生物为什么左右不对称?

作者: 原创

来源: 科学世界

发布日期: 2018-08-16 17:19:45

本文探讨了生物体左右不对称性的形成原因,从分子层面到生物个体形态,通过具体例子如鲆鱼、鲽鱼和琉球钝头蛇的左右不对称性,以及人体内部的左右不对称性,解释了这种不对称性是如何在生物进化过程中形成的。

乍看之下,我们的身体好像是左右对称的。与右眼相对的是左眼,与左耳相对的是右耳。几乎所有动物的外表也都是像这样左右对称。但是如果对内部进行观察的话,会发现心脏稍偏向身体的左侧,而肝脏则偏向了身体的右半侧。也就是说,我们的身体实际上是“不对称”的。那么,这种不对称性是如何产生的呢?

日本东京理科大学的黑田玲子博士,对从分子到生物个体形态等多个层面的左右对称性都颇有研究,对其原因是这样解读的:“如果鸟的翅膀是左右不对称的,也就是一边翅膀较大,一边翅膀较小,这种情况下鸟就很难保持直线飞行。大部分动物都是需要在重力的影响力下进行迅速移动,而左右对称的形态对个体来说,在大部分情况下是更有利于生存的。”

然而,放眼广阔的动物界,也存在外形左右不对称的动物。说到外形左右不对称,你立刻能想到的应该就是鲆鱼和鲽鱼了吧。从尾向头的方向看,大部分鲆鱼,双眼都位于身体的左侧。而鲽鱼的双眼都位于身体的右侧。也就是常说的“左鲆右鲽”。

此外,根据最近的研究,人们还发现了“右利手的蛇”。既没有手也没有腿的蛇,怎么会有“右利手”呢?其实这里是指蛇嘴的形态。只生活在石垣岛和西表岛的“琉球钝头蛇”,其下颚的右侧牙齿与左侧牙齿的数量不同。右侧平均长有25颗牙齿,而左侧却平均仅有18颗牙齿。琉球钝头蛇捕食时的场景

人体外观看起来是左右对称的。然而,在表皮之下,内部完全不是左右对称的。例如,基本上心脏是位于身体中心线稍微偏左的位置,肺的右侧部分则更大一些。这种左右不对称性是如何产生的呢?所有的动物,都是通过一颗受精卵不断重复进行细胞分裂,最终成型。受精卵阶段当然是不分左右的。那么,我们的身体,是从何时开始、又是如何形成左右不对称的呢?

如人和老鼠等哺乳类动物,竟然是由“水的流动”决定了这种左右。受精后约7.5天的胚胎(初期阶段的胎儿)中,会产生叫做“原结”(primitive knot)的凹坑。构成这个凹坑的细胞上,生长有叫做“纤毛”的细长绒毛,一直在沿顺时针方向转动。

还有一类动物是在更早的阶段就已经决定左右了的,那就是螺。黑田博士表示:“大部分的螺,是在受精卵进行第三次分裂时,也就是8细胞时期,就已经决定是右旋还是左旋了。细胞会弯曲成螺旋状,然后由4细胞分裂成8细胞”。黑田博士还发现,对这些细胞进行人为地反向重新排列后,原本会长成右旋的螺就会变成左旋,原本会长成左旋的螺就会变成右旋。

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