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1 # 一老沈一
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2 # 元維
我是民間科學哲學土匪,主動登門拜訪。這個問題提的非常好。在自然界,不僅生命的結構帶有對稱性,還有許多非生命物質的結構,也帶有對稱性。顯然,這不僅是生物學的問題,同時也是物理學的問題。那麼,這兩種對稱物質的本質規律到底是什麼呢?很簡單,就是極性對稱。對於這個問題,我不想深談。因為這已經進入到了一個未知的哲學領域,而且涉及面很廣,問題也是相當嚴肅的。我有研究成果,但沒法談?就是沒法談?不是複雜的沒法談,而是簡單的沒法談。不信你們就研究吧!
生物結構的對稱,肯定不是上帝安排的,也不是某種更高階的智慧設計的,其只與生物自身與環境的相互作用有關,與生物種群的進化有關。
一,植物的結構是不是對稱,在科學界好像沒有定論,至少陸地上的植物枝葉的看似對稱,與植物生長必須保持一定平衡有關,與自身要求的儘可能多接受陽關有關,所以,對於植物結構是不是對稱,為什麼對稱,可以不去考慮——畢竟,只要能夠屹立不倒,順利生長,七扭八歪不對稱的植物比比皆是。 (35億年前細菌化石)
二,動物中也不是所有物種都對稱。原核生物—— 比如藍藻類細菌、革蘭氏陰性菌和陽性菌、紫細菌和古細菌等等,就都不對稱。真核單細胞生物——比如變形蟲、微孢子蟲、黏菌、溝鞭藻、纖毛蟲、鞭毛蟲等等也不對稱。動物的對稱性,是從多細胞生物開始的。
三,約9億年前,一些真核單細胞生物進化成了多細胞生物。分子生物學可以清晰地解釋這種進化何以發生及如何發生。最開始的多細胞生物的結構仍然不是對稱的,比如現在仍然活著的扁盤動物。在其之後的海綿(海綿動物門)已經開始出現對稱趨勢。
四,這種變化,大約發生於6.5億年前。海綿動物中,演化出了腔腸動物,包括棘胞亞門和櫛水母動物門,它們都具有了“放射(輻射)性對稱”的形態,其胚胎具有兩個細胞層——外胚層和內胚層,被稱為雙胚層。 五,再往後,從放射性對稱動物中,進化出來了“兩側對稱類”動物。這一類動物,不僅左右兩側對稱,而且分出了腹背。但這不是關鍵,最主要的,是這一類動物有了第三個胚層——中間層,它們是三胚層。
六,不論是放射性對稱還是兩側對稱類,它們的這種進化,都更有利於動物自身的活動——游泳和在水底爬行;也更便於它們的覓食和新陳代謝。早期的這兩類動物都是軟體,都生活在海里和其他水域。從保護自我、攝取更充足營養角度說,都大大前進了一步。 七,作為兩側對稱類動物,其優勢更加明顯。它們強壯的中胚層肌肉片的蠕動收縮,使其可以穿過較軟的物體;當自身充滿液體時,透過體壁上的肌肉擠壓體內的腔,可形成推進方式;身體組織間的血液,充當了所需液體的角色。這種水壓系統由體壁肌肉和體腔組成,被稱為體腔,提供了蠕動行走所需要的動力。
八,繼續往後,從兩側對稱類動物中分化出兩個種系——原口動物和後口動物。原口動物,是由胚胎髮育原腸胚階段的胚孔發育成口,並在原腸胚的囊處重新形成了肛;後口動物,則新形成開放口,胚孔則變成了肛。原口動物與後口動物的分化是動物一個很基本的分化——原口動物包括了環節動物、軟體動物、節肢動物以及一些較小的動物門;後口動物則包括了棘皮動物、脊索動物(含脊椎動物)和三個小的動物門。 (圖中a為原口動物的卵裂;b為後口動物的卵裂)
九,分子生物學同樣對上述的動物進化給出了清晰的解釋。絕大多數原口動物受精卵的發育是螺旋形卵裂過程。在這種卵裂中,細胞分裂的平面與胚胎的垂直軸形成了對角。後口動物則是放射形卵裂。不過有些原口動物(比如半索動物)在發育中也是放射形卵裂。大多數原口動物卵的卵裂是限定的,就是說,從一開始就決定了合子中每一部分的功能。相反,在大多數後口動物中,卵裂是非限定的,就是說,早期卵裂產生的細胞保持著發育成一個完整胚胎的能力。鳥類和哺乳類動物,都是由後口動物發展而來的。