Симметрия и асимметрия в природе реферат
Актуальность. Среди бесконечного разнообразия форм живой природы в изобилии встречаются такие совершенные образцы, чей вид неизменно привлекает наше внимание и ласкает наш взгляд. Мы постоянно любуемся прелестью каждого отдельного цветка, мотылька или раковины. Но что же составляет тайну их красоты? Установлено, что основу многих форм, созданных природой, составляет симметрия, точнее, все ее виды – от простейших до самых сложных. Существует множество видов симметрии как в растительном, так и в животном мире, но отмечено, что помимо симметрии существует понятие асимметрии. Симметрия лежит в основе вещей и явлений, выражая нечто общее, свойственное разным объектам, тогда как асимметрия связана с индивидуальным воплощением этого общего в конкретном объекте. Нам стало интересно узнать, каким образом явление симметрии и асимметрии влияет на предметы живой природы.
Поэтому цель нашей работы такова: исследовать проявление симметрии и асимметрии в живой природе.
найти информацию по данной теме;
изучить понятия симметрии и асимметрии;
рассмотреть какие виды симметрии встречаются в живой природе;
рассмотреть проявление асимметрии в живой природе;
выявить межпредметные связи между учебными предметами: геометрией и биологией;
Гипотеза: мы считаем , что в основе красоты живой природы лежит понятие симметрии, а в некоторых случаях — понятие асимметрии.
Объект исследования: симметрия и асимметрия в живой природе.
Предмет исследования: влияние симметрии (асимметрии) на объекты живой природы.
На протяжении тысячелетий в ходе общественной практики и познания законов объективной действительности человечество накопило многочисленные данные, свидетельствующие о наличии в окружающем мире двух тенденций: с одной стороны, к строгой упорядоченности, гармонии, а с другой — к их нарушению. Люди давно обратили внимание на правильность формы цветов, пчелиных сот и других естественных объектов и воспроизводили эту пропорциональность в произведениях искусства, в создаваемых ими предметах, через понятие симметрии. Симметрия – это соответствие, неизменность ( инвариантность ) форм, проявляемые при каких-либо изменениях, преобразованиях. Симметрия в биологии — это закономерное расположение подобных (одинаковых, равных по размеру) частей тела или форм живого организма, совокупности живых организмов относительно центра или оси симметрии [8].
Природа – удивительный творец и мастер. Все живое в природе обладает свойством симметрии. Если сверху посмотреть на любое насекомое и мысленно провести посередине прямую (плоскость), то левые и правые половинки насекомых будут одинаковыми и по расположению, и по размерам, и по окраске. Ведь мы ни разу не видели, чтобы у жука или стрекозы, у любого другого насекомого лапы слева были бы ближе к голове, чем справа, а правое крыло бабочки или божьей коровки было бы больше, чем левое. Такого в природе не бывает, иначе насекомые не смогли бы летать.
1.2. Симметрия в мире живой природы.
Специфика строения предметов живой природы определяется особенностями среды обитания, к которой они приспосабливаются, особенностями их образа жизни. Наиболее ярко симметрия просматривается у растений и животных, поэтому рассмотрим проявление основных видов симметрии на примере именно этих царств живой природы.
Таблица 1. Симметрия у растений.
Центральная симметрия (лучевая симметрия)
Целый веер или пучок пересекающихся плоскостей симметрии.
Мутовчатое расположение листьев на стебле (хвощ).
Говорят, что объект обладает поворотной симметрией, если он совмещается сам с собой при повороте на угол 360/n, где n может равняться 2, 3, 4 и т.д. до бесконечности. Ось симметрии называется ось осью n-го порядка.
Цветок можно повернуть так, что каждый лепесток займет положение соседнего, цветок совместится с самим собой.
Цветки колокольчика, вишни, груши, незабудки, герани, рябины, боярышника и др.
Листья на стебле расположены не по прямой, а окружают ветку по спирали. Сумма всех предыдущих шагов спирали, начиная с вершины, равна величине последующего шага
Расположении листьев на стеблях большинства растений.
О такой симметрии говорят тогда, когда при переносе фигуры вдоль прямой на какое-то расстояние, а либо расстояние, кратное этой величине, она совмещается сама с собой.
Все, что развивается или движется лишь в вертикальном направлении, характеризуется симметрией конуса, то есть имеет множество плоскостей симметрии, пересекающихся вдоль вертикальной оси
Зеркальная симметрия, осевая симметрия.
У подавляющего большинства животных части тела расположены симметрично. Тип симметрии непременно входит в характеристику животных. Всех животных делят на одноклеточных и многоклеточных. Наличие форм симметрии прослеживается уже у простейших – одноклеточных (инфузории, амёбы). Многоклеточные подразделяются на Лучистых (радиальных) и Двустороннесимметричных или Билатеральных.
Таблица 2. Симметрия у животных.
Характеризуется тем, что одинаковые части тела и органы располагаются по радиусам от срединной продольной оси животного. Тело с радиальной симметрией может быть разделено на равные части несколькими плоскостями, проходящими через эту ось.
Радиальная симметрия тела свойственна преимущественно животным, ведущим сидячий или малоподвижный образ жизни или пассивно плавающим в воде. Примером подобных животных могут служить гидры, медузы, морские звезды.
Симметрия характерна тем, что при повороте на определённый угол часть тела немного проступает вперед и её размеры каждый следующий логарифмически увеличивает на определённую величину. Таким образом, происходит совмещение актов вращения и поступательного движения.
Спиральные камерные раковины фораминифер, также спиральные раковины некоторых моллюсков.
Тело животного отличается тем, что только одна плоскость может разделить его на две равные половины. У двусторонне симметричных животных можно различить левую и правую половины, передние и задние концы тела.
Данная симметрия присуща преимущественно животным, способным к самостоятельным передвижениям. Как правило, она бывает неполной, относительной. Обычно организм двустороннесимметричного животного снаружи более или менее правильно симметричен (левая и правая половина его почти одинаковы), но в расположении многих внутренних органов наблюдается явная асимметрия. Так, например, у человека сердце лежит в левой части грудной клетки, у птиц яичник расположен в левой части таза и т. д. Примеры: человек, бабочка, рак и др.
Метамерия (разновидность поступательной симметрии).
Части тела расположены не зеркально друг против друга, а последовательно друг за другом вдоль главной оси тела.
Ярко выражена у кольчатых червей.
В царстве грибов чаще всего встречается двусторонняя симметрия.
Наряду с симметрией в живой природе встречается и асимметрия. Асимметрия – это отсутствие или нарушение симметрии [8]. От симметрии ее отличает главным образом то, что у асимметричного изображения левая и правая стороны, также верх и низ не являются зеркальными отражениями друг друга, поэтому у него нет собственных центральных осей симметрии [9].
Источник