Симетрија (старогрчки συμμετρία - симетрија) е зачувување на својствата на распоредот на елементите на фигурата во однос на центарот или оската на симетријата во непроменета состојба при какви било трансформации.

Зборот „симетрија“ ни е познат уште од детството. Гледајќи во огледало, гледаме симетрични половини на лицето; гледајќи во дланките, гледаме и огледало-симетрични предмети. Земајќи цвет од камилица во рака, убедени сме дека со вртење околу стеблото можеме да постигнеме порамнување на различни делови од цветот. Ова е различен тип на симетрија: ротациона. Постојат голем број на типови на симетрија, но сите тие секогаш следат едно општо правило: со одредена трансформација, симетричниот објект непроменливо се комбинира со себе.

Природата не толерира точна симетрија . Секогаш има барем мали отстапувања. Така, нашите раце, нозе, очи и уши не се целосно идентични едни со други, иако се многу слични. И така натаму за секој објект. Природата е создадена не според принципот на униформност, туку според принципот на доследност и пропорционалност. Пропорционалноста е античкото значење на зборот „симетрија“. Филозофите од антиката сметале дека симетријата и редот се суштината на убавината. Архитектите, уметниците и музичарите ги познаваат и користеле законите на симетријата уште од античко време. И во исто време, мало прекршување на овие закони може да им даде на предметите уникатен шарм и искрен магичен шарм. Така, токму со мала асиметрија некои историчари на уметност ја објаснуваат убавината и магнетизмот на мистериозната насмевка на Мона Лиза од Леонардо да Винчи.

Симетријата генерира хармонија, која нашиот мозок ја перцепира како неопходен атрибут на убавината. Тоа значи дека дури и нашата свест живее според законите на симетричниот свет.

Според Вејл, објектот се нарекува симетричен ако е можно да се изврши некоја операција на него, што резултира во почетна состојба.

Симетријата во биологијата е редовно распоредување на слични (идентични) делови од телото или форми на жив организам, збир на живи организми во однос на центарот или оската на симетријата.

Симетрија во природата

Предметите и појавите на живата природа имаат симетрија. Тоа им овозможува на живите организми подобро да се прилагодат на нивната околина и едноставно да преживеат.

Во живата природа, огромното мнозинство на живи организми покажуваат различни типови на симетрии (облик, сличност, релативна локација). Покрај тоа, организмите со различни анатомски структури можат да имаат ист тип на надворешна симетрија.

Надворешната симетрија може да послужи како основа за класификација на организмите (сферични, радијални, аксијални итн.) Микроорганизмите кои живеат во услови на слаба гравитација имаат изразена симетрија на обликот.

Питагорејците привлекоа внимание на феномените на симетрија во живата природа уште во Античка Грција во врска со развојот на доктрината за хармонија (5 век п.н.е.). Во 19 век се појавија изолирани дела за симетријата во растителниот и животинскиот свет.

Во 20 век со напорите на руските научници - В. молекуларните и супрамолекуларните нивоа, ни овозможува однапред да ги одредиме можните опции за симетрија во биолошките објекти, строго да ја опишеме надворешната форма и внатрешната структура на кој било организам.

Симетрија кај растенијата

Специфичната структура на растенијата и животните се одредува според карактеристиките на живеалиштето на кое тие се прилагодуваат и карактеристиките на нивниот начин на живот.

Растенијата се карактеризираат со конусна симетрија, која е јасно видлива кај секое дрво. Секое дрво има основа и врв, „врв“ и „дно“ кои вршат различни функции. Значењето на разликата помеѓу горните и долните делови, како и насоката на гравитацијата, ја одредуваат вертикалната ориентација на ротационата оска на „дрвениот конус“ и рамнините на симетрија. Дрвото ја апсорбира влагата и хранливите материи од почвата преку кореновиот систем, односно долу, а останатите витални функции ги врши круната, односно на врвот. Затоа, насоките „горе“ и „долу“ за дрво се значително различни. И насоките во рамнина нормална на вертикалата практично не се разликуваат за дрво: во сите овие насоки, воздухот, светлината и влагата влегуваат во дрвото во еднаква мерка. Како резултат на тоа, се појавува вертикална ротациона оска и вертикална рамнина на симетрија.

Повеќето цветни растенија покажуваат радијална и билатерална симетрија. Цветот се смета за симетричен кога секој периант се состои од еднаков број делови. Цветовите со спарени делови се сметаат за цвеќиња со двојна симетрија итн. Тројната симетрија е вообичаена за еднокотиледоните, додека петкратната симетрија е вообичаена за двокотиледоните.

Листовите се карактеризираат со огледална симетрија. Истата симетрија се среќава и кај цвеќињата, но кај нив често се појавува огледална симетрија во комбинација со ротациона симетрија. Чести се и случаите на фигуративна симетрија (гранки од багрем, роуан). Интересно е што во цветниот свет најзастапена е ротационата симетрија од 5-ти ред, што е фундаментално невозможно во периодичните структури од нежива природа. Овој факт академик Н. Навистина, живиот организам нема кристална структура во смисла дека дури и неговите поединечни органи немаат просторна решетка. Сепак, нарачаните структури се застапени многу широко во него.

Симетрија кај животните

Симетријата кај животните значи кореспонденција во големината, обликот и контурите, како и релативната поставеност на деловите од телото лоцирани на спротивните страни на линијата на поделба.

Сферичната симетрија се јавува кај радиолариите и сончевите риби, чии тела имаат сферична форма, а деловите се распоредени околу центарот на сферата и се протегаат од неа. Таквите организми немаат ниту предни, ниту задни, ниту странични делови од телото; секоја рамнина извлечена низ центарот го дели животното на еднакви половини.

Со радијална или радијална симетрија, телото има облик на краток или долг цилиндар или сад со централна оска, од кој радијално се протегаат делови од телото. Тоа се колентерати, ехинодерми и морски ѕвезди.

Со огледална симетрија, постојат три оски на симетрија, но само еден пар на симетрични страни. Бидејќи другите две страни - абдоминална и грбна - не се слични една на друга. Овој тип на симетрија е карактеристичен за повеќето животни, вклучувајќи инсекти, риби, водоземци, влекачи, птици и цицачи.

