Виды симметрии простейших

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Виды симметрии простейших

Сущность и характеристики симметрии

Симметричными мы называем тела или фигуры, состоящие из таких частей, которые путем известных преобразований могут быть совмещены друг с другом. Дли нас наиболее существенны два типа симметрических преобразований: отражение от плоскости симметрии и вращение вокруг оси симметрии.

Плоскость симметрии и ось симметрии называются элементами симметрии. Плоскость симметрии называется такая плоскость, которая делит данное тело на две равные и зеркально подобные половины. Каждой точке тела, расположенной по одну сторону плоскости симметрии, соответствует такая же точка на другой стороне. Если мы из точки а данного тела опустим перпендикуляр на плоскость симметрии и продолжим его по другую сторону плоскости, то на расстоянии, равном расстоянию точки а от плоскости симметрии, окажется точка а₁, во всем подобная точке а (рис. 1, А).

Осью симметрии называют прямую линию, так проходящую через тело, что при повороте на известный угол вокруг этой линии как оси вращения тело совпадает само с собой. Если угол поворота, при котором происходит совпадение, составляет 180⁰, т. е. ? окружности, то при повороте на полную окружность совпадения повторяются дважды, и такая ось обозначается как ось симметрии 2-го порядка (рис. 1, Б). Если угол поворота, при котором происходит совпадение, равен 1/3 окружности, мы говорим об оси симметрии 3-го прядка, если он равен ? окружности, - оси симметрии 4-го порядка и т. д. Осью симметрии 1-го порядка обладало бы тело, которое совмещается с самим собою лишь при повороте на 360⁰, - условие, которому отвечает любое тело, поэтому ось вращения 1-го порядка за элемент симметрии не считается. В том случае, если в каком-либо теле имеются 2 или больше плоскостей симметрии, пересекающихся вдоль одной прямой эта последняя необходимо оказывается осью симметрии. При пересечении двух плоскостей симметрии возникает ось симметрии 2-го порядка , при пересечении трех плоскостей- ось симметрии 3-го порядка при пересечении четырех плоскостей-ось симметрии 4-го порядка и т. д., как это легко видеть из рис. 1, В.

Кроме плоскости симметрии и оси симметрии, существует третий элемент симметрии - центр симметрии. Это есть точка, делящая пополам все прямые линии, соединяющие между собой симметричные точки фигуры. Другими словами, если мы из какой-либо точки а данной фигуры (рис. 1, Г) проведем прямую линию к центру симметрии О и продолжим линию аО за центр, то на расстоянии а'О, равном аО, мы найдем точку а', во всем подобную точке а. В органическом мире центр симметрии возникает всегда при пересечении оси симметрии, хотя чисто геометрически мыслимы фигуры, в которых центр симметрии существует самостоятельно, в отсутствии осей и плоскостей симметрии ( рис. 1, Г).

Сочетание описанных элементов симметрии ведет к чрезвычайно разнообразной и иногда весьма сложной симметрии организмов, и изменения симметрии внутри каждой группы животных бывают весьма закономерны. Учение о симметрии организмов обозначается как проморфология. Термин был введен Э. Геккелем.

Основные типы симметрии простейших

Наиболее примитивная форма тела, встречающаяся у простейших характеризуется полным отсутствием симметрии и обозначается как анаксонная форма. Анаксонными являются амебы, а также амебообразные стадии других простейших, как, например, схизон Plasmodiumviv и т.п. Правда, в отдельные моменты своего движения та или иная амеба может принимать определенную форму симметрии: Amoebapolypodia (рис. 2, В), плавая в толще воды может принимать форму приближаюк многоосной гомаксонной, ползующая амеба иногда принимает форму, приближающуюся к двустороннесимметричной (рис. 2, Б), и т.п. Однако эти более правильные формы являются здесь лишь быстро преходящим выражением определенного физиологического состояния и не характеризуют собой какую-либо стадию жизненного цикла вида в целом. В теле анаксонных простейших не существует постоянных градиентов свойств ни в одном направлении, кроме направления от глубины к поверхности.

