Os padrões elaborados nas asas das borboletas são um exemplo de simetria bilateral.

Simetria em biologia é a disposição equilibrada de partes ou formas do corpo em torno de um ponto central ou eixo. Ou seja, o tamanho, forma e localização relativa de um lado de uma linha divisória espelha o tamanho, forma e localização relativa do outro lado.

Na natureza, existem três tipos básicos de simetria: esférica, radial, ou bilateral. Os planos do corpo da maioria dos organismos multicelulares exibem uma destas formas. Uma pequena minoria não exibe simetria (são assimétricos).

Simetria reflete essencialmente a ordem. Apesar de existirem infinitamente mais formas de construir um corpo assimétrico do que um simétrico, poucos animais exibem um plano de corpo assimétrico (do que em 2005). A simetria bilateral é tão comum – e a evidência fóssil mostrou que ela já havia se instalado em animais há 500 milhões de anos – que muitos cientistas pensam que não pode ser uma coincidência (do que em 2005). Os cientistas também reconhecem que a simetria de um objeto está relacionada ao seu apelo estético, e que os humanos são particularmente atraídos pela simetria.

Em biologia, a simetria é aproximada. Por exemplo, as folhas das plantas, embora consideradas simétricas, raramente se igualam exatamente quando dobradas ao meio. Além disso, a simetria pode se referir apenas à forma externa e não à anatomia interna.

Simetria esférica

Volvox aureus

Em simetria esférica, qualquer plano que passa pelo centro do objeto divide a forma em duas metades idênticas que são imagens espelhadas uma da outra. Tais objetos têm a forma de esferas ou globos. Por exemplo, uma esfera redonda exibe simetria esférica.

Na natureza, a simetria esférica é exibida pela forma externa de muitas algas coloniais, como Volvox.

Simetria radial

Em simetria radial, todos os planos que passam através de um eixo central (normalmente vertical) dividem a forma em duas metades idênticas que são imagens espelhadas uma da outra. Tal forma terá extremidades distintas (normalmente superior e inferior) e qualquer plano que passe pelo seu eixo longitudinal (uma linha de ponta a ponta através do centro) criará duas metades semelhantes (Towle 1989).

Anémona marinha

Estes organismos assemelham-se a uma tarte onde vários planos de corte produzem peças aproximadamente idênticas. Um organismo com simetria radial não apresenta nenhum lado esquerdo ou direito. Possuem apenas uma superfície superior e uma inferior.

Animais com simetria radial: A maioria dos animais com simetria radial são simétricos em relação a um eixo que se estende do centro da superfície oral, que contém a boca, até ao centro da extremidade oposta, ou aboral. Este tipo de simetria é especialmente adequado para animais sésseis como a anémona marinha, animais flutuantes como a medusa, e organismos de movimento lento como as estrelas do mar (ver formas especiais de simetria radial). Os animais da phyla cnidaria e equinodermata exibem simetria radial, pelo menos algum tempo durante o seu ciclo de vida. Os pepinos do mar, um equinodermas, demonstram simetria bilateral como adultos.

Plantas com simetria radial: Muitas flores, tais como ranúnculos e narcisos, são radialmente simétricas (também conhecidas como actinomórficas). Pétalas, sépalas e estames aproximadamente idênticos ocorrem em intervalos regulares ao redor do centro da flor.

Formas especiais de simetria radial

Tetrâmero: Muitas medusas têm quatro canais radiais e assim exibem simetria radial tetramétrica.

Pentamerismo:

Um ouriço-do-mar

Esta variante da simetria radial (também chamada de simetria pentaradial e pentagonal) organiza partes aproximadamente iguais em torno de um eixo central em orientações de 72° de distância. Os membros da phyla echinodermata (como estrelas-do-mar) organizam as partes ao redor do eixo das formas. Exemplos incluem o Pentaspheridae, o grupo de gêneros Pentinastrum no Euchitoniidae, e Cicorrhegma (Circoporidae). Como outros equinodermos, os ouriços-do-mar têm uma simetria quíntupla (pentamerismo). A simetria pentomérica não é óbvia num olhar casual, mas é facilmente vista na casca seca do ouriço. As plantas floríferas demonstram simetria de cinco mais frequentemente do que qualquer outra forma.

Around 1510-1516 d.C., Leonardo da Vinci determinou que em muitas plantas uma sexta folha fica acima da primeira. Este arranjo ficou mais tarde conhecido como 2/5 filotaxi, um sistema onde ocorrem repetições de cinco folhas em duas voltas do eixo. Este é o mais comum de todos os padrões de disposição das folhas.

Simetria bilateral

Em simetria bilateral (também chamada de simetria plana), apenas um plano (chamado de plano sagital) irá dividir um organismo em metades de imagem aproximadamente espelhadas (com respeito apenas à aparência externa). Assim, existe uma simetria de reflexão aproximada. Muitas vezes as duas metades podem ser referidas significativamente como metades direita e esquerda, por exemplo, no caso de um animal com uma direcção de movimento principal no plano de simetria. Um exemplo seria um avião, onde um plano passando pelo centro do plano da ponta à cauda dividiria o plano em duas partes iguais (na superfície externa).

A maioria dos animais são simétricos bilateralmente, incluindo humanos, e pertencem ao grupo Bilateria. O mais antigo animal bilateral conhecido é o Vernanimalcula. A simetria bilateral permite a racionalização, favorece a formação de um centro nervoso central, contribui para a cefalização (concentração de tecido nervoso e órgãos sensoriais na cabeça) e promove a movimentação ativa de organismos, geralmente na direção da cabeça. A simetria bilateral é encontrada em insetos, aranhas, vermes e muitos outros invertebrados, assim como é um aspecto dos vertebrados.

Flores como orquídeas e ervilhas doces são bilateralmente simétricos (também conhecidos como zigomorfos). As folhas da maioria das plantas são também bilateralmente simétricas.

Asimetria

Com animais, apenas um grupo exibe verdadeira assimetria, o filo Porifera (esponjas).

Radiata e Bilateria

Duas divisões taxonómicas, a Radiata e Bilateria, usam a simetria como parte das suas características definidoras. Radiata e Bilateria são ramos do táxon Eumetazoa (todos os principais grupos animais exceto esponjas).

As Radiata são os animais radialmente simétricos do subregnum Eumetazoa. O termo Radiata tem tido vários significados na história da classificação. Tem sido aplicado aos equinodermos, embora os equinodermos sejam membros do Bilateria, pois exibem simetria bilateral em suas fases de desenvolvimento. Thomas Cavalier-Smith em 1983 definiu um subreino chamado Radiata que consiste na phyla Porifera, Myxozoa, Placozoa, Cnidaria e Ctenophora, ou seja, todos os animais que não estão em Bilateria. A classificação dos Cinco Reinos de Lynn Margulis e K. V. Schwartz mantém apenas Cnidaria e Ctenophora na Radiata.

Embora a simetria radial seja normalmente dada como característica definidora das radiações, as larvas das planulas de natação livre dos cnidários exibem simetria bilateral, tal como alguns cnidários adultos. Os ctenóforos apresentam simetria biradial, o que significa que existe uma simetria bilateral subjacente, em oposição à simetria radial completa dos cnidários. O eixo principal do corpo que corre entre a boca e seu órgão sensorial, o estatócito, que fica exatamente oposto da boca, oferece uma simetria radial. Esta simetria é quebrada superficialmente na parte inferior das criaturas pelos dois tentáculos e na parte superior pela câmara digestiva, que se encontra separada em vários canais. A simetria inferior é deslocada redonda a partir da superior em noventa graus, formando uma desymmetry ou uma forma biradial.

Os Bilateria, tendo simetria bilateral, são um subregnum (um grupo maior) de animais, incluindo a maioria dos phyla; as excepções mais notáveis são as esponjas e os cnidários. Na sua maioria, Bilateria tem corpos que se desenvolvem a partir de três diferentes camadas germinativas, chamadas endoderme, mesoderme e ectoderme. A partir daí são chamados de triploblásticos. Quase todos são bilateralmente simétricos, ou aproximadamente assim. A exceção mais notável são os equinodermos, que são radialmente simétricos como adultos, mas são bilateralmente simétricos como larvas. Existem duas ou mais superfilas (linhagens principais) de Bilateria. Os deuterostomos incluem os equinodermos, hemicordatos, cordas e, possivelmente, alguns filamentos menores. Os protostomos incluem a maioria do resto, tais como artrópodes, anelídeos, moluscos, lagartas, e assim por diante.

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• Towle, A. 1989. Biologia Moderna. Austin, TX: Holt, Rinehart e Winston. ISBN 0-03-013919-8.