Инсектите, рибите, птиците и животните се карактеризираат со разлика помеѓу насоките „напред“ и „назад“ што е некомпатибилна со ротационата симетрија. Фантастичниот Тјанитолкаи, измислен во познатата бајка за доктор Ајболит, се чини дека е апсолутно неверојатно суштество, бидејќи неговата предна и задна половина се симетрични. Насоката на движење е фундаментално избрана насока, во однос на која нема симетрија кај ниту еден инсект, ниту една риба или птица, ниту едно животно. Во оваа насока животното брза по храна, во истата насока бега од своите гонители.

Покрај насоката на движење, симетријата на живите суштества се одредува и со друга насока - насоката на гравитацијата. И двете насоки се значајни; тие ја дефинираат рамнината на симетрија на живо суштество.

Билатералната (огледална) симетрија е карактеристична симетрија на сите претставници на животинскиот свет. Оваа симетрија е јасно видлива кај пеперутката; овде се појавува симетријата на лево и десно со речиси математичка строгост. Можеме да кажеме дека секое животно (како и инсектите, рибите, птиците) се состои од два енантиоморфи - десната и левата половина. Енантиоморфите се исто така спарени делови, од кои едниот паѓа во десната, а другиот во левата половина од телото на животното. Така, енантиоморфи се десното и левото уво, десното и левото око, десниот и левиот рог итн.

Симетрија кај луѓето

Човечкото тело има билатерална симетрија (надворешен изглед и скелетна структура). Оваа симетрија отсекогаш била и е главниот извор на нашиот естетски восхит од добро пропорционалното човечко тело. Човечкото тело е изградено на принципот на билатерална симетрија.

Повеќето од нас го гледаат мозокот како единствена структура; во реалноста, тој е поделен на две половини. Овие два дела - двете хемисфери - цврсто се вклопуваат еден до друг. Во целосна согласност со општата симетрија на човечкото тело, секоја хемисфера е речиси точна огледална слика на другата

Контролата на основните движења на човечкото тело и неговите сензорни функции е рамномерно распоредена помеѓу двете хемисфери на мозокот. Левата хемисфера ја контролира десната страна на мозокот, а десната хемисфера ја контролира левата страна.

Физичката симетрија на телото и мозокот не значи дека десната и левата страна се еднакви во сите погледи. Доволно е да обрнеме внимание на дејствата на нашите раце за да ги видиме почетните знаци на функционална симетрија. Малку луѓе имаат еднаква употреба на двете раце; мнозинството ја има водечката рака.

Видови симетрија кај животните

1. централна

2. аксијално (огледало)

3. радијална

4. билатерални

5. двојна греда

6. прогресивен (метамеризам)

7. транслаторно-ротациона

Видови симетрија

Познати се само два главни типа на симетрија - ротациона и транслационална. Покрај тоа, постои модификација од комбинацијата на овие два главни типа на симетрија - ротационо-преведувачка симетрија.

Ротациона симетрија. Секој организам има ротациона симетрија. За ротациона симетрија, антимерите се суштински карактеристичен елемент. Важно е да се знае дека кога се ротира за кој било степен, контурите на телото ќе се совпаѓаат со првобитната положба. Минималниот степен на совпаѓање на контурата е за топка што ротира околу центарот на симетријата. Максималниот степен на ротација е 360 0, кога при вртење за оваа количина, контурите на телото се совпаѓаат. Ако телото ротира околу центар на симетрија, тогаш многу оски и рамнини на симетрија може да се извлечат низ центарот на симетрија. Ако телото ротира околу една хетерополарна оска, тогаш преку оваа оска може да се нацрта онолку рамнини колку што има антимери во даденото тело. Во зависност од оваа состојба, се зборува за ротациона симетрија од одреден ред. На пример, коралите со шест зраци ќе имаат ротациона симетрија од шести ред. Ктенофорите имаат две рамнини на симетрија и тие имаат симетрија од втор ред. Симетријата на ктенофорите се нарекува и дворадијална. Конечно, ако еден организам има само една рамнина на симетрија и, соодветно, два антимери, тогаш таквата симетрија се нарекува билатерална или билатерална. Тенките игли се протегаат радијално. Ова им помага на протозоите да „лебдат“ во водната колона. Други претставници на протозои се исто така сферични - зраци (радиоларија) и сончеви риби со процеси во облик на зраци - псевдоподија.

Преводна симетрија. За преводна симетрија, карактеристични елементи се метамерите (мета - еден по друг; мер - дел). Во овој случај, деловите од телото не се наоѓаат огледало спроти едни на други, туку последователно еден по друг по главната оска на телото.

Метамеризам – една од облиците на преводна симетрија. Особено е изразен кај анелидите, чие долго тело се состои од голем број речиси идентични сегменти. Овој случај на сегментација се нарекува хомономен. Кај членконогите, бројот на сегменти може да биде релативно мал, но секој сегмент е малку различен од неговите соседи или по форма или додатоци (торакални сегменти со нозе или крилја, абдоминални сегменти). Оваа сегментација се нарекува хетерономна.

Ротационо-преведувачка симетрија . Овој тип на симетрија има ограничена дистрибуција во животинското царство. Оваа симетрија се карактеризира со тоа што при вртење под одреден агол, дел од телото се поместува малку нанапред и секој нареден ја зголемува својата големина логаритамски за одредена количина. Така, актите на ротација и преводно движење се комбинираат. Пример се спиралните коморни школки на фораминиферите, како и спиралните коморни школки на некои цефалоподи. Со некои услови, во оваа група може да се вклучат и некоморни спирални школки на гастроподи

Симетрија на огледалото

Ако стоите во центарот на зградата и лево има ист број катови, столбови, прозорци како и десно, тогаш зградата е симетрична. Ако беше можно да се свитка по централната оска, тогаш двете половини од куќата ќе се совпаднат кога ќе се надградат. Оваа симетрија се нарекува симетрија на огледалото. Овој тип на симетрија е многу популарен во животинското царство; самиот човек е скроен според неговите канони.

Оската на симетрија е оската на ротација. Во овој случај, на животните, како по правило, им недостасува центар на симетрија. Тогаш ротацијата може да се случи само околу оската. Во овој случај, оската најчесто има столбови со различен квалитет. На пример, кај колентератите, хидрата или анемоната, устата се наоѓа на едниот столб, а ѓонот со кој овие неподвижни животни се прицврстени за подлогата се наоѓа на другиот. Оската на симетријата може морфолошки да се совпадне со антеропостериорната оска на телото.

