أمثلة على التماثل المركزي في الطبيعة. ما هو التناظر، أو كيف تساعد الطبيعة سكان الكوكب

11.08.2020

التماثل (اليونانية القديمة συμμετρία - التناظر) - الحفاظ على خصائص ترتيب عناصر الشكل بالنسبة إلى مركز أو محور التماثل في حالة دون تغيير أثناء أي تحولات.

كلمة "تناظر"مألوفة لنا منذ الطفولة. عندما ننظر في المرآة، نرى نصفين متماثلين للوجه، وعندما ننظر إلى راحتي اليدين، نرى أيضًا كائنات متناظرة في المرآة. أخذ زهرة البابونج في أيدينا، نحن مقتنعون أنه من خلال تحويلها حول الجذع، يمكننا تحقيق المحاذاة اجزاء مختلفةورد. هذا نوع مختلف من التناظر: الدوراني. هناك عدد كبير من أنواع التناظر، لكنها جميعها تتبع دائمًا قاعدة عامة واحدة: مع بعض التحول، يتحد الجسم المتماثل دائمًا مع نفسه.

الطبيعة لا تتسامح التماثل الدقيق. هناك دائمًا انحرافات طفيفة على الأقل. وبالتالي، فإن أذرعنا وأرجلنا وأعيننا وآذاننا ليست متطابقة تمامًا مع بعضها البعض، على الرغم من أنها متشابهة جدًا. وهكذا لكل كائن. فالطبيعة لم تخلق وفق مبدأ التماثل، بل خلقت وفق مبدأ الاتساق والتناسب. إن التناسب هو المعنى القديم لكلمة "التماثل". اعتبر فلاسفة العصور القديمة أن التناسق والنظام هما جوهر الجمال. لقد عرف المهندسون المعماريون والفنانون والموسيقيون قوانين التناظر واستخدموها منذ العصور القديمة. وفي الوقت نفسه، فإن انتهاكًا طفيفًا لهذه القوانين يمكن أن يمنح الأشياء سحرًا فريدًا وسحرًا سحريًا صريحًا. وبالتالي، فإن بعض مؤرخي الفن يفسرون على وجه التحديد من خلال عدم التناسق الطفيف جمال وجاذبية الابتسامة الغامضة للموناليزا التي رسمها ليوناردو دافنشي.

التماثل يولد الانسجام، الذي ينظر إليه عقلنا على أنه سمة ضرورية للجمال. هذا يعني أنه حتى وعينا يعيش وفقًا لقوانين عالم متماثل.

وفقًا لويل، يسمى الكائن متماثلًا إذا كان من الممكن إجراء بعض العمليات عليه، مما يؤدي إلى الحالة الأولية.

التناظر في علم الأحياء هو الترتيب المنتظم للأجزاء المتشابهة (المتطابقة) من الجسم أو أشكال كائن حي، أو مجموعة من الكائنات الحية نسبة إلى مركز أو محور التناظر.

التماثل في الطبيعة

الأشياء والظواهر في الطبيعة الحية لها تناظر. فهو يسمح للكائنات الحية بالتكيف بشكل أفضل مع بيئتها والبقاء على قيد الحياة ببساطة.

في الطبيعة الحية، تظهر الغالبية العظمى من الكائنات الحية أنواع مختلفةالتماثلات (الشكل، التشابه، الموقع النسبي). علاوة على ذلك، يمكن للكائنات ذات الهياكل التشريحية المختلفة أن يكون لها نفس النوع من التماثل الخارجي.

يمكن أن يكون التماثل الخارجي بمثابة الأساس لتصنيف الكائنات الحية (كروية، شعاعية، محورية، إلخ). الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في ظروف الجاذبية الضعيفة لها تماثل واضح في الشكل.

لفت الفيثاغوريون الانتباه إلى ظاهرة التناظر في الطبيعة الحية في اليونان القديمة فيما يتعلق بتطور عقيدة الانسجام (القرن الخامس قبل الميلاد). في القرن التاسع عشر، ظهرت أعمال معزولة عن التناظر في عالم النبات والحيوان.

في القرن العشرين، ومن خلال جهود العلماء الروس - V. Beklemishev، V. Vernadsky، V. Alpatov، G. Gause - تم إنشاء اتجاه جديد في دراسة التماثل - التماثل الحيوي، والذي، من خلال دراسة تماثلات الهياكل الحيوية في المستويات الجزيئية وفوق الجزيئية، تسمح لنا بالتحديد مسبقًا الخيارات الممكنةالتناظر في الكائنات البيولوجية، يصف بدقة الشكل الخارجي والبنية الداخلية لأي كائن حي.

التماثل في النباتات

يتم تحديد البنية المحددة للنباتات والحيوانات من خلال خصائص الموائل التي تتكيف معها وخصائص أسلوب حياتها.

تتميز النباتات بالتماثل المخروطي الذي يظهر بوضوح في أي شجرة. تحتوي أي شجرة على قاعدة وقمة، و"قمة" و"أسفل" تؤدي وظائف مختلفة. إن أهمية الفرق بين الأجزاء العلوية والسفلية، وكذلك اتجاه الجاذبية، تحدد الاتجاه الرأسي للمحور الدوار لـ “مخروط الخشب” ومستويات التماثل. تمتص الشجرة الرطوبة والمواد المغذية من التربة من خلال نظام الجذر، أي في الأسفل، ويتم تنفيذ الوظائف الحيوية المتبقية بواسطة التاج، أي في الأعلى. ولذلك، فإن الاتجاهين "لأعلى" و"لأسفل" للشجرة يختلفان بشكل كبير. والاتجاهات في المستوى المتعامد مع الوضع الرأسي لا يمكن تمييزها تقريبًا بالنسبة للشجرة: في كل هذه الاتجاهات، يدخل الهواء والضوء والرطوبة إلى الشجرة بنفس القدر. ونتيجة لذلك، عمودي المحور الدوارومستوى عمودي من التماثل.

تظهر معظم النباتات المزهرة تناظرًا شعاعيًا وثنائيًا. تعتبر الزهرة متناظرة عندما يتكون كل محيط من عدد متساو من الأجزاء. تعتبر الزهور التي تحتوي على أجزاء مزدوجة زهورًا ذات تماثل مزدوج، وما إلى ذلك. التماثل الثلاثي شائع في أحاديات الفلقة، والتماثل الخماسي في ثنائيات الفلقة.

تتميز الأوراق بتماثل المرآة. تم العثور على نفس التناظر أيضًا في الزهور، ولكن غالبًا ما يظهر تناظر المرآة فيها مع التناظر الدوراني. هناك أيضًا حالات متكررة من التماثل المجازي (فروع السنط وأشجار الروان). ومن المثير للاهتمام أن الأكثر شيوعًا في عالم الأزهار هو التناظر الدوراني من الدرجة الخامسة، وهو أمر مستحيل بشكل أساسي في الهياكل الدورية ذات الطبيعة غير الحية. يشرح الأكاديمي ن. بيلوف هذه الحقيقة بحقيقة أن محور الترتيب الخامس هو نوع من أدوات النضال من أجل الوجود، "التأمين ضد التحجر، والبلورة، والخطوة الأولى منها هي الاستيلاء عليها بواسطة الشبكة". في الواقع، لا يمتلك الكائن الحي بنية بلورية، بمعنى أنه حتى أعضائه الفردية لا تحتوي على شبكة مكانية. ومع ذلك، يتم تمثيل الهياكل المنظمة على نطاق واسع جدا فيه.

التماثل في الحيوانات

التماثل في الحيوانات يعني التطابق في الحجم والشكل والمخطط التفصيلي، بالإضافة إلى الترتيب النسبي لأجزاء الجسم الموجودة على جانبي الخط الفاصل.

ويحدث التناظر الكروي في الأسماك الإشعاعية وأسماك الشمس، التي تكون أجسامها كروية الشكل، وتتوزع أجزاؤها حول مركز الكرة وتمتد منه. مثل هذه الكائنات ليس لها أجزاء أمامية ولا خلفية ولا جانبية من الجسم، وأي مستوى مرسوم عبر المركز يقسم الحيوان إلى نصفين متساويين.

في حالة التناظر الشعاعي أو الشعاعي، يكون الجسم على شكل أسطوانة أو وعاء قصير أو طويل ذو محور مركزي، تمتد منه أجزاء الجسم شعاعيًا. هذه هي التجويفات المعوية، وشوكيات الجلد، ونجم البحر.

في تناظر المرآة، هناك ثلاثة محاور للتماثل، ولكن هناك زوج واحد فقط من الجوانب المتماثلة. لأن الجانبين الآخرين – البطني والظهري – لا يتشابهان مع بعضهما البعض. وهذا النوع من التناظر هو سمة معظم الحيوانات، بما في ذلك الحشرات والأسماك والبرمائيات والزواحف والطيور والثدييات.

وتتميز الحشرات والأسماك والطيور والحيوانات باختلاف بين الاتجاهين "للأمام" و"للخلف" يتنافى مع التناظر الدوراني. يبدو أن Tyanitolkai الرائع، الذي تم اختراعه في الحكاية الخيالية الشهيرة عن دكتور أيبوليت، مخلوق لا يصدق تمامًا، لأن نصفيه الأمامي والخلفي متماثلان. إن اتجاه الحركة هو اتجاه محدد بشكل أساسي، حيث لا يوجد تماثل في أي حشرة أو سمكة أو طائر أو أي حيوان. وفي هذا الاتجاه يندفع الحيوان بحثاً عن الطعام، وفي نفس الاتجاه يهرب من مطارده.

بالإضافة إلى اتجاه الحركة، يتم تحديد التماثل للكائنات الحية من خلال اتجاه آخر - اتجاه الجاذبية. كلا الاتجاهين مهمان؛ يحددون مستوى التماثل للكائن الحي.

التماثل الثنائي (المرآة) هو التماثل المميز لجميع ممثلي عالم الحيوان. ويظهر هذا التناظر بوضوح في الفراشة؛ يظهر التماثل بين اليسار واليمين هنا بدقة رياضية تقريبًا. يمكننا أن نقول أن كل حيوان (وكذلك الحشرات والأسماك والطيور) يتكون من اثنين من الأشكال المتبلورة - النصف الأيمن والأيسر. Enantiomorphs هي أيضًا أجزاء مقترنة، يقع أحدها في النصف الأيمن والآخر في النصف الأيسر من جسم الحيوان. وبالتالي، فإن الأشكال المتبلورة هي الأذن اليمنى واليسرى، والعين اليمنى واليسرى، والقرن الأيمن والأيسر، وما إلى ذلك.

التماثل عند البشر

يتمتع جسم الإنسان بتماثل ثنائي (المظهر الخارجي والهيكل العظمي). لقد كان هذا التماثل دائمًا ولا يزال المصدر الرئيسي لإعجابنا الجمالي بالجسم البشري المتناسب. جسم الإنسان مبني على مبدأ التماثل الثنائي.

ينظر معظمنا إلى الدماغ باعتباره بنية واحدة، لكنه في الواقع ينقسم إلى نصفين. هذان الجزأان - نصفي الكرة الأرضية - يتناسبان بإحكام مع بعضهما البعض. بما يتفق تمامًا مع التماثل العام لجسم الإنسان، فإن كل نصف من الكرة الأرضية هو تقريبًا صورة مرآة دقيقة للنصف الآخر

يتم التحكم في الحركات الأساسية لجسم الإنسان ووظائفه الحسية بالتساوي بين نصفي الدماغ. يتحكم النصف المخي الأيسر في الجانب الأيمن من الدماغ، بينما يتحكم النصف الأيمن في الجانب الأيسر.

التماثل الجسدي للجسم والدماغ لا يعني أن الجانب الأيمن والأيسر متساويان في جميع النواحي. يكفي الانتباه إلى تصرفات أيدينا لرؤية العلامات الأولية للتماثل الوظيفي. قليل من الناس لديهم نفس القدر من القدرة على استخدام كلتا اليدين؛ الأغلبية لها اليد الرائدة.

أنواع التماثل في الحيوانات

وسط
محوري (مرآة)
شعاعي
ثنائي
شعاع مزدوج
تقدمية (metamerism)
الترجمة التناوبية

أنواع التماثل

لا يُعرف سوى نوعين رئيسيين من التناظر - الدوراني والانتقالي. بالإضافة إلى ذلك، هناك تعديل من مزيج هذين النوعين الرئيسيين من التماثل - التماثل الدوراني المتعدي.

التناظر الدوراني. كل كائن حي لديه التماثل الدوراني. بالنسبة للتناظر الدوراني، تعد الأنتيمرات عنصرًا مميزًا أساسيًا. من المهم أن تعرف أنه عند تدويره بأي درجة، فإن ملامح الجسم ستتزامن مع الموضع الأصلي. الحد الأدنى لدرجة المصادفة الكنتورية هو للكرة التي تدور حول مركز التماثل. الحد الأقصى لدرجة الدوران هو 360 0، عندما تتزامن ملامح الجسم عند الدوران بهذا المقدار. إذا كان الجسم يدور حول مركز التماثل، فيمكن رسم العديد من محاور ومستويات التماثل من خلال مركز التماثل. إذا كان الجسم يدور حول محور واحد غير متجانس، فيمكن من خلال هذا المحور رسم العديد من المستويات التي يوجد بها مضادات في الجسم المحدد. اعتمادا على هذا الشرط، يتحدث المرء عن التماثل الدوراني لترتيب معين. على سبيل المثال، سيكون للشعاب المرجانية ذات الأشعة الستة تناظر دوراني من الدرجة السادسة. تحتوي Ctenophores على طائرتين من التماثل، ولها تناظر من الدرجة الثانية. ويسمى تناظر ctenophores أيضًا ثنائي الشعاع. أخيرًا، إذا كان لدى الكائن الحي مستوى واحد فقط من التماثل، وبالتالي، مضادان، فإن هذا التماثل يسمى ثنائي أو ثنائي. تمتد الإبر الرفيعة بطريقة شعاعية. وهذا يساعد الكائنات الأولية على "التحويم" في عمود الماء. الممثلون الآخرون للبروتوزوا هم أيضًا أشعة كروية (radiolaria) وأسماك الشمس ذات العمليات الشعاعية على شكل كاذبة.

