Symmetry (biologie) Enciclopedia TSB

Sensul cuvântului „Simetria (biologie)“

Simetria în biologie (biosimmetriya). Pe fenomenul de C. în viață sălbatică a observat în Grecia antică pitagoreici (5 in. Î.Hr. E.) În legătură cu dezvoltarea doctrinei armoniei. În secolul al 19-lea. au existat puține lucrări dedicate plantelor S. (oamenii de știință francezi O. P. Dekandol, A. Bravo), animale (în germană - Ernst Haeckel), molecule biogene (franceză -. A. atârnă, Louis Pasteur și alții). În secolul al 20-lea. bioobjects studiate din punct de vedere al teoriei generale a C (oamenii de știință sovietici Yu. V. Vulf, VN Beklemishev B. K. Vaynshteyn, un chimist olandez F. M. Jaeger, crystallographers în engleză în frunte cu John. Bernal) și doctrina de corectitudine și stângism (savanții sovietici VI Vernadsky, V. Alpatov, G. F. tifon, etc.. savantul german W. Ludwig). Aceste studii au condus la identificarea în 1961 a unei direcții speciale în studiul C. - biosimmetriki.

Cele mai intens studiate bioobjects S. structurale. Studiul structurilor biologice C - supramoleculare moleculare și - din punct de vedere al C structurale permite identificarea în avans posibile pentru aceste tipuri de C. și, astfel, numărul și tipul de posibile modificări sunt descriu strict forma exterioară și structura internă a oricăror obiecte biologice spațiale. Acest lucru a condus la utilizarea pe scară largă a reprezentărilor structurale S. în zoologie, botanică, biologie moleculară. C. structurale manifestate în principal sub forma unei legi-repetiție. Teoria clasică a structurii dezvoltată de savantul german C. I. F. Hessel, E. S. Fedorov și alții, specii C. obiect poate fi descrisă prin colecția sa de elemente S. t. E. Aceste elemente geometrice (puncte, linii, avioane), care sunt aranjate în raport cu aceeași parte a obiectului (vezi. simetria matematică). De exemplu, specia C. Flower phlox (.. Figura 1) - o axă de ordinul 5, care trece prin centrul florii; produse de funcționarea sa - 5 spire (72, 144, 216, 288, și 360 °), pentru fiecare dintre care coincide cu floarea în sine. Vezi S. fluturi figuri (Figura 2 b ..) - un singur plan, împărțind în 2 jumătăți - stânga și la dreapta; produs prin operațiunea avionul - o imagine în oglindă, „caz“ jumătatea din stânga, dreapta, dreapta - stânga, forma de fluture combină cu ea însăși. Type C. radiolari Lithocubus geometricus (Fig. 3. B), altele decât axele de rotație și cuprinde un planuri de reflecție și centrul C. Mai Orice tras printr-un singur punct în interiorul radiolari dreaptă, pe ambele părți ale acestuia și la distanțe egale se întâlnește același punct (corespunzător) figuri. Operațiunile efectuate de către centrul C - reflexie la punctul după care radiolari figura, de asemenea, aliniate cu ea însăși.

