Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

postat pe http://www.allbest.ru/

Toată rusăLaconcurs de eseuri pentru studenți „Krugozor”

Instituția de învățământ municipal „Școala medie cu. districtul Petropavlovka Dergachevsky

Regiunea Saratov»

ABSTRACT

matematică, biologie, ecologiepe tema:

„Simetria în natură”

elev de clasa a VI-aMOU

Lideri:Kutishcheva Nina Semenovna,

Rudenko Lyudmila Viktorovna,

Introducere

1. Partea teoretică

1.1.1 Predare evolutivă despre simetrie

1.1.2 Simetrie axială cifre

1.1.3 Simetria centrală

1.1.4 Simetria față de plan

2. Partea practică

2.2 Justificarea cauzei simetriei la plante

Concluzie

Literatură

simetrie planta geometrie punct

Introducere

„Simetria este ideea prin intermediul

pe care omul încearcă să-l explice de secole

și creează ordine, frumusețe și perfecțiune” Hermann Weil.

Vara m-am odihnit pe malul Volgăi într-un loc minunat din regiunea Saratov, „Chardym”. Eu, locuitor al regiunii de stepă Trans-Volga, am fost uimit de revolta de verdeață din jur și de diversitatea plantelor și am privit cu interes natura din jurul meu. M-am întrebat involuntar: există ceva în comun în formele plantelor și animalelor? Poate că există un fel de model, un motiv care oferă o asemenea similitudine neașteptată cu cele mai diverse frunze, flori și viață animală? Privind cu atenție natura înconjurătoare, am observat că forma frunzelor tuturor plantelor respectă un model strict: frunza pare a fi lipită împreună din două jumătăți mai mult sau mai puțin identice. Fluturii au aceeași proprietate. Le putem împărți mental pe lungime în două părți egale asemănătoare oglinzii.

În lecțiile de matematică, ne-am uitat la simetria pe un plan față de un punct și o dreaptă, figuri din spațiu care sunt simetrice față de un plan. Deci despre asta este vorba! Acesta este tiparul pe care l-am simțit în observațiile mele, dar nu l-am putut explica! Legile simetriei sunt modul în care putem explica o asemenea similitudine în frunze, flori și lumea animală.

Și mi-am propus să aflu dacă există simetrie în regnul vegetal și ce o cauzează. Pentru a-l implementa, am formulat următoarele sarcini:

1. Familiarizați-vă mai detaliat cu legile geometrice ale simetriei.

2. Identificați motivele care determină simetria în natură.

1. Partea teoretică

1.1 Concepte de bază despre simetria și geometria plantelor

1.1.1 Doctrina în curs de dezvoltare a simetriei

Cuvântul „simetrie” provine din grecescul symetria – proporționalitate. Acesta este ceea ce ne va permite să acoperim o mare varietate de corpuri din poziții geometrice comune.

Simetria este unul dintre cele mai fundamentale și unul dintre cele mai generale modele ale universului: natura vie, neînsuflețită și societatea. Conceptul de simetrie străbate întreaga istorie veche de secole a creativității umane. Celebrul academician V.I. Vernadsky credea că „... ideea de simetrie s-a format pe parcursul a zeci, sute, mii de generații. Corectitudinea sa a fost verificată prin experiență și observație reală, prin viața omenirii într-o mare varietate de condiții naturale.

Conceptul de „simetrie” a apărut din studiul organismelor vii și al materiei vii, în primul rând al oamenilor. Însuși conceptul asociat conceptului de frumusețe sau armonie a fost dat de marii sculptori greci, iar cuvântul „simetrie” corespunzător acestui fenomen este atribuit sculpturii lui Pitagora din Regnum (Italia de Sud, apoi Magna Grecia), care a trăit în secolul al V-lea î.Hr.”

Și un alt celebru academician A.V. Șubnikov (1887-1970) în prefața cărții sale „Simetria” a scris: „Studiul monumentelor arheologice arată că omenirea, la începutul culturii sale, avea deja o idee despre simetrie și a implementat-o ​​în desene și în viața de zi cu zi. obiecte. Trebuie să presupunem că folosirea simetriei în producția primitivă a fost determinată nu numai de motive estetice, ci și, într-o anumită măsură, de încrederea umană în adecvarea ei mai mare pentru practicarea formelor corecte.

Această încredere continuă să existe până în zilele noastre, reflectându-se în multe domenii activitate umana: artă, știință, tehnologie etc.”

Dar care este sensul acestui concept, fără îndoială, clasic? Există multe definiții ale simetriei:

1. „Dicționar” cuvinte străine": "Simetrie - [greacă. simetria] - corespondență completă în oglindă în aranjarea părților întregului față de linia mediană, centru; proporționalitate.”

2. „Concise Oxford Dictionary”: „Simetria este frumusețe datorită proporționalității părților corpului sau a oricărui întreg, echilibru, similitudine, armonie, consistență.”

3. „Dicționarul S.I. Ozhegov": "Simetria este proporționalitate, proporționalitate a părților a ceva situat de ambele părți ale mijlocului, centru."

4. V.I. Vernadsky. „Structura chimică a biosferei Pământului și a mediului său”: „În științele naturii, simetria este o expresie a regularităților geometrice spațiale, observate empiric în corpurile și fenomenele naturale. Prin urmare, se manifestă, evident, nu numai în spațiu, ci și pe plan și pe linie.”

Dar mi se pare că cea mai completă și generalizantă dintre toate definițiile de mai sus este opinia lui Yu.A. Urmantseva: „Simetria este orice figură care poate fi combinată cu ea însăși ca rezultat al uneia sau mai multor reflexii produse succesiv în planuri. Cu alte cuvinte, despre o figură simetrică putem spune: „Eadem mutate resurgo” - „Schimbat, sunt înviat de la fel” - inscripția de sub spirala logaritmică care l-a fermecat pe Jacob Bernoulli (1654-1705).

1.1.2 Simetria axială a figurilor

Două puncte A și A1 se numesc simetrice față de linia a dacă această dreaptă trece prin mijlocul segmentului AA 1 și este perpendiculară pe acesta.

O figură se numește simetrică față de linia a dacă, pentru fiecare punct al figurii, un punct simetric față de dreapta a aparține și acestei figuri.

Privind diferite figuri, observăm că unele dintre ele sunt simetrice față de axă, adică. sunt mapate pe ei înșiși atunci când sunt simetrici față de această axă.

Axa de simetrie împarte o astfel de figură în două figuri simetrice situate în semiplanuri diferite definite de axa de simetrie. (Fig. 1.)

Unele figuri au mai multe axe de simetrie. De exemplu, un cerc (Fig. 2) este simetric față de orice linie dreaptă care trece prin centrul său. Prin îndoirea desenului de-a lungul diametrului cercului desenat, vă puteți asigura că cele două părți ale cercului coincid. Prin urmare, orice diametru se află pe axa de simetrie a cercului.

