Modelele elaborate de pe aripile fluturilor sunt un exemplu de simetrie bilaterală.

Simetria în biologie este dispunerea echilibrată a părților corpului sau a formelor în jurul unui punct sau axă centrală. Altfel spus, mărimea, forma și locația relativă de o parte a unei linii de demarcație reflectă mărimea, forma și locația relativă de cealaltă parte.

În natură, există trei tipuri de bază de simetrie: sferică, radială sau bilaterală. Planurile corporale ale majorității organismelor multicelulare prezintă una dintre aceste forme. O mică minoritate nu prezintă nicio simetrie (sunt asimetrice).

Simetria reflectă, în esență, ordinea. În ciuda faptului că există infinit mai multe moduri de a construi un corp asimetric decât unul simetric, puține animale prezintă un plan corporal asimetric (Than 2005). Simetria bilaterală este atât de comună – și dovezile fosile au arătat că s-a instalat la animale încă de acum 500 de milioane de ani – încât mulți oameni de știință cred că nu poate fi o coincidență (Than 2005). Oamenii de știință recunosc, de asemenea, că simetria unui obiect are legătură cu atracția sa estetică și că oamenii sunt atrași în mod deosebit de simetrie.

În biologie, simetria este aproximativă. De exemplu, frunzele plantelor, deși sunt considerate simetrice, rareori se vor potrivi exact atunci când sunt pliate în două. Mai mult, simetria se poate referi doar la forma exterioară și nu la anatomia internă.

Simetria sferică

Volvox aureus

În simetria sferică, orice plan care trece prin centrul obiectului împarte forma în două jumătăți identice care sunt imagini în oglindă una față de cealaltă. Astfel de obiecte au forma unor sfere sau globuri. De exemplu, o minge rotundă prezintă simetrie sferică.

În natură, simetria sferică este prezentată de forma externă a multor alge coloniale, cum ar fi Volvox.

Simetrie radială

În simetria radială, toate planurile care trec printr-o axă centrală (în mod normal verticală) împart forma în două jumătăți identice care sunt imagini în oglindă una față de cealaltă. O astfel de formă va avea capete distincte (de obicei sus și jos) și orice plan care trece prin axa sa longitudinală (o linie de la un capăt la altul prin centru) va crea două jumătăți similare (Towle 1989).

Anemone de mare

Aceste organisme se aseamănă cu o plăcintă în care mai multe planuri de tăiere produc bucăți aproximativ identice. Un organism cu simetrie radială nu prezintă părți stângi sau drepte. Ele au doar o suprafață superioară și una inferioară.

Animale cu simetrie radială: Majoritatea animalelor cu simetrie radială sunt simetrice în jurul unei axe care se extinde de la centrul suprafeței orale, care conține gura, până la centrul capătului opus, sau aboral. Acest tip de simetrie este deosebit de potrivit pentru animalele sesile, cum ar fi anemona de mare, pentru animalele plutitoare, cum ar fi meduzele, și pentru organismele care se mișcă lent, cum ar fi stelele de mare (a se vedea forme speciale de simetrie radială). Animalele din phyla cnidaria și echinodermata prezintă simetrie radială, cel puțin la un moment dat în timpul ciclului lor de viață. Castraveții de mare, o echinodermă, prezintă simetrie bilaterală la vârsta adultă.

Plante cu simetrie radială: Multe flori, cum ar fi butucii și narcisele, sunt simetrice radial (cunoscute și ca actinomorfe). Petale, sepale și stamine aproximativ identice apar la intervale regulate în jurul centrului florii.

Forme speciale de simetrie radială

Tetramerism: Multe meduze au patru canale radiale și prezintă astfel o simetrie radială tetramerică.

Pentamerism:

Un arici de mare

Această variantă a simetriei radiale (numită și simetrie pentaradiană și pentagonală) aranjează părți aproximativ egale în jurul unei axe centrale la orientări de 72° distanță. Membrii phyla echinodermata (cum ar fi stelele de mare) dispun părțile în jurul axei formelor. Printre exemple se numără Pentaspheridae, grupul de genuri Pentinastrum din Euchitoniidae și Cicorrhegma (Circoporidae). Ca și alte echinoderme, aricii de mare au simetrie quintuplă (pentamerism). Simetria pentamerică nu este evidentă la o privire întâmplătoare, dar este ușor de observat în cochilia uscată a ariciului. Plantele cu flori demonstrează simetria de cinci mai frecvent decât orice altă formă.

În jurul anilor 1510-1516 e.n., Leonardo da Vinci a determinat că la multe plante o a șasea frunză se află deasupra primei. Acest aranjament a devenit mai târziu cunoscut sub numele de filotaxia 2/5, un sistem în care repetițiile a cinci frunze apar în două rotații ale axei. Acesta este cel mai comun dintre toate modelele de dispunere a frunzelor.

Simetrie bilaterală

În simetria bilaterală (numită și simetrie plană), doar un singur plan (numit plan sagital) va împărți un organism în jumătăți aproximativ în oglindă (doar în ceea ce privește aspectul exterior). Astfel, există o simetrie de reflexie aproximativă. Adesea, cele două jumătăți pot fi denumite în mod semnificativ jumătatea dreaptă și jumătatea stângă, de exemplu, în cazul unui animal cu o direcție principală de mișcare în planul de simetrie. Un exemplu ar fi un avion, în care un plan care trece prin centrul avionului de la vârf la coadă ar împărți planul în două părți egale (pe suprafața exterioară).

Majoritatea animalelor sunt simetrice bilateral, inclusiv oamenii, și aparțin grupului Bilateria. Cel mai vechi animal bilateral cunoscut este Vernanimalcula. Simetria bilaterală permite aerodinamizarea, favorizează formarea unui centru nervos central, contribuie la cefalizare (concentrarea țesutului nervos și a organelor de simț în cap) și favorizează mișcarea activă a organismelor, în general în direcția capului. Simetria bilaterală se întâlnește la insecte, păianjeni, viermi și multe alte nevertebrate, precum și este un aspect al vertebratelor.

Florile, cum ar fi orhideele și mazărea dulce, sunt simetrice bilateral (cunoscute și ca zigomorfe). Frunzele majorității plantelor sunt, de asemenea, simetrice bilateral.

Asimetrie

În cadrul animalelor, doar un singur grup prezintă o adevărată asimetrie, filumul Porifera (bureții).

Radiata și Bilateria

Două diviziuni taxonomice, Radiata și Bilateria, folosesc simetria ca parte a caracteristicilor lor definitorii. Radiata și Bilateria sunt ramuri ale taxonului Eumetazoa (toate grupurile majore de animale, cu excepția bureților).

Radiata sunt animalele cu simetrie radială din subregionul Eumetazoa. Termenul Radiata a avut diverse semnificații în istoria clasificării. A fost aplicat echinodermelor, deși echinodermele sunt membre ale Bilateria, deoarece prezintă simetrie bilaterală în stadiile lor de dezvoltare. Thomas Cavalier-Smith a definit în 1983 un subkingdom numit Radiata, format din phyla Porifera, Myxozoa, Placozoa, Cnidaria și Ctenophora, adică toate animalele care nu fac parte din Bilateria. Clasificarea celor cinci regnuri a lui Lynn Margulis și K. V. Schwartz păstrează în Radiata doar Cnidaria și Ctenophora.

Deși simetria radială este de obicei dată ca o caracteristică definitorie a radiatelor, larvele de planule de cnidari care înoată liber prezintă simetrie bilaterală, la fel ca și unii cnidari adulți. Ctenoforii prezintă simetrie biradială, ceea ce înseamnă că există o simetrie bilaterală subiacentă, spre deosebire de simetria radială completă a cnidarilor. Principala axă corporală care se desfășoară între gură și organul lor senzorial, statocistul, care se află exact în partea opusă gurii, oferă o simetrie radială. Această simetrie este ruptă superficial în partea inferioară a creaturilor de cele două tentacule și în partea superioară de camera digestivă, care este separată în mai multe canale. Simetria inferioară este deplasată rotund față de cea superioară cu nouăzeci de grade, formând o disimetrie sau o formă biradială.

Bilateria, având simetrie bilaterală, este un subregion (un grup major) de animale, incluzând majoritatea filoanelor; cele mai notabile excepții sunt bureții și cnidarii. În cea mai mare parte, Bilateria au corpuri care se dezvoltă din trei straturi germinative diferite, numite endoderm, mezoderm și ectoderm. Din acest motiv, ele sunt numite triploblastice. Aproape toate au simetrie bilaterală, sau aproximativ așa. Cea mai notabilă excepție este reprezentată de echinoderme, care sunt simetrice radial ca adulți, dar sunt simetrice bilateral ca larve. Există două sau mai multe superfilii (linii principale) de Bilateria. Deuterostomii includ echinodermele, hemicordatele, chordatele și, eventual, câteva filoane mai mici. Protostomii includ majoritatea celorlalți, cum ar fi artropodele, anelidele, moluștele, viermii plați și așa mai departe.

• Luria, S. A., S. J. Gould și S. Singer. 1981. O privire asupra vieții. Menlo Park, CA: The Benajamin/Cummings Publishing Co. ISBN 0-8053-6648-2.
• Heads, M. 1984. Principia Botanica: Contribuția lui Croizat la botanică. Tuatara 27(1): 26-48.
• Than, K. 2005. Simetria în natură: Fundamental Fact or Human Bias Live Science.com. Retrieved December 23, 2007.
• Towle, A. 1989. Biologie modernă. Austin, TX: Holt, Rinehart și Winston. ISBN 0-03-01393919-8.