左右对称与左右不对称,有多神奇?( 三 )


从进化的角度来看 , 左右对称的动物比辐射对称的动物出现晚 , 结构也更复杂 。 左右对称比辐射对称多一个极性轴 。 极性轴数目的增加 , 对称程度的降低都包含了更多的信息 。 由于细胞内容物的不均一分布 , 一个典型的受精卵具有动物极和植物极 。 也就是说受精卵已经具有了一个极性轴 , 它并不是球形对称的 , 而是辐射对称的 。 当然也有的研究者不喜欢把这样拥有一个对称轴和“无数个”对称面的结构称为辐射对称 , 而是称为柱形对称 。 从受精卵直到两胚层(即内胚层和外胚层)阶段的胚胎都只有一个极性轴 , 就是后来的口端-反口端轴 。 因此腔肠动物这些两胚层的家伙们也就顺理成章地长成了辐射对称的 。 中胚层的出现赋予了胚胎另一个极性轴——腹背轴 。 三胚层的动物可以分为两大类群:原口动物和后口动物 。 原口动物种类繁多 , 节肢动物、环节动物、软体动物、线虫等等都是原口动物 。 后口动物的种类不多 , 主要包括脊索动物和棘皮动物等 。 但后口动物的地位却丝毫不可小视 , 地球上绝大多数的庞然大(动)物以及我们这些万物之灵都是后口动物 。 中胚层的发生方式在原口动物和后口动物中是不同的 , 不过它们都给了自己的主人左右对称的体形 。
当然 , 现实中的情况还要复杂得多 。 腔肠动物中也有少数具有左右对称的结构 , 而拥有中胚层的海星、海胆等棘皮动物却长着辐射对称的身体 。 19世纪初有的科学家把棘皮动物和腔肠动物放在一个门中 。 后来人们知道其实棘皮动物比腔肠动物复杂得多 , 而且它们的幼体是左右对称的 , 在以后的发育中又“回到”了辐射对称 。 这似乎是一种倒退 , 不过我们知道进化原本是没有方向的 。
上文中已经讨论过 , 我们会把汽车这样快速灵活运动的机器的外观做成高度左右对称的 。 但是如果你打开汽车的引擎盖 , 就会发现汽车的内部是非常不对称的(只是两侧的质量大体相当) 。 虽然把汽车的内部也做成左右对称的更利于车身质量的平均分配 , 但要在有限的空间内把那样复杂的内部结构做成对称的几乎是不可能的 。 和汽车相似 , 我们身体的内部也不是对称的 。 我们脊椎动物的心脏在身体的左侧 , 肝脏和胆囊在右侧 。 其实身体内部结构的不对称在动物界是非常普遍的现象 , 只是结构越复杂的动物内部不对称的现象也越显着 。 也就是说 , 在我们身体的内部左右轴也是一个极性轴 。
还有一些动物的外观也是不对称的 , 在昆虫和线虫中都有这样的例子 。 当然最引人注目的还要数腹足类软体动物 。 软体动物门腹足纲的许多成员都长有螺旋形的壳 , 比如蜗牛和螺蛳等 , 它们的螺壳不关于任何平面对称 。 我们知道 , 螺壳有左旋和右旋之分 。 不过我们通常见到的螺壳多是右旋的 , 左旋螺壳不太容易见到 。 已知的70000种蜗牛中只有大约10%是左旋的 。 另外 , 左旋螺壳的比例在不同地区的差异也很大 。 据统计 , 土耳其的446种蜗牛中有27%是左旋的 , 欧洲中西部的330种蜗牛中有16%是左旋的 , 而美国落矶山以东地区的345种蜗牛全部是右旋的 。 所以 , 如果你生活在美国东部 , 你就不用费劲地去寻找左旋蜗牛了 。
这里外观的不对称与上文所述的左右对称和运动的关系并不矛盾 , 因为这些外观不对称有的只是细微的差别——就像汽车的天线位于某一侧一样——并不会对运动构成实际的影响 。 而具有显着不对称体形的腹足动物又恰恰是行动比较迟缓的 。

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