Каких только животных не встречается на нашей планете! Некоторые поражают своими размерами, кто-то удивляет повадками и образом жизни, другие отличаются невероятной окраской.
Но самыми поразительными по строению тела являются все-таки морские и океанские обитатели. Их форма тела может быть очень необычной, так как обладает особой симметрией, нехарактерной для наземных животных. Это лучевая симметрия.
Типы симметрии тела у животных
Всех животных по типам симметрии тела можно разделить на четыре группы:
- Животные с билатеральной симметрией (двустороннесимметричные). К этой группе относится большинство видов наземных животных и значительная часть морских. Основная особенность - это расположение органов тела симметрично относительно одной проведенной через него плоскости. Например, левая и правая часть организма, задняя и передняя.
- Радиальная симметрия тела (лучевая симметрия). Характерна для и океанских глубин. Основная особенность - строение тела таким образом, что через его центральную ось можно провести несколько воображаемых линий, относительно которых будут расположены симметрично. Например, лучи морских звезд.
- Животные с асимметричной формой тела. Когда симметрия не характерна вообще, форма постоянно меняется в зависимости от условий окружающей среды или от движения животного. Типичный пример -
- Отсутствие симметрии полностью. К таким организмам относятся губки. Они ведут прикрепленный образ жизни, могут разрастаться по субстрату на разные объемы и совершенно не имеют определенной симметричности в строении тела.
Каждая перечисленная группа организмов извлекает для себя определенную выгоду из своего строения. Так, например, билатеральные животные могут свободно передвигаться прямо, поворачиваясь в стороны. Животные с радиальной симметрией способны ловить добычу с разных сторон. Асимметричным организмам удобно так передвигаться и приспосабливаться к условиям среды.
Лучевая симметрия: что это
Основной отличительной чертой животных, обладающих радиальной симметрией, является их необычная форма тела. Они, как правило, куполообразные, цилиндрические или в форме звезды или шара.
Через тело таких организмов можно проводить много осей, относительно каждой из них найдутся две совершенно симметричные половинки. Такое приспособление дает им возможность иметь ряд преимуществ:
- Они свободно передвигаются в любом направлении, контролируя все стороны вокруг себя.
- Охота приобретает более масштабные размеры, так как добыча ощущается вокруг всего тела.
- Необычная форма тела позволяет приспосабливаться к окружающему пейзажу, вливаться в него и становиться незаметным.
Лучевая симметрия тела - одно из главных приспособлений для определенных классов животных океанского биоценоза.
Характеристика радиальной симметрии тела
История возникновения такого приспособления, как радиальная симметрия тела, уходит своими корнями к предкам животных Именно они вели совершенно сидячий, неподвижный образ жизни и были прикреплены к субстрату. Им была выгодна такая симметрия, и они дали ей начало.
То, что сейчас многие активно плавающие животные все равно лучевую симметрию имеют, говорит о ее нередуцированности в ходе эволюции. Однако свое прямое назначение данная особенность уже не выполняет.
Значение лучевой симметрии
Основное ее назначение у предковых форм, так же как и у современных, ведущих прикрепленный образ жизни - обеспечение защиты от нападений хищников и добыча пропитания.
Ведь животные, имеющие лучевую симметрию, не способны были себя защитить, убежав от хищника, не могли и спрятаться. Поэтому единственным вариантом защиты стало ощутить приближение опасности с любой стороны тела и вовремя отреагировать защитными механизмами.
Кроме того, добывать себе пропитание, когда ведешь сидячий образ жизни, довольно сложно. А радиальная симметрия позволяет улавливать малейшие источники пищи вокруг всего тела и быстро на них реагировать.
Таким образом, лучевая симметрия тела дает крайне важные механизмы самообороны и пропитания для животных, ею обладающих.
Примеры животных
Можно привести множество примеров животных, обладающих радиальной симметрией. Их огромное видовое и численное многообразие украшает собой морские и океанские днища и толщи воды, позволяет человеку восхищаться затейливостью природы и красотой подводного мира.
Какие животные имеют лучевую симметрию? Например, такие как:
- морские ежи;
- медузы;
- голотурии;
- офиуры;
- змеехвостки;
- гидры;
- морские звезды;
- гребневики;
- неподвижные полипы;
- некоторые виды губок.
