- สมมาตรทวิภาคีคืออะไร?
- ตัวอย่างสมมาตรทวิภาคี
- ต้นกำเนิด
- ความแตกต่างระหว่างสมมาตรทวิภาคีและสมมาตรตามแนวรัศมี
- เรียนกับ
- อ้างอิง
ทวิภาคีสมมาตรเรียกว่าทัเครื่องบินสมมาตรเป็นเงื่อนไขที่มีโครงสร้างโดยที่มันจะถูกแบ่งออกเป็นสองส่วนเท่ากัน โดยปกติจะเป็นครึ่งซ้ายและขวาและเป็นภาพสะท้อนของกันและกัน (เหมือนภาพสะท้อนในกระจก)
ตามธรรมชาติแล้วดอกไม้เช่นกล้วยไม้และเมล็ดพืชเช่นอัญชันเป็นตัวอย่างของความสมมาตรแบบทวิภาคี สมมาตรนี้ปรับให้เข้ากับสิ่งมีชีวิตที่เคลื่อนไหวได้ดีกว่านั่นคือในการเคลื่อนไหว ภาวะนี้นำไปสู่ความสมดุลของร่างกายมากขึ้นและพบมากที่สุดในบรรดาสัตว์
ผีเสื้อพระมหากษัตริย์ตัวอย่างของสมมาตรทวิภาคี
ความสมมาตรนี้ช่วยในการสร้างศูนย์ประสาทหลักและอวัยวะรับสัมผัสของสัตว์ นอกจากนี้ยังช่วยให้การเซฟาไลเซชันซึ่งเป็นการพัฒนาวิวัฒนาการของศีรษะตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง
เมื่อสัตว์เคลื่อนที่ไปในทิศทางใดก็จำเป็นต้องมีด้านหน้าหรือด้านหน้า ส่วนหน้านี้เป็นส่วนที่สัมผัสกับสิ่งแวดล้อมเป็นอันดับแรกเมื่อแต่ละคนเคลื่อนไหว
อวัยวะในการรับรู้ (เช่นดวงตา) อยู่ด้านหน้าและปากด้วยเพื่ออำนวยความสะดวกในการค้นหาอาหาร ดังนั้นศีรษะที่มีอวัยวะรับความรู้สึกที่เกี่ยวข้องกับระบบประสาทส่วนกลางจึงเป็นเรื่องปกติในสิ่งมีชีวิตที่สมมาตรแบบทวิภาคีเรียกว่า cephalization
เกี่ยวกับลักษณะภายนอกของสิ่งมีชีวิตสมมาตรที่มีอยู่คือภาพสะท้อนและภายในอาจไม่มีความสมมาตรในอวัยวะ อย่างไรก็ตามในแต่ละด้านมีอวัยวะรับความรู้สึกและกลุ่มของแขนขา
เมื่อสัตว์มีความสมมาตรแบบทวิภาคีจะเกิดขึ้นในระนาบเดียว (ทัล) ดังนั้นร่างกายจึงถูกแบ่งออกเป็นสองส่วนในแนวตั้ง: ด้านขวาและด้านซ้าย
สัตว์ประมาณ 99% มีสมมาตรทวิภาคีรวมทั้งมนุษย์ด้วยซึ่งความสมมาตรของใบหน้าเกี่ยวข้องโดยตรงกับปรากฏการณ์ดึงดูด
สมมาตรทวิภาคีคืออะไร?
ความสมมาตรคือความคล้ายคลึงกันระหว่างส่วนต่างๆของสิ่งมีชีวิตดังนั้นเมื่อมีการตัดตรงผ่านจุดหรือตามแนวเส้นจะเกิดครึ่งหนึ่งเท่ากันตามที่สะท้อนในกระจก
สมมาตรทวิภาคีเรียกอีกอย่างว่าไซโกมอร์ฟิก (จากภาษากรีกไซโก: แอก) ดอร์ซิเวนทรัลหรือด้านข้าง พบได้ทั่วไปในพืชใบเลี้ยงเดี่ยว 33% และในพืชใบเลี้ยงเดี่ยว 45%
สภาพของความเป็นทวิภาคีได้พัฒนาสายพันธุ์ปรากฏและหายไปหลายต่อหลายครั้ง ความเป็นเอกลักษณ์นี้เกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงความสมมาตรสามารถเกิดขึ้นได้ง่ายมากและเกี่ยวข้องกับยีนหนึ่งหรือสองยีน
เมื่อสิ่งมีชีวิตเคลื่อนไหวความแตกต่างจะถูกสร้างขึ้นทันทีระหว่างแนวคิดด้านหน้าและด้านหลังเช่นเดียวกันจากการกระทำของแรงโน้มถ่วงความแตกต่างระหว่างหลัง - หน้าท้องและด้านซ้ายขวาจะถูกสร้างขึ้น
ดังนั้นสัตว์ทุกชนิดที่มีความสมมาตรทวิภาคีจะมีบริเวณหน้าท้องส่วนหลังส่วนหัวและส่วนหางหรือส่วนหาง เงื่อนไขนี้ช่วยให้การทำให้เข้าใจง่ายขึ้นซึ่งจะช่วยลดความต้านทานต่อตัวกลางช่วยในการเคลื่อนย้าย
