当今地球生物多样性非常丰富,生物面貌多姿多彩。但是,你是否注意到,生物的形态大都呈现两侧对称,如我们人类就是典型的两侧对称动物。
在动物界,无论是脊椎动物中哺乳类的大型的狮子、老虎、大象等,爬行类的鳄鱼、蛇类等,两栖类的青蛙、蟾蜍等,还是无脊椎动物中软体动物的蛤蜊、毛蚶,节肢动物的昆虫、蜈蚣等,形态呈两侧对称的动物比比皆是。
呈两侧对称的蝴蝶。图库版权图片,不授权转载
或许你会问,这有什么好奇怪的?生物界本来就是这样的啊!诚然,这就是现代生物界造型的主流面貌。
然而,即使在当今生物界,也存在其他形态的生物,如不对称的腹足类(俗称螺类)、五辐射对称的海星和不规则的变形虫等。
五辐射对称的海星。图库版权图片,不授权转载
有趣的是,在地球生物漫长的演化史上,两侧对称生物直到距今5.41亿年前的寒武纪才如万花筒般纷纷涌现出来。
最古老的两侧对称生物的化石记录虽然可以追溯到5.8亿年前,但晚元古代埃迪卡拉纪的多细胞生物面貌却是以辐射对称为主,而不是我们更熟悉的两侧对称的形态特征。
那么,辐射对称和两侧对称是一种怎样的演变关系?在生物演化历史上,它们分别扮演了怎样的角色,与自身的功能和环境又有什么样的关联呢?
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来看看生物都有哪些形态
从总体上看,在漫长的地球生物史上,生物造型的历史演变经历了从不对称或不稳定到辐射对称,再到两侧对称的形态变化。
生物的形态造型变化与生物的体制以及结构的发育密切关联。尤其当地球环境和生物演化进入重大转折变化时期,生物形态造型表现出了革命性变化,恰恰代表了生物进化的一次重大演进,并对生物辐射性演化产生了深刻的影响。
- 生命从不对称形态开始
生命史上最古老的生物原始又微小,其形态是不对称的或无对称的。人们熟悉的变形虫等单细胞生物就是不规则、不定型的形态,它们随时可以发生变形。一些原始多细胞动物,如海绵动物和刺胞动物的一些种类也是不规则的。许多生物个体聚合成群体也往往产生不对称的形态。
海绵动物。图片来源:wikipedia
- 辐射对称形态
辐射对称可以分为球状辐射对称和轴状辐射对称。
球状辐射对称就是等轴无极对称,可通过中心将身体分为无限或有限的相同的两半,如太阳虫、多数放射虫等。它们多悬浮在水中生活,上下左右的环境都一样,这类动物除了从中心到表面的差异外,没有向一个方向的特性递减率。
轴状辐射对称则是单轴异极对称,是通过一个固定主轴,把身体切成若干相等的两半,如表壳虫、钟虫、海绵和刺胞动物等,适应于固着或漂浮生活。轴状辐射对称形态造型可以追溯到晚元古代埃迪卡拉纪,那时生物界的主流形态就是轴状辐射对称。