Это самые распространенные примеры лучевой симметрии тела у животных. Существуют и другие животные, малоизученные, а, возможно, и вообще еще не открытые, для которых характерна такая особенность телосложения.
Кишечнополостные
Данный тип животных включает в себя три основных класса, общей особенностью представителей которых является то, что все они животные с лучевой симметрией. В жизненных циклах преобладает либо стадия свободноплавающей медузы, либо стадия прикрепленного к субстрату полипа. Отверстие одно, выполняет функцию ротового, анального и полового. Для защиты используют ядовитые
- Гидроидные. Основные представители: гидры, гидранты. Ведут прикрепленный образ жизни, имеют, как и все кишечнополостные, два слоя в строении тела: эктодерма и энтодерма. Срединный слой представляет собой студенистое вещество водянистого состава - мезоглею. Форма тела чаще всего бокаловидная. Основная часть жизни проходит в стадии полипа.
- Медузы (сцифоидные). Основные представители - все виды медуз. Форма тела необычная, в виде колокола или купола. Они также двухслойные животные, имеющие лучевую симметрию. Основная часть жизни проходит в стадии свободно движущейся медузы.
- Кораллы (полипы). Основные представители: актинии, кораллы. Основная особенность - это колониальный образ жизни. Многие кораллы образуют целые рифы из своих поселенческих колоний. Одиночные формы также встречаются, это разные виды актиний. Стадия медузы вообще не характерна для этих животных, только стадия полипов.
Всего насчитывают примерно 9000 видов представителей данного типа животных.
Иглокожие
Еще какие животные имеют лучевую симметрию? Конечно, всем известные и очень красивые, необычные и яркие иглокожие. Данный тип насчитывает порядка 7 тысяч видов этих удивительных представителей морской фауны. Выделяют пять основных классов:
- Голотурии - напоминают червей, однако все же лучевую симметрию имеют. Ярко окрашены, передвигаются неохотно по морскому дну.
- Офиуры - напоминают морских звезд, однако отличаются более высокой подвижностью и бедностью окраски - белые, молочные и бежевые цвета.
- Морские ежи - могут иметь правильный, игольчатый наружный скелет, а могут и не иметь иголок. Форма тела практически всегда близка к шарообразной.
- Морские звезды - пяти, восьми или двенадцатилучевые животные с явно выраженной радиальной симметрией. Очень красиво окрашены, образ жизни ведут малоподвижный, ползают по дну.
- Морские лилии - сидячие красивые животные, имеют форму радиального цветка. Могут отделяться от субстрата и передвигаться на более богатые пищей места.
Образ жизни может быть как подвижным, так прикрепленным (морские лилии). Тело двухслойное, ротовое отверстие выполняет функцию анального и полового. достаточно прочный, известковый, красиво украшен цветными узорами.
Личинки этих животных имеют билатеральную симметрию тела, и только взрослые особи доращивают лучи до радиальности.
Гребневики
Чаще небольшие по размерам животные (до 20 см), у которых абсолютно белое, полупрозрачное тело, украшенное рядами гребенок. Этот тип животных считается одним из самых древних. Гребневики хищники, поедают рачков, мелких рыб и даже друг друга. Очень интенсивно размножаются.
В строении тела появляется третий Ротовое отверстие на верхней части тела, ведут свободноплавающий образ жизни. Самыми распространенными видами считаются:
- берое;
- платиктениды;
- гастродес;
- венерин пояс;
- болинопсис;
- тьяльфиелла.
Их радиальная симметрия, так же как и лучевая симметрия кишечнополостных некоторых видов, слабо выражена. Форма тела напоминает мешок или овал.
Обобщение
Таким образом, лучевая симметрия тела - это прерогатива водных животных, ведущих малоподвижный или прикрепленный образ жизни и дающая своим обладателям ряд преимуществ в охоте на добычу и уклонении от хищников.
На вопрос Что такое лучевая симметрия? заданный автором Катя Черных
лучший ответ это Лучевая (радиальная) симметрия - форма симметрии, при которой тело (или фигура) совпадает само с собой при вращении объекта вокруг определённой точки или прямой.
Как правило, у многоклеточных животных два конца (полюса) единственной оси симметрии неравноценны (например, у медуз на одном полюсе (оральном) находится рот, а на противоположном (аборальном) - верхушка колокола. Такая симметрия (вариант радиальной симметрии) в сравнительной анатомии называется одноосно-гетеропольной. В двухмерной проекции радиальная симметрия может сохраняться, если ось симметрии направлена перпендикулярно к проекционной плоскости. Иными словами, сохранение радиальной симметрии зависит от угла наблюдения.
