Friday, November 2, 2012

სიმეტრია ბიოლოგიაში

     ცოცხალ სამყაროში არსებულ სიმეტრიის მოვლენას ყურადღება მიაქციეს ჯერ კიდევ უძველეს დროში ბერძნებმა (ჩვ.წ.ა. მე-5 საუკუნე) და ჩამოაყალიბეს სწავლება ჰარმონიის შესახებ.
     მე-19 საუკუნეში მეცნიერებაში გამოჩნდა ერთეული შრომები, რომლებიც ეძღვნებოდა სიმეტრიის მოვლენის არსებობას მცენარეებში, ცხოველებში, ბიოგენურ მოლეკულებში. მე-20 საუკუნეში კი უკვე კარგად შეისწავლეს ბიოობიექტები სიმეტრიის ჭრილში და 1961 წელს ჩამოყალიბდა სწავლების ახალი დარგი - ბიოსიმეტრიკა. ის შეისწავლის ცოცხალი ორგანიზმების სიმეტრიებს.

    სიმეტრია ბიოლოგიაში გულისხმობს ცოცხალი ორგანიზმის მსგავსი (ერთნაირი) სხეულის ნაწილების ან ფორმების კანონზომიერ განლაგებას სიმეტრიის ცენტრის ან ღერძის მიმართ.

       მრავალუჯრედიანი ორგანიზმების უმეტესობას ახასიათებს ამა თუ იმ ფორმის სიმეტრია.ცოცხალ ორგანიზმთა მხოლოდ მცირე ნაწილია სრულად ასიმეტრული. ასიმეტრია ძირითადად ეხება ორგანიზმის შინაგან აგებულებას. მაგალითად ზოგიერთ მოლუსკს აქვს მხოლოდ ერთი თირკმელი ,ერთი ლაყუჩი,ერთი სასქესო ჟირკვალი და შესაბამისად სასუნთქი ,გამომყოფი და სასქესო ხვრელი განლაგებილა სხეულის ერთ(მარჯვენა) ნაწილში. არის ცოტა მაგალითებიც გარეგნული აგებულების ასიმეტრიის.

       თუ ჩვენ წარმოსახვით შევძლებთ სხეული გავყოთ ორ ნაწილად მარჯვენად და მარცხენად, სიმეტრიის ამ ფორმას ვუწოდებთ ბილატერალურს.  თუ ცხოველის სხეული წარმოსახვით შეიძლება გაიყოს არა ერთი, არამედ რამდენიმე სიმეტრიული სიბრტყით თანაბრად, მაშინ ასეთ ცხოველებს უწოდებენ რადიალურად სიმეტრიულებს.

  ცოცხალ ბუნებაში ცნება სიმეტრია აბსოლიტური არაა და ყოველთვის შეიცავს თავის თავში ასიმეტრიას გარკვეული ხარისხით. მაგ: მცენარეთა სიმეტრიული ფოთლები რომ გავჭრათ შუაზე და ერთმანეთს შევადაროთ ისინი არ თანხვდებიან ზუსტად.

ასიმეტრია ნიშნავს სიმეტრიის უქონლობას პირველადად, განსხვავებით დისსიმეტრიისგან რაც გულისხმობს სიმეტრიის ან მისი ნაწილის დაკარგვას მეორადად.

ბიოლოგიურ ობიექტებში გვხვდება სიმეტრიის შემდეგი ტიპები:

. სფერული სიმეტრია
.რადიალური (სხივური) სიმეტრია
. ორმხრივი ( ბილატერალური )სიმეტრია

   სფერული სიმეტრია ახასიათებთ მხოლოდ ზოგიერთ  უმარტივესებს (რადიოლარიებს, ჰელიოზოას). მათ სხეულს აქვს სფეროს ფორმა ხოლო სხეულის ნაწილები სფეროს ცენტრის მიმართ რადიალურადაა განლაგებული ან კონცენტრირებული. ამ ორგანიზმებს არა აქვთ ბოლო ან გვერდები და ნებისმიერი სიბრტყე რომელიც გაივლის ცენტრზე, მათ სხეულს ყოფს თანაბარ ნაწილებად.
                                               (სფერული სიმეტრია-რადიოლარია)         