Следующая по примитивности форма тела, которую мы встречаем у простейших, в противоположность анаксонной, лишенной всякой симметрии, представляет наибольшую полноту этой последней. Такой формой является шарообразная, сферическая. Шар обладает неопределенно большим числом осей симметрии порядка бесконечности, пересекающихся в одной точке, которая является и центром фигуры, и центром симметрии. Через этот центр можно провести так и бесконечное число плоскостей симметрии. Такой формой обладают клетки колониальной радиолярии Collozoon (Spumellaria), взрослые кокцидии (рис. 2, Г) и покоящиеся стадии многих жругих простейших. Бесконечно большое количество элементов симметрии ведет к тому, что никаких определенных осей в теле такого животного различить нельзя и нельзя найти никаких градиентов свойств ни в одном направлении, кроме направления от центра к периферии. В этом отношении сферические формы с их совершенной симметрией, именно ввиду ее совершенства, не отличаются от анаксонных форм, вовсе лишенных элементов симметрии. Большинство солнечников (Heliozoa)образует следующую ступень: в их теле имеется центр симметрии и большое, но все же конечное число осей симметрии, пересекающихся в этом центре, однако ни число их, ни положении не являются строго постоянными (рис.2, Д). Это - формы неопределенно полиаксонные. Сюда же относится множество радиолярий (в особенности из Spumellaria)и немного другие простейшие.

Следующий шаг представляют правильнополиаксонные формы, наиболее распространённые среди радиолярий. Правильно полиаксонные формы имеют строго определенное число осей симметрии определенного порядка, которые расходятся под строго определенными углами, пересекаясь все в одной точке. Точка пересечения здесь также в ряде случаев является центром симметрии. Число типов правильной полиаксонной симметрии ограниенно: иъ столько же сколько существует форм правильных многогранников. Пример этого типа представляет радиолярия Herastylus (Spumellaria), имеющая скелете в виде решетчатого шарика с расходящимися от него шестью радиальными иглами (рис. 3, А). Иглы расходятся под прямыми углами, как оси куба. Симметрия Herastylusподобна симметрии этой фигуры% как и через куб, через тело Herastylusможно провести три оси вращения 4-го порядка, проходящие через противолежащие друг другу иглы и пересекающиеся в центре симметрии; 4 оси 3-го порядка, проходящие через центры треугольников, вершины которых обрахованы местами отхождения от поверхности шара ближайших друг у другу игл; 6 осей 2-го порядка и 9 плоскостей симметрии. Точно такой же симметрией обладает не имеющий с Herastylus, с первого взгляда ничего общего, Lithocubusgeometricus (RadiolariaNasselaria). Скелет этого последнего представляет 12 перекладин, расположенных по граням куба (рис.3, Б). Этот пример показывает, насколько различны могут быть формы, обладающие одинаковой симметрией; и действительно, определенный тип симметрии говорит нам только об определенном взаимном расположении частей, тогда как строение тела зависит не только от расположения частей, но и от их собственного строения и способа соединения.

симметрия простейшее анаксонная полиаксонная форма

Полиаксонные формы вовсе не являются гомаксонными. Единственной гомаксонной фигурой является шар. У правильно полиаксонных форм имеются, как мы видели, оси симметрии нескольких различных порядков. Существенно то, что оси эти расходятся от точки их пересечения под многообразными углами в различных направлениях. В отличие от этого ставраксонными гомополярными мы называем такие формы, у которых имеется одна главная ось симметрии, пересеченная по середине плоскостью симметрии, так что оба полюса оси одинаковы. Раз ось симметрии пересекается перпендикулярной к ней плоскостью симметрии, точка их пересечения является центром фигуры; таким образом, ставраксонно-гомополярные формы обязательно имеют центр фигуры; центром симметрии этот центр фигуры является лишь в тех случаях, когда главная ось - четного порядка.

Размещено на Allbest.ru