Лучевая симметрия характерна, в основном, для кишечнополостных животных. Кишечнополостным, как сидячим, так и пелагическим (медузы) , свойственна радиально-осевая симметрия, при которой сходственные части расположены вокруг оси вращения, причем эта симметрия может быть самого различного порядка в зависимости от того, на какой угол следует повернуть тело животного, чтобы новое положение совпало с исходным. Таким образом, может получаться 4-, 6-, 8лучевая симметрия и более, до симметрии порядка бесконечности. У радиолярий встречается радиально-осевая симметрия с одинаковыми полюсами, или, как говорят, гомополярная. У кишечнополостных - гетерополярная осевая симметрия: один полюс симметрии несет рот и щупальца (оральный) , другой (а б о р а л ь н ы й) служит для прикрепления (стадия полипа) , или у плавающих форм несет орган чувств (ктенофоры) , или ничем не вооружен (медузы) .
У некоторых медуз на этой аборальной стороне образуется стебелек для прикрепления к подводным предметам (Lucernariida). Нарушение радиал ьно-осевой симметрии возникает при уменьшении числа шупалец или изменении формы ротовой щели, пищевода и разветвлений пищеварительной системы. Количество щупалец может уменьшаться до одного (Мопоbrachium), и тогда их радиальное расположение сменяется двубоковым. Глотка может сплющиваться, и тогда тоже получается двубоковая симметрия, этому способствует и образование в глотке сифоноглифов (желобок вдоль глотки) .
Наибольшее усложнение радиально-осевой симметрии наблюдается у ктенофор, где, помимо 8-лучевой симметрии, в расположении отдельных частей тела и органов наблюдается 4-лучевая и двубоковая симметрия. Это весьма существенный момент, так как большинство зоологов именно от ктенофорообразных предков выводит оба ствола высших животных, как первично-, так и вторичноротых.
Гетерополярная радиальноосевая симметрия вполне соответствует образу жизни кишечнополостных - неподвижному существованию в прикрепленном положении или медленному плаванию при помощи реактивного движения.
С другой стороны, от сложного типа радиально-осевой симметрии ктенофор можно перейти к двусторонней симметрии, или, как говорят, симметрии зеркального изображения, единственного плана симметрии трехслойных животных, симметрии быстрого движения, с выработкой переднего по движению конца тела, с центральным мозговым скоплением и основными органами чувств, спинной и брюшной, правой и левой сторонами тела.
..подробнее - . berl. ru/article/ nauka/cimmetria_u_givotnyh.htm здесь (уберите про)
При сравнении представителей разных систематических групп создается впечатление, что они необычайно разнообразны. Тем не менее различия животных не бесконечны.
Как было показано Ч. Дарвином, множество родственных групп животных произошло от одной предковой линии. «Спускаясь» от кончиков ветвей родословного древа животных к узлам ветвления и в конечном итоге к стволам, мы улавливаем общность многих организмов в их планах строения. Ученые установили несколько таких планов, в которые укладывается большое число вариантов. Следует помнить, что план строения - это то общее, что характерно для множества групп. Варианты же - это частности, детали, которые первыми бросаются в глаза и нередко маскируют принадлежность животного к определенному типу. Общность планов строения указывает на гомологию - сходство, основанное на родстве организмов.
За немногими исключениями, животные отличаются симметричным строением. Различают два типа симметрии - радиальную, или лучевую, и билатеральную, или двустороннюю. Оба этих типа одновременно встречаются только у беспозвоночных животных. Позвоночные - всегда билатеральны.
В теле радиально-симметричного животного (рис. 1) можно различить главную продольную ось, вокруг которой в радиальном (лучевом) порядке расположены органы.
Порядок радиальной симметрии зависит от числа повторяющихся органов. Если вокруг этой воображаемой главной оси расположено 5 одинаковых органов, то симметрия называется пятилучевой, если 4 - четырехлучевой и т. д. Вследствие этого через тело животного (его центр) можно провести строго определенное
число плоскостей симметрии, которыми тело делится на две половины, зеркально отображающие друг друга. Радиальная симметрия имеет две разновидности: радиально-лучевую и радиаль-но-осевую симметрии.
