对称无处不在,我们常常觉得对称是一种美,比如完全对称的一片树叶或两只翅膀生着同样复杂花纹的蝴蝶。
但不对称也非常重要,而且非常常见,从只有一只大钳子的螃蟹到贝壳总是沿着同一方向旋转的蜗牛;一些豆科植物只会沿着顺时针攀爬,而其它的只是逆时针。
人体表面看起来十分的对称,内部却不是这样的。多数重要器官是不对称地存在人体内的,那么为什么我们的身体内部不像表面一样对称呢?
比如心脏、胃、脾脏和胰腺比较靠左,而胆囊和大部分的肝脏靠右;
甚至肺脏也是不一样的,左肺有两片肺叶,右肺却有三片肺叶;
左右大脑看起来一样,但是功能却不同。
而身体的这种不对称是非常重要的,如果身体内部构造完全反过来的话即逆位,通常无大碍,但是不完全的逆位却是致命的,尤其是心脏的逆位。
但是为什么这些器官会不对称呢?
“因为所以、科学道理”
一个崭新的胚胎左右完全是一样的,有一种理论把这归功于胚胎上的一个小坑叫原结。
这个原结由一种十分微小的绒毛连接组成,这些绒毛的顶端可以转动,而且都迅速的朝着同一方向转动,这种同步化的旋转,将体液从胚胎的右边推到左边。
在原结左侧,其他的绒毛能够感知到这种液体的流动趋势,并激活胚胎左侧特定的基因。
这些激活的基因编码特定的蛋白,在仅仅的几小时内胚胎的左右两边的化学物质就有差别了,尽管外观仍旧一样,化学物质的差别最终会导致不对称的器官的形成。
这不对称首先出现在心脏,起初是沿着胚胎中心线的直直的软管,在胚胎大约三个周大的时候,这些软管开始形成一个C的形状,并朝向身体右侧偏移。
两边开始长出不同的结构,最终形成不对称的心脏。同时,其他主要的器官也从中部的一个软管开始偏移,移至他们最终的位置。
思维拓展
人体细胞如果培育在环形的范围时,容易形成像曲奇饼一样的螺旋隆起,如果再放大点的话,我们可以看到组成细胞的基本组成物质比如核酸、蛋白和糖类都是不对称的。
蛋白拥有非常复杂的不对称外形,正是这些蛋白控制着细胞的运动以及胚胎绒毛的偏向。
这些生物分子拥有手性,即它和它镜子里面的影像是不同的,比如你的左右手看起来一样,但你的右手是戴不了你的左手套的,说明他们不一样。
分子水平的不对称最终会反映到细胞层面上、胚胎上,并最终形成不对称的器官。
所以尽管对称是一种美,不对称也独有其魅力,体现在它优雅的螺旋形状,它有序的复杂性以及它动人的不完美。
今日互动:
同学们,今天的问题是,人类的肺脏构造中,左肺有几片肺叶呢?
A:2片 B:3片