#为什么生物大体上都是对称的#

看赵泠他们都在探讨是否对称的问题,我这里说说为什么会进化出对称。
虽然进化属于生物学范畴,但造成普遍对称趋势的却是物理现象。
先说动物。
自动物起源开始,就是生活在海洋里。所以它们每移动一步,就受到阻力和粘性力的影响。
不过,海绵一年也就移动几厘米,所以受力几乎可以忽略不计。因而,它们从宏观上的大结构来说,没有形成长得对称的动力。
但是,海绵生活在水里,海水动荡,对它们的影响也不能忽略不计。
所以,它们在一些局部上,尽量减少水冲击力的影响。于是长成了球状或者圆柱状的结构。
那为什么会长成球状或者柱状结构呢?
根据阻力公式:
[公式]
C为水的阻力系数;ρ为空气密度;S为迎风面积;V为水流速度。
当水的密度ρ和海绵结构的横截面S,以及水流速度相对固定时,阻力系数越低,那么受到的阻力也就越低,越有利于生存。
那什么样的阻力系数最低呢?
虽然不同的形状和状态影响阻力系数的计算,但对于形状相对固定的物体来说,它的阻力系数和夹角是正比关系的。
理论来说,海绵某一方向的夹角足够小,那么受到的阻力也就最小。
例如,旗鱼通过长长的“鼻尖”,来降低在水中的阻力。
那为什么海绵没有长得尖尖的呢?
主要原因在于水的流动是不固定的,来自四面八方。
就说像旗鱼这样,虽然前方受到的阻力是小了,但一个湍流从侧面而来,直接就被掀翻了。
所以就必须有一个形状,把四面八方阻力的上限降到最低。
在不考虑粘度的情况下,垂直平面的阻力系数是1,柱状(弧面)是0.5。
也就是说柱状或者球状,在应对四面八方来的水流时,可以降低一半的阻力,这是一个很大的优势。这同样是树干进化成柱状的根本原因。
随着生物的进化,动物有了更多的运动需求,出现了刺胞动物(水母等等)。
一开始进化出来的刺胞动物会是一些体型很小的动物,它们不仅受到水阻力的影响,也会受到粘度的影响。
根据牛顿粘性定律,粘性力 [公式]
η为动力粘度系数,A为接触面积,括号中间的是速度梯度。
从公式来看,在相同的温度,以及水流环境下,水的动力粘度系数和流速梯度都相对固定。
粘性力与接触面积A成正比,而对于形状不变的物体来说,物体的表面积又和接触面积成正比,与物体尺度的平方成正比。而物体的质量(惯性)与物体尺度的三次方成正比。
所以,对于尺度越小的物体来说,会受到粘性力的明显影响。
1883年,英国物理学家雷诺观察到了这一现象,首先总结出它们的关系:
[公式]
Re便是雷诺数,与流体密度ρ、流速v,以及物体的特征长度L(尺度大小)成正比,而与粘度μ成反比。
所以,在外界条件限定的情况下,雷诺数和尺度反比。
当雷诺数足够小时,粘性力的影响会大于惯性,严重影响生物的自主运动。而当雷诺数足够大时,惯性的影响会明显强过粘性力,生物自主运动的受到的影响就会较低。
所以我们也能观察到这样的现象,对于足够大的生物掉落在水中,没有明显的粘滞感。而对于蠓这样的小型动物来说,掉落水中就会有明显的粘滞感。
所以,一开始进化出来的小型刺胞动物,运动能力相当有限。
头部也只能往圆面的方向发展,来降低阻力。
头部形成了圆面,运动受力要均衡,自然也就形成了辐射对称,只能以涌动的方式进行运动。
后来,有一批水母的浮浪幼虫逐渐进化成了另外一种生物——扁形虫(浮浪幼虫起源说)。由于扁形虫干细胞比例高,再生能力强,100多年来,经常被人类切着玩。
例如涡虫,经常被碎尸万段,然后观察它们化整为零的表演。