Радиально-лучевая симметрия наблюдается у многих организмов, взвешенных в воде (ряда одноклеточных, а также колониальных одноклеточных и некоторых колоний многоклеточных), у которых со всех сторон среда обитания одинакова.
Радиально-осевая симметрия наблюдается у нескольких групп беспозвоночных (кишечнополостных, иглокожих и др.), которые характеризуются тем, что ведут (или их предковые формы вели) прикрепленный образ жизни. Значит, сидячий образ жизни способствует развитию лучевой симметрии (Догель, 1981). Биологическое объяснение такого строения заключается в следующем. Сидячие животные одним полюсом (аборальным) прикрепляются к субстрату, другой же полюс (оральный), на котором находится ротовое отверстие, свободен. Этот полюс со всех сторон поставлен в идентичные условия по отношению к факторам окружающей среды. Поэтому различные органы одинаково развиваются на радиально расположенных частях тела, а главная ось соединяет оба полюса.
Билатеральная симметрия тела животного характерна тем, что через его тело можно провести только одну плоскость симметрии, делящую его на две равные (зеркально отражающие друг друга) половины - левую и правую. Двусторонняя симметрия возникла у животных при переходе их планктонных предков к жизни и передвижению на дне. При этом кроме переднего и заднего конца тела у них стали различаться спинная (дорсальная) и брюшная (вентральная) стороны. Примерами билатерально-симметричных животных могут служить черви, членистоногие, все хордовые животные, в том числе и человек.
Биологическое объяснение билатеральности заключается в следующем.
При переходе к ползающему (на дне) образу жизни две стороны животного - брюшная и спинная - попадают в разные условия по отношению к факторам среды. Один конец тела становится передним и к нему сдвигается ротовое отверстие, а также органы чувств. Это и понятно, поскольку при движении этот конец первым встречает источники раздражения. Главная ось тела проходит от переднего полюса, на котором оказывается рот, до заднего, где расположено анальное отверстие. Боковые части находятся в равном положении. Единственную плоскость симметрии можно провести, только «разрезав» животное на левую и правую половины вдоль главной оси тела.
симметрия подобия;
радиально-лучевая симметрия
Отражение – это наиболее известная и чаще других встречающаяся в природе разновидность симметрии. Зеркало в точности воспроизводит то, что оно «видит», но рассмотренный порядок является обращенным: правая рука у вашего двойника в действительности окажется левой, так как пальцы расположены на ней в обратном порядке.
Зеркальную симметрию
можно обнаружить повсюду: в листьях и цветах растений, архитектуре, орнаментах. Человеческое тело, если говорить лишь о наружном виде, обладает зеркальной симметрией, хотя и не вполне строгой. Более того, зеркальная симметрия свойственна телам почти всех живых существ, и такое совпадение отнюдь не случайно.
Зеркальной симметрией обладает все, допускающее разбиение на две зеркально равные половинки. Каждая из половинок служит зеркальным отражением другой, а разделяющая их плоскость называется плоскостью зеркального отражения, или зеркальной плоскостью. Эту плоскость можно назвать элементом симметрии, а соответствующую операцию – операцией симметрии.
Поворотная симметрия.
Внешний вид узора не изменится, если его повернуть на некоторый угол вокруг оси. Симметрия, возникающая при этом, называется поворотной симметрией. Во многих танцах фигуры основаны на вращательных движениях, нередко совершаемых только в одну сторону (т.е. без отражения), например, хороводы.
Листья и цветы многих растений обнаруживают радиальную симметрию. Это такая симметрия, при которой лист или цветок, поворачиваясь вокруг оси симметрии, переходит в себя. На поперечных сечениях тканей, образующих корень или стебель растения, отчетливо бывает видна радиальная симметрия. Соцветия многих цветков также обладают радиальной симметрией.
Отражение в центре симметрии.
Примером объекта наивысшей симметрии, характеризующим эту операцию симметрии, является шар. Шаровые формы распространены в природе достаточно широко. Они обычны в атмосфере (капли тумана, облака), гидросфере (различные микроорганизмы), литосфере и космосе. Шаровую форму имеют споры и пыльца растений, капли воды, выпущенной в состоянии невесомости на космическом корабле. На метагалактическом уровне наиболее крупными шаровыми структурами являются галактики шаровой формы. Чем плотнее скопление галактик, тем ближе оно к шаровой форме. Звездные скопления – тоже шаровые формы.