التماثل الانتقالي. بالنسبة للتناظر الانتقالي، العناصر المميزة هي metamers (ميتا - واحدًا تلو الآخر؛ مير - جزء). في هذه الحالة، لا توجد أجزاء الجسم مرآة متقابلة لبعضها البعض، ولكن بالتتابع الواحد تلو الآخر على طول المحور الرئيسي للجسم.

ميتاميرزم - أحد أشكال التناظر الانتقالي. يظهر بشكل خاص في الطحالب، التي يتكون جسمها الطويل من عدد كبير من الأجزاء المتطابقة تقريبًا. حالة التجزئة هذه تسمى متجانسة. في المفصليات، يمكن أن يكون عدد الأجزاء صغيرًا نسبيًا، ولكن كل قطعة تختلف قليلاً عن جيرانها سواء في الشكل أو الزوائد (الأجزاء الصدرية ذات الأرجل أو الأجنحة، وأجزاء البطن). ويسمى هذا التجزئة غير متجانسة.

التماثل الدوراني الترجمي . هذا النوع من التناظر له توزيع محدود في المملكة الحيوانية. يتميز هذا التناظر بحقيقة أنه عند الدوران بزاوية معينة، يتحرك جزء من الجسم للأمام قليلاً وكل جزء لاحق يزيد حجمه لوغاريتميًا بمقدار معين. وهكذا يتم الجمع بين أفعال الدوران والحركة الانتقالية. ومن الأمثلة على ذلك قذائف الحجرة الحلزونية للمنخربات، وكذلك قذائف الحجرة الحلزونية لبعض رأسيات الأرجل. في بعض الظروف، يمكن أيضًا تضمين الأصداف الحلزونية غير الحجرية لبطنيات الأقدام في هذه المجموعة

تناظر المرآة

إذا وقفت في وسط المبنى وعلى يسارك يوجد نفس عدد الطوابق والأعمدة والنوافذ الموجودة على يمينك، فهذا يعني أن المبنى متماثل. إذا كان من الممكن ثنيه على طول المحور المركزي، فسوف يتزامن كلا نصفي المنزل عند فرضه. ويسمى هذا التناظر تناظر المرآة. هذا النوع من التناظر شائع جدًا في مملكة الحيوان، فالإنسان نفسه يُصمم وفقًا لشرائعه.

محور التماثل هو محور الدوران. في هذه الحالة، الحيوانات، كقاعدة عامة، تفتقر إلى مركز التماثل. ومن ثم لا يمكن أن يحدث الدوران إلا حول محور. في هذه الحالة، يكون للمحور غالبًا أعمدة ذات جودة مختلفة. على سبيل المثال، في التجاويف المعوية أو الهيدرا أو شقائق النعمان، يقع الفم على أحد القطبين، والوحيد الذي ترتبط به هذه الحيوانات الثابتة بالركيزة يقع على القطب الآخر. قد يتطابق محور التماثل شكليا مع المحور الأمامي الخلفي للجسم.

مع تناظر المرآة، يتغير الجانب الأيمن والأيسر من الجسم.

مستوى التماثل هو مستوى يمر عبر محور التماثل ويتطابق معه ويقطع الجسم إلى نصفين مرآتين. تسمى هذه النصفين، التي تقع مقابل بعضها البعض، مضادات (مضادة - ضد؛ مير - جزء). على سبيل المثال، في هيدرا، يجب أن يمر مستوى التماثل من خلال فتحة الفم ومن خلال النعل. يجب أن تحتوي الأنتيميرات ذات النصفين المتقابلين على عدد متساوٍ من المجسات الموجودة حول فم الهيدرا. يمكن أن تحتوي هيدرا على عدة مستويات من التماثل، سيكون عددها مضاعفًا لعدد المجسات. في شقائق النعمان البحرية التي تحتوي على عدد كبير جدًا من المجسات، يمكن رسم العديد من مستويات التماثل. بالنسبة لقنديل البحر الذي له أربعة مخالب على الجرس، فإن عدد مستويات التماثل سيكون محدودًا بمضاعفات الأربعة. تحتوي Ctenophores على طائرتين فقط من التماثل - البلعوم والمجس. أخيرًا، الكائنات الحية المتناظرة ثنائيًا لها مستوى واحد فقط واثنين فقط من الأجسام المضادة المرآة - الجانب الأيمن والأيسر من الحيوان، على التوالي.

يرتبط الانتقال من التماثل الشعاعي أو الشعاعي إلى التناظر الثنائي أو الثنائي بالانتقال من نمط الحياة المستقر إلى الحركة النشطة في البيئة. بالنسبة للأشكال اللاطئة، تكون العلاقة مع البيئة متساوية في جميع الاتجاهات: التناظر الشعاعي يتوافق تمامًا مع نمط الحياة هذا. في الحيوانات التي تتحرك بشكل نشط، تصبح الواجهة الأمامية للجسم غير متساوية بيولوجيًا مع بقية الجسم، ويتشكل الرأس، ويصبح الجانبان الأيمن والأيسر من الجسم مميزين. ونتيجة لذلك، يتم فقدان التماثل الشعاعي، ويمكن رسم مستوى واحد فقط من التماثل من خلال جسم الحيوان، وتقسيم الجسم إلى الجانبين الأيمن والأيسر. التناظر الثنائي يعني أن أحد جانبي جسم الحيوان هو صورة مرآة للجانب الآخر. هذا النوع من التنظيم هو سمة من سمات معظم اللافقاريات، وخاصة الحلقيات والمفصليات - القشريات، العناكب، الحشرات، الفراشات؛ للفقاريات - الأسماك والطيور والثدييات. يظهر التناظر الثنائي لأول مرة في الديدان المفلطحة، حيث يختلف الطرفان الأمامي والخلفي للجسم عن بعضهما البعض.

في الحلقيات والمفصليات، لوحظ أيضًا الفوقية - أحد أشكال التماثل الترجمي، عندما تقع أجزاء الجسم بالتتابع واحدة تلو الأخرى على طول المحور الرئيسي للجسم. وهو واضح بشكل خاص في الطحالب (ديدان الأرض). حصلت الحلقيات على اسمها من حقيقة أن جسمها يتكون من سلسلة من الحلقات أو الأجزاء (الأجزاء). يتم تقسيم كل من الأعضاء الداخلية وجدران الجسم. لذلك يتكون الحيوان من حوالي مائة وحدة مماثلة أو أقل - Metameres، كل منها يحتوي على واحد أو زوج من الأعضاء من كل نظام. يتم فصل الأجزاء عن بعضها البعض بواسطة أقسام عرضية. في دودة الأرض، تتشابه جميع الأجزاء تقريبًا مع بعضها البعض. تشمل الحلقيات العديد من الأشواك - وهي أشكال بحرية تسبح بحرية في الماء وتحفر في الرمال. يحتوي كل جزء من أجسامهم على زوج من النتوءات الجانبية التي تحمل خصلة كثيفة من الشعيرات. حصلت المفصليات على اسمها من الزوائد المزدوجة المفصلية المميزة لها (مثل أعضاء السباحة، وأطراف المشي، وأجزاء الفم). تتميز جميعها بجسم مجزأ. تحتوي كل مفصلية على عدد محدد بدقة من الأجزاء، والتي تظل دون تغيير طوال حياتها. يظهر التناظر المرآة بوضوح في الفراشة؛ يظهر التماثل بين اليسار واليمين هنا بدقة رياضية تقريبًا. يمكننا أن نقول أن كل حيوان أو حشرة أو سمكة أو طائر يتكون من شكلين متناظرين - النصف الأيمن والأيسر. وبالتالي، فإن الأشكال المتبلورة هي الأذن اليمنى واليسرى، والعين اليمنى واليسرى، والقرن الأيمن والأيسر، وما إلى ذلك.

تناظر شعاعي

التناظر الشعاعي هو أحد أشكال التناظر الذي يتزامن فيه الجسم (أو الشكل) مع نفسه عندما يدور الجسم حول نقطة أو خط معين. غالبًا ما تتزامن هذه النقطة مع مركز تناظر الجسم، أي النقطة التي يتقاطع عندها عدد لا نهائي من محاور التناظر الثنائي.

في علم الأحياء، يقال إن التناظر الشعاعي يحدث عندما يمر واحد أو أكثر من محاور التناظر عبر كائن ثلاثي الأبعاد. علاوة على ذلك، قد لا تمتلك الحيوانات المتناظرة شعاعيًا مستويات تناظر. وبالتالي، فإن سيفونوفيل فيليلا لديه محور تناظر من الدرجة الثانية ولا توجد مستويات تناظر.

عادةً ما يمر مستويان أو أكثر من التماثل عبر محور التماثل. تتقاطع هذه المستويات على طول خط مستقيم - محور التماثل. فإذا دار الحيوان حول هذا المحور بدرجة معينة فإنه سيظهر على نفسه (يتزامن مع نفسه).
يمكن أن يكون هناك العديد من محاور التماثل (تناظر بولياكسون) أو واحد (تناظر أحادي). التماثل متعدد المحاور شائع بين الطلائعيات (مثل الشعاعيين).

كقاعدة عامة، في الحيوانات متعددة الخلايا، يكون طرفا (أقطاب) محور التناظر الواحد غير متساويين (على سبيل المثال، في قنديل البحر، يقع الفم على قطب واحد (عن طريق الفم)، ويكون طرف الجرس في الاتجاه المعاكس) (غير فموي) قطب. مثل هذا التماثل (أحد أشكال التناظر الشعاعي) في التشريح المقارن يسمى غير متجانس أحادي المحور. في الإسقاط ثنائي الأبعاد، يمكن الحفاظ على التماثل الشعاعي إذا تم توجيه محور التماثل بشكل عمودي على مستوى الإسقاط. في حالات أخرى وبعبارة أخرى، فإن الحفاظ على التماثل الشعاعي يعتمد على زاوية الرؤية.
يعتبر التناظر الشعاعي من سمات العديد من اللاسعات، وكذلك معظم شوكيات الجلد. ومن بينها ما يسمى بالتناظر الخماسي، الذي يعتمد على خمس مستويات من التماثل. في شوكيات الجلد، يكون التماثل الشعاعي ثانويًا: يرقاتها تكون متناظرة على المستوى الثنائي، وفي الحيوانات البالغة، يتم كسر التماثل الشعاعي الخارجي من خلال وجود صفيحة مادريبور.

بالإضافة إلى التماثل الشعاعي النموذجي، هناك تناظر شعاعي ثنائي (طائرتان من التماثل، على سبيل المثال، في ctenophores). إذا كان هناك مستوى واحد فقط من التماثل، فإن التماثل يكون ثنائيًا (الأشخاص المتماثلون ثنائيًا لديهم مثل هذا التماثل).

في النباتات المزهرة، غالبًا ما توجد زهور متناظرة شعاعيًا: 3 مستويات من التماثل (نبات الضفدع)، 4 مستويات من التماثل (منتصب القرنية)، 5 مستويات من التماثل (زهرة الجرس)، 6 مستويات من التماثل (الكولشيكوم). تسمى الزهور ذات التماثل الشعاعي شعاعية الشكل، والزهور ذات التماثل الثنائي تسمى zygomorphic.

إذا كانت البيئة المحيطة بالحيوان متجانسة إلى حد ما من جميع الجوانب وكان الحيوان على اتصال متساوي معها بجميع أجزاء سطحه، فإن شكل الجسم عادة ما يكون كرويا، والأجزاء المتكررة تقع في اتجاهات شعاعية. العديد من الكائنات الإشعاعية التي تشكل جزءًا مما يسمى بالعوالق تكون كروية، أي. مجموعة من الكائنات الحية العالقة في عمود الماء وغير القادرة على السباحة النشطة؛ تحتوي الغرف الكروية على عدد قليل من ممثلي العوالق من المنخربات (الأوالي، سكان البحر، الأميبات الخصية البحرية). المنخربات محاطة بأصداف ذات أشكال مختلفة وغريبة. يرسل الجسم الكروي لسمكة الشمس العديد من الأرجل الكاذبة الرفيعة والخيوطية والمرتبة شعاعيًا في جميع الاتجاهات، ويخلو الجسم من هيكل عظمي معدني. ويسمى هذا النوع من التماثل متساوي المحاور لأنه يتميز بوجود العديد من محاور التماثل المتطابقة.

توجد الأنواع متساوية المحور ومتعددة التناظر بشكل رئيسي بين الحيوانات منخفضة التنظيم وسيئة التمايز. إذا كان هناك 4 أعضاء متطابقة حول المحور الطولي، فإن التناظر الشعاعي في هذه الحالة يسمى تناظر الأشعة الأربعة. إذا كان هناك ستة أعضاء من هذا القبيل، فإن ترتيب التماثل سيكون ستة أشعة، وما إلى ذلك. نظرًا لأن عدد هذه الأعضاء محدود (غالبًا 2،4،8 أو مضاعفات 6)، يمكن دائمًا رسم عدة مستويات من التماثل، تتوافق مع عدد هذه الأعضاء. تقسم الطائرات جسم الحيوان إلى أقسام متساوية ذات أعضاء متكررة. هذا هو الفرق بين التناظر الشعاعي والنوع متعدد التماثل. التماثل الشعاعي هو سمة من سمات الأشكال المستقرة والملتصقة. إن الأهمية البيئية للتناظر الشعاعي واضحة: فالحيوان اللاطئ محاط من جميع الجوانب بنفس البيئة ويجب أن يدخل في علاقات مع هذه البيئة باستخدام أعضاء متطابقة تتكرر في اتجاهات شعاعية. إنه نمط حياة مستقر يساهم في تطوير التماثل المشع.

