Propracované vzory na křídlech motýlů jsou jedním z příkladů oboustranné symetrie.

Symetrie v biologii je vyvážené uspořádání částí těla nebo tvarů kolem centrálního bodu nebo osy. To znamená, že velikost, tvar a relativní umístění na jedné straně dělící čáry odráží velikost, tvar a relativní umístění na straně druhé.

V přírodě existují tři základní druhy symetrie: sférická, radiální nebo bilaterální. Tělesné plány většiny mnohobuněčných organismů vykazují jednu z těchto forem. Malá část nevykazuje žádnou symetrii (jsou asymetrické).

Symetrie v podstatě odráží řád. Přestože existuje nekonečně mnoho způsobů, jak zkonstruovat asymetrické tělo než symetrické, jen málo živočichů vykazuje asymetrický tělesný plán (Than 2005). Bilaterální symetrie je tak běžná – a fosilní důkazy ukázaly, že se u živočichů prosadila již před 500 miliony let – že se mnozí vědci domnívají, že nemůže jít o náhodu (Than 2005). Vědci také uznávají, že symetrie objektu souvisí s jeho estetickou přitažlivostí a že člověka symetrie obzvlášť přitahuje.

V biologii je symetrie přibližná. Například listy rostlin, ačkoli jsou považovány za symetrické, se po přeložení na polovinu zřídkakdy přesně shodují. Navíc se symetrie může týkat pouze vnějšího tvaru, nikoliv vnitřní anatomie.

Sférická symetrie

Volvox aureus

Při sférické symetrii jakákoliv rovina, která prochází středem objektu, rozděluje tvar na dvě shodné poloviny, které jsou navzájem zrcadlovými obrazy. Takové objekty mají tvar koule nebo glóbu. Například kulatý míč vykazuje sférickou symetrii.

V přírodě vykazuje sférickou symetrii vnější tvar mnoha koloniálních řas, například Volvox.

Radiální symetrie

Při radiální symetrii všechny roviny procházející středovou osou (obvykle svislou) rozdělují tvar na dvě shodné poloviny, které jsou navzájem zrcadlovými obrazy. Taková forma bude mít odlišné konce (obvykle horní a dolní) a každá rovina, která prochází její podélnou osou (přímka od konce ke konci procházející středem), vytvoří dvě podobné poloviny (Towle 1989).

Mořská sasanka

Tyto organismy se podobají koláči, kde několik rovin řezu vytváří zhruba stejné kousky. Organismus s radiální symetrií nevykazuje levou ani pravou stranu. Mají pouze horní a spodní plochu.

Organismy s radiální symetrií: Většina živočichů s radiální symetrií je symetrická kolem osy vycházející ze středu orálního povrchu, který obsahuje ústa, do středu opačného neboli aborálního konce. Tento typ symetrie je vhodný zejména pro přisedlé živočichy, jako jsou mořské sasanky, plovoucí živočichy, jako jsou medúzy, a pomalu se pohybující organismy, jako jsou mořské hvězdice (viz zvláštní formy radiální symetrie). Živočichové z fyla cnidaria a echinodermata vykazují radiální symetrii alespoň po určitou dobu svého životního cyklu. Mořské okurky, které patří mezi ostnokožce, vykazují v dospělosti bilaterální symetrii.

Rostliny s radiální symetrií: Mnohé květiny, jako jsou motýli a narcisy, jsou radiálně symetrické (známé také jako aktinomorfní). Zhruba stejné okvětní lístky, kališní lístky a tyčinky se vyskytují v pravidelných rozestupech kolem středu květu.

Speciální formy radiální symetrie

Tetramerismus: Mnohé medúzy mají čtyři radiální kanálky a vykazují tak tetramerní radiální symetrii.

Pentamerismus:

Mořský ježek

Tato varianta radiální symetrie (nazývaná také pentaradiální a pentagonální symetrie) uspořádává zhruba stejné části kolem centrální osy v orientaci 72° od sebe. Příslušníci fyla echinodermata (jako hvězdice) uspořádávají části kolem osy forem. Příkladem jsou Pentaspheridae, skupina rodů Pentinastrum z čeledi Euchitoniidae a Cicorrhegma (Circoporidae). Stejně jako ostatní ostnokožci mají mořští ježci pětinásobnou symetrii (pentamerismus). Pentamerická symetrie není při běžném pohledu zřejmá, ale je dobře patrná na vysušené schránce ježovky. Kvetoucí rostliny vykazují pětičetnou symetrii častěji než jiné formy.

Přibližně v letech 1510-1516 n. l. Leonardo da Vinci zjistil, že u mnoha rostlin stojí šestý list nad prvním. Toto uspořádání se později stalo známým jako 2/5 fylotaxe, systém, kdy se opakování pěti listů vyskytuje ve dvou otočeních osy. Jedná se o nejběžnější ze všech vzorů uspořádání listů.