โดยการมีสมมาตรสิ่งมีชีวิตมีแกนในโครงสร้างทั้งทวิภาคีและแนวรัศมี เส้นหรือแกนเรขาคณิตนี้สามารถผ่านโพรงโครงสร้างทางกายวิภาคภายในหรือถุงกลางได้
สมมาตรทวิภาคีมีอยู่ใน metazoans ขนาดใหญ่ (สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์, เฮเทอโรโทรฟิค, สิ่งมีชีวิตเคลื่อนที่ที่เกิดจากเซลล์ที่แตกต่างกันซึ่งจัดกลุ่มในเนื้อเยื่อ) ซึ่งเป็นสัตว์เกือบทั้งหมดในธรรมชาติ ฟองน้ำแมงกะพรุนและเอ็กไคโนเดอร์มเท่านั้นที่ไม่มีสมมาตรทวิภาคี
ตัวอย่างสมมาตรทวิภาคี
ในสัตว์บางชนิดความสมมาตรเชื่อมโยงกับเพศและนักชีววิทยาสันนิษฐานว่ามันเป็นเครื่องหมายหรือสัญญาณสำหรับความถนัดบางอย่าง
ในกรณีของนกนางแอ่นชนิดหนึ่งตัวผู้จะมีหางยาวคล้ายกับคดเคี้ยวและตัวเมียชอบผสมพันธุ์กับตัวผู้ที่มีหางสมมาตรมากกว่า
ในไฟลัม Echinodermata (ปลาดาว) และในเม่นทะเลระยะตัวอ่อนจะแสดงสมมาตรแบบทวิภาคีและรูปแบบของตัวเต็มวัยจะมีสมมาตรห้าเท่า (pentamerism)
ไฟลัมมอลลัสก้า (ปลาหมึกปลาหมึกหอยแมลงภู่และหอย) มีสมมาตรทวิภาคี
ความหลากหลายของผีเสื้อจักรพรรดิ Saturnia pavonia มีรูปแบบ deimatic (พฤติกรรมคุกคาม) ที่มีสมมาตรทวิภาคี
กล้วยไม้ผึ้ง (Ophrys apifera) มีลักษณะสมมาตรทั้งสองข้าง (zygomorphic) และมีกลีบดอกรูปปากคล้ายส่วนท้องของผึ้งตัวเมีย ลักษณะนี้ชอบการผสมเกสรเมื่อตัวผู้พยายามผสมพันธุ์กับเธอ
ในพืชดอกบางตระกูลเช่นกล้วยไม้ถั่วลันเตาและต้นมะเดื่อส่วนใหญ่จะมีสมมาตรทวิภาคี
ต้นกำเนิด
การปรากฏตัวของสมมาตรทวิภาคี (ความสมดุลระหว่างแขนขาและอวัยวะที่กระจายไปทางขวาและซ้าย) ถือเป็นลักษณะเฉพาะของสัตว์ที่สูงกว่า ถือเป็นหนึ่งในความก้าวหน้าที่สำคัญที่สุดในประวัติศาสตร์ของชีวิต
ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2548 กลุ่มนักบรรพชีวินวิทยาสามารถระบุตัวอย่างที่เก่าแก่ที่สุดของสมมาตรทวิภาคีในซากดึกดำบรรพ์บางชิ้นเป็นของเหมืองหินอายุ 600 ล้านปีทางตอนใต้ของจีน
Jun Yuan Chen จากสถาบันธรณีวิทยาและบรรพชีวินวิทยานานกิงและเพื่อนร่วมงานของเขาได้รวบรวมและวิเคราะห์ตัวอย่างของ Vernanimalcula guizhouena ซึ่งเป็นจุลินทรีย์ที่น่าจะเป็นอาหารที่อาศัยอยู่ในทะเลของแบคทีเรีย
นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นสัญญาณของปากในบริเวณส่วนหน้าและกลุ่มของคลองย่อยอาหารที่จับคู่กันในแต่ละด้านของลำไส้ นี่จะเป็นข้อบ่งชี้ว่าสัตว์ชนิดแรกที่มีความสมมาตรปรากฏตัวเร็วกว่าที่เคยเชื่อกันมา 30 ล้านปี
นั่นหมายความว่านานก่อนการระเบิดแคมเบรียนเมื่อประมาณ 540 ล้านปีก่อนสัตว์ที่มีร่างกายแข็งหลากหลายชนิดได้ปรากฏตัวขึ้นซึ่งมีประวัติฟอสซิล