Un segment are două axe de simetrie: este simetric față de dreapta perpendiculară pe acesta, care trece prin mijlocul său și față de dreapta pe care se află acest segment (Fig. 3).

1.1.3 Simetria centrală

Două puncte A și A 1 se numesc simetrice față de punctul O dacă O este mijlocul segmentului AA 1.

Se spune că o figură este simetrică față de punctul O dacă, pentru fiecare punct al figurii, acestei figuri aparține și un punct simetric față de punctul O.

Simetria centrală, ca tip particular de rotație în jurul unui punct dat, are toate proprietățile rotației. În special, cu simetria centrală, distanțele sunt păstrate, deci simetria centrală este deplasarea. Rezultă că dacă una dintre două figuri este mapată pe cealaltă prin simetrie centrală, atunci aceste cifre sunt egale.

O linie dreaptă care trece prin centrul de simetrie este mapată pe ea însăși prin simetrie centrală.

Pentru fiecare punct din plan, există un punct simetric unic relativ la centrul dat; dacă punctul A coincide cu centrul de simetrie, atunci punctul său simetric B coincide cu centrul de simetrie.

Așa cum simetria axială este determinată în mod unic de axa sa, tot așa și simetria centrală este determinată în mod unic de centrul său.

Unele figuri au un centru de simetrie - asta înseamnă că pentru fiecare punct al acestei figuri, punctul simetric central cu acesta aparține și acestei figuri. Astfel de figuri sunt numite simetrice central. De exemplu, un segment este o figură simetrică central, al cărei centru de simetrie este mijlocul său; linie dreaptă - o figură simetrică central față de oricare dintre punctele sale; cerc - o figură simetrică central față de centrul său; o pereche de unghiuri verticale este o figură simetrică central cu centrul de simetrie la vârful comun al unghiurilor.

1.1.4 Simetria asupra unui plan (simetria oglinzii)

Două puncte A și A1 se numesc simetrice față de planul b dacă acest plan trece prin mijlocul segmentului AA1 și este perpendicular pe acesta (Fig. 4).

postat pe http://www.allbest.ru/

Se spune că o figură este simetrică față de planul b dacă pentru fiecare punct al figurii îi aparține și punctul simetric față de acesta față de plan (Fig. 5).

postat pe http://www.allbest.ru/

În cele ce urmează, ne vom ocupa cel mai adesea de trei tipuri de elemente de simetrie: plan, axe și centru.

Deci, ne-am familiarizat cu o listă exhaustivă de elemente de simetrie. Avem la dispoziție un set complet de diferite elemente de simetrie pentru figuri finite. Pentru a caracteriza pe deplin astfel de figuri, este necesar să se țină cont de totalitatea tuturor elementelor de simetrie prezente pe un obiect dat.

1.2 Forma și simetria plantelor

Întâlnim simetria axială nu numai în geometrie, ci și în natură. În biologie, este obișnuit și corect să vorbim nu despre simetria axială, ci despre simetria bilaterală, bilaterală sau simetria în oglindă a unui obiect spațial. Simetria bilaterală este caracteristică majorității animalelor pluricelulare și a apărut în legătură cu locomoția activă. Insectele și unele plante au, de asemenea, simetrie bilaterală. De exemplu, forma unei frunze nu este întâmplătoare, este strict naturală. Este ca și cum ar fi lipit împreună din două jumătăți mai mult sau mai puțin identice. Una dintre aceste jumătăți este situată ca o oglindă în raport cu cealaltă, la fel cum reflectarea unui obiect în oglindă și obiectul însuși sunt situate unul față de celălalt. Pentru a ne asigura de ceea ce s-a spus, să așezăm o oglindă cu o margine dreaptă pe o linie care trece de-a lungul tulpinii și împărțim lama frunzei în jumătate. Privind în oglindă, vom vedea că reflexia jumătății drepte a foii înlocuiește mai mult sau mai puțin exact jumătatea ei stângă și, invers, jumătatea stângă a foii din oglindă pare să se deplaseze în locul jumătății drepte. Planul care împarte foaia în două părți egale asemănătoare oglinzii se numește plan de simetrie. Botanistii numesc aceasta simetrie bilaterala sau dubla laterala. Dar nu numai frunza copacului are o asemenea simetrie. Din punct de vedere mental, puteți tăia o omidă obișnuită în două părți egale asemănătoare oglinzii. Și noi înșine putem fi împărțiți în două jumătăți egale. Orice crește și se mișcă orizontal sau oblic în raport cu suprafața pământului, se supune simetriei bilaterale. Aceeași simetrie se păstrează la organismele care au capacitatea de a se mișca. Deși fără o direcție anume. Astfel de creaturi includ stelele de mare și aricii.

Simetria radială este caracteristică, de regulă, animalelor care duc un stil de viață atașat. Astfel de animale includ hidra. Dacă desenați o axă de-a lungul corpului hidrei, atunci tentaculele sale se vor îndepărta de această axă în toate direcțiile, ca razele. Dacă te uiți la petalele unui mușețel, poți vedea că au și un plan de simetrie. Asta nu e tot. La urma urmei, există multe petale și de-a lungul fiecăreia poate fi desenat un plan de simetrie. Aceasta înseamnă că această floare are multe planuri de simetrie și toate se intersectează în centrul ei. Tot acest evantai sau mănunchi de planuri de simetrie care se intersectează. Geometria floarea soarelui, floarea de colț și clopotul poate fi caracterizată într-un mod similar. Această simetrie, ca și cea a margaretelor, ciupercilor și molidului, se numește simetrie radială. În mediul marin, o astfel de simetrie nu interferează cu înotul direcțional al animalelor. Meduza are această simetrie. Împingerea apei de sub ea însăși cu marginile inferioare ale corpului, asemănătoare ca formă cu un clopot (arici de mare, stele). Astfel, putem concluziona că tot ceea ce crește sau se mișcă vertical în jos sau în sus față de suprafața pământului este supus simetriei radiale.

Simetria conului caracteristică plantelor este clar vizibilă în exemplul oricărui copac.

Arborele absoarbe umiditatea din sol și nutrienți datorită sistemului radicular, adică dedesubt, iar funcțiile vitale rămase sunt îndeplinite de coroană, adică de deasupra. Prin urmare, direcțiile „sus” și „jos” pentru un copac sunt semnificativ diferite. Și direcțiile într-un plan perpendicular pe verticală sunt practic imposibil de distins pentru un copac: în toate aceste direcții, aerul, lumina și umiditatea intră în copac în egală măsură. Ca urmare, apar o axă de rotație verticală și un plan vertical de simetrie.

Majoritatea plantelor cu flori prezintă simetrie radială și bilaterală. O floare este considerată simetrică atunci când fiecare periant este format din număr egal părți. Florile cu părți pereche sunt considerate flori cu dublă simetrie etc. Simetria triplă este comună la monocotiledonate, iar simetria cvintupla la dicotiledonate.

