,一个基本粒子与其镜像除了自旋相反外,但物理定律不变。例如正电子可以被认为是电子的镜像。
时间对称性:物理定律不随时间的变化而变化。也就是说宇宙的过去、现在和未来,物理定律一直都是这样的
平移对称性:不管我们是在太阳系还是在宇宙的另一端,不论位置如何,物理定律都是一样的。
旋转对称性:不管我们朝哪个方向,物理顶定律也不会发生改变。
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。
为什么许多动物外形都是对称的?有什么作用吗?
一般情况下对于我们来说,所以很多这种动物外形都是对称的,因为这样的对称结构更有利于保持身体平衡,而且也能够让体型更加美观,大多数时候这些动的外形以对称的形式来分部体型要方便行走和四肢活动,所以说逐渐形成了自然界的准则,有以下几个方面的原因。
1,一般情况下来说,动物的外形如果对称的话,那么这样大自然的美学对称。其实我们发现动物之所以很多的外形都是对称的,这也是因为对线分布的体型符合大自然的美学,而且观感上比较好,大多数时候如果说动物的外形不对称的话,那么也会视觉效果上很别扭,所以说正因为如此动物的外形更趋向于以对称的形式分布。
2,大多数时候动物外形对称,那么这个时候便于肢体运动和身体平衡。其实我们来说我们会发现,如果说动物的外形是对称的,那么这个时候有利于身体的力平衡,所以说从某些方面上有利于保持,身体平衡方便四指活动,从某些意义上来讲,这也是长时间运动所进化出来的特有的体型。
3,大多数时候之所以很多动物体型都是对称的,这也是自然进化选择的结果,不得不说的是体型对称,有利于动物生存,适应生物环境。其实我没发现,之所以大多数动物都已经进化成对称的体型,也是因为咱知道进化的规律,从某些意义上来讲,这样的体型更符合周围的生活环境,而且正是因为如此动物在不断进化中逐步的费劲则退形成了特有的体型对称方式。
其实我们还是大多数时候体型对称有利于保持身体平衡,分解身体的力,有利于更好的维持动物的体型,帮助动物行走,而且另一方面对称本身就符合动物的美学,所以说这样的结构才是最完美的,也是大自然的杰作。
为什么基本上所有的动物都是对称的,有不对称的动物吗?
并不是所有的动物都左右对称,原生动物门中的草履虫、变形虫的身体不对称;腔肠动物门中的水螅、海葵等式辐射对称的。左右对称的动物更适应比较复杂的环境,这些动物的神经系统的进化使这些动物在运动时有了方向性,更有利于寻找食物和逃避敌害。根据达尔文理论,适者生存,一些不对称的就逐渐被淘汰了,只剩下一些较小的低等动物。
两只眼睛有定向的作用。为了保证这个功能,眼睛之间应该有足够的间距。我们主要需要水平定向,故从需要水平排列眼睛。我们以我自己为坐标原点,故从眼睛必须左右摆放,而且必须对称。上面这两句是从别处找来的,有一定的道理,还有都是运动方便之类的说法。
我想说的是动物不都是左右对称的,就连人都不是,人的外表基本对称,但是也不是完全对称的,耳朵,眼睛不太一样高,两条腿的长度略有差异。至于内脏,那根本就不对称了。所以应该是从运动,适应的角度决定了大多数动物的对称的外貌。
腔肠动物的身体呈辐射对称,扁形动物的身体呈两侧对称,相对而言许多动物的身体应该都是对称的……
在软体动物中,双神经纲是比较原始的,因为它的身体是左右对称的,其他软体动物的身体不对称。
腹足类动物左右不对称,神经扭转成“8”字形,有些种类又有反扭转现象。多具螺旋形的壳。研究发现,早期的腹足类是两侧对称的,不对称的体制是在进化过程中经扭转而形成的。身体扭转后,其一侧的器官如鳃、心、耳、肾等发育受到阻碍而退化消失。
即使后鳃类腹足动物如海牛、海兔等的内脏又发生了反扭转,但其消失的器官不能重新发生,所以尽管外形两侧对称,但内脏器官仍然是左右不对称的。……