În natură vie (ca în neînsuflețit), din cauza diferitelor constrângeri, de obicei, are loc mult mai puțin decât numărul de specii S. teoretic posibil. De exemplu, în stadiile inferioare ale dezvoltării faunei sălbatice sunt reprezentanți ai tuturor claselor de la punctul C - până când organismele sunt caracterizate de S. poliedre regulate și bilă (a se vedea figura 3 ..). Cu toate acestea, la niveluri mai ridicate de evoluția plantelor și animalelor se găsesc în principal m. N. axial (tip n) și actinomorphic (tip n (m) C. (în ambele cazuri, n poate lua valori de la 1 până la ¥). bioobject axial C. (vezi. fig. 1) se caracterizează prin doar în jurul axei C. n. bioobject saktinomorfnoy C. (vezi. fig. 2), caracterizat printr-o singură axă de ordinul n și planuri care se intersectează de-a lungul acestei axe m. Cele mai frecvente specii de fauna sălbatică S. n = 1 și 1 x m = m. asimetriei și numită în consecință bilaterală sau bilaterală, C. asimetria este caracteristic frunzelor de cele mai multe plante, duplex C - într-o anumită măsură, pentru exterior forma corpului uman, vertebrate și nevertebrate multe. În organisme mobile, cum ar S. aparent legate de diferențele în mișcarea lor în sus și în jos și înainte și înapoi, în timp ce dreptul lor de circulație și a plecat la fel. Violarea S. lor bilaterale în mod inevitabil, a condus ar fi de a inhiba mișcarea uneia dintre laturile și de cotitură într-o mișcare de translație circulară. la 50-70-e. 20 in. studiu intensiv (mai ales în URSS) au fost supuse t. n. obiecte biologice disimetrice (Fig. 4). Acestea din urmă pot exista cel puțin în două versiuni - în formă de original și imagine în oglindă (antipodul). În acest caz, una dintre aceste forme (indiferent de ce) este corect sau D, cealaltă (de la dextro latină.) - stânga sau L (Lat laevo.). Studiind forma și structura D- și obiecte L biologic a fost dezvoltat dissimmetrizuyuschih teorie factors oportunitate demonstrator pentru orice D- sau L-obiect două sau mai multe (până la un număr infinit) modificări (vezi și Figura 5 ..); în același timp, conținea și formula pentru determinarea numărului și tipul acesteia din urmă. Această teorie a dus la descoperirea lui t. N. izomerie biologica (a diferitelor obiecte biologice compoziție ;. Figura 5 prezintă izomeri tei foaie 16).

Atunci când studiază apariția obiectelor biologice s-a constatat că, în unele cazuri, este dominat D, în alte în formă de L, în al treilea ele sunt reprezentate în mod egal de multe ori. Bechamp și Pasteur (40-e. 19.) Și un 30-e. 20. Cercetătorul sovietic G. F. Tifon și altele au arătat că celulele construite organisme numai sau în principal, de L-aminokislot, L-proteine, acid D-dezoxiribonucleic, D-zaharuri, L-alcaloizi, D- și L-terpene și t. d. o astfel de caracteristică fundamentală și a celulelor vii numite Pasteur disimetrie protoplasme ofera o celula a fost găsit în 20. mai metabolism activ și este susținută de complexe mecanismele biologice și fizico-chimice care au avut loc în timpul evoluției. Bufnițe. VV Alpatov om de știință în 1952 la 204 tipuri de plante vasculare a constatat ca 93,2% din speciile de plante sunt de tipul cu L-, 1,5% - cu D timpi ingrosare elicoidale a pereților vasculari, 5,3% din speciile - la tip racemic (număr D vase este aproximativ egal cu numărul de L vase).

În studiul de D- și L-obiecte biologice s-a constatat că egalitatea între D-și L-forme, în unele cazuri, rupte din cauza diferențelor în lor fiziologice, biochimice și altele. Proprietăți. O astfel de caracteristică a naturii a fost numit disimetrie viață. Astfel, L-efect stimulator asupra mișcării aminokislot plasmei în celulele vegetale de la sute de ori mai mare decât același efect D formele lor. Multe antibiotice (penicilina, gramicin și colab.) Cu un conținut de D-aminokisloty, posedă o mai mare bactericid decât forma lor c L-aminokislotami. Majoritatea elicoidală apar sfeclă de zahăr-L kopneplody la 8-44% (în funcție de soi) sunt mai grele și conțin 0,5-1% mai mult zahăr decât D-kopneplody.

Studiul caracterelor în moștenire D- și L-au arătat că formele rightism lor stângism sau pot fi de natură ereditară sau non-ereditară a unei modificări de lungă. Aceasta înseamnă că cel puțin în unele cazuri justețea stângism-organisme și părți ale acestora se pot modifica acțiunea compușilor chimici mutageni sau non-mutagene. În special, D-tulpini (în morfologia coloniei) Bacillus mycoides microorganism, atunci când cultivate în agar cu D-zaharoză, L-dngitoninom, acidul D-tartric pot fi transformați în L-tulpini, iar L-tulpinile pot fi convertite la D-tulpini creștere-le pe agar cu acid L-tartric și D-aminoacizi. În natură, interconversia D- și L-forme poate avea loc fără intervenția omului. Schimbarea în evoluția speciilor S. a avut loc nu numai în organisme disimetrice. Ca urmare, au existat numeroase serii evolutive C, specifice pentru diferite ramuri ale arborelui vieții.

