该径向对称性,也称为放射状的,直链的或规则的,是对称性,类似于一个锥形或盘是对称的围绕中心轴线。呈现出径向对称性的动物围绕着一个轴线对称,该轴线从口腔所在的口腔表面的中心到相对的或北端的中心。
这种对称性被认为是原始或祖先状态,并存在于直到现在为止行星上出现的第一批植物中。在现代植物中,所有家庭中约有8%观察到径向对称。
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径向对称表现在诸如海葵之类的固着生物(没有支撑器官或固定器官),漂浮性生物(如水母)和缓慢运动的生物(如海星)中。几乎所有的水母都有四个径向通道,并被认为具有径向对称性。
径向对称通常与授粉的报酬有关:子房基部周围完整的蜜腺组织环或与存在的花瓣数量有关的一系列单独的蜜腺,以及大量的中央花药。
放射状的花可以很容易地吸引游客,并且可以作为各种昆虫的食物,包括:甲虫,鳞翅目和苍蝇,它们对这类花的偏爱更大。
昆虫的取食方式因物种而异。有些人以杂乱无章的方式来做,他们只是着陆和觅食。其他人(蜜蜂)则更有组织性,并在蜜腺环周围进行了认真而有条不紊的工作:在退休之前,它们会围绕所有花瓣有完整的循环。
它由什么组成?
径向对称是指当假想线穿过任何平面,通过物体的中心轴而观察到的对称性。
表现出这种对称性的动物没有腹,背,头,尾或尾巴区域。换句话说,在这些生物中,没有右侧,左侧,正面或背面,上表面或下表面。
它们通常是固定的:腔肠动物(水肿),蜕皮动物和棘皮动物。当生物体呈放射状对称时,它看起来就像一块蛋糕,切开后,它们几乎具有相同的部分。
径向对称给拥有它的生物带来的好处是,它们在任何方向上寻找食物或掠食者的可能性都相同。
在二项式动物分类法中使用了放射对称性,作为辐射物种(放射状对称性动物)分类的参考。此类是乔治·居维叶(George Cuvier)对动物界进行分类的一部分。
径向对称的特殊形式
四聚体
它是水母在body体平面上出现的四个射线或通道的对称性。
五聚体,五边形或五边形对称
个体围绕中心轴分为五个部分,它们之间的间隔为72°。
棘皮动物,例如海星,海胆和海百合,是五角星的例子-嘴周围有五个手臂。在植物中,在花瓣的排列和有种子的果实中,五聚体或五倍体的径向对称性得到了认可。
六元对称或六径向对称
生物体的结构有六个部分的人体计划。这一组是六角珊瑚,其内部对称息肉为六次,触手为六倍的倍数,还有海葵Anthozoa。
八度或八度对称
生物体分为八个部分。八尾珊瑚亚类的珊瑚具有八个触手的息肉和八角形的径向对称性。章鱼的另外一个案例是,尽管拥有八只手臂,但仍表现出双侧对称。
径向对称的例子
放线型花是具有径向对称性的花,它们从任何方向看都一样,从而有助于模式识别。花瓣和萼片在形状和大小上几乎相同,并且当被它们的任何平面分开时,将保留相等的部分。
许多花朵(例如蒲公英和水仙花)呈放射状对称。
属于猪鞭毛纲和棘皮纲动物的动物是放射状对称的,尽管许多海葵和一些珊瑚是通过一个简单的结构即音形而以双边对称性来定义的。
其中一些标本具有非径向部分,例如海葵的狭缝状喉咙,也经常出现在某些动物中。
作为幼虫,小海星看起来与恒星完全不同,就像一个外星人的宇宙飞船,其触手的尖端从中央钟形突出。
成年后,大多数海星具有五面对称性(五边形径向对称)。它可以在五个手臂中的任何一个的引导下朝不同的方向移动。如果五个臂中的每一个都可以弯曲,则每半臂将恰好位于另一臂的顶部。
案例研究:海星
中国农业大学的吉成成和吴亮的研究发现,海星可能具有隐藏的双侧趋势,出现在压力时期。
在幼体阶段,该物种有头,显然是双侧的。它们的五面对称性只有在它们长大后才会出现,但纪和吴相信海星永远不会忘记其双边起源。
在实验中,科学家将一千多个标本暴露于不同情况下,以观察其反应。第一个测试包括将动物移到新的空间并观察它们过去曾移动过哪些手臂。
另一个测试包括转动天体,观察到恒星倒置时,将其两臂伸向地面以得到支撑,然后以相反的方向推动恒星转动并保持在原位。
最后,将星星放置在一个浅层空间中,并将刺激性的液体倒在它们的背上,动物立即用手臂移动将它们移开。
测试表明,海星隐藏了双侧对称性,并且沿选定的方向传播。当他们处于压力下,例如必须逃跑或转身重新获得位置时,这种反应很明显。如果他们有首选的方向,他们可以在危险时刻做出更快的决策
径向对称和双边对称之间的差异
在自然界中,花的种类繁多,分为两种主要形式:放射状或放射形对称花(茉莉,玫瑰,康乃馨,百合)和双侧或同形对称花(兰花)。
对化石花的观察表明,径向对称是一种遗传特征。相反,双边对称性是物种进化的产物,甚至独立于不同的植物科。
一些研究人员研究了这样一个事实,即自然选择似乎更倾向于双边对称而不是径向。
对花朵形状演变的观察表明,授粉昆虫更喜欢双边对称的花朵,因此从进化的角度来看,这种对称性是有利的。
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西班牙格拉纳达大学的何塞·戈麦斯(JoséGómez)和他的研究小组使用了西班牙东南山区典型的Erysimum mediohispanicum物种的300种植物。该植物具有特殊的特征:在同一植物中,产生径向对称的花朵和双边对称的花朵。
研究的第一步是从总共2000个单独的观察中识别授粉昆虫,每个观察持续一分钟。
从这些观察结果可以推断出,最常来访的人是一只小甲虫(Meligethes maurus),其频率相对于其他物种为80%。
为了确定昆虫偏爱哪种花,使用了一种称为几何形态学的技术:测量花朵的三维形状,以确定它们的对称性是径向的还是双边的。
对结果的后续分析发现,甲虫偏爱双边对称的花,这表明它们在自然选择中起决定性作用。另外,观察到双边对称花产生更多的种子和更多的子代植物。
显然,双边对称性优于径向对称性与花瓣的排列有关,有利于昆虫在花上着陆。
参考文献
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