Este foarte rar ca corpul unei plante să fie construit identic în toate direcțiile. În cea mai mare parte, se poate distinge între capetele superioare (față) și inferioare (spate). Linia care leagă ambele capete se numește axă longitudinală. În raport cu această axă longitudinală, organele și țesuturile plantei pot fi distribuite diferit.

1) Dacă prin axa longitudinală pot fi trase cel puțin două plane, împărțind partea plantei luate în considerare în jumătăți simetrice identice, atunci aranjamentul se numește radial (aranjament multi-simetric). Majoritatea rădăcinilor, tulpinilor și florilor sunt construite în funcție de tipul de rază.

2) Dacă prin axa longitudinală poate fi trasat un singur plan, împărțind planta în jumătăți simetrice, atunci se vorbește despre un aranjament dors-ventral (monosimetric). Dacă nu există planuri de simetrie, organul se numește asimetric. În cele din urmă, bisimetrice sau bilaterală sunt acele organe în care este posibil să se distingă partea dreaptă și stângă, față și spate, iar dreapta este simetrică la stânga, față în spate, dar dreapta și față, stânga și spatele sunt complet diferit. Astfel, există două planuri inegale de simetrie. Acest aranjament se obține, de exemplu, dacă organul cilindric este turtit într-o direcție. Astfel, tulpinile turtite ale cactușilor Opuntia sunt bisimetrice, iar talul multor alge marine, precum Fucus, Laminaria etc., sunt bisimetrice. Organele bisimetrice sunt de obicei formate din organe radiale, ceea ce este vizibil mai ales pe cactusi sau fucus. În ceea ce privește florile în special, cele cu raze sunt numite mai des stelate (actinomorfe), iar cele dorsiventrale sunt zigomorfe.

2. Partea practică

2.1 Caracteristicile fiecărui tip de simetrie

Două tipuri de simetrie se repetă în jurul nostru cu o persistență neobișnuită. M-am convins de acest lucru uitându-mă la fotografiile făcute în timpul vacanței mele.

Eram înconjurat de diverse flori și copaci. A suflat o briză și o frunză dintr-un copac mi-a căzut direct pe mânecă. Forma sa nu este întâmplătoare, este strict naturală. Frunza pare a fi lipită împreună din două jumătăți mai mult sau mai puțin identice. Una dintre aceste jumătăți este situată ca o oglindă în raport cu cealaltă, la fel cum reflectarea unui obiect în oglindă și obiectul însuși sunt situate unul față de celălalt. Pentru a fi sigur de acest lucru, am plasat o oglindă de buzunar cu o margine dreaptă pe o linie care trece de-a lungul tulpinii și împarte lama frunzei în jumătate. Privindu-mă în oglindă, am văzut că reflexia jumătății drepte a foii înlocuia mai mult sau mai puțin exact jumătatea ei stângă și, dimpotrivă, jumătatea stângă a foii din oglindă părea să se deplaseze în locul jumătății drepte.

Planul care împarte foaia în două părți egale asemănătoare oglinzii (care coincide acum cu planul oglinzii) se numește „planul de simetrie”. Botaniştii şi zoologii numesc această simetrie bilaterală (tradusă din latină ca dublu lateral).

Doar frunza copacului are o asemenea simetrie?

Dacă te uiți la un fluture frumos cu culori strălucitoare, acesta este format și din două jumătăți identice. Chiar și modelul cu pete de pe aripile sale se supune acestei geometrii.

Și o insectă care iese cu ochiul din iarbă și un muschiu fulgerător și o ramură ruptă - totul se supune „simetriei bilaterale”. Deci, peste tot în pădure întâlnim simetrie bilaterală. Poate că orice creatură are un plan de simetrie și, prin urmare, se încadrează în simetria bilaterală.

La prima vedere poate părea potrivit, dar nu totul este atât de simplu pe cât pare. Lângă tufiș, un popovnik obișnuit (mușețel) se uită modest din iarbă. L-am luat și l-am examinat. În jurul centrului galben, ca razele din jurul soarelui în desenul unui copil, sunt petale albe.

Are un astfel de „soare de flori” un plan de simetrie? Cu siguranță! Fără nicio dificultate, îl puteți tăia în două jumătăți egale asemănătoare unei oglinzi de-a lungul unei linii care trece prin centrul florii și continuă de-a lungul mijlocului oricăreia dintre petale sau între ele. Acest lucru, însă, nu este tot. La urma urmei, există multe petale și de-a lungul fiecărei petale puteți găsi un plan de simetrie. Aceasta înseamnă că această floare are multe planuri de simetrie și toate se intersectează în centrul ei. Într-un mod similar, puteți acoperi geometria floarea soarelui, floarea de colț și clopotul.

Tot ceea ce crește și se mișcă vertical, adică în sus sau în jos față de suprafața pământului, este supus simetriei radiale sub forma unui evantai de planuri de simetrie care se intersectează. Tot ceea ce crește și se mișcă orizontal sau oblic în raport cu suprafața pământului este supus simetriei bilaterale.

Nu numai plantele, ci și animalele respectă această lege universală.

2.2 Justificarea cauzelor simetriei la plante

am realizat cercetare, al cărui scop este acela de a afla motivele care determină simetria în regnul vegetal. Am pus mugurii de fasole în două tuburi transparente. Am asezat un tub in pozitie orizontala si celalalt in pozitie verticala. O săptămână mai târziu am descoperit că, de îndată ce rădăcina și tulpina au crescut dincolo de tubul orizontal, rădăcina a început să crească drept în jos și tulpina în sus. Eu cred că creșterea în jos a rădăcinii se datorează gravitației; creșterea în sus a tulpinii este influențată de lumină. Experimentele efectuate de astronauți la bordul stației orbitale în condiții de imponderabilitate au arătat că, în absența gravitației, orientare spatialaîn răsaduri este perturbată. În consecință, în condiții de gravitație, prezența simetriei permite plantelor să ia o poziție stabilă.

Concluzie: Cel mai adesea, simetria centrală se găsește la plantele cu flori și la gimnosperme în frunze. Simetria axială are cel mai mare număr de plante - alge (rădăcină și frunze), mușchi verzi (rădăcină, tulpină, frunze), coada-calului (rădăcină, tulpină, frunze), mușchi (rădăcină, tulpină, frunze), ferigi (rădăcină, frunze) , gimnosperme și plante cu flori. Speciile de plante cu simetrie în oglindă includ ferigi (frunze), gimnosperme (tulpini, fructe) și plante cu flori.

Care este motivul principal pentru apariția diferitelor simetrii la plante? Aceasta este forța gravitației, sau gravitația.

Studierea geometriei, biologiei și fizicii în liceu mă va ajuta să înțeleg mai profund motivele simetriei în natură și să determin tipul de simetrie în orice plantă.