Трансляция, или перенос фигуры на расстояние.
Трансляция, или параллельный перенос фигуры на расстояние – это любой неограниченно повторяющийся узор. Она может быть одномерной, двумерной, трехмерной. Трансляция в одном и том же или противоположных направлениях образует одномерный узор. Трансляция по двум непараллельным направлениям образует двумерный узор. Паркетные полы, узоры на обоях, кружевные ленты, дорожки, вымощенные кирпичом или плитками, кристаллические фигуры образуют узоры, которые не имеют естественных границ.
Винтовые повороты.
Трансляцию можно комбинировать с отражением или поворотом, при этом возникают новые операции симметрии. Поворот на определенное число градусов, сопровождаемый трансляцией на расстояние вдоль оси поворота, порождает винтовую симметрию – симметрию винтовой лестницы. Пример винтовой симметрии – расположение листьев на стебле многих растений.
Головка подсолнечника имеет отростки, расположенные по геометрическим спиралям, раскручивающимся от центра наружу. Самые молодые члены спирали находятся в центре.
В таких системах можно заметить два семейства спиралей, раскручивающихся в противоположные стороны и пересекающихся под углами, близкими к прямым.
Вслед за Гете, который говорил о стремлении природы к спирали, можно предположить, что движение это осуществляется по логарифмической спирали, начиная всякий раз с центральной, неподвижной точки и сочетая поступательное движение (растяжение) с поворотом вращения.
Симметрия подобия.
К перечисленным выше операциям симметрии можно добавить операцию симметрии подобия, представляющую собой своеобразные аналогии трансляций, отражений в плоскостях, повороты вокруг осей с той только разницей, что они связаны с одновременным увеличением или уменьшением подобных частей фигуры и расстояний между ними.
Симметрия подобия, осуществляющаяся в пространстве и во времени, повсеместно проявляется в природе на всем, что растет. Именно к растущим формам относятся бесчисленные фигуры растений, животных и кристаллов. Форма древесного ствола – коническая, сильно вытянутая. Ветви обычно располагаются вокруг ствола по винтовой линии. Это не простая винтовая линия: она постепенно суживается к вершине. Да и сами ветви уменьшаются по мере приближения к вершине дерева. Следовательно, здесь мы имеем дело с винтовой осью симметрии подобия.
Живая природа в любых ее проявлениях обнаруживает одну и ту же цель: всякий живой предмет повторяет себя в себе подобном. Главной задачей жизни является Жизнь, а доступная форма бытия заключается в существовании отдельных целостных организмов.
Радиально-лучевая симметрия в природе.
Внимательно приглядевшись к обступающей нас природе, можно увидеть общее даже в самых незначительных вещах и деталях. Форма листа дерева не является случайной: она строго закономерна. Листок как бы склеен из двух более или менее одинаковых половинок, одна из которых расположена зеркально относительно другой. Симметрия листка упорно повторяется, будь то гусеница, бабочка, жучок и т.п.
Радиально-лучевой симметрией обладают цветы, грибы, деревья, фонтаны. Здесь можно отметить, что на не сорванных цветах и грибах, растущих деревьях, бьющем фонтане или столбе паров плоскости симметрии ориентированы всегда вертикально.
Таким образом, можно сформулировать в несколько упрощенном и схематизированном виде общий закон, ярко и повсеместно проявляющийся в природе: все, что растет или движется по вертикали, т.е. вверх или вниз относительно земной поверхности, подчиняется радиально-лучевой симметрии в виде веера пересекающихся плоскостей симметрии. Все то, что растет и движется горизонтально или наклонно по отношению к земной поверхности, подчиняется билатеральной симметрии, симметрии листка. Этому всеобщему закону подчиняются не только цветы, животные, легкоподвижные жидкости и газы, но и камни. Этот закон влияет на изменчивые формы облаков. В безветренный день они имеют куполовидную форму с более или менее ясно выраженной радиально-лучевой симметрией.