Bilaterální symetrie

Při bilaterální symetrii (nazývané také rovinná symetrie) rozdělí organismus pouze jedna rovina (tzv. sagitální rovina) na přibližně zrcadlově obrácené poloviny (pouze s ohledem na vnější vzhled). Existuje tedy přibližná symetrie odrazu. Často lze obě poloviny smysluplně označit jako pravou a levou polovinu, např. v případě živočicha s hlavním směrem pohybu v rovině symetrie. Příkladem může být letadlo, kdy rovina procházející středem roviny od špičky k ocasu rozdělí rovinu na dvě stejné části (na vnějším povrchu).

Většina živočichů je bilaterálně symetrická, včetně člověka, a patří do skupiny Bilateria. Nejstarším známým bilaterálním živočichem je Vernanimalcula. Bilaterální symetrie umožňuje zefektivnění, podporuje vznik centrálního nervového centra, přispívá k cefalizaci (soustředění nervové tkáně a smyslových orgánů v hlavě) a podporuje aktivní pohyb organismů, zpravidla ve směru hlavy. Bilaterální symetrie se vyskytuje u hmyzu, pavouků, červů a mnoha dalších bezobratlých a je také aspektem obratlovců.

Květiny, jako jsou orchideje a sladký hrášek, jsou bilaterálně symetrické (známé také jako zygomorfní). Listy většiny rostlin jsou také oboustranně souměrné.

Asymetrie

V rámci živočichů vykazuje skutečnou asymetrii pouze jedna skupina, a to fyziologie Porifera (houby).

Radiata a Bilateria

Dvě taxonomická oddělení, Radiata a Bilateria, používají symetrii jako součást svých určujících znaků. Radiata a Bilateria jsou větve taxonu Eumetazoa (všechny hlavní skupiny živočichů kromě hub).

Radiata jsou radiálně symetričtí živočichové podřádu Eumetazoa. Termín Radiata měl v historii klasifikace různé významy. Používal se pro ostnokožce, ačkoli ostnokožci patří mezi Bilateria, protože ve svých vývojových stadiích vykazují bilaterální symetrii. Thomas Cavalier-Smith v roce 1983 definoval podříši Radiata, kterou tvoří fyla Porifera, Myxozoa, Placozoa, Cnidaria a Ctenophora, tedy všichni živočichové, kteří nepatří do Bilateria. Klasifikace pěti říší Lynn Margulisové a K. V. Schwartze ponechává v Radiata pouze Cnidaria a Ctenophora.

Ačkoli se jako určující znak Radiata obvykle uvádí radiální symetrie, volně plovoucí larvy planárních hlístic vykazují bilaterální symetrii, stejně jako některé dospělé hlístice. Ctenophores vykazují biradiální symetrii, což znamená, že na rozdíl od úplné radiální symetrie hlístic existuje základní bilaterální symetrie. Hlavní tělesná osa probíhající mezi ústy a jejich smyslovým orgánem, statocystou, která leží přesně naproti ústům, nabízí radiální symetrii. Tato symetrie je v dolní části živočichů povrchově narušena dvěma chapadly a ve vyšší části trávicí komorou, která je rozdělena na několik kanálků. Spodní symetrie je oproti vyšší posunuta kruhově o devadesát stupňů, čímž vzniká disymetrie neboli biradiální forma.

Bilateria, která mají bilaterální symetrii, jsou subregnum (hlavní skupina) živočichů, zahrnující většinu fylů; nejvýznamnějšími výjimkami jsou houby a hlístice. Většinou mají Bilateria těla, která se vyvíjejí ze tří různých zárodečných vrstev, nazývaných endoderm, mezoderm a ektoderm. Z toho se nazývají triploblastické. Téměř všechny jsou bilaterálně souměrné nebo přibližně souměrné. Nejvýznamnější výjimkou jsou ostnokožci, kteří jsou v dospělosti radiálně symetričtí, ale jako larvy jsou bilaterálně symetričtí. Existují dvě nebo více superfyl (hlavních linií) Bilateria. Mezi deuterostomy patří ostnokožci, hemichordáti, chordáti a případně několik menších fylů. K protostomům patří většina ostatních, například členovci, annelidé, měkkýši, ploché hlístice a tak dále.

• Luria, S. A., S. J. Gould a S. Singer. 1981. Pohled na život. Menlo Park, Kalifornie: The Benajamin/Cummings Publishing Co. ISBN 0-8053-6648-2.
• Heads, M. 1984. Principia Botanica: Croizatův příspěvek k botanice. Tuatara 27(1): 26-48.
• Than, K. 2005. Symetrie v přírodě: Science.com: Fundamental Fact or Human Bias (Základní fakt nebo lidský předsudek). Získáno 23. prosince 2007.
• Towle, A. 1989. Moderní biologie. Austin, TX: Holt, Rinehart and Winston. ISBN 0-03-013919-8.