那么,扁形虫这样扁扁的形状,是怎么进化出来的。
主要原因在于,它们起源的时候,是海洋底栖的。
在海洋底部的时候,你圆滚滚的状态,自然不利于运动的。反而变成扁形的,贴于海底,更有利于降低水的阻力。
一开始的扁形虫并不需要多大的运动需求,且随着生物提醒的增大,粘性力的影响也就越来越低了。后来的大体型生物,在进化的过程中,更多的受到阻力的影响。
正是因为这样的因素,所以底栖的海星和比目鱼都是扁形的。
但刺胞动物的浮浪幼虫,本身属于偏柱状的形态。
所以,随着底栖扁化之后,自然而然也就成了两侧对称的生物。
也差不多从扁形虫开始,动物逐渐分化成了后口和原口两大类。我们知道,生物进化其实就是一个模板再套一个模板的过程,已经写好的“代码”无法再抹除(当然,可以通过变成内含子来隐藏,但一些基本的框架已经无法改变)。
所以后来的原口和后口动物,自然就只能是以两侧对称为主了。
至于海星这样的棘皮动物来说,先天都是两侧对称,它们的辐射对称是次生出来的。
但为什么只有海星次生出辐射对称,在其它动物之中没有流行呢?
其实这主要和海星复杂的生活史有关。早期的生物,为了适应海洋环境,从进化出了比较复杂的生活史。例如,海鞘为首的尾索动物,甚至成年体还退化了“大脑”,直接营固着生活。
乃至于它们的形态,也带着那么一点的辐射状:
海胆甚至还长得给个球样。
决定这一切的,又得回归到物理上来。
无论这些动物怎样千姿百态,它们之所以长得这样的与众生不同,有一个很大的特点,就是成年体速度很慢,甚至直接营固着生活。它们自然需要根据环境的不同,变化自己的形态,以在保证生活所需的状态下,尽量的降低水流的影响。
而对于越有速度需求的生物,形态则更加的往流线型的方向发展。
寒武纪爆发时,节肢动物出现,但节肢动物很依赖几丁质外壳,它们的运动速度相对来说,也并不是很快,而且不少也是底栖生物。
所以整体形态,依旧是扁状的。
但同时期进化出来的脊索动物就不一样了,它们在节肢动物的早期制霸下,必须快速逃跑,所以进化出了发达的肌肉和流线型的体态。
所以,进化成今天鱼类这样扁形的形态,才是最有利生存的。
这样既能降低阻力面积,又能方便肌肉源源不断地提供进行的动力。甚至进化出了各种鱼鳍,方面驱动和协调。
先前已经说了,生物在后天的进化过程中,无论生理功能随着环境再怎么变化,也离不开祖辈的遗传模板。
所以,后来进化出来的哺乳动物,在陆地上哪怕进化出了厚实的身板,对于那些重返海洋的哺乳动物来说,在没有遇到特殊生境压力的情况下,它们也无法再变成鱼的体态。
它们主要改造身体的流线型结构,但厚实的身板依旧和一半鱼类有着极大的差别。
当然,对于大体型的鱼类来说(例如鲨鱼),只要不是底栖的,都会有更大的演化动力往厚实的体型发展,毕竟体型足够大之后,过扁的竖状的体型,会受到阻力的过大影响,不利于生存。
但无论怎么发展,都不会怎么失去对称性。过于不对称,代表着左右两边受力不均匀,会大大影响生存能力。尤其是对于飞行的鸟和昆虫来说。
最后简单说说植物。
由于植物,几乎完全不动,所以它们的形态,更是受到环境的影响。
例如,风决定了树干的圆柱状,对光的竞争,决定了叶片的两侧对称。繁殖需求,决定了花朵的对称性。
但是,植物的宏观形态,通常不存在什么对称性。
总的来说,生物大体上都是对称的,主要原因在于,受到生物力学长达数亿年的影响。
根据对不同环境的不同适应,它们的对称,自然也有各种各样的差异。
更何况,绝对的对称,只存在于数学之中。

身家巨富的我,被表妹曝光了

1、需要补税十亿

  魔都,一座小区内,一名长相甜美,漂亮的女子正走在手机前直播。

  今天是2021年的三月一日,也是全民退税日。

  苏小小是鲨鱼平台一名颜值区主播,虽然苏小小颜值不俗,但却一直不温不火。

  每天固定看直播的人数只有不到二百人,要是赶上那些大主播直播,人数还会往下降。

  这让苏小小的直播生涯非常坎坷。

  在隔壁的房间,苏木正在摆弄着手机。

  他是一名业余写手,除了工作之余,还会在网上发表一些自己的小说,虽然收入不多,但胜在喜欢这个行业。

  他正在退税app上操作者着,因为今天是退税日,他的收入不高,税钱却也有五千多块。

  足够他一个月的吃穿用度了。

  “叮!签到系统绑定成功。”

  正在退税中的苏木,突然听到脑海中系统的声音,不由心中一惊。

  “系统?”

  “真的假的?”

  苏木身为作家,虽然只是底层的存在,但也是搞网络文学的一员,对系统当然不会陌生。

  不过系统只是存在于小说里,从来没有想过会发生在现实中。

  捏了一下自己的脸,又咬了一下舌头,确定不是做梦之后,苏木差点没有惊喜的从床上蹦起来。

  “叮,今天签到开始,宿主是否签到?”

  系统没有管苏木的激动心绪,机械的问道。

  “签到,当然签到。”

  苏木毫不犹豫,直接选择了签到。

  “叮,签到成功,获得魔都金融街产权。”

  “什么?金融街产权?”

  身为地地道道的魔都土著,苏木当然知道魔都金融街。

  那是一个造就传奇的地方,每年都会诞生许多亿万富翁,绝对是魔都gdp最高的地方。

  能在金融街上班的都是白领精英,年薪最少上百万。

  没想到自己竟然获得了金融街的产权,自己这不是要起飞了?

  金融街最恐怖的地方并不是能让人赚钱,而是人脉。

  金融街里面的公司都是市值最少几十亿,而且大部分是国际知名企业,每个公司老板社会地位都不低。

  自己成为了金融街拥有者,就是那些老板的房东,需要看自己脸色行事。

  就在苏木回想着金融街的事迹时,突然电话铃声响了起来。

  苏木回过神来,直接接了起来。

  “喂,您好,哪位?”

  “请问是苏木苏先生吗?”

  电话里传来一个好听的女子声音。

  “对,我是苏木。”

  苏木回道。

  “苏先生您好,我是金融街物业公司总经理唐艺,您的产权变更手续已经处理完成,还有今年收上来的租金,请问是您来公司取,还是我给您送去?”

  知道是苏木之后,唐艺就连说话都变得恭敬起来。

  她不得不恭敬,因为电话那边的可是自己的老板啊,一个服侍不好,就有可能炒自己鱿鱼的存在。

  虽然她是金融街大总管,就算在整个魔都,都没有几个人敢不给自己面子,但苏木绝对拿捏她。

  “啊,好,一会我去公司找你吧。”

  放下电话那一刻,苏木努力的平稳自己心境,突如其来的巨变,一般人根本就承受不起。

  金融街每年的gdp占魔都百分之七十,一年租金就是天文数字,虽然还不知道多少,但自己必须要先平稳心境,别到时候丢人。

  放下手机,连忙去洗漱,一会就要去公司了,当然的好好打扮下,给员工们一个好印象。

  就在苏木洗漱时,隔壁房间的苏小小,正在被粉丝们轰炸。

  “小小女神,你不是说你表哥是作家吗?一年收入不菲,今天退税,你给我看一下你表哥一年的缴税呗?”

  “对啊,小小,你别是吹牛吧?你表哥不会只是一个扑街写手,实际上挣不着几个钱吧?”

  “哈哈,楼上说的有可能,要是小小表哥真挣的钱很多的话,怎么可能不敢给我们看他表哥的税?”

  苏小小确实在吹牛,主播行业就这样,一定要包装自己。

  上次被粉丝挤兑,苏小小直播不挣钱,还不如找个老实人嫁了,直播只会浪费青春。

  苏小小为了给自己撑面子,只能把当作家的表哥抬出来,说是一年挣多少多少钱,虽然不出名,但钱挣得多。

  这下网友记住了,没想到今天开始发难了。

  要是自己今天不给粉丝们看一下,恐怕积攒下的这一百多粉丝都会流失。

  苏小小硬着头皮道:“看就看呗,告诉你们,到时看完之后,别吓到你们。”

  “切,我们什么样的有钱人没见过,还能吓到我们,快点去吧,我们等着。”

  一名粉丝起哄道。

  苏小小咬牙站起身,偷偷溜出房间,来到隔壁表哥的房间内。

  “表哥,你起来了吗?”

  “我能借你手机用一下吗?”

  卫生间的苏木听到苏小小的声音,不由道:“手机在床上呢,你自己拿吧。”

  苏小小得到允许,开门走进房间,拿起手机就快步走了出去。

  看到表哥已经登陆了退税页面,苏小小也不用在麻烦骗表哥密码了。

  回到直播间,苏小小看了一眼表哥去年的缴税,只有五千块,心直接落到了谷底。

  但没办法,被粉丝僵到这里了,她也只能硬着头皮上了。

  点击退税,然后调转手机冲着直播间道:“这,这就是我表哥去年的缴税了。”

  赶巧的是,苏小小点击退税时,正好页面刷新,里面的五千元税钱,竟然变成了一串零。

  正准备调侃苏小小,笃定苏小小表哥是扑街写手的粉丝,突然停下了键盘。

  一百多粉丝就那么在直播间里开始数起了零。

  一名躺着看直播的粉丝,看到直播间里手机上的缴税金额,用自己不算很好的数学数起了零。

  “个,十,百,千……千万,亿,十亿。”

  “卧槽,十亿,竟然还是补税金额,这一年得挣多少钱啊?”

  直播间炸了,一百多人观看的直播间,都赶上几万人了,弹幕不断,全都是被缴税十亿震惊的。

  “我擦,我了个擦,我擦擦擦,补税十亿,这是在跟我开玩笑吗?”

  “我特么就没见过,补税就要需要十亿的。”

  “这到底是干什么的啊?作家能挣这么多?”

  “小小女神,你表哥不会是烟草公司的老总吧?”

  “这也太科幻了。”

  苏小小还等着接受众多粉丝的键盘呢,突然看到弹幕,不由神色疑惑。

“十亿,什么十亿?”

海底国里有一位海国王。海国王是个很爱臭美的年青人,他喜欢天天穿新衣服,年年都要把他的皇宫新装修一下,还要建很多的花园。这个国王还没有结婚呢,他一直希望能找到一位美丽的公主结婚。可是没有公主愿意嫁给他,因为他爱臭美的名声已经传的很远很远啦!
有一天这个年青的海国王打算离开王宫,去外面找到一位愿意嫁给他的美丽新娘,所以这个国王开始出门旅行了。离开皇宫后,海国王看到好多他以前从来没有看到的子民,有身上发光的鱼,有好多爪子的乌贼鱼,而他的子民们也看到了这个国王,大家都觉得这个国王这么喜欢花钱,真是一个让人讨厌的家伙。
这一天海国王走到一片海底森林时,突然听到一阵哭声,海国王心想为什么我这么美丽幸福的国家还有人在哭啦?海国王就往哭出声音的方向走过去,原来在海树下面有一只长满花斑的小鱼在哭。海国王就问小鱼:“小鱼儿呀,你有什么伤心事情呀?”小鱼儿看了一眼继续哭。海国王说:“小鱼儿,有什么可以帮助你的呀,我可是海底国的国王呀,这个国家没有我办不成的事情的。”小鱼儿停止哭了,对海国王说:“我的爸爸,妈妈,还有哥哥都被这个海底森林的鱼官抓走了,让他们给你建新房子呢。没有爸爸妈妈保护我,这里的大鲨鱼很快就会把我给吃掉的。”小鱼儿说到这里,又伤心的哭起来了。海国王听到这里,才知道自己那么爱新房子,爱美的性格伤害了他的子民,海国王不好意思的低下头,并向小鱼儿保证,他的家人会很快回来保护他的。
海国王很快回到皇宫里面,停止建新的房子,也不要求每天穿新衣服。这样子他的名声慢慢的变好了,大家都称赞他是一个好国王,还有一个美丽的公主爱上了他,他们很快结婚了,在国王的要求了,他们只办了一个简单的婚礼,从此过着幸福的生活。


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