التناظر الدوراني

يعتبر التناظر الدوراني "شائعًا" في عالم النبات. خذ زهرة البابونج في يدك. يحدث مزيج من أجزاء مختلفة من الزهرة إذا تم تدويرها حول الجذع.

في كثير من الأحيان تقترض النباتات والحيوانات أشكالًا خارجية من بعضها البعض. نجوم البحر التي تعيش أسلوب حياة نباتي لها تناسق دوراني، وتنعكس أوراقها.

من الواضح أن النباتات المحصورة في مكان دائم تميز فقط الجزء العلوي والسفلي، وجميع الاتجاهات الأخرى هي نفسها تقريبًا بالنسبة لها. بطبيعة الحال، هم مظهرتخضع للتماثل الدوراني. بالنسبة للحيوانات، من المهم جدًا ما هو أمام وما هو خلف، فقط "اليسار" و"اليمين" يظلان متساويين بالنسبة لهم. في هذه الحالة، يسود التماثل المرآة. ومن الغريب أن الحيوانات التي تستبدل الحياة المتنقلة بحياة غير متحركة ثم تعود إلى الحياة المتنقلة مرة أخرى، تنتقل من نوع من التناظر إلى نوع آخر لعدد مماثل من المرات، كما حدث، على سبيل المثال، مع شوكيات الجلد (نجم البحر، وما إلى ذلك).

التماثل حلزوني أو حلزوني

التماثل الحلزوني هو التماثل فيما يتعلق بمزيج من التحولين - الدوران والانتقال على طول محور الدوران، أي. هناك حركة على طول محور المسمار وحول محور المسمار. هناك مسامير اليسار واليمين.

من أمثلة المراوح الطبيعية: ناب كركدن البحر (حيتان صغيرة تعيش في البحار الشمالية) - المروحة اليسرى؛ قذيفة الحلزون - المسمار الأيمن. قرون كبش بامير عبارة عن أشكال متناظرة (قرن واحد ملتوي في دوامة أعسر والآخر في دوامة أيمن). التماثل الحلزوني ليس مثاليًا، على سبيل المثال، تضيق قوقعة الرخويات أو تتسع في النهاية.

على الرغم من أن التماثل الحلزوني الخارجي نادر في الحيوانات متعددة الخلايا، إلا أن العديد من الجزيئات المهمة التي تُبنى منها الكائنات الحية - البروتينات والأحماض النووية الريبية منزوعة الأكسجين - DNA لها بنية حلزونية. المملكة الحقيقية للبراغي الطبيعية هي عالم "الجزيئات الحية" - الجزيئات التي تلعب دورًا مهمًا بشكل أساسي في عمليات الحياة. تشمل هذه الجزيئات، في المقام الأول، جزيئات البروتين. هناك ما يصل إلى 10 أنواع من البروتينات في جسم الإنسان. تحتوي جميع أجزاء الجسم، بما في ذلك العظام والدم والعضلات والأوتار والشعر، على البروتينات. جزيء البروتين عبارة عن سلسلة مكونة من كتل فردية وملتوية في دوامة يمينية. ويسمى الحلزون ألفا. جزيئات ألياف الوتر هي حلزونات ألفا ثلاثية. تلتوي حلزونات ألفا عدة مرات مع بعضها البعض لتشكل براغي جزيئية، والتي توجد في الشعر والقرون والحوافر. يحتوي جزيء الحمض النووي على بنية حلزون مزدوج أيمن، اكتشفه العالمان الأمريكيان واتسون وكريك. الحلزون المزدوج لجزيء الحمض النووي هو المسمار الطبيعي الرئيسي.

خاتمة

تخضع جميع الأشكال في العالم لقوانين التناظر. وحتى السحب "الحرة إلى الأبد" تتمتع بالتناظر، وإن كان مشوهًا. تتجمد في السماء الزرقاء، فهي تشبه الحركة البطيئة مياه البحرقنديل البحر، ينجذب بشكل واضح نحو التناظر الدوراني، ثم، مدفوعًا بالرياح المتصاعدة، يغير تناظره ليعكس واحدًا.

إن التماثل، الذي يتجلى في مجموعة واسعة من كائنات العالم المادي، يعكس بلا شك خصائصه الأكثر عمومية والأكثر أساسية. ولذلك فإن دراسة تماثل الأجسام الطبيعية المختلفة ومقارنة نتائجها هي أداة ملائمة وموثوقة لفهم القوانين الأساسية لوجود المادة.

التماثل هو المساواة بالمعنى الواسع للكلمة. هذا يعني أنه إذا كان هناك تناظر، فلن يحدث شيء ما، وبالتالي سيبقى شيء ما دون تغيير، محفوظًا.

مصادر

Urmantsev Yu.A. "تناظر الطبيعة وطبيعة التناظر." موسكو، ميسل، 1974.
في و. فيرنادسكي. التركيب الكيميائي للمحيط الحيوي للأرض وبيئتها. م، 1965.

إرسال عملك الجيد في قاعدة المعرفة أمر بسيط. استخدم النموذج أدناه

سيكون الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم ممتنين جدًا لك.

نشر على http://www.allbest.ru/

جميع الروسيةلمسابقة المقالات الطلابية "كروغوزور"

المؤسسة التعليمية البلدية "المدرسة الثانوية مع. منطقة بتروبافلوفكا ديرجاتشيفسكي

منطقة ساراتوف»

خلاصة

الرياضيات، علم الأحياء، البيئةحول موضوع:

"التماثل في الطبيعة"

طالب في الصف السادسمذكرة تفاهم

القادة:كوتيشيفا نينا سيمينوفنا،

رودينكو ليودميلا فيكتوروفنا,

مقدمة

1. الجزء النظري

1.1.1 التدريس التنموي حول التماثل

1.1.2 التماثل المحوري للأشكال

1.1.3 التماثل المركزي

1.1.4 التماثل بالنسبة للمستوى

2. الجزء العملي

2.2 الأساس المنطقي لسبب التماثل في النباتات

خاتمة

الأدب

نقطة هندسة النبات التماثل

مقدمة

"التماثل هو الفكرة من خلال

الذي حاول الإنسان تفسيره منذ قرون

وخلق النظام والجمال والكمال" هيرمان ويل.

في الصيف استرتحت على ضفاف نهر الفولغا في مكان رائع في منطقة ساراتوف، "شارديم". أنا، أحد سكان منطقة السهوب ترانس فولغا، اندهشت من شغب المساحات الخضراء وتنوع النباتات من حولي، ونظرت باهتمام إلى الطبيعة من حولي. تساءلت لا إراديًا: هل هناك شيء مشترك بين أشكال النباتات والحيوانات؟ ربما يكون هناك نوع من النمط، بعض الأسباب التي تعطي مثل هذا التشابه غير المتوقع مع مجموعة متنوعة من الأوراق والزهور والحياة الحيوانية؟ بالنظر بعناية إلى الطبيعة المحيطة، لاحظت أن شكل أوراق جميع النباتات يخضع لنمط صارم: يبدو أن الورقة ملتصقة ببعضها البعض من نصفين متطابقين أكثر أو أقل. الفراشات لها نفس الخاصية. يمكننا تقسيمها عقليًا بالطول إلى جزأين متساويين يشبهان المرآة.

في دروس الرياضيات، نظرنا إلى التماثل على المستوى بالنسبة إلى نقطة وخط، والأشكال في الفضاء تكون متناظرة بالنسبة إلى المستوى. هذا هو كل ما في الأمر! هذا هو النمط الذي شعرت به في ملاحظاتي، لكن لم أستطع تفسيره! قوانين التناظر هي كيف يمكننا تفسير هذا التشابه في الأوراق والزهور وعالم الحيوان.

وشرعت في معرفة ما إذا كان التناظر موجودًا في المملكة النباتية وما الذي يسببه. لتنفيذه، قمت بصياغة المهام التالية:

1. تعرف بمزيد من التفصيل على قوانين التناظر الهندسية.

2. التعرف على الأسباب التي تحدد التناظر في الطبيعة.

1. الجزء النظري

1.1 المفاهيم الأساسية حول التماثل وهندسة النباتات

1.1.1 عقيدة التناظر المتطورة

كلمة "التماثل" تأتي من التماثل اليوناني - التناسب. وهذا هو ما سيسمح لنا بتغطية مجموعة واسعة من الأجسام من المواضع الهندسية المشتركة.

التماثل هو أحد الأنماط الأساسية والأكثر عمومية للكون: الطبيعة الحية وغير الحية والمجتمع. يمتد مفهوم التناظر عبر تاريخ الإبداع البشري الممتد لقرون عديدة. الأكاديمي الشهير ف. يعتقد فيرنادسكي أن “… فكرة التناظر تشكلت على مدى عشرات ومئات وآلاف الأجيال. وقد تم التحقق من صحتها تجربة حقيقيةوالملاحظة، حياة الإنسان في مجموعة متنوعة من الظروف الطبيعية.

نشأ مفهوم "التناظر" من دراسة الكائنات الحية والمواد الحية، وفي المقام الأول البشر. إن المفهوم المرتبط بمفهوم الجمال أو الانسجام قد قدمه النحاتون اليونانيون العظماء، وكلمة “التماثل” المقابلة لهذه الظاهرة تنسب إلى نحت فيثاغورس من ريجنوم (جنوب إيطاليا، ثم ماجنا جراسيا)، الذي عاش في القرن الخامس قبل الميلاد."

وأكاديمي مشهور آخر أ.ف. كتب شوبنيكوف (1887-1970) في مقدمة كتابه “التماثل”: “تظهر دراسة المعالم الأثرية أن الإنسانية في فجر ثقافتها كانت لديها بالفعل فكرة عن التماثل ونفذتها في الرسومات وفي الحياة اليومية شاء. يجب أن نفترض أن استخدام التماثل في الإنتاج البدائي لم يتم تحديده من خلال الدوافع الجمالية فحسب، بل أيضًا، إلى حد ما، من خلال ثقة الإنسان في ملاءمته الأكبر لممارسة الأشكال الصحيحة.

ولا تزال هذه الثقة موجودة حتى يومنا هذا، وتنعكس في العديد من مجالات النشاط البشري: الفن والعلوم والتكنولوجيا وغيرها.

ولكن ما هو معنى هذا المفهوم الكلاسيكي بلا شك؟ هناك العديد من التعريفات للتناظر:

1. "قاموس الكلمات الأجنبية": "التماثل - [يوناني. التماثل] - مراسلات مرآة كاملة في ترتيب أجزاء الكل بالنسبة إلى خط الوسط والمركز؛ التناسب."

2. "قاموس أكسفورد المختصر": "التماثل هو الجمال بسبب تناسب أجزاء الجسم أو أي كل، التوازن، التشابه، الانسجام، الاتساق."

3. "قاموس S.I. أوزيغوفا: "التماثل هو التناسب، التناسب بين أجزاء شيء ما يقع على جانبي الوسط، المركز."

4. في. فيرنادسكي. "التركيب الكيميائي للغلاف الحيوي للأرض وبيئتها": "في العلوم الطبيعية، يعتبر التناظر تعبيرًا عن الانتظام المكاني الهندسي، الذي يتم ملاحظته تجريبيًا في الأجسام والظواهر الطبيعية. ولذلك فإنه يتجلى بوضوح، ليس فقط في الفضاء، ولكن أيضًا على المستوى وعلى الخط.

ولكن يبدو لي أن التعريفات الأكثر اكتمالا وتعميما من بين جميع التعريفات المذكورة أعلاه هو رأي Yu.A. Urmantseva: "التماثل هو أي شكل يمكن دمجه مع نفسه نتيجة لواحد أو أكثر من الانعكاسات المنتجة على التوالي في المستويات. بمعنى آخر، يمكننا أن نقول عن الشكل المتماثل: "Eadem mutate resurgo" - "لقد تغيرت، لقد قمت من جديد" - النقش تحت اللولب اللوغاريتمي الذي سحر جاكوب برنولي (1654-1705).

1.1.2 التماثل المحوري للأشكال

تسمى النقطتان A و A1 متماثلتين بالنسبة للخط a إذا كان هذا الخط يمر عبر منتصف القطعة AA 1 ويكون عموديًا عليها.

يُسمى الشكل متماثلًا بالنسبة إلى الخط "أ" إذا كانت هناك نقطة متناظرة بالنسبة إلى الخط "أ" لكل نقطة من الشكل تنتمي أيضًا إلى هذا الشكل.

وبالنظر إلى الأشكال المختلفة نلاحظ أن بعضها متماثل حول المحور، أي: يتم تعيينها على نفسها عندما تكون متماثلة حول هذا المحور.

يقسم محور التماثل هذا الشكل إلى شكلين متماثلين يقعان في أنصاف مستويات مختلفة يحددها محور التماثل. (رسم بياني 1.)

بعض الأشكال لها عدة محاور للتماثل. على سبيل المثال، الدائرة (الشكل 2) تكون متناظرة بالنسبة لأي خط مستقيم يمر بمركزها. من خلال ثني الرسم على طول قطر الدائرة المرسومة، يمكنك التأكد من تطابق جزأين الدائرة. ولذلك فإن أي قطر يقع على محور تماثل الدائرة.