Concluzie

Este dificil să găsești o persoană care să nu aibă o idee despre simetrie, ceea ce explică prezența unei anumite ordini, modele în aranjarea părților lumii înconjurătoare. Fiecare floare are asemănări cu altele, dar există și diferențe.

După ce am examinat și studiat cele de mai sus pe paginile rezumatului, acum pot afirma: tot ceea ce crește vertical, adică în sus sau în jos față de suprafața pământului, este supus simetriei radiale sub forma unui evantai de planuri de simetrie care se intersectează. ; tot ceea ce crește orizontal sau oblic în raport cu suprafața pământului este supus simetriei bilaterale. De asemenea, am demonstrat în practică că ordinea și proporționalitatea plantelor este determinată de doi factori:

gravitația pământului;

Influența luminii.

Cunoașterea legilor geometrice ale naturii este de mare importanță practică. Nu trebuie doar să învățăm să înțelegem aceste legi, ci și să le facem să servească în folosul oamenilor.

În eseul meu, am acordat mai multă atenție simetriei naturii vii, dar aceasta este doar o mică parte accesibilă înțelegerii mele. În viitor, aș dori să explorez lumea simetriei mai în profunzime.

Surse

1. Atanasyan L.S. Geometrie 7-9. M.: Educație, 2004. p. 110.

2. Atanasyan L.S. Geometrie 10-11. M.: Educație, 2007. p. 68.

3. Vernadsky V.I.. Structura chimică a biosferei Pământului și a mediului său. M., 1965.

4. Wulf G.V. Simetria și manifestările ei în natură. M., Ed. Dept. Nar. com. Iluminismul, 1991. p. 135.

5. Shubnikov A.V.. Simetrie. M., 1940.

6. Urmantsev Yu.A. Simetria în natură și natura simetriei. M., Mysl, 1974. p. 230.

7. Shafranovsky I.I. Simetrie în natură. Ed. a II-a, revizuită. L.

8. http://kl10sch55.narod.ru/kl/sim.htm#_Toc157753210.

9. http://www.wikiznanie.ru/ru-wz/index.php/.

Postat pe Allbest.ru

...

Documente similare

Ce este simetria, tipurile ei în geometrie: central (în raport cu un punct), axial (în raport cu o dreaptă), în oglindă (în raport cu un plan). Manifestarea simetriei în natura vie și neînsuflețită. Aplicarea legilor simetriei de către om în știință, viața de zi cu zi, viață.

rezumat, adăugat 14.03.2011


Tipuri de transformare a simetriei figurilor. Conceptul de axă și plan de simetrie. Aplicarea simultană a transformărilor de rotație și reflexie, oglindă-axa rotativă. Elemente conjugate, subgrupe și proprietăți generale și clasificarea grupurilor de operații de simetrie.

rezumat, adăugat 25.06.2009


Centru de inversare: desemnare, exemplu de afișare. Conceptul de plan de simetrie. Ordinea axei de simetrie, unghiul elementar de rotație. Motive fizice pentru absența axelor de ordin mai mare de 6. Rețele spațiale, axa de inversare, elemente de continuu.

prezentare, adaugat 23.09.2013


Conceptul de simetrie și caracteristicile reflectării sale în diverse domenii: geometrie și biologie. Varietățile sale sunt: ​​centrală, axială, oglindă și rotativă. Specificul și direcțiile cercetării în simetrie în corpul uman, natura, arhitectura, viata de zi cu zi, fizica.

prezentare, adaugat 13.12.2016


Principalele tipuri de simetrie (centrală și axială). O linie dreaptă ca axa de simetrie a unei figuri. Exemple de figuri cu simetrie axială. Simetric față de un punct. Un punct ca centru de simetrie al unei figuri. Exemple de figuri cu simetrie centrală.

prezentare, adaugat 30.10.2014


Conceptul de simetrii axiale reflectorizante și rotaționale în geometria euclidiană și în științele naturii. Exemple de simetrie axială sunt un fluture, un fulg de nea, Turnul Eiffel, palate și o frunză de urzică. Reflexia oglinzii, simetrii radiale, axiale si radiale.

prezentare, adaugat 17.12.2013


Conceptul de simetrie în matematică, tipurile sale: translațional, rotațional, axial, central. Exemple de simetrie în biologie. Manifestările sale în chimie sunt în configurația geometrică a moleculelor. Simetria în arte. Cel mai simplu exemplu de simetrie fizică.

prezentare, adaugat 14.05.2014


Un studiu al conceptelor de simetrie, proporționalitate, proporționalitate și uniformitate în aranjarea pieselor. Caracteristicile proprietăților simetrice ale figurilor geometrice. Descrieri ale rolului simetriei în arhitectură, natură și tehnologie, în rezolvarea problemelor logice.

prezentare, adaugat 12.06.2011


Conceptul și proprietățile simetriei, tipurile sale: central și axial, oglindă și rotativ. Prevalența simetriei în natura vie. Omotezia (transformarea similarității). Evaluarea rolului și semnificației acestui fenomen în chimie, arhitectură și obiecte tehnice.

prezentare, adaugat 12.04.2013


Sisteme de desemnare a tipurilor de simetrie. Reguli pentru scrierea simbolului grupului internațional de puncte. Teoreme pentru selectarea axelor cristalografice, reguli de instalare. Simboluri cristalografice pentru noduri, direcții și margini. Legea raționalității raportului parametrilor.

Simetria axială și conceptul de perfecțiune

Simetria axială este inerentă tuturor formelor din natură și este unul dintre principiile fundamentale ale frumuseții. Din cele mai vechi timpuri, omul a încercat

pentru a înțelege sensul perfecțiunii. Acest concept a fost pentru prima dată fundamentat de artiști, filozofi și matematicieni Grecia antică. Și cuvântul „simetrie” însuși a fost inventat de ei. Ea denotă proporționalitatea, armonia și identitatea părților întregului. Gânditorul grec antic Platon a susținut că numai un obiect care este simetric și proporțional poate fi frumos. Într-adevăr, acele fenomene și forme care sunt proporționale și complete „vă plac ochiului”. Le numim corecte.

Simetria axială ca concept

Simetria în lumea ființelor vii se manifestă prin aranjarea regulată a părților identice ale corpului față de centru sau axă. Mai des în

Simetria axială apare în natură. Nu numai că determină structura generala organism, dar și posibilitățile de dezvoltare ulterioară a acestuia. Formele geometrice și proporțiile ființelor vii sunt formate prin „simetrie axială”. Definiția sa este formulată după cum urmează: aceasta este proprietatea obiectelor de a fi combinate sub diferite transformări. Anticii credeau că sfera posedă principiul simetriei în cea mai mare măsură. Ei au considerat această formă armonioasă și perfectă.

Simetria axială în natura vie

Dacă te uiți la orice creatură vie, simetria structurii corpului îți atrage imediat atenția. Om: două brațe, două picioare, doi ochi, două urechi și așa mai departe. Fiecare specie animală are o culoare caracteristică. Dacă în colorare apare un model, atunci, de regulă, acesta este oglindit pe ambele părți. Aceasta înseamnă că există o anumită linie de-a lungul căreia animalele și oamenii pot fi împărțiți vizual în două jumătăți identice, adică structura lor geometrică se bazează pe simetria axială. Natura creează orice organism viu nu în mod haotic și fără sens, ci conform legilor generale ale ordinii mondiale, deoarece nimic din Univers nu are un scop pur estetic, decorativ. Prezența diferitelor forme se datorează și necesității naturale.

Simetria axială în natura neînsuflețită

În lume, suntem înconjurați peste tot de fenomene și obiecte precum: taifun, curcubeu, picătură, frunze, flori etc. Simetria lor în oglindă, radială, centrală, axială este evidentă. Se datorează în mare măsură fenomenului gravitației. Adesea, conceptul de simetrie se referă la regularitatea schimbărilor în anumite fenomene: zi și noapte, iarnă, primăvară, vară și toamnă și așa mai departe. În practică, această proprietate există oriunde este respectată ordinea. Iar legile naturii înseși – biologice, chimice, genetice, astronomice – sunt supuse principiilor de simetrie comune tuturor, întrucât au o sistematicitate de invidiat. Astfel, echilibrul și identitatea ca principiu au o sferă universală. Simetria axială în natură este una dintre legile „pietra de temelie” pe care se bazează universul ca întreg.

Simetria a fost întotdeauna un semn al perfecțiunii și frumuseții în ilustrația și estetica grecească clasică. Simetria naturală a naturii, în special, a fost subiect de studiu de către filozofi, astronomi, matematicieni, artiști, arhitecți și fizicieni precum Leonardo Da Vinci. Vedem această perfecțiune în fiecare secundă, deși nu o observăm întotdeauna. Iată 10 exemple frumoase de simetrie, din care noi înșine facem parte.

Broccoli Romanesco

Acest tip de varză este cunoscut pentru simetria sa fractală. Acesta este un model complex în care obiectul este format în același figură geometrică. În acest caz, tot broccoli este alcătuit din aceeași spirală logaritmică. Broccoli Romanesco este nu numai frumos, ci și foarte sănătos, bogat în carotenoizi, vitamine C și K și are un gust asemănător cu conopida.

Fagure de miere

De mii de ani, albinele au produs instinctiv hexagoane perfect în formă. Mulți oameni de știință cred că albinele produc faguri în această formă pentru a reține cea mai mare miere în timp ce folosesc cea mai mică cantitate de ceară. Alții nu sunt atât de siguri și cred că este o formațiune naturală, iar ceara se formează atunci când albinele își creează casa.

Floarea soarelui

Acești copii ai soarelui au două forme de simetrie simultan - simetria radială și simetria numerică a secvenței Fibonacci. Secvența Fibonacci apare în numărul de spirale din semințele unei flori.

Shell Nautilus

O altă secvență naturală a lui Fibonacci apare în carcasa Nautilusului. Învelișul Nautilusului crește într-o „spirală Fibonacci” într-o formă proporțională, permițând Nautilusului din interior să mențină aceeași formă pe toată durata de viață.

Animale

Animalele, ca și oamenii, sunt simetrice pe ambele părți. Aceasta înseamnă că există o linie centrală în care pot fi împărțite în două jumătăți identice.

panza de paianjen

Păianjenii creează pânze circulare perfecte. Rețeaua web constă din niveluri radiale egal distanțate, care se întind din centru într-o spirală, împletindu-se între ele cu putere maximă.

Cercuri de decupaj.

Cercurile crop nu apar deloc „în mod natural”, dar sunt o simetrie destul de uimitoare pe care oamenii o pot realiza. Mulți credeau că crop circles sunt rezultatul unei vizite OZN, dar în cele din urmă s-a dovedit că sunt opera omului. Se afișează cercurile decupate diverse forme simetrii, inclusiv spirale și fractali Fibonacci.

Fulgi de nea

Cu siguranță veți avea nevoie de un microscop pentru a fi martor la frumoasa simetrie radială a acestor cristale miniaturale cu șase fețe. Această simetrie se formează prin procesul de cristalizare în moleculele de apă care formează fulgul de nea. Când moleculele de apă îngheață, ele formează legături de hidrogen cu formele hexagonale.

Calea Lactee

Pământul nu este singurul loc care aderă la simetria naturală și la matematică. Galaxia Calea Lactee este un exemplu izbitor de simetrie în oglindă și este compusă din două brațe principale cunoscute sub numele de Scutul Perseus și Centauri. Fiecare dintre aceste brațe are o spirală logaritmică, asemănătoare cochiliei unui nautilus, cu o secvență Fibonacci care începe în centrul galaxiei și se extinde.

Simetria lunar-solar

Soarele este mult mai mare decât luna, de patru sute de ori mai mare de fapt. Cu toate acestea, fenomenul unei eclipse de soare are loc la fiecare cinci ani, când discul lunar blochează complet lumina soarelui. Simetria apare deoarece Soarele este de patru sute de ori mai departe de Pământ decât Lună.

De fapt, simetria este inerentă naturii însăși. Perfecțiunea matematică și logaritmică creează frumusețe în jurul nostru și în interiorul nostru.

Dacă nu ar exista simetrie, cum ar arăta lumea noastră? Care ar fi considerat standardul de frumusețe și perfecțiune? Ce înseamnă pentru noi simetria centrală și ce rol joacă? Apropo, una dintre cele mai semnificative. Pentru a înțelege acest lucru, să aruncăm o privire mai atentă la legea naturală a naturii.

Simetria centrală

Mai întâi, să definim conceptul. Ce înțelegem prin expresia „simetrie centrală”? Aceasta este proporționalitate, raport, proporționalitate, analogie exactă a laturilor sau părților a ceva în raport cu o axă de bază convențională sau bine definită.

Simetria centrală în natură

Simetria poate fi găsită peste tot dacă priviți cu atenție realitatea din jurul nostru. Este prezent în fulgi de zăpadă, frunze de copaci și ierburi, insecte, flori și animale. Simetria centrală a plantelor și a organismelor vii este complet determinată de influență Mediul extern, care încă modelează aspectul locuitorilor planetei Pământ.

Floră

Îți place să culegi ciuperci? Atunci știi că o ciupercă, tăiată vertical, are o axă de simetrie de-a lungul căreia se formează. Puteți observa același fenomen în fructele de pădure rotunde, simetrice central. Și cât de frumos este mărul în secțiune transversală! În plus, absolut fiecare plantă are o parte care s-a dezvoltat conform legilor simetriei.

Faună

Pentru a observa simetria insectelor, din fericire, nu trebuie să fie disecate. Fluturii și libelurile sunt ca florile care prind viață și flutură. Prădători grațioși și pisici domestice... Puteți admira la nesfârșit creațiile naturii.

lumea apei

Pe cât de nelimitată este diversitatea de specii a locuitorilor mediului acvatic, simetria centrală este atât de comună acolo. Cu siguranță toată lumea poate da câteva exemple simple.

Simetria centrală în viață

De-a lungul istoriei sale de secole, de la temple antice, castele medievale până în prezent, oamenii au învățat frumusețea, armonia și au învățat să creeze observând natura. Lumea urbană în care trăiește majoritatea populației lumii este plină de simetrie. Acestea sunt case, echipamente, obiecte de uz casnic, știință și artă. Analogia este cheia succesului oricărei structuri de inginerie.

Simetria în artă

Simetria centrală nu este doar un concept matematic. Este prezent în toate domeniile vieții umane. Armonia compoziției ritmice nu a lăsat niciodată o persoană indiferentă. O reflectare a acestor principii poate fi găsită în artele decorative și aplicate: broderia meșterilor autentice este complet națiuni diferite, sculpturi în lemn cu model, covoare autoțesute. Construcția uniformă a repetărilor există chiar și în compoziția orală și în arta versificației! Și, desigur, meșterii au făcut bijuterii după aceleași legi ale simetriei centrale. Atunci decorul capătă individualitate, frumusețe unică și devine o adevărată operă de artă. Așa educă simetria umanitatea, dezvăluind principiul magic al ordinii, armoniei și perfecțiunii.

Uită-te la fețele oamenilor din jurul tău: un ochi este puțin mai mic, celălalt mai puțin, o sprânceană este mai arcuită, cealaltă mai puțin; o ureche este mai sus, cealaltă este mai jos. Să adăugăm la cele spuse că o persoană își folosește mai mult ochiul drept decât cel stâng. Priviți, de exemplu, oamenii care trag cu pistolul sau cu arcul.

Din exemplele de mai sus reiese clar că în structura corpului uman și în obiceiurile sale există o dorință clar exprimată de a evidenția brusc orice direcție - dreapta sau stânga. Acesta nu este un accident. Fenomene similare pot fi observate și la plante, animale și microorganisme.

Oamenii de știință au observat de mult acest lucru. În secolul al XVIII-lea. omul de știință și scriitorul Bernardin de Saint-Pierre a subliniat că toate mările sunt umplute cu gasteropode cu o singură valvă de nenumărate specii, în care toate buclele sunt direcționate de la stânga la dreapta, similar mișcării Pământului, dacă le așezi cu găuri. spre nord și capete ascuțite spre Pământ.

Dar înainte de a începe să luăm în considerare fenomenele unei astfel de asimetrii, vom afla mai întâi ce este simetria.

Pentru a înțelege cel puțin principalele rezultate obținute în studiul simetriei organismelor, trebuie să începem cu conceptele de bază ale teoriei simetriei în sine. Amintiți-vă care corpuri sunt de obicei considerate egale în viața de zi cu zi. Doar cele care sunt complet identice sau, mai precis, care, atunci când sunt suprapuse, sunt combinate între ele în toate detaliile lor, cum ar fi, de exemplu, cele două petale superioare din figura 1. Cu toate acestea, în teoria simetriei, în plus la egalitatea compatibilă, se mai disting două tipuri de egalitate - oglindă și oglindă-compatibilă. Cu egalitatea oglinzii, petala din stânga din rândul din mijloc al figurii 1 poate fi aliniată cu precizie cu petala dreaptă numai după reflectarea preliminară în oglindă. Și dacă două corpuri sunt compatibile - oglindă egale, ele pot fi combinate între ele atât înainte, cât și după reflectarea în oglindă. Petalele rândului de jos din figura 1 sunt egale între ele și compatibile și oglindă.

Din figura 2 este clar că prezența părților egale într-o figură nu este suficientă pentru a recunoaște figura ca simetrică: în stânga sunt situate neregulat și avem o figură asimetrică, în dreapta sunt uniforme și avem un jantă simetrică. Această aranjare regulată și uniformă a părților egale ale unei figuri una față de cealaltă se numește simetrie.

Egalitatea și aceeași dispoziție a părților unei figuri sunt relevate prin operații de simetrie. Operațiile de simetrie sunt rotații, translații și reflexii.

Cele mai importante lucruri pentru noi aici sunt rotațiile și reflecțiile. Rotațiile sunt înțelese ca rotații obișnuite în jurul unei axe cu 360 °, în urma cărora părți egale ale unei figuri simetrice schimbă locuri, iar figura în ansamblu este combinată cu ea însăși. În acest caz, axa în jurul căreia are loc rotația se numește axă simplă de simetrie. (Acest nume nu este întâmplător, deoarece în teoria simetriei se disting și diverse tipuri de axe complexe.) Numărul de combinații ale unei figuri cu ea însăși în timpul unei revoluții complete în jurul unei axe se numește ordinea axei. Astfel, imaginea unei stele de mare din figura 3 are o axă simplă de ordinul cinci care trece prin centrul ei.

Aceasta înseamnă că prin rotirea imaginii unei stele în jurul axei sale cu 360°, vom putea suprapune de cinci ori părți egale ale figurii sale una peste alta.

Reflecțiile înseamnă orice reflexii speculare - într-un punct, linie, plan. Planul imaginar care împarte figurile în două jumătăți asemănătoare oglinzii se numește plan de simetrie. Luați în considerare în figura 3 o floare cu cinci petale. Are cinci planuri de simetrie care se intersectează pe o axă de ordinul cinci. Simetria acestei flori poate fi desemnată astfel: 5*m. Numărul 5 înseamnă aici o axă de simetrie de ordinul al cincilea, iar m este un plan, punctul este semnul intersecției a cinci plane pe această axă. Formula generală de simetrie pentru figuri similare este scrisă sub forma n*m, unde n este simbolul axei. Mai mult, poate avea valori de la 1 la infinit (?).

La studierea simetriei organismelor, s-a constatat că în natura vie cel mai comun tip de simetrie este n*m. Biologii numesc simetria acestui tip radială (radială). În plus față de florile și stelele de mare prezentate în Figura 3, simetria radială este inerentă meduzelor și polipilor, secțiunilor transversale de mere, lămâi, portocale, curki (Figura 3) etc.

Odată cu apariția naturii vii pe planeta noastră, au apărut și s-au dezvoltat noi tipuri de simetrie, care înainte fie nu existau deloc, fie erau puține. Acest lucru se vede în mod deosebit în exemplul unui caz special de simetrie de forma n*m, care este caracterizat de un singur plan de simetrie, împărțind figura în două jumătăți asemănătoare oglinzii. În biologie, acest caz se numește simetrie bilaterală (bilaterală). În natura neînsuflețită, acest tip de simetrie nu are o semnificație predominantă, dar este extrem de bogat reprezentată în natura vie (Fig. 4).