Со симетрија на огледалото, десната и левата страна на објектот се менуваат.

Рамнина на симетрија е рамнина што минува низ оската на симетрија, се совпаѓа со неа и го сече телото на две огледални половини. Овие половини, лоцирани една спроти друга, се нарекуваат антимери (анти - против; мер - дел). На пример, во Хидра, рамнината на симетријата мора да помине низ отворот на устата и низ ѓонот. Антимерите од спротивните половини треба да имаат еднаков број пипала лоцирани околу устата на хидрата. Хидра може да има неколку рамнини на симетрија, чиј број ќе биде повеќекратен од бројот на пипалата. Во морските анемони со многу голем број пипала, може да се нацртаат многу рамнини на симетрија. За медуза со четири пипала на ѕвончето, бројот на рамнини на симетрија ќе биде ограничен на повеќекратно од четири. Ктенофорите имаат само две рамнини на симетрија - фарингеална и пипала. Конечно, билатерално симетричните организми имаат само една рамнина и само два огледални антимери - десната и левата страна на животното, соодветно.

Преминот од радијална или радијална во билатерална или билатерална симетрија е поврзан со преминот од седентарен начин на живот кон активно движење во околината. За сесилните форми, односот со околината е еднаков во сите правци: радијалната симетрија точно одговара на овој начин на живот. Кај животните кои активно се движат, предниот крај на телото станува биолошки нееднаков со остатокот од телото, се формира главата и се разликуваат десната и левата страна на телото. Поради ова, радијалната симетрија се губи и само една рамнина на симетрија може да се повлече низ телото на животното, делејќи го телото на десна и лева страна. Билатералната симетрија значи дека едната страна од телото на животното е огледална слика на другата страна. Овој тип на организација е карактеристичен за повеќето безрбетници, особено за анелиди и членконоги - ракови, пајаковидни, инсекти, пеперутки; за 'рбетници - риби, птици, цицачи. Билатералната симетрија најпрво се појавува кај рамните црви, кај кои предниот и задниот крај на телото се разликуваат еден од друг.

Кај анелидите и членконогите се забележува и метамеризам - една од формите на преводна симетрија, кога делови од телото се наоѓаат последователно еден по друг по главната оска на телото. Особено е изразен кај анелидите (земјените црви). Анелидите го добиваат своето име поради фактот што нивното тело се состои од низа прстени или сегменти (сегменти). И внатрешните органи и ѕидовите на телото се сегментирани. Значи, животното се состои од околу стотина повеќе или помалку слични единици - метамери, од кои секоја содржи по еден или пар органи од секој систем. Сегментите се одделени едни од други со попречни прегради. Во дождовен црв, скоро сите сегменти се слични едни на други. Анелидите вклучуваат полихети - морски форми кои слободно пливаат во вода и дупчат во песокот. Секој сегмент од нивното тело има пар странични проекции кои носат густа прачка од влакна. Членконогите го добиле своето име по нивните карактеристични споени спарени додатоци (како што се органите за пливање, екстремитетите за одење, устите). Сите од нив се карактеризираат со сегментирано тело. Секој членконог има строго дефиниран број на сегменти, кој останува непроменет во текот на неговиот животен век. Симетријата на огледалото е јасно видлива кај пеперутката; овде се појавува симетријата на лево и десно со речиси математичка строгост. Можеме да кажеме дека секое животно, инсект, риба, птица се состои од два енантиоморфи - десната и левата половина. Така, енантиоморфи се десното и левото уво, десното и левото око, десниот и левиот рог итн.

Радијална симетрија

Радијалната симетрија е форма на симетрија во која телото (или фигура) се совпаѓа со себе кога предметот ротира околу одредена точка или права. Често оваа точка се совпаѓа со центарот на симетрија на објектот, односно точката во која се сечат бесконечен број оски на билатерална симетрија.

Во биологијата, се вели дека радијалната симетрија се јавува кога една или повеќе оски на симетрија минуваат низ тродимензионално суштество. Покрај тоа, радијално симетричните животни можеби немаат рамнини на симетрија. Така, сифонофорот Велела има оска на симетрија од втор ред и нема рамнини на симетрија.

Обично две или повеќе рамнини на симетрија минуваат низ оската на симетрија. Овие рамнини се сечат по права линија - оската на симетрија. Ако животното ротира околу оваа оска за одреден степен, тогаш тоа ќе се прикаже на себе (се совпаѓа со себе).
Може да има неколку такви оски на симетрија (полиаксонска симетрија) или една (монаксонска симетрија). Полиаксоналната симетрија е честа кај протистите (на пример, радиолариите).

Како по правило, кај повеќеклеточните животни, двата краја (полови) на една оска на симетрија се нееднакви (на пример, кај медузата, устата се наоѓа на еден столб (орален), а врвот на ѕвоното е на спротивната страна (аборален) пол. Таквата симетрија (варијанта на радијална симетрија) во компаративната анатомија се нарекува едноаксијално-хетеропол. Во дводимензионална проекција, радијалната симетрија може да се зачува ако оската на симетријата е насочена нормално на проекциската рамнина. Во други зборови, зачувувањето на радијалната симетрија зависи од аголот на гледање.
Радијалната симетрија е карактеристична за многу книдари, како и за повеќето ехинодерми. Меѓу нив постои таканаречената пентасиметрија, базирана на пет рамнини на симетрија. Кај ехинодермите, радијалната симетрија е секундарна: нивните ларви се билатерално симетрични, а кај возрасните животни, надворешната радијална симетрија е нарушена со присуство на мадрепорска плоча.

Во прилог на типичната радијална симетрија, постои и дворадијална радијална симетрија (две рамнини на симетрија, на пример, во котенофори). Ако има само една рамнина на симетрија, тогаш симетријата е билатерална (таква симетрија имаат билатерално симетричните луѓе).

Кај цветните растенија, често се среќаваат радијално симетрични цветови: 3 рамнини на симетрија (жабана жлеб), 4 рамнини на симетрија (во исправена фолија), 5 рамнини на симетрија (ѕвонче), 6 рамнини на симетрија (колхикум). Цветовите со радијална симетрија се нарекуваат актиноморфни, цвеќињата со билатерална симетрија се нарекуваат зигоморфни.