للقطعة محورين للتماثل: فهي متناظرة بالنسبة للخط المتعامد معها، الذي يمر عبر منتصفها، وبالنسبة للخط الذي تقع عليه هذه القطعة (الشكل 3).

1.1.3 التماثل المركزي

تسمى النقطتان A و A 1 متماثلتين بالنسبة للنقطة O إذا كانت O هي منتصف القطعة AA 1.

يقال إن الشكل متماثل بالنسبة إلى النقطة O إذا كانت هناك نقطة متناظرة بالنسبة إلى النقطة O لكل نقطة في هذا الشكل أيضًا.

التناظر المركزي، كنوع معين من الدوران حول نقطة معينة، لديه كل خصائص الدوران. على وجه الخصوص، مع التماثل المركزي، يتم الحفاظ على المسافات، وبالتالي فإن التماثل المركزي هو الإزاحة. ويترتب على ذلك أنه إذا تم تعيين أحد الشكلين على الآخر بواسطة التناظر المركزي، فإن هذين الشكلين متساويان.

يتم رسم الخط المستقيم الذي يمر عبر مركز التماثل على نفسه بواسطة التماثل المركزي.

لكل نقطة على المستوى، هناك نقطة متناظرة فريدة بالنسبة إلى المركز المعطى؛ إذا كانت النقطة A تتطابق مع مركز التماثل، فإن النقطة المتناظرة B تتطابق مع مركز التماثل.

مثلما يتم تحديد التماثل المحوري بشكل فريد من خلال محوره، فإن التماثل المركزي يتم تحديده بشكل فريد من خلال مركزه.

تحتوي بعض الأشكال على مركز تناظر - وهذا يعني أنه بالنسبة لكل نقطة من هذا الشكل، فإن النقطة المتناظرة مركزيًا تنتمي أيضًا إلى هذا الشكل. تسمى هذه الأشكال متناظرة مركزيا. على سبيل المثال، القطعة هي شكل متماثل مركزيًا، ومركز تناظره هو منتصفه؛ خط مستقيم - شكل متماثل مركزيًا بالنسبة لأي نقطة من نقاطه؛ الدائرة - شكل متماثل مركزيًا بالنسبة إلى مركزه؛ زوج من الزوايا الرأسية هو شكل متماثل مركزيًا يقع مركز التماثل عند الرأس المشترك للزوايا.

1.1.4 التماثل حول المستوى (تماثل المرآة)

تسمى النقطتان A و A1 متماثلتين بالنسبة للمستوى b إذا كانت هذه الطائرة تمر عبر منتصف القطعة AA1 وتكون متعامدة معها (الشكل 4).

نشر على http://www.allbest.ru/

يُقال إن الشكل متماثل بالنسبة إلى المستوى b إذا كانت هناك نقطة متناظرة بالنسبة إلى المستوى تنتمي أيضًا إلى هذا الشكل لكل نقطة من الشكل (الشكل 5).

نشر على http://www.allbest.ru/

فيما يلي، سنتعامل غالبًا مع ثلاثة أنواع من عناصر التماثل: المستوى، والمحاور، والمركز.

لذلك، أصبحنا على دراية بقائمة شاملة من عناصر التماثل. لدينا تحت تصرفنا مجموعة كاملة من عناصر التماثل المختلفة للأشكال المحدودة. ل الخصائص الكاملةيجب أن تأخذ هذه الأشكال في الاعتبار مجمل عناصر التناظر الموجودة على جسم معين.

1.2 شكل النبات وتماثله

نحن نواجه التناظر المحوري ليس فقط في الهندسة، ولكن أيضًا في الطبيعة. في علم الأحياء، من المعتاد والصحيح التحدث ليس عن المحوري، ولكن عن التماثل الثنائي أو الثنائي أو التماثل المرآة للكائن المكاني. يعتبر التناظر الثنائي من سمات معظم الحيوانات متعددة الخلايا، وقد نشأ نتيجة للحركة النشطة. الحشرات وبعض النباتات لها أيضًا تماثل ثنائي. على سبيل المثال، شكل الورقة ليس عشوائيًا، بل هو طبيعي تمامًا. يبدو الأمر كما لو أنه تم لصقه معًا من نصفين متطابقين أكثر أو أقل. يقع أحد هذين النصفين على شكل مرآة بالنسبة إلى الآخر، تمامًا كما يقع انعكاس الجسم في المرآة والجسم نفسه بالنسبة لبعضهما البعض. للتأكد من ما قيل، دعونا نضع مرآة ذات حافة مستقيمة على خط يمتد على طول الساق ويقسم نصل الورقة إلى نصفين. بالنظر إلى المرآة، سنرى أن انعكاس النصف الأيمن من الورقة يستبدل بشكل أو بآخر نصفها الأيسر، وعلى العكس من ذلك، يبدو أن النصف الأيسر من الورقة في المرآة يتحرك إلى مكان النصف الأيمن. يُطلق على المستوى الذي يقسم الورقة إلى جزأين متساويين يشبهان المرآة مستوى التماثل. يسمي علماء النبات هذا التناظر ثنائيًا أو مزدوجًا جانبيًا. ولكن ليست أوراق الشجرة فقط هي التي تتمتع بمثل هذا التناظر. عقليًا، يمكنك تقطيع اليرقة العادية إلى جزأين متساويين يشبهان المرآة. ويمكن تقسيمنا أنفسنا إلى نصفين متساويين. كل ما ينمو ويتحرك أفقيًا أو بشكل غير مباشر بالنسبة لسطح الأرض يخضع للتناظر الثنائي. يتم الحفاظ على نفس التماثل في الكائنات الحية التي لديها القدرة على الحركة. على الرغم من عدم وجود اتجاه محدد. وتشمل هذه المخلوقات نجم البحر والقنافذ.

يعتبر التماثل الشعاعي من سمات الحيوانات التي تعيش أسلوب حياة مرتبطًا، كقاعدة عامة. وتشمل هذه الحيوانات هيدرا. إذا قمت برسم محور على طول جسم الهيدرا، فسوف تتباعد مخالبها عن هذا المحور في كل الاتجاهات، مثل الأشعة. إذا نظرت إلى بتلات البابونج، يمكنك أن ترى أن لديهم أيضًا مستوى من التماثل. هذا ليس كل شئ. بعد كل شيء، هناك العديد من البتلات ويمكن رسم مستوى التماثل على طول كل واحدة. وهذا يعني أن لهذه الزهرة مستويات عديدة من التماثل، وجميعها تتقاطع في مركزها. هذه المروحة بأكملها أو حزمة من مستويات التماثل المتقاطعة. يمكن وصف هندسة عباد الشمس وزهرة الذرة والجرس بطريقة مماثلة. ويسمى هذا التناظر، مثل الإقحوانات والفطر وشجرة التنوب، بالتناظر الشعاعي. وفي البيئة البحرية، لا يتعارض هذا التناظر مع السباحة الاتجاهية للحيوانات. قنديل البحر لديه هذا التماثل. دفع الماء من تحته بالحواف السفلية للجسم، يشبه في شكله الجرس (قنافذ البحر، النجوم). وهكذا يمكننا أن نستنتج أن كل ما ينمو أو يتحرك عموديًا إلى الأسفل أو إلى الأعلى بالنسبة إلى سطح الأرض يخضع للتناظر الشعاعي.

يمكن رؤية التماثل المخروطي المميز للنباتات بوضوح في مثال أي شجرة.

تمتص الشجرة الرطوبة والمواد المغذية من التربة من خلال نظام الجذر، أي في الأسفل، ويتم تنفيذ الوظائف الحيوية المتبقية بواسطة التاج، أي في الأعلى. ولذلك، فإن الاتجاهين "لأعلى" و"لأسفل" للشجرة يختلفان بشكل كبير. والاتجاهات في المستوى المتعامد مع الوضع الرأسي لا يمكن تمييزها تقريبًا بالنسبة للشجرة: في كل هذه الاتجاهات، يدخل الهواء والضوء والرطوبة إلى الشجرة بنفس القدر. ونتيجة لذلك، يظهر محور دوار عمودي ومستوى عمودي من التماثل.

ومن النادر جدًا أن يتم بناء جسم النبات بشكل متماثل في جميع الاتجاهات. في معظم الأحيان، يمكن التمييز بين الأطراف العلوية (الأمامية) والسفلية (الخلفية). ويسمى الخط الذي يصل بين هذين الطرفين بالمحور الطولي. وفيما يتعلق بهذا المحور الطولي، يمكن أن تتوزع أعضاء وأنسجة النبات بشكل مختلف.

1) إذا أمكن رسم مستويين على الأقل من خلال المحور الطولي، وتقسيم جزء النبات قيد النظر إلى نصفين متطابقين متماثلين، فإن الترتيب يسمى شعاعي (ترتيب متعدد التماثل). يتم بناء معظم الجذور والسيقان والزهور وفقًا لنوع الشعاع.

2) إذا كان من الممكن رسم مستوى واحد فقط من خلال المحور الطولي، وتقسيم النبات إلى نصفين متماثلين، فإنهم يتحدثون عن ترتيب ظهري مركزي (أحادي التماثل). إذا لم تكن هناك مستويات من التماثل، يسمى العضو غير متماثل. وأخيرا، ثنائية التماثل أو الثنائية هي تلك الأعضاء التي يمكن فيها التمييز بين الجانبين الأيمن والأيسر، الأمامي والخلفي، واليمين متماثل مع اليسار، والأمامي متماثل في الخلف، ولكن اليمين والأمام، واليسار والخلف متماثلان. مختلف تماما. وبالتالي، هناك مستويان غير متساويين من التماثل. ويتم الحصول على هذا الترتيب، على سبيل المثال، إذا تم تسطيح العضو الأسطواني في اتجاه واحد. وبالتالي، فإن السيقان المسطحة لصبار Opuntia ثنائية التماثل، كما أن ثالوس العديد من الأعشاب البحرية، مثل Fucus، وLaminaria، وما إلى ذلك، ثنائي التماثل. عادة ما يتم تشكيل الأعضاء ثنائية المتماثلة من الأعضاء الشعاعية، والتي تكون واضحة بشكل خاص على الصبار أو فوق. أما بالنسبة للزهور على وجه الخصوص، فغالبًا ما يُطلق على الزهور الشعاعية اسم النجمية (الشعاعية)، والزهور الظهرية المركزية هي نباتات zygomorphic.

2. الجزء العملي

2.1 ميزات كل نوع من أنواع التماثل

يتكرر حولنا نوعان من التماثل بإصرار غير عادي. لقد اقتنعت بهذا من خلال النظر إلى الصور التي التقطت خلال إجازتي.

كنت محاطًا بمختلف الزهور والأشجار. هب نسيم وسقطت ورقة من شجرة على كمي. شكله ليس عشوائيا، بل هو طبيعي تماما. يبدو أن الورقة ملتصقة ببعضها البعض من نصفين متطابقين أكثر أو أقل. يقع أحد هذين النصفين على شكل مرآة بالنسبة إلى الآخر، تمامًا كما يقع انعكاس الجسم في المرآة والجسم نفسه بالنسبة لبعضهما البعض. وللتأكد من ذلك، وضعت مرآة جيب ذات حافة مستقيمة على خط يمتد على طول الساق ويقسم نصل الورقة إلى نصفين. بالنظر إلى المرآة، رأيت أن انعكاس النصف الأيمن من الورقة قد حل محل نصفها الأيسر بشكل أو بآخر، وعلى العكس من ذلك، يبدو أن النصف الأيسر من الورقة في المرآة يتحرك إلى مكان النصف الأيمن.

المستوى الذي يقسم الورقة إلى جزأين متساويين يشبهان المرآة (والذي يتزامن الآن مع مستوى المرآة) يسمى "مستوى التماثل". يسمي علماء النبات وعلماء الحيوان هذا التناظر ثنائيًا (مترجم من اللاتينية على أنه مزدوج جانبي).

هل ورقة الشجرة فقط هي التي لديها مثل هذا التماثل؟

إذا نظرت إلى الفراشة الجميلة ذات الألوان الزاهية، فإنها تتكون أيضًا من نصفين متطابقين. وحتى النمط المرقط على جناحيه يخضع لهذه الهندسة.

والحشرة التي تطل من العشب، والذبابة الوامضة، والغصن الممزق - كل شيء يطيع "التماثل الثنائي". لذلك، في كل مكان في الغابة نواجه التناظر الثنائي. ربما يمتلك أي مخلوق مستوى من التماثل وبالتالي يتناسب مع التماثل الثنائي.

للوهلة الأولى قد يبدو الأمر مناسبا، ولكن ليس كل شيء بسيطا كما يبدو. بالقرب من الأدغال ، يطل نبات البوبوفنيك العادي (البابونج) بشكل متواضع من العشب. لقد مزقته وفحصته. حول المركز الأصفر، مثل الأشعة حول الشمس في رسم الطفل، توجد بتلات بيضاء.

هل تتمتع مثل هذه "الشمس الزهرية" بمستوى تناظر؟ بالتأكيد! يمكنك دون أي صعوبة تقطيعها إلى نصفين متساويين كالمرآة على طول خط يمر بمركز الزهرة ويستمر على طول منتصف أي من البتلات أو بينهما. لكن هذا ليس كل شيء. بعد كل شيء، هناك العديد من البتلات، وعلى طول كل بتلة يمكنك العثور على مستوى من التماثل. وهذا يعني أن لهذه الزهرة مستويات عديدة من التماثل، وجميعها تتقاطع في مركزها. بطريقة مماثلة، يمكنك تغطية هندسة عباد الشمس، وزهرة الذرة، والجرس.