Este caracteristic structurii exterioare a corpului oamenilor, mamiferelor, păsărilor, reptilelor, amfibienilor, peștilor, multor moluște, crustacee, insecte, viermi, precum și a multor plante, cum ar fi florile de snapdragon.

Se crede că o astfel de simetrie este asociată cu diferențe în mișcarea organismelor în sus și în jos, înainte și înapoi, în timp ce mișcările lor spre dreapta și stânga sunt exact aceleași. Încălcarea simetriei bilaterale duce inevitabil la inhibarea mișcării uneia dintre laturi și la o schimbare a mișcării de translație într-una circulară. Prin urmare, nu este o coincidență faptul că animalele active mobile sunt simetrice bilateral.

Bilateralitatea organismelor imobile și a organelor lor apare din cauza nesimilarității condițiilor părților atașate și libere. Acesta pare să fie cazul unor frunze, flori și raze de polipi de corali.

Este oportun să remarcăm aici că simetria nu a fost încă întâlnită între organisme, care este limitată la prezența doar a unui centru de simetrie. În natură, acest caz de simetrie este poate larg răspândit doar printre cristale; Aceasta include, printre altele, cristale albastre de sulfat de cupru care cresc magnific din soluție.

Un alt tip principal de simetrie este caracterizat de o singură axă de simetrie de ordinul al n-lea și se numește axial sau axial (din cuvântul grecesc „axon” - axă). Până de curând, organismele a căror formă este caracterizată de simetrie axială (cu excepția celui mai simplu caz special, când n = 1) nu erau cunoscute de biologi. Cu toate acestea, s-a descoperit recent că această simetrie este larg răspândită în floră. Este inerentă corolelor tuturor acelor plante (iasomie, nalbă, phlox, fucsia, bumbac, gențiană galbenă, centaury, oleandru etc.), ale căror margini ale petalelor se află una peste alta într-un evantai. în sensul acelor de ceasornic sau în sens invers acelor de ceasornic (Fig. 5).

Această simetrie este, de asemenea, inerentă unor animale, de exemplu meduza Aurelia insulinda (Fig. 6). Toate aceste fapte au dus la stabilirea existenței unei noi clase de simetrie în natura vie.

Obiectele de simetrie axială sunt cazuri speciale de corpuri de simetrie asimetrică, adică dezordonate. Ele diferă de toate celelalte obiecte, în special prin relația lor particulară cu reflectarea în oglindă. Dacă oul păsării și corpul racului nu își schimbă deloc forma după reflectarea în oglindă, atunci (Fig. 7)

floare axială panselute(a), o înveliș elicoidal asimetric de moluște (b) și, spre comparație, un ceas (c), un cristal de cuarț (d) și o moleculă asimetrică (e) după reflectarea în oglindă își schimbă forma, dobândind o serie de caracteristici opuse . Acele unui ceas real și ceas oglindă se mișcă în direcții opuse; rândurile de pe pagina revistei sunt scrise de la stânga la dreapta, iar cele în oglindă sunt scrise de la dreapta la stânga, toate literele par răsturnate pe dos; tulpina unei plante cățărătoare și învelișul în spirală a unui gasteropod în fața unei oglinzi merg de la stânga la sus la dreapta, iar cele oglinzi de la dreapta în sus la stânga etc.

În ceea ce privește cel mai simplu și special caz de simetrie axială (n=1), care este menționat mai sus, este cunoscut de biologi de mult timp și se numește asimetric. Ca exemplu, este suficient să ne referim la imaginea structurii interne a marii majorități a speciilor de animale, inclusiv a oamenilor.

Deja din exemplele date, este ușor de observat că obiectele disimetrice pot exista în două varietăți: sub forma originalului și oglindă (mâini umane, cochilii de moluște, corole de panseluțe, cristale de cuarț). În acest caz, una dintre forme (indiferent care) se numește dreapta P, iar cealaltă stânga - L. Aici este foarte important să înțelegem că dreapta și stânga pot și sunt numite nu numai brațele sau picioarele unui persoană cunoscută în acest sens, dar și orice corpuri disimetrice - produse de producție umană (șuruburi cu filete dreapta și stânga), organisme, corpuri neînsuflețite.

Descoperirea formelor P-L în natura vie a ridicat imediat o serie de întrebări noi și foarte profunde pentru biologie, multe dintre acestea fiind acum rezolvate prin metode matematice și fizico-chimice complexe.

Prima întrebare este problema legilor formei și structurii obiectelor biologice P și L.

Mai recent, oamenii de știință au stabilit unitatea structurală profundă a obiectelor disimetrice ale naturii vii și neînsuflețite. Faptul este că dreapta-stânga este o proprietate în egală măsură inerentă trupurilor vii și neînsuflețite. Diverse fenomene asociate cu dreapta și stânga s-au dovedit a fi, de asemenea, comune pentru ei. Să subliniem doar un astfel de fenomen - izomeria disimetrică. Arată că în lume există multe obiecte cu structuri diferite, dar cu același set de părți care alcătuiesc aceste obiecte.

Figura 8 prezintă cele 32 de forme de corolă prezise și apoi descoperite. Aici, în fiecare caz, numărul de părți (petale) este același - cinci; singura diferenta este lor aranjament reciproc. Prin urmare, aici avem un exemplu de izomerie disimetrică a corolelor.

Un alt exemplu ar fi obiectele de cu totul altă natură, molecula de glucoză. Le putem considera împreună cu corolele ranculului tocmai datorită asemănării legilor structurii lor. Compoziția glucozei este următoarea: 6 atomi de carbon, 12 atomi de hidrogen, 6 atomi de oxigen. Acest set de atomi poate fi distribuit în spațiu în moduri foarte diferite. Oamenii de știință cred că moleculele de glucoză pot exista în cel puțin 320 de specii diferite.

A doua întrebare: cât de des apar formele P și L ale organismelor vii în natură?

Cea mai importantă descoperire în acest sens a fost făcută în studiul structurii moleculare a organismelor. S-a dovedit că protoplasma tuturor plantelor, animalelor și microorganismelor absoarbe în principal numai zaharuri P. Astfel, în fiecare zi mâncăm zahărul potrivit. Dar aminoacizii se găsesc în principal în forma L, iar proteinele construite din ei se găsesc în principal în forma P.