Ако околината околу животното е повеќе или помалку хомогена од сите страни и животното е рамномерно во контакт со него со сите делови од неговата површина, тогаш обликот на телото е обично топчест, а деловите што се повторуваат се наоѓаат во радијални насоки. Многу радиоларии кои се дел од таканаречениот планктон се сферични, т.е. збирка на организми суспендирани во водениот столб и неспособни за активно пливање; сферичните комори содржат неколку планктонски претставници на фораминифери (протозои, жители на морето, морски тестамент амеби). Фораминиферите се затворени во школки со различни, бизарни форми. Сферичното тело на сончевата риба испраќа бројни тенки, нишки, радијално распоредени псевдоподии во сите правци; телото е лишено од минерален скелет. Овој тип на симетрија се нарекува еквиаксијален, бидејќи се карактеризира со присуство на многу идентични оски на симетрија.

Еквиаксијалните и полисиметричните типови се наоѓаат главно кај нискоорганизираните и слабо диференцираните животни. Ако има 4 идентични органи околу надолжната оска, тогаш радијалната симетрија во овој случај се нарекува симетрија со четири зраци. Ако има шест такви органи, тогаш редоследот на симетрија ќе биде шест-зраци, итн. Бидејќи бројот на такви органи е ограничен (често 2,4,8 или повеќекратно од 6), секогаш може да се нацртаат неколку рамнини на симетрија, што одговараат на бројот на овие органи. Авионите го делат телото на животното на еднакви делови со повторливи органи. Ова е разликата помеѓу радијалната симетрија и полисиметричниот тип. Радијалната симетрија е карактеристична за седентарните и закачените форми. Еколошкото значење на радијалната симетрија е јасно: неподвижното животно е опкружено од сите страни со иста средина и мора да влезе во односи со оваа средина користејќи идентични органи кои се повторуваат во радијални насоки. Тоа е седентарен начин на живот кој придонесува за развој на зрачна симетрија.

Ротациона симетрија

Ротационата симетрија е „популарна“ во растителниот свет. Земете цвет од камилица во раката. Комбинацијата на различни делови од цветот настанува ако се ротираат околу стеблото.

Многу често флората и фауната позајмуваат надворешни форми една од друга. Морските ѕвезди кои водат вегетативен начин на живот имаат ротациона симетрија, а нивните лисја се огледало.

Растенијата ограничени на постојано место јасно ги разликуваат само горниот и долниот дел, а сите други насоки се повеќе или помалку исти за нив. Природно, нивниот изглед е предмет на ротациона симетрија. За животните е многу важно што е напред, а што позади, само „лево“ и „десно“ остануваат еднакви за нив. Во овој случај, преовладува симетријата на огледалото. Интересно е што животните кои го заменуваат мобилниот живот за неподвижен живот, а потоа повторно се враќаат во подвижен живот, се префрлаат од еден тип на симетрија во друг соодветен број пати, како што се случи, на пример, со ехинодермите (морските ѕвезди итн.).

Спирална или спирална симетрија

Спиралната симетрија е симетрија во однос на комбинација од две трансформации - ротација и транслација по оската на ротација, т.е. има движење по оската на завртката и околу оската на завртката. Има леви и десни завртки.

Примери на природни пропелери се: заб на нарвал (мало китово што живее во северните мориња) - лев пропелер; лушпа од полжав – десна завртка; Роговите на памирскиот овен се енантиоморфи (еден рог е извиткан во леворака, а другиот во десна спирала). Спиралната симетрија не е идеална, на пример, лушпата на мекотелите се стеснува или се шири на крајот.

Иако надворешната спирална симетрија е ретка кај повеќеклеточните животни, многу важни молекули од кои се изградени живите организми - протеини, деоксирибонуклеински киселини - ДНК имаат спирална структура. Вистинското царство на природните завртки е светот на „живи молекули“ - молекули кои играат фундаментално важна улога во животните процеси. Овие молекули вклучуваат, пред сè, протеински молекули. Во човечкото тело има до 10 видови на протеини. Сите делови од телото, вклучувајќи ги коските, крвта, мускулите, тетивите, косата, содржат протеини. Протеинската молекула е синџир составен од поединечни блокови и извиткан во десна спирала. Се нарекува алфа спирала. Молекулите на тетивните влакна се тројни алфа спирали. Алфа спиралите извиткани повеќе пати едни со други формираат молекуларни завртки, кои се наоѓаат во косата, роговите и копитата. Молекулата на ДНК има структура на двојна десна спирала, откриена од американските научници Вотсон и Крик. Двојната спирала на молекулата на ДНК е главната природна завртка.

Заклучок

Сите форми во светот се предмет на законите на симетрија. Дури и „вечно слободните“ облаци имаат симетрија, иако искривена. Замрзнувајќи на синото небо, тие личат на медуза која полека се движи во морската вода, јасно гравитирајќи кон ротациона симетрија, а потоа, поттикнати од растечкиот ветер, ја менуваат симетријата во огледална.

Симетријата, која се манифестира во широк спектар на предмети од материјалниот свет, несомнено ги одразува нејзините најопшти, најфундаментални својства. Затоа, проучувањето на симетријата на различни природни објекти и споредбата на нејзините резултати е погодна и сигурна алатка за разбирање на основните закони за постоењето на материјата.

Симетријата е еднаквост во широка смисла на зборот. Тоа значи дека ако има симетрија, тогаш нешто нема да се случи и, според тоа, нешто дефинитивно ќе остане непроменето, зачувано.

Извори

1. Урманцев Ју. А. „Симетријата на природата и природата на симетријата“. Москва, Мисл, 1974 година.

2. В.И. Вернадски. Хемиска структура на биосферата на Земјата и нејзината околина. М., 1965 година.

3. http://www.worldnatures.ru

4. http://otherreferats

СИМЕТРИЈА ВО ЖИВАТА ПРИРОДА. СИМЕТРИЈА И АСИМЕТРИЈА.

Предметите и појавите на живата природа имаат симетрија. Не само што го радува окото и ги инспирира поетите од сите времиња и народи, туку им овозможува на живите организми подобро да се прилагодат на нивната околина и едноставно да преживеат.

