为什么外形对称的动物内脏多不对称呢?

如果说长成对称的是因为这样比较省事,那为啥内脏不这么设计呢?

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6个答案
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Ent古生物学博士生,科学松鼠会成员

2013-06-18 22:09

外观上对称是有意义的。
对于运动器官来说,必须对称,不然一条腿长一条腿短,走路都打转。
对于感觉器官来说,也得对称。如果左耳朵大右耳朵小,就算是正前方的声音你也会觉得是左边来的,那靠声音判断敌害位置就不好用了。 *
剩下的东西,理论上不需要太对称,但是有性选择问题。好的对称需要发育上的精妙操控,一点岔子都出不得,所以实质上是这个人“发育得好不好”的指标。所以我们觉得对称的脸和身体是美的。这个选择压力进一步帮助人的外貌变得对称。很多多细胞动物亦然。

内脏上的对称意义就不大了。
虽然内脏从发育上的起源是对称的,但前面提到了,维持这个对称并不是一件容易的事情。如果失去了必要性,因为突变而破掉对称是很容易的。
有些内脏直接和运动器官、感觉器官相联系,比如大血管、脑和脊髓。这些内脏必须连带地长得对称。
但多数器官没有这个需求。嘴巴露在外面需要对称,连带口腔也得基本对称,但往下到了消化道就怎样都好了,所以胃肠肝胰什么的全都不对称。这应该是选择放松所致,所以你很难说它们“为何”要长成现在这样——只是没人管了、近乎乱长而已。


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更新:关于非适应性,我的判断可能是错的。参见 http://www.guokr.com/article/437148/
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肺有个小问题是它占地太大,几乎贴上了外面的身体,外壳是对称的,里面也只好将就弄得基本对称。但心脏个头小就无所谓啦。
也有个别的内脏近似对称、但似乎没啥道理,比如肾脏和卵巢。我的印象里,肾脏和卵巢是经过胚胎的两个“芽”分别发育来的,而大脑和肺虽然左右对称分两半但来自同一个芽。有点奇怪。我的猜想是这也是连带效果,不过是发育机制上的连带,而不是功能上的连带。


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*声音定位实际上有两个办法,一个是看强度差异,一个是看时间延迟。典型的地面哺乳动物两者都用,但不同时用,一个管高频,一个管低频。
但猫头鹰是个有趣的例子。猫头鹰是站在高处捕猎地面的小动物,它不但要知道方位角,还要知道高度差。可是正常的耳朵是无法判断高度差的——不管是你的正前、前下还是前上,两耳声音都一样。
猫头鹰的解决办法就是不对称耳朵。从下方传来的声音,因为耳朵不对称,传到左右耳的时间就不同了。但这不会影响方位角判断,因为猫头鹰是强度差和时间延迟同时使用,相互校正。当然这样做的运算量也很大了……

此外某些昆虫也会出现听觉器官不对称,但那是因为它们个子太小了,反正本来也不能靠时间延迟来计算。

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fengfeixue0219植物分子生物学博士

2013-06-18 22:33

这个问题我回答过。两侧对称的起源和中胚层的出现有很大的关系。
事实上,中胚层发育而来的内脏也是对称的——只不过有的内脏,例如心脏(前身是腹大动脉的搏动段)等是位于中轴上,所以只有单一一个。随着动物体制的复杂化,原本管状、位于中轴的器官需要重新排布以适应新的体制,从而造成了单一器官向身体一侧的扭转,例如到了高等脊椎动物中心脏位置的扭转。

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向左长,向右长:人的内脏为什么不对称?
http://www.guokr.com/article/437148/
这个文章也可以参考一下~

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外形不对称会被自然选择掉,内脏不对称不会,生命不会长得太复杂,一般能省就省

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很多回答,从主体意断来阐述,比如:因为长在外面,所以应该对
称;又比如:因为运动需要和获取信息的需要,所以需要对称。
但实际上,很多看起来对称的东西,细细比较也存在差异,无论是长在外表的,还是运动与获取信息的器官。个人比较同意进化学说对生物体生存环境的变化,以及运动方式的改变后,长期进化选择的结果,比较客观。即生物目前变化所成型的原因,来自自然的选择与个人的相适应。

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