كل ما ينمو ويتحرك عمودياً، أي إلى أعلى أو إلى أسفل بالنسبة إلى سطح الأرض، يخضع لتناظر شعاعي على شكل مروحة ذات مستويات تناظر متقاطعة. كل ما ينمو ويتحرك أفقيًا أو بشكل غير مباشر بالنسبة لسطح الأرض يخضع للتناظر الثنائي.

ليس فقط النباتات، ولكن أيضا الحيوانات تخضع لهذا القانون العالمي.

2.2 مبررات أسباب التماثل في النباتات

لقد قمت بإجراء بحث كان الغرض منه معرفة الأسباب التي تحدد التناظر في المملكة النباتية. لقد وضعت براعم الفاصوليا في أنبوبين شفافين. لقد وضعت أنبوبًا واحدًا في وضع أفقي والآخر في وضع رأسي. وبعد أسبوع اكتشفت أنه بمجرد أن ينمو الجذر والساق إلى ما وراء الأنبوب الأفقي، يبدأ الجذر في النمو بشكل مستقيم إلى الأسفل والساق إلى الأعلى. أعتقد أن النمو الهبوطي للجذر يرجع إلى الجاذبية. يتأثر النمو التصاعدي للساق بالضوء. وأظهرت التجارب التي أجراها رواد الفضاء على متن المحطة المدارية في ظل ظروف انعدام الوزن أنه في غياب الجاذبية، يتم انتهاك الاتجاه المكاني المعتاد للشتلات. وبالتالي، في ظروف الجاذبية، يسمح وجود التماثل للنباتات باتخاذ وضع مستقر.

خاتمة:في أغلب الأحيان، يتم العثور على التماثل المركزي في النباتات المزهرة وفي عاريات البذور في الأوراق. يحتوي التماثل المحوري على أكبر عدد من النباتات - الطحالب (الجذر والأوراق)، الطحالب الخضراء (الجذر، الساق، الأوراق)، ذيل الحصان (الجذر، الساق، الأوراق)، الطحالب (الجذر، الساق، الأوراق)، السرخس (الجذر، الأوراق) ، عاريات البذور والنباتات المزهرة. تشمل الأنواع النباتية ذات التماثل المرآة السرخس (الأوراق) وعاريات البذور (السيقان والفواكه) والنباتات المزهرة.

ما هو السبب الرئيسي لظهور التماثلات المختلفة في النباتات؟ هذه هي قوة الجاذبية، أو الجاذبية.

إن دراسة الهندسة والأحياء والفيزياء في المدرسة الثانوية ستساعدني على فهم أسباب التماثل في الطبيعة بشكل أعمق وتحديد نوع التماثل في أي نبات.

خاتمة

من الصعب العثور على شخص ليس لديه فكرة عن التناظر، وهو ما يفسر وجود نظام معين، وأنماط في ترتيب أجزاء من العالم المحيط. كل زهرة لديها أوجه تشابه مع الآخرين، ولكن هناك أيضا اختلافات.

وبعد تفحص ودراسة ما سبق على صفحات الملخص، أستطيع الآن أن أقول: إن كل ما ينمو عموديا، أي أعلى أو أسفل بالنسبة لسطح الأرض، يخضع لتناظر شعاعي على شكل مروحة ذات مستويات متقاطعة من الأرض. تناظر؛ كل ما ينمو أفقيًا أو بشكل غير مباشر بالنسبة لسطح الأرض يخضع للتناظر الثنائي. لقد أثبتت أيضًا عمليًا أن انتظام النباتات وتناسبها يتحدد بعاملين:

الجاذبية الأرضية؛

تأثير الضوء.

إن معرفة القوانين الهندسية للطبيعة لها أهمية عملية كبيرة. ويجب علينا ألا نتعلم فهم هذه القوانين فحسب، بل يجب علينا أيضًا أن نجعلها تخدم مصلحة الناس.

في مقالتي، أوليت المزيد من الاهتمام لتناظر الطبيعة الحية، لكن هذا ليس سوى جزء صغير يمكن فهمه. في المستقبل، أود استكشاف عالم التناظر بمزيد من التعمق.

مصادر

1. أتاناسيان إل إس. الهندسة 7-9. م: التربية، 2004. ص. 110.

2. أتاناسيان إل إس. الهندسة 10-11. م: التربية، 2007. ص. 68.

3. فيرنادسكي السادس.. التركيب الكيميائي للمحيط الحيوي للأرض وبيئتها. م، 1965.

4. وولف جي.في. التماثل ومظاهره في الطبيعة. م، إد. قسم. نار. com. التنوير، 1991. ص. 135.

5. شوبنيكوف إيه في.. التماثل. م، 1940.

6. يورمانتسيف يو.أ. التماثل في الطبيعة وطبيعة التماثل. م.، ميسل، 1974. ص. 230.

7. شافرانوفسكي آي. التماثل في الطبيعة. الطبعة الثانية، المنقحة. ل.

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

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

تم النشر على موقع Allbest.ru

...

وثائق مماثلة

ما هو التناظر، أنواعه في الهندسة: مركزي (بالنسبة إلى نقطة)، محوري (بالنسبة إلى خط مستقيم)، مرآة (بالنسبة إلى مستوى). مظهر من مظاهر التناظر في الطبيعة الحية وغير الحية. تطبيق قوانين التناظر من قبل الإنسان في العلم والحياة اليومية والحياة.

الملخص، تمت إضافته في 14/03/2011

أنواع تحويل التماثل في الأشكال. مفهوم المحور ومستوى التماثل. الاستخدام المتزامنتحولات الدوران والانعكاس، محور المرآة الدوارة. العناصر المترافقة والمجموعات الفرعية والخصائص العامة وتصنيف مجموعات عمليات التماثل.

الملخص، تمت إضافته في 25/06/2009

مركز الانقلاب: التعيين، مثال العرض. مفهوم مستوى التماثل. ترتيب محور التماثل، زاوية الدوران الأولية. الأسباب المادية لعدم وجود محاور ترتيب أكثر من 6. الشبكات المكانية، محور الانقلاب، عناصر الاستمرارية.

تمت إضافة العرض بتاريخ 23/09/2013

مفهوم التناظر وملامح انعكاسه في مختلف المجالات: الهندسة والأحياء. وأصنافها هي: المركزية والمحورية والمرآة والدورانية. تفاصيل واتجاهات بحث التناظر في جسم الإنسان والطبيعة والهندسة المعمارية والحياة اليومية والفيزياء.

تمت إضافة العرض في 13/12/2016

الأنواع الرئيسية للتماثل (المركزي والمحوري). خط مستقيم كمحور تماثل الشكل. أمثلة على الأشكال ذات التماثل المحوري. متناظرة حول نقطة. النقطة كمركز تناظر الشكل. أمثلة على الأشكال ذات التماثل المركزي.

تمت إضافة العرض في 30/10/2014

مفهوم التماثلات المحورية الانعكاسية والدورانية في الهندسة الإقليدية وفي العلوم الطبيعية. ومن أمثلة التماثل المحوري الفراشة، وندفة الثلج، وبرج إيفل، والقصور، وورقة نبات القراص. انعكاس المرآة، التماثلات الشعاعية والمحورية والشعاعية.

تمت إضافة العرض في 17/12/2013

مفهوم التناظر في الرياضيات أنواعه: انتقالي، دوراني، محوري، مركزي. أمثلة على التماثل في علم الأحياء. وتتمثل مظاهره في الكيمياء في التكوين الهندسي للجزيئات. التماثل في الفنون. أبسط مثالالتماثل الجسدي.

تمت إضافة العرض بتاريخ 14/05/2014

دراسة مفاهيم التماثل والتناسب والتناسب والتوحيد في ترتيب الأجزاء. خصائص الخصائص المتماثلة للأشكال الهندسية. أوصاف دور التناظر في العمارة والطبيعة والتكنولوجيا في حل المشكلات المنطقية.

تمت إضافة العرض في 12/06/2011

مفهوم وخصائص التناظر وأنواعه: المركزي والمحوري والمرآتي والدوار. انتشار التناظر في الطبيعة الحية. التماثل (تحول التشابه). تقييم دور وأهمية هذه الظاهرة في الكيمياء والعمارة والأشياء التقنية.

تمت إضافة العرض في 12/04/2013

أنظمة لتعيين أنواع التماثل. قواعد كتابة رمز المجموعة النقطية الدولية. نظريات اختيار المحاور البلورية وقواعد التثبيت. الرموز البلورية للعقد والاتجاهات والحواف. قانون عقلانية نسبة المعلمات.

انظر إلى وجوه الأشخاص من حولك: عين واحدة محدقة قليلاً، والأخرى أقل، وحاجب واحد أكثر تقوسًا، والآخر أقل؛ أذن واحدة أعلى، والآخر أقل. ولنضف إلى ما قيل أن الإنسان يستخدم عينه اليمنى أكثر من اليسرى. شاهد، على سبيل المثال، الأشخاص الذين يطلقون النار بمسدس أو قوس.

يتضح من الأمثلة المذكورة أعلاه أنه في بنية جسم الإنسان وعاداته هناك رغبة واضحة في تسليط الضوء بشكل حاد على أي اتجاه - يمينًا أو يسارًا. هذا ليس من قبيل الصدفة. ويمكن أيضًا ملاحظة ظواهر مماثلة في النباتات والحيوانات والكائنات الحية الدقيقة.

لقد لاحظ العلماء هذا منذ فترة طويلة. مرة أخرى في القرن الثامن عشر. وأشار العالم والكاتب برناردين دي سان بيير إلى أن البحار كلها مليئة ببطنيات الأقدام أحادية الجناح من أنواع لا تعد ولا تحصى، والتي تتجه فيها جميع الضفائر من اليسار إلى اليمين، على غرار حركة الأرض، إذا وضعتها مع الثقوب إلى الشمال وأطراف حادة إلى الأرض.

لكن قبل أن نبدأ في النظر في ظاهرة عدم التماثل هذه، سنكتشف أولاً ما هو التماثل.

لكي نفهم على الأقل النتائج الرئيسية التي تحققت في دراسة تناظر الكائنات الحية، علينا أن نبدأ بالمفاهيم الأساسية لنظرية التناظر نفسها. تذكر أي الأجسام تعتبر عادةً متساوية في الحياة اليومية. فقط تلك المتطابقة تمامًا، أو بشكل أكثر دقة، والتي، عند تركيبها، يتم دمجها مع بعضها البعض بكل تفاصيلها، مثل، على سبيل المثال، البتلتان العلويتان في الشكل 1. ومع ذلك، في نظرية التناظر، بالإضافة إلى ذلك للمساواة المتوافقة، هناك نوعان آخران من المساواة - المرآة والمرآة المتوافقة. مع مساواة المرآة، لا يمكن محاذاة البتلة اليسرى من الصف الأوسط في الشكل 1 بدقة مع البتلة اليمنى إلا بعد الانعكاس الأولي في المرآة. وإذا كان الجسمان متساويان في المرآة، فيمكن دمجهما مع بعضهما البعض قبل الانعكاس في المرآة وبعده. بتلات الصف السفلي في الشكل 1 متساوية ومتوافقة ومرآة.

يتضح من الشكل 2 أن وجود أجزاء متساوية في الشكل وحده لا يكفي للتعرف على الشكل المتماثل: على اليسار تقع بشكل غير منتظم ولدينا شكل غير متماثل، وعلى اليمين فهي موحدة ولدينا شكل حافة متناظرة. يسمى هذا الترتيب المنتظم والموحد لأجزاء متساوية من الشكل بالنسبة لبعضها البعض بالتناظر.

يتم الكشف عن المساواة والتشابه في ترتيب أجزاء الشكل من خلال عمليات التماثل. عمليات التماثل هي التناوب، والترجمات، والانعكاسات.

أهم شيء بالنسبة لنا هنا هو التدوير والانعكاسات. يُفهم الدوران على أنه دوران عادي حول محور بمقدار 360 درجة، ونتيجة لذلك تتبادل الأجزاء المتساوية من الشكل المتماثل أماكنها، ويتم دمج الشكل ككل مع نفسه. في هذه الحالة، يُسمى المحور الذي يحدث حوله الدوران بمحور التماثل البسيط. (هذا الاسم ليس من قبيل الصدفة، لأنه في نظرية التناظر يتم تمييز أنواع مختلفة من المحاور المعقدة أيضًا.) يُطلق على عدد مجموعات الشكل مع نفسه خلال دورة كاملة حول المحور اسم ترتيب المحور. وبالتالي، فإن صورة نجم البحر في الشكل 3 لها محور بسيط من الرتبة الخامسة يمر عبر مركزها.

وهذا يعني أنه من خلال تدوير صورة النجم حول محوره بمقدار 360 درجة، سنكون قادرين على تركيب أجزاء متساوية من شكله فوق بعضها البعض خمس مرات.

الانعكاسات تعني أي انعكاسات مرآوية - عند نقطة أو خط أو مستوى. المستوى التخيلي الذي يقسم الأشكال إلى نصفين يشبهان المرآة يسمى مستوى التماثل. خذ بعين الاعتبار في الشكل 3 زهرة ذات خمس بتلات. وله خمس مستويات تماثل تتقاطع على محور من الدرجة الخامسة. يمكن تحديد تماثل هذه الزهرة على النحو التالي: 5*م. والرقم 5 هنا يعني أحد محاور التماثل من الرتبة الخامسة، وm مستوى، والنقطة هي إشارة تقاطع خمس مستويات على هذا المحور. الصيغة العامة لتماثل الأشكال المتشابهة مكتوبة بالصيغة n*m، حيث n هو رمز المحور. وعلاوة على ذلك، يمكن أن يكون لها قيم من 1 إلى ما لا نهاية (؟).