Во живата природа, огромното мнозинство на живи организми покажуваат различни типови на симетрии (облик, сличност, релативна локација). Покрај тоа, организмите со различни анатомски структури можат да имаат ист тип на надворешна симетрија.

Надворешната симетрија може да послужи како основа за класификација на организмите (сферични, радијални, аксијални итн.) Микроорганизмите кои живеат во услови на слаба гравитација имаат изразена симетрија на обликот.

Асиметријата е веќе присутна на ниво на елементарни честички и се манифестира во апсолутна доминација на честичките над античестичките во нашиот Универзум. Познатиот физичар Ф. Дајсон напишал: „Откритијата од последните децении во областа на физиката на елементарните честички нè принудуваат да посветиме посебно внимание на концептот на кршење на симетријата. Развојот на Универзумот од моментот на неговото потекло изгледа како континуирана низа на кршење на симетријата.
Во моментот на неговото појавување во грандиозна експлозија, Универзумот беше симетричен и хомоген. Како што се лади, една симетрија по друга се нарушува, што создава можност за постоење на сè поголема разновидност на структури. Феноменот на животот природно се вклопува во оваа слика. Животот е и нарушување на симетријата“.
Молекуларната асиметрија беше откриена од Л. Пастер, кој беше првиот што ги разликуваше „десните“ и „левораките“ молекули на винската киселина: десните молекули се како десна завртка, а левораките се како левак. Хемичарите ги нарекуваат таквите молекули стереоизомери. Стереоизомерните молекули имаат ист атомски состав, иста големина, иста структура - во исто време, тие се разликуваат затоа што се огледални асиметрични, т.е. објектот се покажува дека е неидентичен со неговиот двоен огледало. 67 Затоа, овде концептите „десно-лево“ се условени.
Сега е добро познато дека молекулите на органските материи кои ја формираат основата на живата материја се со асиметрична природа, т.е. Тие влегуваат во составот на живата материја само како десничарски или левучари молекули. Така, секоја супстанција може да биде дел од живата материја само ако има многу специфичен тип на симетрија. На пример, молекулите на сите аминокиселини во секој жив организам можат да бидат само леваци, шеќерите - само десничарски.
Ова својство на живата материја и нејзините отпадни производи се нарекува дисиметрија. Тоа е сосема фундаментално. Иако десничарските и левораките молекули не се разликуваат по хемиски својства, живата материја не само што прави разлика меѓу нив, туку и прави избор. Ги отфрла и не користи молекули кои ја немаат потребната структура. Како се случува ова сè уште не е јасно. Молекулите со спротивна симетрија се отров за неа.
Ако живо суштество се најде во услови кога целата храна е составена од молекули со спротивна симетрија кои не одговараат на дисиметријата на овој организам, тогаш тоа би умрело од глад. Во неживата материја има еднаков број на десничарски и левораки молекули. Дисиметријата е единственото својство поради кое можеме да разликуваме супстанца од биогено потекло од нежива супстанција. Не можеме да одговориме на прашањето што е живот, но имаме начин да го разликуваме живиот од неживот.
Така, асиметријата може да се гледа како линија на поделба помеѓу живата и неживата природа. Неживата материја се карактеризира со доминација на симетријата; за време на преминот од нежива во жива материја, асиметријата преовладува веќе на микрониво. Во живата природа, асиметријата може да се види насекаде. Тоа беше многу соодветно забележано во романот „Животот и судбината“ од В. Гросман: „Во големите милиони руски селски колиби нема и не можат да бидат две неразлично слични. Сите живи суштества се единствени.

Симетријата лежи во основата на нештата и појавите, изразувајќи нешто заедничко, карактеристично за различни предмети, додека асиметријата е поврзана со индивидуалното отелотворување на оваа заедничка работа во одреден предмет. Методот на аналогии се заснова на принципот на симетрија, кој вклучува пронаоѓање заеднички својства кај различни објекти. Врз основа на аналогии, се создаваат физички модели на различни предмети и појави. Аналогиите помеѓу процесите овозможуваат да се опишат со општи равенки.

СИМЕТРИЈАТА ВО РАСТИТЕЛНИОТ СВЕТ:

Специфичната структура на растенијата и животните се одредува според карактеристиките на живеалиштето на кое тие се прилагодуваат и карактеристиките на нивниот начин на живот. Секое дрво има основа и врв, „врв“ и „дно“ кои вршат различни функции. Значењето на разликата помеѓу горните и долните делови, како и насоката на гравитацијата, ја одредуваат вертикалната ориентација на ротационата оска на „дрвениот конус“ и рамнините на симетрија.
Листовите се карактеризираат со огледална симетрија. Истата симетрија се среќава и кај цвеќињата, но кај нив често се појавува огледална симетрија во комбинација со ротациона симетрија. Чести се и случаите на фигуративна симетрија (гранки од багрем, роуан). Интересно е што во цветниот свет најзастапена е ротационата симетрија од 5-ти ред, што е фундаментално невозможно во периодичните структури од нежива природа.
Академик Н. живиот организам нема кристална структура во смисла дека дури и неговите поединечни органи немаат просторна решетка. Сепак, нарачаните структури се застапени многу широко во него.

	Саќе- вистинско дизајнерско ремек-дело. Тие се состојат од голем број хексагонални клетки.
Ова е најгустото пакување кое овозможува најповолно сместување на ларвата во ќелијата и, со максимален можен волумен, најекономично користење на градежниот материјал - восок.
Листовите на стеблото не се распоредени во права линија, туку спирално ја опкружуваат гранката. Збирот на сите претходни чекори на спиралата, почнувајќи од врвот, е еднаков на вредноста на следниот чекор A+B=C, B+C=D, итн.
Распоредот на ахените во главата на сончогледот или лисјата во ластарите на качувачките растенија одговара на логаритамска спирала

СИМЕТРИЈАТА ВО СВЕТОТ НА ИНСЕКТИ, РИБИ, ПТИЦИ, ЖИВОТНИ

Видови симетрија кај животните

1-централно		3-радијални	4-билатерални
5-двојно зрак	6-преведувачки (метамеризам)		7-преводно-ротациона

Оска на симетрија. Оската на симетрија е оската на ротација. Во овој случај, на животните, како по правило, им недостасува центар на симетрија. Тогаш ротацијата може да се случи само околу оската. Во овој случај, оската најчесто има столбови со различен квалитет. На пример, кај колентератите, хидрата или морската анемона, устата се наоѓа на едниот пол, а ѓонот се наоѓа на другиот, со кој овие неподвижни животни се прицврстени за подлогата (сл. 1, 2,3). Оската на симетријата може морфолошки да се совпадне со антеропостериорната оска на телото.