Рыжов Илья
В ходе выполнения установил математическую связь природных явлений, выяснил, что человеческому глазу гораздо приятнее смотреть на симметричные вещи. Проведя исследование различных источников информации о симметрии, пришёл к выводу, что природа устроена в соответствии с законами симметрии. Все живое в природе обладает свойством симметрии. Симметрию можно увидеть среди цветов и на листьях деревьев. Свойство симметричности, присущее живой природе, человек использовал в своих достижениях: изобрел самолет, создал уникальные здания архитектуры. Да и сам человек является фигурой симметричной
Скачать:
Предварительный просмотр:
Вашему вниманию хочу представить свою проектно – исследовательскую работу по теме «Симметрия в живой природе» (слайд №1)
Цель моей работы: Показать связь симметрии и природы,рассмотреть какие виды симметрии встречаются в животном и растительном мире. (слайд №2) Задачи: Дать представление о симметрии в природе; через понятие «симметрия» раскрыть важнейшие связи явлений симметрии с живой природой; доказать, что действительно нас окружают симметричные предметы; показать значимую роль симметрии в живой природе (слайд №3) Для решения поставленных задач я провёл собственное исследование, изучив материал из СМИ, интернета, специальной литературы,анализируя внешний вид насекомых, растений, птиц, животных, человека. Выдвинул гипотезу : Действительно ли встречается симметрия в живой природе и какую роль она играет? (слайд №4)
Предмет исследования (слайд №5)
Симметрия как закономерность.
Объект исследования
Определение понятия и видов симметрии, симметрия и её роль в жизни растений, животных и человека.
Актуальность проекта обусловлена тем, что симметрия окружает человека, находя своё проявление как в живой, так и в неживой природе. Объяснение законов симметрии важно для понимания красоты, гармонии, жизни. Результаты проекта будут интересны для учащихся средней и младшей школы. (слайд №6)
Существует большое количество определений понятия «симметрия», но я выбрал такое. (слайд №7)
СИММЕТРИЯ -соразмерность, пропорциональность, одинаковость в расположении частей
Какую роль играет симметрия в окружающем мире? (слайд № 8)
Симметрия радует глаз и вдохновляет поэтов, позволяет живым организмам лучше приспособиться к среде обитания и просто выжить.
В математике рассматриваются различные виды симметрии.
Виды симметрии (слайд №9)
а)
Билатеральная (двусторонняя) осевая симметрия
(лат. би - дву, двух, латералис - боковой).
б)
Лучевая симметрия
(= лучистая, радиальная)
в) Центральная симметрия
г) Зеркальная симметрия
Природа – удивительный творец и мастер. Все живое в природе обладает свойством симметрии.(слайд №10,11)
Симметрия, характерная для представителей животного мира, называется билатеральной симметрией
Если сверху посмотреть на любое насекомое и мысленно провести посередине прямую (плоскость), то левые и правые половинки насекомых будут одинаковыми и по расположению, и по размерам, и по окраске. Ведь мы ни разу не видели, чтобы у жука или стрекозы, у любого другого насекомого лапы слева были бы ближе к голове, чем справа, а правое крыло бабочки или божьей коровки было бы больше, чем левое. Такого в природе не бывает, иначе бы насекомые не смогли бы летать.
Двусторонняя симметрия характерна для большинства многоклеточных животных и возникла в связи с активным передвижением. Также двусторонней симметрией обладают насекомые и некоторые растения. К примеру,(слайд №12) форма листка не является случайной, она строго закономерна. Он как бы склеен из двух более или менее одинаковых половинок. Одна из этих половинок расположена зеркально относительно другой. Ботаники называют такую симметрию билатеральной или дважды боковой. Но не только древесный листок обладает такой симметрией. Мысленно можно разрезать на две зеркально равные части обыкновенную гусеницу. Пронеслась красавица бабочка с яркой расцветкой. Она тоже состоит из двух одинаковых половинок. Даже пятнистый узор на её крыльях подчиняется такой геометрии. И выглянувший из травы жучок и промелькнувшая мошка, сорванная ветка – всё подчиняется симметрии листка. Всё, что растёт и движется горизонтально или наклонно по отношению к земной поверхности, подчиняется билатеральной симметрии, т.е. осевой. Эта же симметрия сохраняется у организмов, получивших возможность перемещаться. Хоть и без определённой направленности. К таким существам относятся морские звёзды и ежи.
Тело человека построено по принципу двусторонней симметрии. (слайд № 13) Большинство из нас рассматривает мозг как единую структуру, в действительности он разделён на две половины. Эти две части - два полушария - плотно прилегают друг к другу. Левое полушарие контролирует правую сторону мозга, а правое - левую сторону. Физическая симметрия тела и мозга не означает, что правая сторона и левая равноценны во всех отношениях. Достаточно обратить внимание на действия наших рук, чтобы увидеть начальные признаки функциональной симметрии.