عند دراسة تناظر الكائنات الحية، وجد أن أكثر أنواع التناظر شيوعًا في الطبيعة الحية هو n*m. يسمي علماء الأحياء التماثل من هذا النوع شعاعي (شعاعي). بالإضافة إلى الزهور ونجم البحر الموضح في الشكل 3، فإن التماثل الشعاعي متأصل في قنديل البحر والأورام الحميدة، والمقاطع العرضية للتفاح والليمون والبرتقال والكاكي (الشكل 3)، وما إلى ذلك.

مع ظهور الطبيعة الحية على كوكبنا، نشأت وتطورت أنواع جديدة من التناظر، والتي لم تكن موجودة من قبل على الإطلاق أو كانت قليلة. يظهر هذا بوضوح بشكل خاص في مثال حالة التناظر الخاصة بالشكل n*m، والتي تتميز بمستوى واحد فقط من التناظر، مما يقسم الشكل إلى نصفين يشبهان المرآة. في علم الأحياء، تسمى هذه الحالة التناظر الثنائي (ثنائي الجانب). في الطبيعة غير الحية، ليس لهذا النوع من التناظر أهمية سائدة، لكنه ممثل بشكل غني للغاية في الطبيعة الحية (الشكل 4).

وهو من خصائص البنية الخارجية لجسم الإنسان والثدييات والطيور والزواحف والبرمائيات والأسماك والعديد من الرخويات والقشريات والحشرات والديدان، بالإضافة إلى العديد من النباتات، مثل زهور أنف العجل.

ويعتقد أن مثل هذا التناظر يرتبط بالاختلافات في حركة الكائنات الحية صعودا وهبوطا، وإلى الأمام والخلف، في حين أن حركاتها إلى اليمين واليسار هي نفسها تماما. يؤدي انتهاك التماثل الثنائي حتماً إلى تثبيط حركة أحد الجانبين وتغيير الحركة الانتقالية إلى حركة دائرية. لذلك، ليس من قبيل الصدفة أن تكون الحيوانات المتحركة بنشاط متناظرة على المستوى الثنائي.

تنشأ ثنائية الكائنات غير المتحركة وأعضائها من اختلاف حالات الجانبين المتصل والحر. ويبدو أن هذا هو الحال مع بعض أوراق وأزهار وأشعة البوليبات المرجانية.

ومن المناسب أن نلاحظ هنا أن التناظر الذي يقتصر على وجود مركز تناظر فقط، لم يتم مواجهته بعد بين الكائنات الحية. في الطبيعة، ربما تكون حالة التناظر هذه منتشرة على نطاق واسع فقط بين البلورات؛ يتضمن ذلك، من بين أمور أخرى، بلورات زرقاء من كبريتات النحاس تنمو بشكل رائع من المحلول.

يتميز نوع رئيسي آخر من التماثل بمحور واحد فقط من التماثل من الترتيب n ويسمى المحوري أو المحوري (من الكلمة اليونانية "محور عصبي" - المحور). حتى وقت قريب جدًا، لم تكن الكائنات الحية التي يتميز شكلها بالتناظر المحوري (باستثناء الحالة الخاصة الأبسط، عندما يكون n = 1) معروفة لعلماء الأحياء. إلا أنه قد اكتشف مؤخراً أن هذا التناظر منتشر على نطاق واسع في المملكة النباتية. إنه متأصل في كورولا كل تلك النباتات (الياسمين، الملوخية، الفلوكس، الفوشيه، القطن، الجنطيانا الأصفر، القنطور، الدفلى، وما إلى ذلك)، والتي تقع حواف بتلاتها فوق بعضها البعض في شكل يشبه المروحة. في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة (الشكل 5).

هذا التناظر متأصل أيضًا في بعض الحيوانات، على سبيل المثال قنديل البحر أوريليا إنسوليندا (الشكل 6). كل هذه الحقائق أدت إلى تأسيس وجود فئة جديدة من التناظر في الطبيعة الحية.

كائنات التماثل المحوري هي حالات خاصة من الأجسام غير المتماثلة، أي غير المتماثلة، والتماثل. وهي تختلف عن جميع الأشياء الأخرى، على وجه الخصوص، في علاقتها الخاصة بانعكاس المرآة. إذا كانت بيضة الطائر وجسم جراد البحر لا يتغير شكلهما على الإطلاق بعد انعكاس المرآة، إذن (الشكل 7)

زهرة الزهرة المحورية (أ)، وقشرة الرخويات الحلزونية غير المتماثلة (ب)، وللمقارنة، ساعة (ج)، وبلورة كوارتز (د)، وجزيء غير متماثل (هـ) يغير شكلها بعد انعكاس المرآة، ويكتسب عدد الخصائص المعاكسة. تتحرك عقارب الساعة الحقيقية والساعة المرآة في اتجاهين متعاكسين؛ تتم كتابة الخطوط الموجودة على صفحة المجلة من اليسار إلى اليمين، والمرآة - من اليمين إلى اليسار، ويبدو أن جميع الحروف مقلوبة من الداخل إلى الخارج؛ ينتقل جذع نبات التسلق والقشرة الحلزونية لبطنيات الأقدام أمام المرآة من اليسار إلى الأعلى إلى اليمين، والمرآة من اليمين إلى الأعلى إلى اليسار، وما إلى ذلك.

أما بالنسبة لأبسط حالة خاصة للتناظر المحوري (n=1) المذكورة أعلاه، فهي معروفة لدى علماء الأحياء منذ زمن طويل وتسمى غير متماثلة. وكمثال على ذلك، يكفي الإشارة إلى صورة البنية الداخلية للغالبية العظمى من أنواع الحيوانات، بما في ذلك البشر.

بالفعل من الأمثلة المقدمة، من السهل ملاحظة أن الكائنات غير المتماثلة يمكن أن توجد في نوعين: في شكل انعكاس أصلي ومرآة (الأيدي البشرية، وقذائف الرخويات، كورولا وندي، بلورات الكوارتز). في هذه الحالة، يُطلق على أحد الأشكال (بغض النظر عن الشكل) اسم P الأيمن، والآخر يسار - L. هنا من المهم جدًا أن نفهم أن اليمين واليسار يمكن أن يُطلق عليهما ليس فقط أذرع أو أرجل شخص معروف في هذا الصدد، ولكن أيضًا أي أجسام غير متماثلة - منتجات الإنتاج البشري (مسامير بخيوط اليد اليمنى واليسرى)، والكائنات الحية، والأجسام غير الحية.

أثار اكتشاف أشكال PL في الطبيعة الحية على الفور عددًا من الأسئلة الجديدة والعميقة جدًا في علم الأحياء، والتي يتم الآن حل العديد منها بطرق رياضية وفيزيائية كيميائية معقدة.

السؤال الأول هو مسألة قوانين شكل وبنية الأجسام البيولوجية P و L.

في الآونة الأخيرة، أنشأ العلماء الوحدة الهيكلية العميقة للأشياء غير المتكافئة ذات الطبيعة الحية وغير الحية. والحقيقة هي أن اليسارية اليمينية هي خاصية متأصلة بالتساوي في الأجسام الحية وغير الحية. كما تبين أن الظواهر المختلفة المرتبطة باليمين واليسارية كانت مشتركة بينهم. دعونا نشير إلى ظاهرة واحدة فقط من هذا القبيل - الأيزومرية غير المتماثلة. إنه يوضح أنه يوجد في العالم العديد من الأشياء ذات الهياكل المختلفة، ولكن مع نفس مجموعة الأجزاء التي تشكل هذه الأشياء.

يوضح الشكل 8 الشكل المتوقع ثم المكتشف لـ 32 شكلاً من أشكال كورولا الحوذان. هنا، في كل حالة، عدد الأجزاء (بتلات) هو نفسه - خمسة؛ فقط مواقفهم النسبية مختلفة. لذلك، لدينا هنا مثال على الأيزومرية غير المتماثلة للكورولا.

مثال آخر هو الأجسام ذات الطبيعة المختلفة تمامًا، جزيء الجلوكوز. يمكننا أن نعتبرها مع كورولا الحوذان على وجه التحديد بسبب تشابه قوانين بنيتها. وتركيبة الجلوكوز كالتالي: 6 ذرات كربون، 12 ذرة هيدروجين، 6 ذرات أكسجين. يمكن توزيع هذه المجموعة من الذرات في الفضاء بطرق مختلفة جدًا. يعتقد العلماء أن جزيئات الجلوكوز يمكن أن توجد في 320 نوعًا مختلفًا على الأقل.

السؤال الثاني: كم مرة تظهر أشكال P و L للكائنات الحية في الطبيعة؟

وكان الاكتشاف الأكثر أهمية في هذا الصدد هو دراسة التركيب الجزيئي للكائنات الحية. اتضح أن بروتوبلازم جميع النباتات والحيوانات والكائنات الحية الدقيقة يمتص بشكل أساسي السكريات P فقط. وهكذا، كل يوم نأكل السكر المناسب. لكن الأحماض الأمينية توجد بشكل رئيسي في الشكل L، والبروتينات المبنية منها توجد بشكل رئيسي في الشكل P.

لنأخذ منتجين من البروتين كمثال: بياض البيض وصوف الأغنام. كلاهما أيمن. لم يتم العثور على صوف وبياض بيض "اليد اليسرى" في الطبيعة بعد. إذا كان من الممكن إنشاء صوف على شكل حرف L بطريقة ما، أي مثل هذا الصوف، حيث توجد الأحماض الأمينية على طول جدران اللولب الملتف إلى اليسار، فسيتم حل مشكلة قتال العث: يمكن للعث أن يتغذى فقط على الصوف P، تمامًا مثل هذه الطريقة نفسها التي يهضم بها الناس بروتين P الموجود في اللحوم والحليب والبيض فقط. وهذا ليس من الصعب أن نفهمه. يهضم العث الصوف، ويهضم البشر اللحوم من خلال بروتينات خاصة - إنزيمات، والتي تكون أيضًا في تكوينها الأيمن. وكما لا يمكن ربط المسمار L في المكسرات بخيط P، فمن المستحيل هضم الصوف L واللحوم L باستخدام إنزيمات P، إن وجدت.

ولعل هذا هو أيضًا سر المرض المعروف بالسرطان: هناك معلومات تفيد بأن الخلايا السرطانية في بعض الحالات لا تبني نفسها من بروتينات اليد اليمنى، بل من بروتينات أعسر لا يمكن هضمها بواسطة إنزيماتنا.

يتم إنتاج البنسلين المضاد الحيوي المعروف على نطاق واسع عن طريق العفن فقط في شكل P؛ شكله L المُجهز صناعيًا ليس نشطًا مضادًا حيويًا. يُباع المضاد الحيوي الكلورامفينيكول في الصيدليات، وليس مضاده - البرافوميسيتين، لأن الأخير بطريقته الخاصة، الخصائص الطبيةأدنى بكثير من الأول.

يحتوي التبغ على إل-نيكوتين. وهو أكثر سمية بعدة مرات من النيكوتين.

إذا نظرنا إلى الهيكل الخارجي للكائنات الحية، فسنرى هنا نفس الشيء. في الغالبية العظمى من الحالات، توجد الكائنات الحية الكاملة وأعضائها في الشكل P أو L. يتحرك الجزء الخلفي من جسم الذئاب والكلاب إلى حد ما إلى الجانب عند الجري، لذلك يتم تقسيمهم إلى يمين ويسار. تطوي الطيور اليسرى أجنحتها بحيث يتداخل الجناح الأيسر مع الأيمن، بينما تفعل الطيور اليمنى العكس. يفضل بعض الحمام الدوران إلى اليمين عند الطيران، بينما يفضل البعض الآخر الدوران إلى اليسار. لهذا السبب، تم تقسيم الحمام شعبيا منذ فترة طويلة إلى "اليد اليمنى" و"اليد اليسرى". تم العثور على قشرة الرخويات Fruticicola lantzi بشكل رئيسي في شكل U ملتوي. من اللافت للنظر أنه عند التغذية بالجزر، تنمو الأشكال P السائدة من هذه الرخويات بشكل جيد، وتفقد أضدادها - الرخويات L - الوزن بشكل حاد. يتحرك النعال الهدبي، بسبب الترتيب الحلزوني للأهداب على جسمه، في قطرة ماء، مثل العديد من الأوليات الأخرى، على طول المفتاح الأيسر. من النادر أن تخترق الأهداب الوسط على طول المفتاح الأيمن. النرجس والشعير والكاتيل وما إلى ذلك هي نباتات أيمنية: توجد أوراقها فقط في شكل حلزوني على شكل حرف U (الشكل 9). لكن الفاصوليا أعسر: أوراق الطبقة الأولى غالبا ما تكون على شكل حرف L. ومن الجدير بالملاحظة أنه بالمقارنة مع أوراق P، فإن أوراق L تزن أكثر، ولها مساحة أكبر، وحجم، وضغط أسموزي لعصارة الخلية، ومعدل نمو.

الكثير من حقائق مثيرة للاهتماميمكن لعلم التناظر أن يخبرنا أيضًا عن الإنسان. كما تعلم، يوجد في المتوسط في العالم ما يقرب من 3% من الأشخاص الذين يستخدمون اليد اليسرى (99 مليونًا) و97% من الأشخاص الذين يستخدمون اليد اليمنى (3 مليارات 201 مليون). وفقًا لبعض المعلومات ، يوجد في الولايات المتحدة الأمريكية والقارة الأفريقية عدد أكبر بكثير من مستخدمي اليد اليسرى مقارنة بالاتحاد السوفييتي على سبيل المثال.