C. Structural Biosystems studiat din punct de vedere mai general de tip S. - culoare SS similaritatea antisimetrie et al.

Dezvoltarea doctrinei bioobjects S. va aprofunda ca prezentarea proprietăților și a funcțiilor lor, precum și originea și esența vieții.

Lit: Tifon G. F. asimetrie protoplasmei, M. - L. 1940. difracția Vaynshteyn B. K. de raze X asupra moleculelor de lanț, M. 1963; Beklemishev VN elementele fundamentale de anatomie comparată nevertebrate, 3rd ed. 1-2 m, M. 1964 .; Urmantsev Yu simetrie a naturii și a naturii de simetrie, M. 1974; Ludwig W. Das Rechts-Link-Problemă im Tierreich und Beim Menschen. B. - Hdib. - N. Y. 1970; Bentley R. moleculara asimetrie în biologie, v. 1-2, N. Y. 1969-1970.

Fig. 3. bioobjects cu punctul simetrie perfectă. Radiolari: A - sferic Ethmosphaera polysyphonia, care conține un număr infinit de ordine infinit număr infinit de axe de simetrie avioane + + centru de simetrie; b - Hexastylus cubi marginatus și Lithocubus geometricus, caracterizat prin simetrie cub; în - dodecahedra Circorhegma dodecahedral, caracterizat prin simetrie de poliedre regulate - dodecaedrul și icosaedru.

Fig. 4. D- și L-bioobjects disimetrice: A - pansele flori; b - chiuvete iaz; în - molecula de acid tartric; frunze Begonia - g.

Fig. 2. simetrie actinomorphic; și - un fluture; b - Oxalis de frunze; simetrie, respectiv, 1 × m, 3 x m. Butterfly caracterizate prin simetrie bilaterală sau bilaterală.

Fig. 5. foaie de tei care ilustrează posibila existență obiectelor disimetrice în mai mult de două (în acest caz 16) modificări. Pentru tei foaie dissfaktory - această caracteristică morfologice 4: lățime avantajoasă (w) și lungime (d), venation asimetrică (x) și midrib îndoiți (g). Deoarece fiecare dintre dissfaktorov se poate manifesta în două moduri - la (+) - sau (-) sub formă - și duce astfel la D- sau L-modifikatsiyam, numărul de posibile modificări vor 04 februarie = 16, și nu două.

Fig. 1. Simetria axială: a - iederă frunză; b - meduza Aurelia insulinda; în - floare Phlox. Prin rotirea acestora în jurul axei de simetrie a figurilor părți egale ale fiecăreia dintre ele coincid cu altele, respectiv, 1, 4, 5 ori (axa 1, 4, de ordinul a 5-a). Ivy frunză asimetrică.

Fig. 3d. obiecte biologice cu un punct de simetrie perfectă. Radiolari: modelul de adenovirus sub forma unui icosahedron.

Fig. 3g. obiecte biologice cu un punct de simetrie perfectă. Radiolari: particula de adenovirus este sub forma unui icosahedron.

Enciclopedia M. „Enciclopedia sovietică“, 1969-1978

Citiți, de asemenea, în TSB:

Simetria (matematică) Simetria (din symmetria greacă -. Proporționalitatea) în matematică, 1) simetrie (în sens restrâns) sau reflexie (în oglindă) în raport cu un plan în spațiu (în raport cu o linie dreaptă n.

Simetria (fizica) Simetria in fizica. În cazul în care legile care stabilesc relația dintre cantitățile ce caracterizează sistemul fizic, sau de a determina schimbarea acestor variabile în timp, nu se schimba sub aproximativ.

Simetria (în chimie) Symmetry în chimia se manifestă într-o configurație geometrică a moleculelor care afectează specificitatea proprietăților fizice și chimice ale moleculelor, în stare izolată, un câmp extern și când.