Să luăm ca exemplu două produse proteice: albușul de ou și lâna de oaie. Ambii sunt dreptaci. Lâna și albușurile de ou ale „stangaciului” nu au fost încă găsite în natură. Dacă ar fi posibil să se creeze cumva L-lană, adică o astfel de lână, aminoacizii în care ar fi localizați de-a lungul pereților șurubului care se îndoaie la stânga, atunci problema luptei cu moliile ar fi rezolvată: moliile se pot hrăni doar pe lână P, exact așa În același mod în care oamenii digeră doar proteina P din carne, lapte și ouă. Și acest lucru nu este greu de înțeles. Moliile digeră lâna, iar oamenii digeră carnea prin proteine ​​speciale - enzime, care sunt, de asemenea, dreptaci în configurația lor. Și la fel cum un șurub L nu poate fi înșurubat în nuci cu filet P, este imposibil să digerați L-lană și L-carne folosind enzime P, dacă s-au găsit.

Poate că acesta este și misterul bolii cunoscute sub numele de cancer: există informații conform cărora, în unele cazuri, celulele canceroase se construiesc nu din proteine ​​​​de la stângaci, care nu sunt digerabile de enzimele noastre.

Penicilina, cunoscuta pe scara larga, este produsa de mucegai numai in forma P; forma sa L preparată artificial nu este activă antibiotic. Antibioticul cloramfenicol este vândut în farmacii, și nu antipodul său - pravomicetina, deoarece acesta din urmă în proprietăți medicinale semnificativ inferior primei.

Tutunul conține L-nicotină. Este de câteva ori mai otrăvitoare decât P-nicotina.

Dacă luăm în considerare structura externă a organismelor, atunci aici vom vedea același lucru. În marea majoritate a cazurilor, organismele întregi și organele lor se găsesc în forma P sau L. Partea din spate a corpului lupilor și câinilor se mișcă oarecum în lateral atunci când aleargă, așa că sunt împărțite în dreapta și stânga. Păsările stângaci își pliază aripile astfel încât aripa stângă să se suprapună pe cea dreaptă, în timp ce păsările dreptaci fac opusul. Unii porumbei preferă să se rotească spre dreapta când zboară, în timp ce alții preferă să se rotească spre stânga. Din acest motiv, porumbeii au fost de multă vreme împărțiți în „mâna dreaptă” și „mâna stângă”. Învelișul moluștei Fruticicola lantzi se găsește în principal sub formă în formă de U. Este remarcabil că atunci când se hrănesc cu morcovi, formele P predominante ale acestei moluște cresc bine, iar antipozii lor - moluștele L - pierd brusc în greutate. Papucul ciliat, datorită aranjamentului în spirală a cililor pe corpul său, se mișcă într-o picătură de apă, ca multe alte protozoare, de-a lungul unui tirbușon care se ondula la stânga. Ciliații care pătrund în mediu de-a lungul tirbușonului drept sunt rari. Narcisa, orzul, coada etc. sunt dreptaci: frunzele lor se găsesc numai sub formă de elicoidal în U (Fig. 9). Dar fasolea este stângaci: frunzele primului nivel sunt adesea în formă de L. Este remarcabil că, în comparație cu frunzele P, frunzele L cântăresc mai mult, au o suprafață, volum, presiune osmotică a sevei celulare și o rată de creștere mai mare.

Mult fapte interesanteȘtiința simetriei ne poate spune și despre om. După cum se știe, în medie glob aproximativ 3% sunt stângaci (99 milioane) și 97% sunt dreptaci (3 miliarde 201 milioane). Potrivit unor rapoarte, în SUA și pe continentul african există mult mai mulți stângaci decât, de exemplu, în URSS.

Este interesant de remarcat faptul că centrii de vorbire din creierul dreptacilor sunt localizați pe stânga, iar la stângaci - pe dreapta (conform altora date --in ambele emisfere). Jumătatea dreaptă a corpului este controlată de partea stângă, iar cea stângă de emisfera dreaptă, iar în cele mai multe cazuri jumătatea dreaptă a corpului și emisfera stângă sunt mai bine dezvoltate. La oameni, după cum știți, inima este pe partea stângă, ficatul este pe partea dreaptă. Dar pentru fiecare 7-12 mii de oameni există oameni ale căror organe interne sau parțial sunt situate într-o imagine în oglindă, adică invers.

A treia întrebare este întrebarea despre proprietățile formelor P și L. Exemplele deja date arată clar că în natura vie o serie de proprietăți ale formelor P și L nu sunt aceleași. Astfel, folosind exemple cu crustacee, fasole și antibiotice, s-a arătat diferența de nutriție, rata de creștere și activitatea antibiotică în formele lor P și L.

Această caracteristică a formelor P și L ale naturii vii este foarte mare importanță: permite, dintr-o perspectivă complet nouă, să distingem cu claritate organismele vii de toate acele corpuri P și L de natură neînsuflețită, care în proprietățile lor sunt într-un fel sau altul egale, de exemplu, de particulele elementare.

Care este motivul tuturor acestor trăsături ale corpurilor disimetrice ale naturii vii?

S-a constatat că prin creșterea microorganismelor Bacillus mycoides pe agar-agar cu compuși P și L (zaharoză, acid tartaric, aminoacizi), coloniile L pot fi transformate în forme P- și P- în forme L. În unele cazuri, aceste modificări au fost pe termen lung, posibil ereditare. Aceste experimente indică faptul că forma externă P sau L a organismelor depinde de metabolism și de moleculele P și L care participă la acest schimb.

Uneori, transformările de la formele P în L și invers apar fără intervenția umană.

Academicianul V.I Vernadsky notează că toate cochiliile moluștelor fosile Fusus antiquus găsite în Anglia sunt stângaci, în timp ce cochiliile moderne sunt dreptaci. Evident, motivele care au determinat astfel de schimbări s-au schimbat de-a lungul erelor geologice.

Desigur, schimbarea tipurilor de simetrie pe măsură ce viața a evoluat s-a produs nu numai în organismele disimetrice. Astfel, unele echinoderme au fost cândva forme mobile simetrice bilateral. Apoi au trecut la un stil de viață sedentar și au dezvoltat simetria radială (deși larvele lor au păstrat încă simetria bilaterală). La unele echinoderme care au trecut la un stil de viață activ pentru a doua oară, simetria radială a fost din nou înlocuită cu bilaterală ( arici neregulati, holoturii).

Până acum am vorbit despre motivele care determină forma organismelor P și L și a organelor lor. De ce aceste forme nu se găsesc în cantități egale? De regulă, există mai multe forme P sau L. Motivele pentru aceasta nu sunt cunoscute. Conform unei ipoteze foarte plauzibile, cauzele pot fi disimetrice particule elementare, de exemplu, neutrini dreptaci care predomină în lumea noastră, precum și lumina dreptaci, care există întotdeauna într-un mic exces în difuzul lumina soarelui. Toate acestea ar putea crea inițial o apariție inegală a formelor din dreapta și din stânga de molecule organice disimetrice, iar apoi să conducă la o apariție inegală a organismelor P și L și a părților lor.

Acestea sunt doar câteva dintre întrebările biosimetriei - știința proceselor de simetrizare și disimetrizare în natura vie.