 
     
        რადიალური სიმეტრიის მქონე სხეულებს აქვთ ცილინდრის ან ბურთის მსგავსი ფორმა ცენტრალური სიმეტრიის ღერძით საიდანაც გადიან ან მის მიმართ არიან განლაგებული სხეულის ნაწილები. ძირითადი ღერძი ჰეტეროპოლარულია, რაც ნიშნავს იმას რომ არაერთგვაროვანი ბოლოები აქვს. ერთი მათგანი წარმოადგენს ორალურ დაბოლოებას (ანთერიორს) და მეორე აბორალურ ბოლოს (პოსტერიორს)-აფორმირებს სხეულის უკანა ნაწილს და ანუსს. გამონაკლისია ცხოველები, რომელთაც აქვთ სხეულის კენტი ცირკულარულად განლაგებული ნაწილები. (მაგ: ზღვის ვარსკვლავა). სხეულებს სამი,ხუთი, შვიდი და ა.შ. სხეულის ნაწილებით გააჩნიათ წრიული სიმეტრია, რომელსაც შეიძლება ვუწოდოთ სამ სხივიანი,ხუთ სხივიანი და ა.შ. სიმეტრია და მხოლოდ გარკვეულ სიბრტყეს შეუძლია გაყოს ასეთი სხეული ტოლ ნაწილებად. რადიალური სიმეტრია ახასიათებთ ნაწლავღრუიანებსა და კანეკლიანებს,თუმცა არა აუცილებლად მთელი ცხოვრების მანძილზე. მაგალითად ოფიურის მატლებს აქვთ სარკისებრი სიმეტრია,ხოლო მოზრდილებს სხივური სიმეტრია.

                                                  (სხივური სიმეტრია  - ოფიურა)                   
                                             
                                       



    აღსანიშნავია რომ ხუთ სხივიანი სიმეტრია განსაკუთრებით ხშირად გვხვდება ცოცხალ სამყაროში.


     ბირადიალური სიმეტრიის დროს ანტერიორ-პოსტერიორ ღერძთან ერთად არსებობს ორი სხვა სიმეტრიის ღერძებიც რომლებიც მის და ერთმანეთის მიმართ სწორი კუთხითაა განლაგებული. ესენი არის საგიტალური და ტრანსვერსალური ღერძები. ასეთ ცხოველებს  არა აქვთ მხოლოდ ორი ბოლო, არამედ გააჩნიათ სიმეტრიული გვერდების ორი წყვილიც. მათ აქვთ სიმეტრიის ორი სიბრტყე ერთი გადის ანტერიორ-პოსტერიოს ღერძზე და საგიტალურზე, მეორე ანტერიორ-პოსტერიორ ღერძზე და ტრანსველსალურზე. მსგავსი სიმეტრია აქვს მედუზას.

           

   ბილატერალურ სიმეტრიას გააჩნია ასევე სამი ღერძი, როგორც ბირადიალურს, მაგრამ მისგან განსხვავებით სიმეტრიული გვერდების მხოლოდ ერთი წყვილი აქვს-ლატერალურები. რადგან დორზალური (ზურგი) და ვენტრალური (წინა)  არაერთგვაროვანია. ამიტომ მხოლოდ ერთი საგიტალური სიმეტრიის სიბრტყე ყოფს ბილატერალურ ცხოველებს სიმეტრიულ ნაწილებად. ბილატერალური სიმეტრია ახასიათებს ცხოველების უმრავლესობას.



    სიმეტრიები გვხვდება მცენარეებშიც. აქ გამოყოფენ რადიალურს (ფესვები,ღერო,ყვავილები) ბილატერალურს (ფოთლები) ხვეულ სიმეტრიას (სპირალურად განლაგებული ფოტლები ღეროებზე,ფოთლის ჩანასახები, ყვავილები) ირიბხაზოვანს (მარჯვნივ და მარცხნივ განლაგებული ფოთლები, ნაყოფები )
                                                            (რადიალური სიმეტრია)

                                                        (ხვეული სიმეტრია)