Рамнина на симетрија.Рамнината на симетрија е рамнина што минува низ оската на симетрија, се совпаѓа со неа и го сече телото на две огледални половини. Овие половини една спроти друга се нарекуваат антимери (анти – против; мер – дел). На пример, во Хидра, рамнината на симетријата мора да помине низ отворот на устата и низ ѓонот. Антимерите од спротивните половини треба да имаат еднаков број пипала лоцирани околу устата на хидрата. Хидра може да има неколку рамнини на симетрија, чиј број ќе биде повеќекратен од бројот на пипалата. Во морските анемони со многу голем број пипала, може да се нацртаат многу рамнини на симетрија. За медуза со четири пипала на ѕвончето, бројот на рамнини на симетрија ќе биде ограничен на повеќекратно од четири. Ктенофорите имаат само две рамнини на симетрија - фарингеална и пипала (сл. 1, 5). Конечно, билатерално симетричните организми имаат само една рамнина и само два огледални антимери - десната и левата страна на животното, соодветно (сл. 1, 4, 6, 7).

Видови симетрија.Познати се само два главни типа на симетрија - ротациони и преведувачки. Покрај тоа, постои модификација од комбинацијата на овие два главни типа на симетрија - ротационо-преведувачка симетрија.

Ротациона симетрија.Секој организам има ротациона симетрија. За ротациона симетрија суштински карактеристичен елемент е антимери . Важно е да се знае, при вртење за кој степен, контурите на телото ќе се совпаднат со првобитната положба. Минималниот степен на совпаѓање на контурата е за топка што ротира околу центарот на симетријата. Максималниот степен на ротација е 360, кога при вртење за оваа количина контурите на телото се совпаѓаат.

Ако телото ротира околу центар на симетрија, тогаш многу оски и рамнини на симетрија може да се извлечат низ центарот на симетрија. Ако телото ротира околу една хетерополарна оска, тогаш преку оваа оска може да се нацрта онолку рамнини колку што има антимери во даденото тело. Во зависност од оваа состојба, се зборува за ротациона симетрија од одреден ред. На пример, коралите со шест зраци ќе имаат ротациона симетрија од шести ред. Ктенофорите имаат две рамнини на симетрија и тие имаат симетрија од втор ред. Симетријата на ктенофорите се нарекува и дворадијална (сл. 1, 5). Конечно, ако еден организам има само една рамнина на симетрија и, соодветно, два антимери, тогаш таквата симетрија се нарекува билатерални или билатерални (Сл. 1, 4). Тенките игли се протегаат радијално. Ова им помага на протозоите да „лебдат“ во водната колона. Останатите претставници на протозоите се исто така сферични - зраци (радиоларии) и сончеви рипки со процеси во облик на зраци - псевдоподии. на морето

Преводна симетрија.За преводна симетрија, карактеристичните елементи се метамери (мета – еден по друг; мер – дел). Во овој случај, деловите од телото не се наоѓаат огледало спроти едни на други, туку последователно еден по друг по главната оска на телото.

метамеризам - една од формите на транслациона симетрија. Особено е изразен кај анелидите, чие долго тело се состои од голем број речиси идентични сегменти. Овој случај на сегментација се нарекува хомономен (Сл. 1, 6). Кај членконогите, бројот на сегменти може да биде релативно мал, но секој сегмент е малку различен од неговите соседи или по форма или додатоци (торакални сегменти со нозе или крилја, абдоминални сегменти). Оваа сегментација се нарекува хетерономни.

Ротационо-преведувачка симетрија.Овој тип на симетрија има ограничена дистрибуција во животинското царство. Оваа симетрија се карактеризира со тоа што при вртење под одреден агол, дел од телото се поместува малку нанапред и секој нареден ја зголемува својата големина логаритамски за одредена количина. Така, актите на ротација и преводно движење се комбинираат. Пример се лушпите од спиралните комори на фораминиферите, како и лушпите од спиралната комора на некои цефалоподи (модерен наутилус или фосилни амонитни школки, Сл. 1, 7). Со некои услови, во оваа група може да се вклучат и некоморни спирални школки на гастроподи.

Ако погледнете кое било живо суштество, симетријата на структурата на телото веднаш ви паѓа во очи. Човек: две раце, две нозе, две очи, две уши и така натаму. Секој животински вид има карактеристична боја. Ако се појави шема во боењето, тогаш, по правило, се огледува од двете страни. Тоа значи дека постои одредена линија по која животните и луѓето можат визуелно да се поделат на две идентични половини, односно нивната геометриска структура се заснова на аксијална симетрија. Природата го создава секој жив организам не хаотично и бесмислено, туку според општите закони на светскиот поредок, бидејќи ништо во Универзумот нема чисто естетска, декоративна цел. Присуството на различни форми се должи и на природната потреба

Централна симетрија во природата

Симетријата може да се најде насекаде ако внимателно ја погледнете реалноста околу нас. Го има во снегулките, лисјата на дрвјата и билките, инсектите, цвеќињата и животните. Централната симетрија на растенијата и живите организми е целосно одредена од влијанието на надворешната средина, која сè уште го обликува изгледот на жителите на планетата Земја.

