Ілюстрація, що показує різні типи симетрій, що існують на Землі. Демонструється в Музеї природної історії імені Філда в Чикаго, США. Тут показані і ті види симетрії, які не були описані в цій статті, оскільки не зустрічаються у людини (наприклад, спіральна симетрія раковин молюсків). Зображення з сайту en.wikipedia.org
Чому у людини деякі частини тіла симетричні, а інші - ні?
Симетрія - базова властивість більшості живих істот. Бути симетричним дуже зручно. Подумайте самі: якщо у вас з усіх боків є очі, вуха, носи, роти і кінцівки, то ви встигнете вчасно відчути щось підозріле, з якого б боку воно не підкрадалося, і, в залежності від того, яке воно, це підозріле , - з'їсти його або, навпаки, від нього втекти.
Сама бездоганна, «сама симетрична» 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-який кут. Однак це можливо тільки в такому середовищі, яка сама ідеально симетрична у всіх напрямках і в якій з усіх сторін на тіло діють одні і ті ж сили. Але на нашій землі подібного середовища немає. Існує принаймні одна сила - сила тяжіння, - яка діє тільки по одній вісі (верх-низ) і не впливає на інші (вперед-назад, вправо-вліво). Вона все тягне вниз. І живим істотам доводиться до цього пристосовуватися.
Так виникає наступний тип симетрії - радіальна. У радіально-симетричних істот є верхня і нижня частини, але правої і лівої, передньої і задньої немає. Вони збігаються самі з собою при обертанні тільки навколо однієї вісі. До них відносяться, наприклад, морські зірки і гідри. Ці створіння малорухливі і займаються «тихим полюванням» за пропливаючої повз живністю.
Актинії (морські анемони) - приклад радіально симетричних організмів. Малюнок з книги Ернста Геккеля «Краса форм у природі». Зображення з сайту en.wikipedia.org
Але якщо якась істота збирається вести активний спосіб життя, ганяючись за жертвами і втікаючи від хижаків, для неї набуває важливість ще один напрям - передньо-заднє. Та частина тіла, яка знаходиться попереду, коли тварина рухається, стає більш значущою. Сюди «переповзають» всі органи почуттів, а заодно і нервові вузли, які аналізують отриману від органів почуттів інформацію (у деяких щасливчиків ці вузли потім перетворяться в головний мозок). До того ж, попереду повинен знаходитися рот, щоб встигнути вхопити здобич. Все це звичайно розташовується на окремій ділянці тіла - голові (у радіально-симетричних тварин голови немає в принципі). Так виникає білатеральна (або двостороння) симетрія. У білатерально-симетричної істоти відрізняються верхня і нижня, передня і задня частини, і тільки права і ліва ідентичні і є дзеркальним відображенням один одного. Цей тип симетрії характерний для більшості тварин, включаючи і людину.
«Вітрувіанська людина» Леонардо да Вінчі показує приклад білатеральної симетрії. Зображення з сайту en.wikipedia.org
У деяких тварин, наприклад у кільчастих хробаків, крім білатеральної є і ще одна симетрія - метамерна. Їх тіло (за винятком самої передньої частини) складається з однакових члеників-метамерів, і якщо рухатись уздовж тіла, черв'як сам з собою «збігається». У більш розвинених тварин, включаючи людину, зберігається слабке «відлуння» такий симетрії: в якомусь сенсі, наші хребці і ребра теж можна назвати метамерами.
Людські ребра мають деякі риси метамерної симетрії. First thoracic - перший грудної хребець, first lumbar - перший поперековий. Зображення з сайту ru.wikipedia.org
Отже, чому у людини є парні органи, ми розібралися. Тепер обговоримо, звідки взялися непарні.
Для початку спробуємо зрозуміти: що ж 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 клітинка тіла знаходилася близько до «годівниці» і отримувала достатню кількість поживних речовин. Уявімо собі гідру: її рот симетрично оточений щупальцями, які заганяють туди видобуток, а кишкова порожнина знаходиться в самій середині організму і є віссю, навколо якої формується все інше тіло. Травна система у таких істот одна по визначенню, тому що «під неї» і вибудовується весь організм.
Поступово тварини ускладнювалися, і їх травна система теж ставала все більш досконалою. Кишківник подовжився, щоб більш ефективно 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 зрушені вниз щодо лівого) . У людини з усієї травної системи тільки рот, глотка, стравохід і анальний отвір зберегли своє положення на площині симетрії організму. Але травна система і всі її органи так і залишилися у нас в єдиному екземплярі.
Тепер подивимося на кровоносну систему.
Якщо тварина маленька, у неї немає проблеми з тим, щоб поживні речовини дійшли до кожної клітинки, - адже всі клітини знаходяться досить близько до травної системи. Але чим більше жива істота, тим гостріше для неї виникає проблема доставки харчів до «віддалених провінцій», що знаходяться на великій відстані від кишечника, на периферії тіла. З'являється потреба в чомусь, що «годувало» б ці ділянки, а крім цього, єднало все тіло воєдино і дозволяло далеко розташованим регіонам «спілкуватися» між собою (а у деяких тварин також розносило б кисень від органів дихання по всьому тілу). Так з'являється кровоносна система.
Кровоносна система вибудовується уздовж травної, і тому складається вона, в найпримітивніших випадках, всього лише з двох головних судин - черевної та спиної. Якщо істота маленька і малорухлива (як, наприклад, ланцетник), то для того, щоб кров рухалась по судинах, досить скорочення самих цих судин. Але великим істотам, що ведуть більш активний спосіб життя (наприклад, рибам), цього мало. Тому у них частину черевної судини перетворюється на спеціальний м'язовий орган, що з силою штовхає кров вперед, - серце. Оскільки воно виникло на непарному судині, то буде воно і непарне. У риб серце симетрично саме по собі і в тілі розташовується на площині симетрії. Але у наземних тварин, у зв'язку з появою другого кола кровообігу, ліва частина серцевого м'яза стає більше правою, і серце зсувається в ліву сторону, втрачаючи і симетричність свого становища, і свою власну симетрію.
Комментариев нет:
Отправить комментарий