对称 (生物学)

对称（生物学）是指在生物体中观察到的对称性，包括植物、动物、真菌和细菌。 仅通过观察有机体就可以很容易地看到外部对称性。 例如，人脸的中心有一个对称平面，或者有明显对称螺旋图案的松果。 内部特征也可以表现出对称性，例如人体中的管道（负责输送气体、营养物质和废物）是圆柱形的并且有多个对称平面。

生物对称性可以被认为是生物体内重复的身体部位或形状的平衡分布。 重要的是，与数学不同，生物学中的对称性总是近似的。 例如，植物叶子 – 虽然被认为是对称的 – 但在对折时很少会完全匹配。 对称是自然界中的一类图案，通过反射或旋转，图案元素几乎重复。

虽然海绵和腹板动物代表两组不显示任何对称性（即不对称）的动物，但大多数多细胞生物的身体计划表现出某种形式的对称性，并由其定义。 在身体计划中只有几种类型的对称是可能的。 它们是径向（圆柱形）、双侧、双径向和球形对称。 虽然将病毒归类为有机体仍有争议，但病毒也包含二十面体对称性。

对称性的重要性体现在这样一个事实，即传统上动物群体在分类学分组中是由这一特征定义的。

具有径向对称性的生物显示出围绕中心轴的重复模式，因此当通过中心点切开它们时，它们可以分成几个相同的部分，很像馅饼的碎片。 通常，这涉及绕轴重复身体部位 4、5、6 或 8 次——分别称为四聚体、五聚体、六聚体和八聚体。 这些生物体没有左侧或右侧，但有顶面和底面，或正面和背面。

大多数径向对称的动物关于从包含嘴的口腔表面中心延伸到相对（口径）端的中心的轴对称。 刺胞动物门和棘皮动物门的动物通常呈径向对称，尽管刺胞动物门内的许多海葵和一些珊瑚具有由单一结构定义的双侧对称性，即管形动物。 径向对称特别适用于海葵等固着动物、水母等漂浮动物和海星等缓慢移动的生物； 而双侧对称通过产生流线型身体有利于运动。

许多花也是径向对称的或辐射对称的。 大致相同的花结构——花瓣、萼片和雄蕊——以规则的间隔出现在花轴周围，花轴通常是包含心皮、花柱和柱头的雌性生殖器官。

一些水母，如 Aurelia marginalis，显示出具有四重径向对称性的四聚体。 由于存在四个性腺，通过其半透明的身体可见，因此当观察水母时，这一点立即显而易见。 这种径向对称性在生态学上很重要，它允许水母检测和响应来自各个方向的刺激（主要是食物和危险）。

开花植物在其许多花朵和果实中表现出五重对称性或五聚体。 横向切开时，通过苹果中五个心皮（种子袋）的排列很容易看出这一点。 在动物中，只有海星、海胆、海百合等棘皮动物成年后是五足动物，嘴周围排列着五只臂。 然而，作为两侧对称动物，它们最初作为幼虫以镜像对称发育，然后获得五轴对称。

六聚体存在于珊瑚和海葵（珊瑚虫纲）中，它们根据对称性分为两组。 Hexacorallia 亚纲中最常见的珊瑚具有六聚体结构； 它们的水螅体具有六重内部对称性，并且触手的数量是六的倍数。

八聚体存在于八角珊瑚亚纲的珊瑚中。 这些水螅体有八个触手和八聚体径向对称。 然而，章鱼具有双侧对称性，尽管它有八只手臂。