1 од 14

Презентација на тема:

Слајд бр. 1

Опис на слајдот:

Слајд бр. 2

Опис на слајдот:

Слајд бр. 3

Опис на слајдот:

О, симетрија! Ја пеам твојата химна! О, симетрија! Ја пеам твојата химна! Те препознавам насекаде во светот. Вие сте во Ајфеловата кула, во мала мушичка, Вие сте на елка во близина на шумска патека. Со тебе во пријателство се и лале и роза, И снежен рој - создавање мраз! Концептот на симетрија е познат и игра важна улога во секојдневниот живот. На многу човечки креации намерно им се дава симетрична форма и од естетски и од практични причини. Во античко време, зборот „симетрија“ се користел како „хармонија“, „убавина“. Навистина, на грчки значи „пропорционалност, пропорционалност, униформност во распоредот на деловите“

Слајд бр. 4

Опис на слајдот:

Слајд бр.5

Опис на слајдот:

Централна и аксијална симетрија Централна симетрија - Фигурата се нарекува симетрична во однос на точката O, ако за секоја точка на фигурата, точка симетрична во однос на точката O исто така припаѓа на оваа фигура. Точката О се нарекува центар на симетрија на фигурата. Се вели дека фигурата има и централна симетрија. Аксијална симетрија - Фигурата се нарекува симетрична во однос на правата a ако за секоја точка од фигурата точка симетрична во однос на правата a исто така припаѓа на оваа фигура. Правата а се нарекува оска на симетрија на фигурата. Се вели дека фигурата има аксијална симетрија.

Слајд бр.6

Опис на слајдот:

Слајд бр.7

Опис на слајдот:

Манифестацијата на симетријата во живата природа Убавината во природата не се создава, туку само се снима и изразува. Да ја разгледаме манифестацијата на симетрија од „глобалното“, имено од нашата планета Земја. Фактот дека Земјата е топка им стана познат на образованите луѓе во античко време. Земјата, во главите на повеќето добро читани луѓе пред ерата на Коперник, беше центарот на универзумот. Затоа, тие сметаа дека правите линии што минуваат низ центарот на Земјата се центар на симетрија на Универзумот. Затоа, дури и моделот на Земјата - земјината топка има оска на симетрија.

Слајд бр.8

Опис на слајдот:

Речиси сите живи суштества се изградени според законите на симетријата; не за џабе зборот „симетрија“ значи „пропорционалност“ кога се преведува од грчки. Речиси сите живи суштества се изградени според законите на симетријата; не за џабе зборот „симетрија“ значи „пропорционалност“ кога се преведува од грчки. Меѓу цвеќињата, на пример, постои ротациона симетрија. Многу цвеќиња може да се ротираат така што секое ливче ја зазема положбата на својот сосед, цветот се усогласува со себе. Минималниот агол на таквата ротација не е ист за различни бои. За ирисот е 120°, за ѕвончето – 72°, за нарцисот – 60°.

Слајд бр.9

Опис на слајдот:

Постои спирална симетрија во распоредот на листовите на стеблата на растенијата. Подредувајќи се во завртка по стеблото, листовите како да се шират во различни насоки и не се блокираат едни со други од светлината), иако и самите листови имаат оска на симетрија.Во распоредот на листовите на стеблата на растенијата, симетрија на завртки се забележува. Позиционирани како завртка долж стеблото, листовите изгледаат како да се шират во различни насоки и не се затскриваат едни со други од светлината), иако и самите листови имаат оска на симетрија

Слајд бр.10

Опис на слајдот:

Со оглед на генералниот план на структурата на кое било животно, обично забележуваме одредена правилност во распоредот на делови од телото или органи, кои се повторуваат околу одредена оска или заземаат иста положба во однос на одредена рамнина. Оваа регуларност се нарекува симетрија на телото. Појавите на симетрија се толку распространети во животинскиот свет што е многу тешко да се означи група во која не може да се забележи симетрија на телото. И малите инсекти и големите животни имаат симетрија. Со оглед на генералниот план на структурата на кое било животно, обично забележуваме одредена правилност во распоредот на делови од телото или органи, кои се повторуваат околу одредена оска или заземаат иста положба во однос на одредена рамнина. Оваа регуларност се нарекува симетрија на телото. Појавите на симетрија се толку распространети во животинскиот свет што е многу тешко да се означи група во која не може да се забележи симетрија на телото. И малите инсекти и големите животни имаат симетрија.

Слајд бр.11

Опис на слајдот:

Манифестација на симетрија во неживата природа Кристалите го внесуваат шармот на симетријата во светот на неживата природа. Секоја снегулка е мал кристал од замрзната вода. Обликот на снегулките може да биде многу разновиден, но сите тие имаат ротациона симетрија и, покрај тоа, симетрија на огледалото. Што е кристал? Цврсто тело кое има природна форма на полиедар. Сол, мраз, песок, итн. се состои од кристали. Пред сè, Ромеу-Делисле ја нагласи правилната геометриска форма на кристалите врз основа на законот за постојаност на аглите меѓу нивните лица. Зошто кристалите се толку убави и привлечни? Нивните физички и хемиски својства се одредени од нивната геометриска структура. Во кристалографијата (науката за кристалите) постои дури и дел наречен „Геометриска кристалографија“. Во 1867 година, артилерискиот генерал, професор на Академијата Михајловски во Санкт Петербург А.В. Гадолин строго математички ги извел сите комбинации на елементи на симетрија што ги карактеризираат кристалните полиедри. Вкупно, постојат 32 типа на симетрии на идеални кристални форми.

Слајд бр.14

Опис на слајдот:

Со векови, симетријата остана тема што ги фасцинираше филозофите, астрономите, математичарите, уметниците, архитектите и физичарите. Старите Грци биле целосно опседнати со тоа - па дури и денес имаме тенденција да наидеме на симетрија во сè, од планирање на поставувањето на нашиот мебел до сечење на косата.

Само имајте на ум дека штом ќе го сфатите ова, веројатно ќе почувствувате огромна желба да барате симетрија во сè што ќе видите.

Романеско од брокула

Можеби сте виделе Романеско брокула во продавница и сте помислиле дека тоа е уште еден пример на генетски модифициран производ. Но, всушност, ова е уште еден пример за фракталната симетрија на природата. Секое цветче од брокула има логаритамска спирална шема. Романеско по изглед е сличен на брокулата, а по вкус и конзистентност - на карфиолот. Богат е со каротеноиди, како и со витамини Ц и К, што ја прави не само убава, туку и здрава храна.

Саќе

Со илјадници години, луѓето се восхитуваа на совршената шестоаголна форма на саќе и се прашуваа како пчелите инстинктивно можат да создадат форма што луѓето би можеле да ја репродуцираат само со компас и линијар. Како и зошто пчелите имаат страст за создавање шестоаголници? Математичарите веруваат дека ова е идеална форма која им овозможува да складираат максимално можно количество мед користејќи минимална количина на восок. Во секој случај, сето тоа е производ на природата и е проклето импресивно.