ومن المثير للاهتمام أن نلاحظ أن مراكز الكلام في دماغ الأشخاص الذين يستخدمون اليد اليمنى تقع على اليسار، وفي الأشخاص الذين يستخدمون اليد اليسرى - على اليمين (وفقًا للآخرين إدخال المعلوماتكلا نصفي الكرة الأرضية). يتم التحكم في النصف الأيمن من الجسم عن طريق النصف الأيسر، والأيسر عن طريق النصف الأيمن، وفي معظم الحالات يكون النصف الأيمن من الجسم والنصف الأيسر متطورين بشكل أفضل. عند الإنسان، كما تعلم، القلب على الجانب الأيسر، والكبد على الجانب الأيمن. ولكن لكل 7-12 ألف شخص هناك أشخاص تقع كل أعضائهم الداخلية أو جزء منها في صورة معكوسة، أي العكس.

السؤال الثالث هو سؤال حول خصائص الشكلين P وL. توضح الأمثلة المقدمة بالفعل أنه في الطبيعة الحية هناك عدد من خصائص الشكلين P وL ليسا متماثلين. وهكذا، باستخدام أمثلة المحار والفاصوليا والمضادات الحيوية، تم إظهار الفرق في التغذية ومعدل النمو ونشاط المضادات الحيوية في أشكالها P وL.

إن هذه الميزة للأشكال P وL للطبيعة الحية لها أهمية كبيرة جدًا: فهي تسمح، من منظور جديد تمامًا، بالتمييز بوضوح بين الكائنات الحية وجميع تلك الأجسام P وL ذات الطبيعة غير الحية، والتي بطريقة ما أو أخرى متساوية في خصائصها، على سبيل المثال، من الجسيمات الأولية.

ما هو سبب كل هذه السمات للأجسام غير المتماثلة للطبيعة الحية؟

وقد وجد أنه من خلال زراعة الكائنات الحية الدقيقة Bacillus mycoides على أجار أجار مع مركبات P- وL (السكروز وحمض الطرطريك والأحماض الأمينية)، يمكن تحويل مستعمرات L إلى أشكال P- وP- إلى أشكال L. وفي بعض الحالات، كانت هذه التغييرات طويلة الأمد، وربما وراثية. تشير هذه التجارب إلى أن الشكل الخارجي P- أو L للكائنات الحية يعتمد على عملية التمثيل الغذائي وجزيئات P- و L المشاركة في هذا التبادل.

في بعض الأحيان تحدث التحولات من الأشكال P إلى L والعكس دون تدخل بشري.

يشير الأكاديمي V. I. Vernadsky إلى أن جميع أصداف الرخويات الأحفورية Fusus antiquus الموجودة في إنجلترا أعسر، في حين أن الأصداف الحديثة أعسر. ومن الواضح أن الأسباب التي أدت إلى مثل هذه التغيرات تغيرت على مر العصور الجيولوجية.

وبطبيعة الحال، فإن التغير في أنواع التناظر مع تطور الحياة لم يحدث فقط في الكائنات غير المتماثلة. وهكذا، كانت بعض شوكيات الجلد ذات يوم أشكالًا متحركة متناظرة ثنائيًا. ثم تحولوا إلى نمط حياة مستقر وطوروا التماثل الشعاعي (على الرغم من أن يرقاتهم لا تزال تحتفظ بالتماثل الثنائي). في بعض شوكيات الجلد التي تحولت إلى نمط حياة نشط للمرة الثانية، تم استبدال التماثل الشعاعي مرة أخرى بالتماثل الثنائي (قنافذ غير منتظمة، هولوثوريان).

لقد تحدثنا حتى الآن عن الأسباب التي تحدد شكل الكائنات P و L وأعضائها. لماذا لا توجد هذه الأشكال بكميات متساوية؟ كقاعدة عامة، هناك المزيد من الأشكال P أو L. أسباب ذلك غير معروفة. وفقًا لإحدى الفرضيات المعقولة جدًا، قد تكون الأسباب عبارة عن جسيمات أولية غير متماثلة، على سبيل المثال، النيوترينوات اليمنى التي تسود في عالمنا، بالإضافة إلى الضوء الأيمن، الذي يوجد دائمًا بكميات طفيفة في ضوء الشمس المنتشر. كل هذا يمكن أن يخلق في البداية تواجدًا غير متساوٍ للأشكال اليمنى واليسرى من الجزيئات العضوية غير المتماثلة، ومن ثم يؤدي إلى تواجد غير متساوٍ للكائنات P وL وأجزائها.

هذه ليست سوى بعض من أسئلة التناظر الحيوي - علم عمليات التماثل وعدم التماثل في الطبيعة الحية.

التماثل في الطبيعة.
"التماثل هو الفكرة التي حاول الإنسان من خلالها على مر القرون أن يفهم ويخلق النظام والجمال والكمال"
هيرمان ويل

التماثل في الطبيعة.

ليس فقط الأشكال الهندسية أو الأشياء التي تصنعها الأيدي البشرية هي التي تتمتع بالتناظر، ولكن أيضًا العديد من إبداعات الطبيعة (الفراشات، اليعسوب، أوراق الشجر، نجم البحر، رقاقات الثلج، إلخ). تتنوع خصائص تماثل البلورات بشكل خاص... بعضها أكثر تناسقًا والبعض الآخر أقل. لفترة طويلة، لم يتمكن علماء البلورات من وصف جميع أنواع التماثلات البلورية. تم حل هذه المشكلة في عام 1890 من قبل العالم الروسي إي إس فيدوروف. لقد أثبت أن هناك بالضبط 230 مجموعة تقوم بتحويل الشبكات البلورية إلى نفسها. لقد سهّل هذا الاكتشاف على علماء البلورات دراسة أنواع البلورات التي يمكن أن توجد في الطبيعة. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن تنوع البلورات في الطبيعة كبير جدًا لدرجة أنه حتى استخدام نهج المجموعة لم يوفر بعد طريقة لوصف جميع الأشكال الممكنة للبلورات.

التماثل في الطبيعة.

تستخدم نظرية مجموعات التناظر على نطاق واسع في فيزياء الكم. المعادلات التي تصف سلوك الإلكترونات في الذرة (ما يسمى بمعادلة شرودنغر الموجية) معقدة للغاية حتى مع وجود عدد صغير من الإلكترونات بحيث يكون حلها المباشر مستحيلًا عمليًا. ومع ذلك، باستخدام خصائص تماثل الذرة (ثبات المجال الكهرومغناطيسي للنواة أثناء الدوران والتماثلات، وإمكانية وجود بعض الإلكترونات فيما بينها، أي الترتيب المتماثل لهذه الإلكترونات في الذرة، وما إلى ذلك)، فإنه من الممكن دراسة حلولها دون حل المعادلات. بشكل عام، يعد استخدام نظرية المجموعة طريقة رياضية قوية لدراسة ومراعاة تماثل الظواهر الطبيعية.

التماثل في الطبيعة الحية.

التماثل المرآة في الطبيعة.

النسبة الذهبية.

النسبة الذهبية - من الناحية النظرية، تم تشكيل هذا المصطلح خلال عصر النهضة ويشير إلى علاقة رياضية محددة بدقة للنسب، حيث يكون أحد الاثنين عناصرأكبر من الأخرى عدة مرات بقدر ما تكون أصغر من الكل. غالبًا ما اعتبر الفنانون والمنظرون في الماضي النسبة الذهبية تعبيرًا مثاليًا (مطلقًا) عن التناسب، لكن في الواقع، فإن الأهمية الجمالية لهذا "القانون الثابت" محدودة بسبب الخلل المعروف في الاتجاهين الأفقي والرأسي . في ممارسة الفنون الجميلة 3. ص. ونادرا ما يطبق في شكله المطلق وغير القابل للتغيير؛ إن طبيعة ومدى الانحرافات عن التناسب الرياضي المجرد لهما أهمية كبيرة هنا.

النسبة الذهبية في الطبيعة

كل ما اتخذ شكلاً ما قد تشكل ونما وسعى جاهداً ليأخذ مكانًا في الفضاء ويحافظ على نفسه. تتحقق هذه الرغبة بشكل أساسي في خيارين - النمو للأعلى أو الانتشار على سطح الأرض والالتواء بشكل حلزوني.
القشرة ملتوية في دوامة. إذا قمت بفتحها، فستحصل على طول أقصر قليلاً من طول الثعبان. قذيفة صغيرة يبلغ طولها عشرة سنتيمترات لها دوامة طولها 35 سم، واللوالب شائعة جدًا في الطبيعة. لن تكتمل فكرة النسبة الذهبية دون الحديث عن اللولب.
رسم بياني 1. دوامة أرخميدس.

مبادئ تشكيل الشكل في الطبيعة.

في السحلية، للوهلة الأولى، يمكننا التقاط أبعاد ممتعة لأعيننا - طول ذيلها يرتبط بطول بقية الجسم، مثل 62 إلى 38. في كل من عالم النبات والحيوان، يشق الاتجاه التكويني للطبيعة طريقه باستمرار - التماثل فيما يتعلق باتجاه النمو والحركة. وهنا تظهر النسبة الذهبية في نسب الأجزاء المتعامدة مع اتجاه النمو. لقد قامت الطبيعة بالتقسيم إلى أجزاء متماثلة ونسب ذهبية. تكشف الأجزاء عن تكرار بنية الكل.

النسبة الذهبية في الطبيعة

التماثل في الفن.

في الفن، يلعب التماثل 1 دورا كبيرا، والعديد من روائع الهندسة المعمارية لها تناظر. وهذا يعني عادة تناظر المرآة. تم استخدام مصطلح "التناظر" للدلالة على مفاهيم مختلفة في العصور التاريخية المختلفة.
التماثل - التناسب والصحة في ترتيب أجزاء الكل.

بالنسبة لليونانيين، التماثل يعني التناسب. ورأى أن الكميتين متناسبتان إذا كانت هناك كمية ثالثة تقسم عليها هاتان الكميتان دون باقي. يعتبر المبنى (أو التمثال) متماثلًا إذا كان يحتوي على جزء يمكن تمييزه بسهولة بحيث يتم الحصول على أبعاد جميع الأجزاء الأخرى عن طريق ضرب هذا الجزء بأعداد صحيحة، وبالتالي يكون الجزء الأصلي بمثابة وحدة مرئية ومفهومة.

النسبة الذهبية في الفن.

يزعم نقاد الفن بالإجماع أن هناك أربع نقاط تحظى باهتمام متزايد في اللوحة. وهي تقع في زوايا المربع، وتعتمد على نسب الإطار الفرعي. يُعتقد أنه مهما كان حجم اللوحة القماشية وحجمها، فإن النقاط الأربع يتم تحديدها بواسطة النسبة الذهبية. تقع جميع النقاط الأربع (وتسمى المراكز البصرية) على مسافة 3/8 و 5/8 من الحواف، ويعتقد أن هذه هي مصفوفة التركيب لأي عمل فني جميل.

هنا، على سبيل المثال، يظهر عرض "حكم باريس" الذي جاء إلى متحف الأرميتاج من أكاديمية العلوم في عام 1785. (وهي تزين كوب بيتر الأول.) كرر النحاتون الحجريون الإيطاليون هذه المؤامرة أكثر من مرة على النقش والنقش والأصداف المنحوتة. يمكنك أن تقرأ في الكتالوج أن النموذج الأولي الرسومي كان عبارة عن نقش لماركانتونيو ريموندي استنادًا إلى عمل مفقود لرافائيل.

النسبة الذهبية في الفن.

وبالفعل، فإن إحدى النقاط الأربع للنسبة الذهبية تقع على التفاحة الذهبية في يد باريس. أو بتعبير أدق، عند النقطة التي تتصل فيها التفاحة بالكف.
لنفترض أن رايموندي قد حسب هذه النقطة بوعي. ولكن من الصعب أن نصدق أن السيد الاسكندنافي في منتصف القرن الثامن قام لأول مرة بحسابات "ذهبية"، وبناءً على نتائجها حدد نسب أودين البرونزية.
من الواضح أن هذا حدث دون وعي، أي بشكل حدسي. وإذا كان الأمر كذلك، فإن النسبة الذهبية لا تتطلب من السيد (الفنان أو الحرفي) أن يعبد "الذهب" بوعي. ويكفيه أن يعبد الجمال.
الصورة 2.
الغناء واحد من ستارايا لادوجا.
برونزية. منتصف القرن الثامن.
الارتفاع 5.4 سم GE رقم 2551/2.

النسبة الذهبية في الفن.

"ظهور المسيح للشعب" بقلم ألكسندر إيفانوف. التأثير الواضح لاقتراب المسيح من الناس ينشأ من أنه قد تجاوز بالفعل نقطة القسم الذهبي (تقاطع الخطوط البرتقالية) وهو الآن يدخل النقطة التي سنسميها نقطة القسم الفضي (هذه هي قطعة مقسومة على الرقم π، أو قطعة ناقص قطعة مقسومة على الرقم π).

"ظهور المسيح للشعب."

