人體的奧秘, 精華 從外表看,
人的身體從五官到四肢,
具有完美的左右對稱性。
例如一雙手、兩條腿、一對耳朵、兩隻眼睛等。
如果進入人體的內部,
就會發現不少內臟器官並不對稱:心臟位於身體偏左部位,
肝臟則長在人體右邊;左支氣管細長,
走向較為平斜,
右支氣管又粗又短,
幾乎是垂直走向。
再回到體外,
通常左腳接觸地面的面積大於右腳;有的人一隻眼睛雙眼皮,
另一隻眼睛單眼皮;兩條眉毛一高一低;微笑時一邊有酒窩,
另一邊卻沒有,
這些都是正常的不對稱現象。
如果出現反常的不對稱現象,
常常是生病的預兆。
比如,
只有半邊身體冒汗,
這是中風或半身癱瘓的先兆。
現在來比較一下我們的左手和右手。
毫無疑問,
左手和右手是非常不同的。
左手無論如何移動、旋轉都無法和右手重合。
只要看到一隻手,
我們就能說出它是左手還是右手,
而不必看到手的主人。
然而,
左手和右手又是那麼相像,
如果把左手的照片和右手鏡像的照片放在一起,
我們根本就無法區分。
不只是雙手,
我們的雙腳、兩耳乃至整個左半邊身體的外觀和右半邊身體的外觀之間都是鏡像對稱的關係。
生物學上把我們這樣的身體結構稱為左右對稱。
需要注意的是,
物體關於某一平面鏡像對稱並不足以使該物體呈左右對稱。
如果該物體還關於其它點、線或面對稱,
那就不能成為左右對稱。
比如,
一個典型的雙耳鋼精鍋可以分成鏡像對稱的兩半,
但其中的一半經過旋轉可以和另一半重合,
這顯然與左手和右手之間的關係大不一樣。
不難發現鋼精鍋其實有兩個對稱面和一個對稱軸。
在生物學上把這樣擁有一個對稱軸和數個(可多可少)對稱面的身體結構稱為輻射對稱。
與鋼精鍋不同,
單柄炒鍋或者湯勺則是左右對稱的,
它們只有一個對稱面。
審視一下自己的身體,
我們會發現除了左右之外,
我們還能指出四個方向:上、下、前、後。
由於要討論生物學問題,
專業一點的話,
我們應該說是前端、後端、腹面、背面四個方向(畢竟我們這些直立行走的動物的體形不太具有代表性)。
它們和左側、右側一起決定了三個相互垂直的軸,
就如同立體坐標系中的xyz軸一般給了我們的身體一個清晰的規劃。
顯然,
身體的前後或腹背都沒有左右那樣的對稱關係。
鏡子裡的肚子仍然是肚子,
絲毫沒有和脊背混為一談的危險。
我們把兩極沒有對稱關係的軸稱為極性軸或異極性軸;兩極間存在對稱關係的軸則稱為非極性軸或同極性軸。
也就是說,
前後軸和腹背軸都是極性軸,
左右軸則是非極性軸。
這兩個極性軸和一個非極性軸賦予了我們左右對稱的體形。
留意一下世界上形形色色的生物,
我們會發現動物界中絕大部分是左右對稱的,
此外還能見到少數輻射對稱的成員,
其它的對稱方式就更稀有了。
在動物界之外的情況則大不相同——根本就找不到左右對稱的成員(非左右對稱的生物也可以有左右對稱的局部,
比如海星的觸手或樹的葉子)。這說明左右對稱的體形對於動物的生活方式而言具有非常大的優勢,因此才被保留下來並發揚光大的。那麼就讓我們來看看動物的生活方式。如同名字中所反映的,動物有一個重要的特徵就是運動,而且是主動的運動。動物界典型的營養方式是通過“吃”其它的生物來獲取營養,主動運動無疑給攝食提供了莫大的便利。儘管也有一些動物採取固著的生活方式,還有少數植物也會“吃”其它生物,但對於大體型和結構複雜的動物來說,主動運動則是必不可少的。 地球上的生物由於受到重力的影響,身體的近地端和遠地端通常都是不同的,這就構成了一個極性軸——在動物中一般即腹背軸。我們通常把朝向地面的一面稱為腹面,把與之相對的一面稱為背面。當然,對於具體的物種而言,腹面與背面的劃分是具有生物學意義的,而不只是一個幾何學上的概念。比如,我們並不會把樹懶平時朝下的部分叫做腹部。
比如海星的觸手或樹的葉子)。這說明左右對稱的體形對於動物的生活方式而言具有非常大的優勢,因此才被保留下來並發揚光大的。那麼就讓我們來看看動物的生活方式。如同名字中所反映的,動物有一個重要的特徵就是運動,而且是主動的運動。動物界典型的營養方式是通過“吃”其它的生物來獲取營養,主動運動無疑給攝食提供了莫大的便利。儘管也有一些動物採取固著的生活方式,還有少數植物也會“吃”其它生物,但對於大體型和結構複雜的動物來說,主動運動則是必不可少的。 地球上的生物由於受到重力的影響,身體的近地端和遠地端通常都是不同的,這就構成了一個極性軸——在動物中一般即腹背軸。我們通常把朝向地面的一面稱為腹面,把與之相對的一面稱為背面。當然,對於具體的物種而言,腹面與背面的劃分是具有生物學意義的,而不只是一個幾何學上的概念。比如,我們並不會把樹懶平時朝下的部分叫做腹部。