Сончогледи

Сончогледот може да се пофали со радијална симетрија и интересен тип на симетрија позната како низа Фибоначи. Низа Фибоначи: 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 24, 55, 89, 144 итн. (секој број се одредува со збирот на двата претходни броја). Ако одвоевме време и го изброиме бројот на семки во сончогледот, ќе откриеме дека бројот на спирали расте според принципите на низата Фибоначи. Во природата има многу растенија (вклучувајќи ја и Романеско брокулата) чии ливчиња, семиња и листови одговараат на оваа низа, поради што е толку тешко да се најде детелина со четири лисја.

Но, зошто сончогледите и другите растенија ги следат математичките правила? Како и шестоаголниците во кошница, сето тоа е прашање на ефикасност.

Наутилус школка

Покрај растенијата, некои животни, како што е Наутилус, ја следат низата Фибоначи. Школката на Наутилус се извртува во спирала Фибоначи. Школката се обидува да ја задржи истата пропорционална форма, што и овозможува да ја одржува во текот на целиот живот (за разлика од луѓето, кои ги менуваат пропорциите во текот на животот). Не сите Наутилус имаат школка Фибоначи, но сите тие следат логаритамска спирала.

Пред да им завидувате на математичките миди, запомнете дека тие не го прават тоа намерно, само дека оваа форма е најрационална за нив.

Животни

Повеќето животни имаат билатерална симетрија, што значи дека можат да се поделат на две идентични половини. Дури и луѓето имаат билатерална симетрија, а некои научници веруваат дека симетријата на една личност е најважниот фактор што влијае на перцепцијата на нашата убавина. Со други зборови, ако имате еднострано лице, можете само да се надевате дека тоа е компензирано со други добри особини.

Некои одат до целосна симетрија во обид да привлечат партнер, како што е паунот. Дарвин бил позитивно изнервиран од птицата и во писмо напишал дека „Глетката на пердувите од опашката на паунот, кога и да го погледнам, ми се гади!“ За Дарвин, опашката му изгледала незгодна и немала никаква еволутивна смисла, бидејќи не се вклопувала со неговата теорија за „преживување на најсилните“. Беше бесен додека не дојде до теоријата за сексуална селекција, која вели дека животните еволуираат одредени карактеристики за да ги зголемат нивните шанси за парење. Затоа, пауни имаат различни адаптации за да привлечат партнер.

веб

Постојат околу 5.000 видови на пајаци и сите тие создаваат речиси совршена кружна мрежа со радијални потпорни нишки на речиси еднакви растојанија и спирални мрежи за фаќање плен. Научниците не се сигурни зошто пајаците толку многу ја сакаат геометријата, бидејќи тестовите покажаа дека тркалезната мрежа не мами храна подобро од мрежата со неправилна форма. Научниците теоретизираат дека радијалната симетрија рамномерно ја распределува силата на удар кога пленот е фатен во мрежата, што резултира со помалку прекини.

Crop Circles

Дајте им на неколку измамници табла, косилки и безбедноста на темнината, и ќе видите дека луѓето создаваат и симетрични форми. Поради сложеноста на дизајнот и неверојатната симетрија на круговите, дури и откако креаторите на круговите ги признаа и ги покажаа своите вештини, многу луѓе сè уште веруваат дека тие се направени од вселенски вонземјани.

Како што круговите стануваат посложени, нивното вештачко потекло станува сè појасно. Нелогично е да се претпостави дека вонземјаните ќе ги отежнуваат нивните пораки кога не можеме ни да ги дешифрираме првите.

Независно од тоа како настанале, круговите на исечете се со задоволство да се погледнат, главно затоа што нивната геометрија е импресивна.

Снегулки

Дури и малите формации како снегулките се регулирани со законите на симетријата, бидејќи повеќето снегулки имаат хексагонална симетрија. Ова делумно се случува поради начинот на кој молекулите на водата се редат кога се зацврстуваат (кристализираат). Молекулите на водата стануваат цврсти со формирање на слаби водородни врски, тие се усогласуваат во уреден распоред што ги балансира силите на привлекување и одбивност, формирајќи хексагонален облик на снегулка. Но, во исто време, секоја снегулка е симетрична, но ниту една снегулка не е слична на другата. Ова се случува затоа што кога секоја снегулка паѓа од небото, таа доживува уникатни атмосферски услови кои предизвикуваат нејзините кристали да се распоредат на одреден начин.

Галаксијата Млечен Пат

Како што веќе видовме, симетријата и математичките модели постојат речиси насекаде, но дали овие закони на природата се ограничени на нашата планета? Очигледно не. Неодамна е откриен нов дел на работ на галаксијата Млечен Пат, а астрономите веруваат дека галаксијата е речиси совршена огледална слика за себе.

Симетрија Сонце-Месечина

Имајќи предвид дека Сонцето има дијаметар од 1,4 милиони km, а Месечината е со дијаметар од 3.474 km, изгледа речиси невозможно Месечината да ја блокира сончевата светлина и да ни обезбеди околу пет затемнувања на Сонцето на секои две години. Како функционира ова? Случајно, додека Сонцето е околу 400 пати пошироко од Месечината, Сонцето е исто така 400 пати подалеку. Симетријата гарантира дека Сонцето и Месечината се со иста големина кога се гледаат од Земјата, така што Месечината може да го прикрие Сонцето. Се разбира, растојанието од Земјата до Сонцето може да се зголеми, поради што понекогаш гледаме прстенести и делумни затемнувања. Но, на секои една до две години се случува прецизно порамнување и сме сведоци на спектакуларен настан познат како целосно затемнување на Сонцето. Астрономите не знаат колку е честа оваа симетрија меѓу другите планети, но мислат дека е доста ретка. Сепак, не треба да претпоставуваме дека сме посебни, бидејќи сето тоа е прашање на случајност. На пример, секоја година Месечината се оддалечува на околу 4 см од Земјата, што значи дека пред милијарди години секое затемнување на Сонцето би било целосно затемнување. Ако работите продолжат вака, тоталните затемнувања на крајот ќе исчезнат, а тоа ќе биде придружено со исчезнување на прстенести затемнувања. Излегува дека едноставно сме на вистинското место во вистинско време за да го видиме овој феномен.