Symmetri i biologi

Symmetri i biologi er den balanserte fordelinga av like kroppsdelar eller former. I naturen og biologien blir symmetrien rekna som omtrentleg. Sjølv om ein reknar eit planteblad som symmetrisk, så er det aldri heilt symmetrisk viss ein brettar det i to. Symmetri dannar ein klasse av mønster i naturen der repetisjonen av mønsteret skjer gjennom spegling eller rotasjon. Kroppsplanet hjå dei fleste fleircella organismar utgjer ei form for symmetri, til dømes radiær, bilateral eller sfærisk symmetri. Eit mindretal, til dømes svampar, viser ingen symmetri, og er dimed rekna som asymmetriske.

 Radiærsymmetri 
mini|høgre|Desse sjørosene er fargelagde for å legge vekt på radiærsymmetrien. Denne tørrplata er henta frå Kunstformen der Natur av Ernst Haeckel.
Radiærsymmetriske organismar kan minne om ein pai, som ved deling over planet dannar omtrent identiske delar. Slike organismar har inga høgre eller venstre side. Dei er beint fram samansett av eit toppstykke og eit botnstykke (dorsale og ventrale overflater).

Symmetri har spelt ei viktig historisk rolle i taksonomien av dyr; radiærsymmetriske organismar blei klassifiserte i taksonet Radiata, som no er rekna for å vere ei polyfyletisk samling av ulike rekkjer i dyreriket. Dei fleste radiærsymmetriske dyr er symmetriske langs ein akse som strekker seg frå midten av munnen til midten av den motsette eller aborale enden. Radiærsymmetri er spesielt eigna for fastsitjande dyr som til dømes sjøroser, flytande dyr som til dømes stormaneter, og saktegåande organismar som til dømes sjøstjerner. Dyr i rekkjene nesledyr og pigghudingar er radiærsymmetriske, sjølv om mange sjøroser og somme koralar er bilateralt symmetriske på grunnlag av ein enkelt struktur, nemleg ei renne med ciliar frå munnen.

mini|venstre|Brannlilja viser typisk blomstersymmetri med repeterte delar rundt aksen av blomen.

Mange blomar er radiærsymmetriske eller aktinomorfe. Kronblad, begerblad og mjølberarar førekjem med jamne mellomrom rundt aksen av blomen, som ofte er den hokjønna delen med fruktemnet og arret.

mini|Gastroenterittvirusa viser radiærsymmetri og er ikosahedrale: A rotavirus, B adenovirus, C norovirus, D astrovirus.

Mange virus er radiærsymmetriske. Kappa er samansett av forholdsvis små mengder av proteinmolekyl som har ei polyederisk, sfærisk eller eggforma innretting. Dei fleste er òg ikosahedrale.

 Spesielle former av radiærsymmetri 
Tetramerisme eller firesidig symmetri er ein form for radiærsymmetri som finst i stormaneter, som har fire kanalar i eit elles radiært kroppsplan.

Pentamerisme eller femsidig symmetri er ein annan variant av radiærsymmetri (òg kalla pentaradial eller pentagonal symmetri), der organismen er samansett av fem delar som er innretta rundt ein midtakse med 72° mellomrom. Pigghudingar som til dømes sjøstjerner, kråkeboller og sjøliljer er pentaradiale som vaksne, med fem armar rundt munnpartiet. Dei er opphavleg bilateriar, i form av ein larve med speglsymmetrisk form, men blir pentaradialt symmetriske med alderen.Stewart, 2001. pp 64-65.

høgre|mini|Eit eple delt på tvers viser pentamerisme

Dekkfrøplantar visar femsidig symmetri i mange av blomane og fruktene. Dette kan ein lett sjå på innrettinga av dei fem fruktemnene (den botaniske frukta som inneheld frøa) i eit eple delt på tvers.

Heksamerisme eller sekssidig symmetri finn ein i korallar og sjøroser i klassen koralldyr, som er delt inn i to grupper basert på symmetrien. Dei vanlegaste korallane i underklassen mangestråla korallpolyppar har heksameriske kroppsplan; polyppane deira har sekssidig indre symmetri, og talet på tentaklane er deleleg på seks.

Oktamerisme eller sekssidig symmetri finn ein i korallar i underklassen åttetalskorallar. Desse har polyppar med åtte tentaklar og oktamerisk radiærsymmetri. Åttearma blekksprutar er likevel bilateralt (tosidig) symmetriske, trass i at dei har åtte armar.

 Sfærisk symmetri 
mini|Volvox er ein mikroskopisk grønalge med sfærisk symmetri som lever i ferskvatn. Inni dei store koloniane kan ein sjå fleire mindre koloniar.
Ein organisme har sfærisk symmetri viss ein kan dele den langs midten for å danne identiske halvdelar. Døme på ein organisme med sfærisk symmetri er grønalgen Volvox, som lever i ferskvatn.

 Bilateral symmetri 

Ved bilateral symmetri er det berre eitt plan, sagittalplanet, som delar organismen i to omtrentleg like halvdelar. Dette er ein form for speglsymmetri.

mini|Nattpåfuglauge, Saturnia pavonia, viser eit mønster med bilateral symmetri.

Dyr som er bilateralt symmetriske har speglsymmetri langs sagittalplanet, som delar kroppen på langs i ein venstre og ein høgre halvdel, slik at det er eitt sanseorgan og eit sett av lemmer på kvar side. Storparten (minst 99%) av dyr er bilateralt symmetriske, medrekna menneske (sjå òg andletssymmetri).

Når ein organisme rører seg i ei retning vil den alltid ha ei framside eller ein hovudende. Denne enden møter omgjevnadane før resten av kroppen, så sanseorgana plar å vere samla her, og det er ofte her ein finn munnen. Eit distinkt hovud med sanseorgan tilkopla eit sentralt nervesystem plar å utvikle seg (cefalisering). Rørsleretninga skapar eit skille mellom framsida og baksida, og tyngdekraft skapar dorsale og ventrale motpartar, så venstre og høgre blir uunngåelege trekk. Framdrift krev eit slag av symmetriske plan, til dømes ved at det finst like mange lemmer på kvar side av kroppen, så bilateralt symmetriske kroppsplan er vidfemnande og finst i dei fleste dyrerekkjer. Hjå nesledyra finst det ulike symmetriar, og den bilaterale symmetrien er ikkje naudsynleg innretta i rørsleretninga, så ein annan mekanisme kan vere påkravd for å forklare opphavet av bilateral symmetri hjå dyr, til dømes innvendig transport.

mini|venstre|Larvane hjå sjøstjerner er bilateralt symmetriske, men som vaksne har dei femsidig symmetri.
Den biologiske rekkja av pigghudingar, som omfattar sjøstjerner, kråkeboller og sanddollar, er unik blant dyr ved at dei er bilateralt symmetriske i larvestadiet, men femsidige (pentameriske) som vaksne.

Hoene i somme artar føretrekk symmetri, truleg på grunn av fitness. Hokjønna låvesvalar føretrekk å pare seg med hannar som har bilateralt symmetriske halar.Maynard Smith, John; Harper, David (2003). Animal Signals. Oxford University Press. ss. 63-65.

mini|Blomen på biblomen (Ophrys apifera) er bilateralt symmetrisk (zygomorf). Den vesle leppa liknar på (den bilateralt symmetriske) magen på hobia; mjølinga skjer når hannbia prøver å pare seg med blomen.

Blomar i nokre familiar av dekkfrøplanter, til dømes orkidefamilien, erteblomfamilien og brunrotfamilien, er bilateralt symmetriske (einsymmetriske (zygomorfe)).Symmetry, biological, frå The Columbia Electronic Encyclopedia (2007).

 Biradiærsymmetri 
Biradiærsymmetri er ein kombinasjon av radiær og bilateral symmetri, og finst mellom anna i ribbemanetene. Kroppsdelane er innretta med like delar på kvar side av midtaksen, og kvar av dei fire kroppsidene er identiske til dei motståande sidene, men ulike frå dei tilstøytande sidene. Dette kan truleg representere eit stadium i evolusjonen av bilateral symmetri «frå tilsynelatande radiærsymmetriske forfedre».

 Asymmetri 
Ikkje alle dyr er symmetriske. Mange dyr i rekkja Porifera (svampar) har ingen symmetri, medan andre er radiærsymmetriske.

Det er ikkje uvanleg at symmetriske dyr også har ein grad av asymmetri. Hjå menneske er det vanleg at venstre hjernehalvdel er ulik frå den høgre, hjarta ligg noko lenger mot venstre, og høgrehanda verkar betre enn venstrehanda. Den skjeletande cikliden Perissodus microlepis utviklar venstre- eller høgrestilt asymmetri i munnen og kjeven, som gjer at dei blir meir effektive når dei fjernar skjelet frå venstre eller høgre sida av byttet. Dei om lag 400 artane av flyndrefisk manglar òg symmetri som vaksne, men som larvar er dei bilateralt symmetriske. Vaksne flyndrefiskar kvilar på den eine sida, og det auga som var på denne sida har flytta seg over til den andre sida av kroppen.

Sjå òg
Blomesymmetri

 Kjelder 

Bibliografi 
 Ball, Philip (2009). Shapes. Oxford University Press.
 Stewart, Ian (2007). What Shape is a Snowflake? Magical Numbers in Nature. Weidenfeld and Nicolson.

Denne artikkelen bygger på «Symmetry in biology» frå ,  den 20. februar 2015.  

Kategori:Symmetri
Kategori:Utviklingsbiologi
Kategori:Dyreanatomi
Kategori:Utvalde artiklar 2017