Наша собственная зеркальная симметрия очень удобна для нас, она позволяет нам двигаться прямолинейно и с одинаковой лёгкостью поворачиваться вправо и влево. Всё, что растёт и движется горизонтально или наклонно по отношению к земной поверхности подчиняется билатеральной симметрии.
Ещё один вид симметрии: (слайд 14,15)
Лучевая или радиальная (на математическом языке эту симметрию называют поворотной симметрией)
Лучевая симметрия характерна, как правило, для животных, ведущих прикреплённый образ жизни. К таким животным относится гидра. Если вдоль тела гидры провести ось, то её щупальца будут расходиться от этой оси во все стороны, как лучи. Если рассмотреть лепестки ромашки, то можно увидеть, что они имеют тоже плоскость симметрии. Таким образом, можно сделать вывод всё, что растёт или движется по вертикали вниз или вверх относительно земной поверхности, подчиняется радиально-лучевой симметрии.
Из всего изученного можно сформулировать общий закон ярко и повсеместно проявляющийся в природе. Всё, что растёт или движется по вертикали, т. е. вверх или вниз относительно земной поверхности подчиняется лучевой симметрией. Интересно, что глаз человека тоже имеет радиальную симметрию.(слайд №16) Следующий вид симметрии – центральная (слайд №17)
Понятия центра симметрии в «Началах» Евклида нет, однако в 38-ом предложении XI книги содержится понятие пространственной оси симметрии. Впервые понятие центра симметрии встречается в XVI в.
Ещё один вид симметрии – зеркальная (слайд №18)
Зеркальная симметрия хорошо знакома каждому человеку из повседневного наблюдения. Как показывает само название, зеркальная симметрия связывает любой предмет и его отражение в плоском зеркале. Говорят, что одна фигура (или тело) зеркально симметрично другой, если вместе они образуют зеркально симметричную фигуру (или тело). Важно отметить, что два симметричных друг другу тела не могут быть вложены или наложены друг на друга. Так перчатку правой руки нельзя надеть на левую руку. Симметрично зеркальные фигуры при всём своём сходстве существенно отличаются друг от друга. Чтобы убедиться в этом, достаточно поднести лист бумаги к зеркалу и попытаться прочесть несколько слов, напечатанных на ней, буквы и слова просто-напросто будут перевёрнуты справа налево. По этой причине симметричные предметы нельзя называть равными, поэтому их называют зеркально равными. Мною была проведена исследовательская работа, цель которой выяснить причины, обусловливающие симметрию в царстве растений. В две прозрачные трубки я поместил проростки бобов. Одну трубку расположил в горизонтальном положении, а другую - в вертикальном. Через неделю обнаружил, что, как только корень и стебель выросли за пределы горизонтально расположенной трубки, корень стал расти строго вниз, а стебель вверх. Я считаю, что рост корня вниз обусловлен земным притяжением; рост стебля вверх – влиянием света. Опыты, проводимые космонавтами на борту орбитальной станции в условиях невесомости, показали, что при отсутствии силы тяжести привычная пространственная ориентация у проростков нарушается. Следовательно, в условиях земного притяжения наличие симметрии позволяет растениям занять устойчивое положение. Изучая научно-популярную литературу, с целью выявления симметрии в некоторых исследуемых растениях и животных получил:(слайд №20)
Данная тема исследования помогает понять связь математики с биологией и с окружающим миром. (слайд №21) Я установил математическую связь природных явлений, выяснил, что человеческому глазу гораздо приятнее смотреть на симметричные вещи. Проведя исследование различных источников информации о симметрии, я пришёл к выводу, что природа устроена в соответствии с законами симметрии. Все живое в природе обладает свойством симметрии. Симметрию можно увидеть среди цветов и на листьях деревьев. Свойство симметричности, присущее живой природе, человек использовал в своих достижениях: изобрел самолет, создал уникальные здания архитектуры. Да и сам человек является фигурой симметричной. Следовательно, симметрия возникла не случайно – возможно, симметричные объекты легче воспринимать живым существам.
Работая над проектом, я прикоснулся к загадочной математической красоте. Математика - это язык, язык природы. Не зная языка, вы не можете понять красоту окружающего мира