بالانتقال إلى أمثلة "النسبة الذهبية" في الرسم، من المستحيل عدم التركيز على عمل ليوناردو دا فينشي. شخصيته هي واحدة من أسرار التاريخ. قال ليوناردو دافنشي نفسه: "لا يجرؤ أي شخص ليس عالم رياضيات على قراءة أعمالي". اكتسب شهرة باعتباره فنانًا منقطع النظير، وعالمًا عظيمًا، وعبقريًا استبق العديد من الاختراعات التي لم تتحقق إلا في القرن العشرين. ليس هناك شك في أن ليوناردو دافنشي كان فنانًا عظيمًا، وقد تم الاعتراف بذلك بالفعل من قبل معاصريه، لكن شخصيته وأنشطته ستظل محاطة بالغموض، لأنه لم يترك لأحفاده عرضًا متماسكًا لأفكاره، بل فقط العديد من الخطوط المكتوبة بخط اليد. اسكتشات وملاحظات تقول "عن كل شخص في العالم". كان يكتب من اليمين إلى اليسار بخط غير مقروء وبيده اليسرى. هذا هو المثال الأكثر شهرة للكتابة المرآة في الوجود. جذبت صورة الموناليزا (لا جيوكوندا) انتباه الباحثين لسنوات عديدة، الذين اكتشفوا أن تكوين الصورة يعتمد على مثلثات ذهبية، وهي أجزاء من شكل خماسي منتظم على شكل نجمة. هناك العديد من الإصدارات حول تاريخ هذه الصورة. هنا هو واحد. في أحد الأيام، تلقى ليوناردو دافنشي أمرًا من المصرفي فرانشيسكو دي لو جيوكوندو برسم صورة لامرأة شابة، زوجة المصرفي، موناليزا. لم تكن المرأة جميلة، لكنها انجذبت إلى بساطة مظهرها وطبيعتها. وافق ليوناردو على رسم الصورة. كان نموذجه حزينًا وحزينًا، لكن ليوناردو أخبرها بقصة خيالية، بعد أن سمعتها أصبحت مفعمة بالحيوية ومثيرة للاهتمام.

النسبة الذهبية في أعمال ليوناردو دافنشي.

وعند تحليل ثلاث صور ليوناردو دا فينشي، اتضح أن لديهم تكوين متطابق تقريبا. وهي مبنية ليس على النسبة الذهبية، بل على √2، الذي يمر خطه الأفقي في كل من الأعمال الثلاثة عبر طرف الأنف.

النسبة الذهبية في لوحة I. I. Shishkin "Pine Grove"

في هذه الصورة الشهيرة التي رسمها I. I. Shishkin، تظهر بوضوح دوافع النسبة الذهبية. شجرة صنوبر مضاءة بنور الشمس (تقف في المقدمة) تقسم طول الصورة وفقًا للنسبة الذهبية. على يمين شجرة الصنوبر توجد تلة مضاءة بنور الشمس. يقوم بتقسيم الجانب الأيمن من الصورة أفقياً حسب النسبة الذهبية. يوجد على يسار شجرة الصنوبر الرئيسية العديد من أشجار الصنوبر - إذا كنت ترغب في ذلك، يمكنك الاستمرار بنجاح في تقسيم الصورة وفقًا للنسبة الذهبية. إن وجود الصورة عمودية وأفقية مشرقة، وتقسيمها بالنسبة إلى النسبة الذهبية، يمنحها طابع التوازن والهدوء، بما يتوافق مع قصد الفنان. عندما تكون نية الفنان مختلفة، على سبيل المثال، إذا قام بإنشاء صورة ذات حركة سريعة التطور، فإن مخطط التكوين الهندسي (مع غلبة العمودي والأفقي) يصبح غير مقبول.

اللولب الذهبي في لوحة رافائيل "مذبحة الأبرياء"

على النقيض من النسبة الذهبية، فإن الشعور بالديناميكيات والإثارة يتجلى، ربما بقوة أكبر في شكل هندسي بسيط آخر - دوامة. يتميز التكوين متعدد الأشكال، الذي تم تنفيذه في 1509 - 1510 من قبل رافائيل، عندما أنشأ الرسام الشهير لوحاته الجدارية في الفاتيكان، بدقة بديناميكية ودراما المؤامرة. لم يكتمل رافائيل خطته أبدًا، ومع ذلك، تم نقش رسمه بواسطة فنان الجرافيك الإيطالي غير المعروف ماركانتينو ريموندي، الذي قام، بناءً على هذا الرسم، بإنشاء نقش "مذبحة الأبرياء".

في رسم رافائيل التحضيري، تم رسم خطوط حمراء تمتد من المركز الدلالي للتكوين - النقطة التي أغلقت فيها أصابع المحارب حول كاحل الطفل - على طول أشكال الطفل، والمرأة التي تحتضنه بالقرب، والمحارب بسيفه مرفوعًا، ثم على طول أشكال نفس المجموعة على الجانب الأيمن من الرسم. إذا قمت بربط هذه القطع بشكل طبيعي بخط منقط منحني، فستحصل بدقة كبيرة جدًا على... دوامة ذهبية! يمكن التحقق من ذلك عن طريق قياس نسبة أطوال المقاطع المقطوعة بشكل حلزوني على خطوط مستقيمة تمر ببداية المنحنى.

النسبة الذهبية في الهندسة المعمارية

كما يشير جي آي. سوكولوف، وطول التل أمام البارثينون، وطول معبد أثينا وقسم الأكروبوليس خلف البارثينون مرتبطان كأجزاء من النسبة الذهبية. عند النظر إلى معبد البارثينون عند موقع البوابة الأثرية عند مدخل المدينة (بروبيليا)، فإن نسبة الكتلة الصخرية في المعبد تتوافق أيضًا مع النسبة الذهبية. وبالتالي، تم استخدام النسبة الذهبية بالفعل عند إنشاء تكوين المعابد على التل المقدس.

العديد من الباحثين الذين سعوا لكشف سر تناغم البارثينون سعىوا ووجدوا النسبة الذهبية في العلاقات بين أجزائه. فإذا أخذنا الواجهة النهائية للمعبد كوحدة العرض نحصل على متوالية مكونة من ثمانية أفراد من السلسلة: 1: ي: ي 2: ي 3: ي 4: ي 5: ي 6: ي 7، حيث ي = 1.618.

النسبة الذهبية في الأدب

التماثل في قصة "قلب كلب"

النسب الذهبية في الأدب الشعر والنسبة الذهبية

الكثير في بنية الأعمال الشعرية يجعل هذا الشكل الفني مشابهًا للموسيقى. إن الإيقاع الواضح، والتناوب الطبيعي للمقاطع المجهدة وغير المجهدة، ووزن القصائد المنظم، وثرائها العاطفي، يجعل الشعر أخت الأعمال الموسيقية. كل بيت له شكله الموسيقي الخاص - إيقاعه ولحنه. ومن المتوقع أن تظهر في بنية القصائد بعض سمات الأعمال الموسيقية وأنماط التناغم الموسيقي وبالتالي النسبة الذهبية.

لنبدأ بحجم القصيدة، أي عدد السطور فيها. يبدو أن معلمة القصيدة هذه يمكن أن تتغير بشكل تعسفي. ومع ذلك، فقد تبين أن هذا ليس هو الحال. على سبيل المثال، تحليل N. Vasyutinsky لقصائد أ.س. أظهر بوشكين من وجهة النظر هذه أن أحجام القصائد موزعة بشكل غير متساو للغاية؛ اتضح أن بوشكين يفضل بوضوح أحجام 5 و 8 و 13 و 21 و 34 سطرًا (أرقام فيبوناتشي).

النسبة الذهبية في قصيدة أ.س. بوشكين.

وقد لاحظ كثير من الباحثين أن القصائد تشبه المقطوعات الموسيقية؛ لديهم أيضًا نقاط ذروة تقسم القصيدة بما يتناسب مع النسبة الذهبية. تأمل، على سبيل المثال، قصيدة أ.س. "صانع الأحذية" لبوشكين:

النسب الذهبية في الأدب

إحدى قصائد بوشكين الأخيرة، "أنا لا أقدر الحقوق الصاخبة غالياً..." تتكون من 21 سطراً وتتكون من جزأين دلاليين: 13 و8 سطراً.

مقدمة 2

التماثل في الطبيعة 3

التماثل في النباتات 3

التماثل في الحيوانات 4

التماثل عند الإنسان 5

أنواع التماثل في الحيوانات 5

أنواع التماثل 6

تماثل المرآة 7

التماثل الشعاعي 8

التماثل الدوراني 10

10- التماثل الحلزوني أو الحلزوني

الاستنتاج 12

المصادر 13

"... أن تكون جميلاً يعني أن تكون متناسقًا ومتناسبًا"

أفلاطون

مقدمة

إذا نظرت عن كثب إلى كل ما يحيط بنا، ستلاحظ أننا نعيش في مكان قريب جدًا عالم متماثل. تمتثل جميع الكائنات الحية بدرجة أو بأخرى لقوانين التناظر: الأشخاص والحيوانات والأسماك والطيور والحشرات - كل شيء مبني وفقًا لقوانينه. إن رقاقات الثلج والبلورات والأوراق والفواكه متناظرة، وحتى كوكبنا الكروي يتمتع بتناسق مثالي تقريبًا.

التماثل (اليونانية القديمة συμμετρία - التناظر) هو الحفاظ على خصائص ترتيب عناصر الشكل بالنسبة إلى مركز أو محور التماثل في حالة دون تغيير أثناء أي تحويلات.

كلمة "تناظر"مألوفة لنا منذ الطفولة. عندما ننظر في المرآة، نرى نصفين متماثلين للوجه، وعندما ننظر إلى راحتي اليدين، نرى أيضًا كائنات متناظرة في المرآة. أخذ زهرة البابونج في أيدينا، نحن مقتنعون أنه من خلال تحويلها حول الجذع، يمكننا تحقيق محاذاة أجزاء مختلفة من الزهرة. هذا نوع مختلف من التناظر: الدوراني. هناك عدد كبير من أنواع التناظر، لكنها جميعها تتبع دائمًا قاعدة عامة واحدة: مع بعض التحول، يتحد الجسم المتماثل دائمًا مع نفسه.

وفقًا لويل، يسمى الكائن متماثلًا إذا كان من الممكن إجراء بعض العمليات عليه، مما يؤدي إلى الحالة الأولية.

التماثل في الطبيعة

في الطبيعة الحية، تظهر الغالبية العظمى من الكائنات الحية أنواعًا مختلفة من التماثلات (الشكل، التشابه، الموقع النسبي). علاوة على ذلك، يمكن للكائنات ذات الهياكل التشريحية المختلفة أن يكون لها نفس النوع من التماثل الخارجي.

في القرن العشرين، ومن خلال جهود العلماء الروس - V. Beklemishev، V. Vernadsky، V. Alpatov، G. Gause - تم إنشاء اتجاه جديد في دراسة التماثل - التماثل الحيوي، والذي، من خلال دراسة تماثلات الهياكل الحيوية في تسمح لنا المستويات الجزيئية وفوق الجزيئية بتحديد خيارات التماثل الممكنة مسبقًا في الكائنات البيولوجية، ووصف الشكل الخارجي والبنية الداخلية لأي كائن حي بدقة.

التماثل في النباتات

يتم تحديد البنية المحددة للنباتات والحيوانات من خلال خصائص الموائل التي تتكيف معها وخصائص أسلوب حياتها.

تتميز النباتات بالتماثل المخروطي الذي يظهر بوضوح في أي شجرة. تحتوي أي شجرة على قاعدة وقمة، و"قمة" و"أسفل" تؤدي وظائف مختلفة. إن أهمية الفرق بين الأجزاء العلوية والسفلية، وكذلك اتجاه الجاذبية، تحدد الاتجاه الرأسي للمحور الدوار لـ “مخروط الخشب” ومستويات التماثل. تمتص الشجرة الرطوبة والمواد المغذية من التربة من خلال نظام الجذر، أي في الأسفل، ويتم تنفيذ الوظائف الحيوية المتبقية بواسطة التاج، أي في الأعلى. ولذلك، فإن الاتجاهين "لأعلى" و"لأسفل" للشجرة يختلفان بشكل كبير. والاتجاهات في المستوى المتعامد مع الوضع الرأسي لا يمكن تمييزها تقريبًا بالنسبة للشجرة: في كل هذه الاتجاهات، يدخل الهواء والضوء والرطوبة إلى الشجرة بنفس القدر. ونتيجة لذلك، يظهر محور دوار عمودي ومستوى عمودي من التماثل.

تظهر معظم النباتات المزهرة تناظرًا شعاعيًا وثنائيًا. تعتبر الزهرة متناظرة عندما يتكون كل محيط من عدد متساو من الأجزاء. تعتبر الزهور التي تحتوي على أجزاء مزدوجة زهورًا ذات تماثل مزدوج، وما إلى ذلك. التماثل الثلاثي شائع في أحاديات الفلقة، في حين أن التماثل الخماسي شائع في ثنائيات الفلقة.

التماثل في الحيوانات

التماثل عند البشر

أنواع التماثل في الحيوانات

وسط

محوري (مرآة)

شعاعي

ثنائي

شعاع مزدوج

تقدمية (metamerism)

الترجمة التناوبية

أنواع التماثل

لا يوجد سوى نوعين رئيسيين معروفين من التناظر - الدوراني والانتقالي. بالإضافة إلى ذلك، هناك تعديل من مزيج هذين النوعين الرئيسيين من التماثل - التماثل الدوراني المتعدي.

دراسة العالم من حولنا هي تناظر. فكرة تناظرتطالب نفسها طبيعة. الفضول والرغبة في المعرفة.... البحث عن الجمال يقودنا إلى المعرفة طبيعة. 3. تناظرالمكان والزمان. التناسب قديم..

تناظر- هذا هو الجمال والانسجام

تقرير >> فلسفة

مقدمة محتويات هارموني 2010 تناظرالخامس طبيعة تناظرفي الهندسة المعمارية تناظرفي الإنسان خاتمة الأدب يستخدم... في ترتيب الأجزاء. تناظرالخامس طبيعة تناظرتمتلك الأشياء والظواهر التي هي على قيد الحياة طبيعة. هي ليس فقط...

مبادئ تناظروعدم التماثل

الملخص >> علم الأحياء

عدم التماثل، عدم التماثل. - م: زناني، 1987. يورمانتسيف يو. تناظر طبيعةو طبيعة تناظر- م: ميسل، 1974. خوروشافينا إس. المفاهيم الحديثة...

مقالات مماثلة: