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生命为何对称

已有 8232 次阅读 2008-2-16 00:02 |个人分类:科普小文|系统分类:图片百科|关键词:学者

翟老师的博客中上传了一些生物图片,展现了生物神奇的对称美。 事实上,从昆虫到人类,绝大多数生物都是两侧对称的。有数据表明,99%的高等动物都是两侧对称的。而一些低等生物,可能是幅射对称(如珊瑚虫和水母),也可能不对称(如海绵动物)。

http://oceanworld.tamu.edu



http://www.ratemyscreensaver.com



http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article//arthropods_04

生物学研究表明,两侧对称生物的身体主轴是由Hox基因决定的。海绵动物中只有一个Hox基因。而节肢动物有8个Hox基因,这些基因在基因组上靠得很近,通常称为成族分布。在哺乳动物基因组中,有4个Hox基因簇,共有38个Hox基因。虽然Hox基因不是决定身体结构的唯一元素,但是人们相信Hox基因数量的增加是导致高等生物中身体结构趋向复杂的重要原因之一。其他一些基因,如Wnt,dpp也可能参与了两侧对称生物身体结构的形成。

从单细胞生物演化为多细胞生物过程的进程中,两侧对称的结构如何获得?何时获得?虽然有许多假设,目前仍然是一个谜。生物基因组的测序和深入的信息挖掘打开了一扇门。出现在6亿年前的刺胞动物Nematstella和Hydra同样具有两侧对称结构,其一部分Hox基因与两侧对称生物相似,另一部分Hox基因则变得不一样了。生物学家据此相信,两侧对称结构应当出现在刺胞动物和两侧对称生物的共同祖先之中。

在“解开生命为何对称”这一迷底之前,所有人都可以猜测。一个最为简单的理由是,两侧对称有利于动物的行动,从而增强陆生动物的竞争能力,在“适者生存”的进化旅程中,两侧对称生物得以保留下来。

对称是美的,对称背后的生存竞争却是残酷的。

参考读物:

1. http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=2222619

2. http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/304/5675/1335

3. http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article//arthropods_04 

4. http://www.amazon.com/tag/science/forum?_encoding=UTF8&cdForum=FxZ58KVEERYS5E&cdThread=TxEVQCT156INGZ 

5. http://www.cutech.edu.cn/cms/cms/infopub/infopre.jsp?pubtype=D&pubpath=cn&infoid=1180236665071032&templetid=1181543694684294&channelcode=A012304 

 



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1 杜占池

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