มีนักบรรพชีวินวิทยาที่เชื่อว่าความสมมาตรที่พบในสัตว์ชนิดนี้อาจเกิดขึ้นในกระบวนการกลายเป็นหิน David Bottjer จาก University of California ซึ่งทำงานร่วมกับ Chen เชื่อว่าฟอสซิลของจุลินทรีย์นี้อยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีแร่ธาตุที่ผิดปกติซึ่งเก็บรักษาไว้เป็นพิเศษ
ต้นกำเนิดของสมมาตรที่เก่าแก่มากนั้นสมเหตุสมผลในคำพูดของ Bottjer เนื่องจากสัตว์ทุกชนิดยกเว้นสัตว์ที่ดึกดำบรรพ์ที่สุดเป็นทวิภาคีในบางช่วงของชีวิต สิ่งนี้จะยืนยันได้ว่าสมมาตรเป็นนวัตกรรมวิวัฒนาการในยุคแรก ๆ
ความแตกต่างระหว่างสมมาตรทวิภาคีและสมมาตรตามแนวรัศมี
ในธรรมชาติมีดอกไม้หลากหลายชนิดที่สามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่ ๆ ตามความสมมาตร: รัศมีเช่นดอกลิลลี่และทวิภาคีเช่นกล้วยไม้
การศึกษาเกี่ยวกับฟอสซิลดอกไม้และพันธุศาสตร์ทางพฤกษศาสตร์แสดงให้เห็นว่าสมมาตรตามแนวรัศมีเป็นเงื่อนไขของบรรพบุรุษในทางกลับกันสมมาตรทวิภาคีเป็นผลมาจากวิวัฒนาการและมีการเปลี่ยนแปลงซ้ำ ๆ อย่างเป็นอิสระในพืชหลายตระกูล
จากการสังเกตในกระบวนการวิวัฒนาการของดอกไม้สรุปได้ว่าการคัดเลือกโดยธรรมชาติชอบความสมมาตรทวิภาคีเนื่องจากแมลงผสมเกสรชอบมัน
เรียนกับ
เพื่อยืนยันคำแถลงก่อนหน้านี้มีการอ้างอิงถึงการศึกษาของมหาวิทยาลัยกรานาดาประเทศสเปน JoséGómezและทีมงานของเขาได้ทดลองปลูกพืช Erysimum mediohispanicum ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของภูเขาทางตะวันออกเฉียงใต้ของสเปน
พืชชนิดนี้ผลิตดอกไม้ที่มีทั้งสมมาตรตามแนวรัศมีและทวิภาคีในตัวอย่างเดียวกัน การสังเกตแมลงที่ผสมเกสรดอกไม้แสดงให้เห็นว่าผู้มาเยี่ยมชมบ่อยที่สุดคือแมลงปีกแข็งขนาดเล็ก: Meligethes maurus
ในการเยี่ยมชม 2,000 ครั้งซึ่งวัดรูปร่างสามมิติของดอกไม้โดยใช้เทคนิคการแปรสัณฐานทางเรขาคณิตทีมงานพบว่าดอกไม้ที่มีผู้เข้าชมมากที่สุดคือดอกไม้ที่มีสมมาตรทวิภาคี
นอกจากนี้ยังพบว่าพืชที่มีดอกสมมาตรทวิภาคีผลิตเมล็ดพืชและพืชลูกสาวได้มากขึ้นในช่วงเวลาที่ทำการศึกษา ซึ่งหมายความว่าในหลายชั่วอายุคนจะมีดอกไม้สมมาตรทวิภาคีมากกว่าแนวรัศมี
คำถามที่เกิดขึ้นเกี่ยวกับความชอบของแมลงที่มีต่อดอกไม้ที่มีความสมมาตรทวิภาคีคำตอบอาจเกี่ยวข้องกับตำแหน่งของกลีบดอกเนื่องจากเป็นแพลตฟอร์มที่เชื่อมโยงไปถึงที่ดีกว่า
อ้างอิง
- สมมาตรทางชีววิทยาจาก The Columbia Electronic Encyclopedia (2007)
- อัลเทอร์เอส. (2000). ชีววิทยา: การทำความเข้าใจชีวิต ลอนดอน: Jones and Bartlett Publishers Inc.
- บัลเตอร์, M. (2549). การถ่ายละอองเรณูพลังวิวัฒนาการดอกไม้ วิทยาศาสตร์.
- Nitecki, MH, Mutvei H. และ Nitecki, DV (1999) Receptaculitids: การอภิปรายทางวิวัฒนาการเกี่ยวกับฟอสซิลอนุกรมวิธานที่มีปัญหา นิวยอร์ก: Springer
- Weinstock, M. (2005). 88: พบสัตว์ในกระจกเงา ค้นพบ
- วิลล์เมอร์พี. (2554). การผสมเกสรและนิเวศวิทยาของดอกไม้ นิวเจอร์ซีย์: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน