5．8億年前的甕安動物化石群生態(tài)復(fù)原圖，顯示生活在海床表面的①珊瑚蟲、②水螅蟲和③生活在海床沙礫屑間隙內(nèi)，用蠕動方式進(jìn)行運(yùn)動的小春蟲。它們應(yīng)該是最古老的兩側(cè)對稱動物
對稱性在自然界中的存在是一個普遍的現(xiàn)象。99％的現(xiàn)代動物是左右對稱祖先的后代；連海葵這種非左右對稱動物的后代，也存在對稱性；對稱性甚至在左右對稱和非左右對稱動物分化之前就已具有… …在植物界，我們有多少次驚異于那些具有完美對稱性蕨類、鐵樹的葉子和嬌艷的花朵？生命里如果沒有對稱性會是什么樣子呢？如果動物只兩條腿，要么象人一樣令人畏懼；要么不能生存。如果人不是左右對稱，只有一只眼睛、一只耳朵和半個臉… …世界就不再美好了。
人具有獨(dú)一無二的對稱美，所以人們又往往以是否符合“對稱性”去審視大自然，并且創(chuàng)造了許許多多的具有“對稱性”美的藝術(shù)品：服飾、雕塑和建筑物。
對稱性對于人，不僅僅是外在的美，也是健康和生存的需要。如果只有一只眼睛，人的視野不僅變小、對與目標(biāo)的距離判斷不精確，而且對物體的立體形狀的認(rèn)知會發(fā)生扭曲。如果一只耳朵失聰，對于聲源的定位就會不準(zhǔn)確：因?yàn)楫?dāng)人對聲源定位時(shí)，大腦需要聲音對于聽者的方位仰角線索，也需要到達(dá)左右耳間的時(shí)間和強(qiáng)度差線索。對于野外生存的動物，失去聲源定位的能力，意味著生命隨時(shí)會受到威脅。左右手腳需要默契的配合。對于花朵，如果花冠的發(fā)育失去對稱性，雄蕊就會失去受粉能力，不能傳種接代，物種將絕滅。
生命從最原始的單細(xì)胞動物向多細(xì)胞后生動物演化，最早擁有了以“對稱性”為特征的復(fù)雜性：例如從單倍體生物到二倍體生物。二倍體生物都能進(jìn)行兩性繁殖，有雌有雄；每個個體都有來自于父母的染色體和相應(yīng)的基因，雖然隱性基因并不表現(xiàn)出來。在越來越多基因被克隆出來以后，尋找控制對稱性狀的基因，成為尋找新發(fā)現(xiàn)的有力線索。一般相信，某些對稱性狀是有若干對基因所控制的，也決定某些非對稱性狀的特化。
在科學(xué)研究中，對稱性給科學(xué)家們提供了無限想象的空間，也是揭示新發(fā)現(xiàn)和否定錯誤觀念的手段。生命科學(xué)家不止探討認(rèn)識生命活動的本質(zhì)，而且也探討存在于生命中的美、為什么這么美？
人大腦的兩個半球，從它們的溝回和細(xì)胞排列層次看，非常相似，具有完美的對稱性；這種對稱性之于兩手、兩腳的對稱性無異，似乎功能應(yīng)是一樣的。美國科學(xué)家斯佩里（Roger W. Sperry）從1960年代初開始，對癲間病人實(shí)施胼胝體切斷手術(shù)，把大腦一分為二，發(fā)現(xiàn)它們能獨(dú)立工作，功能并不一樣。這一成果開創(chuàng)了心理學(xué)和腦功能定位研究的新紀(jì)元，他因此于1981年榮膺諾貝爾醫(yī)學(xué)獎。隨著功能核磁共振、光學(xué)成像和PET技術(shù)的發(fā)展，人類對大腦功能的分化定位的認(rèn)識有了長足的進(jìn)步；從功能上看，左右大腦是完全不對稱的。但是在低級中樞，間腦、腦干、小腦和脊髓，在功能和形態(tài)上都表現(xiàn)完美的對稱性。
雖然對稱性——左右對稱或圓形對稱的起源至今仍是一個迷，但是循著“對稱性”的思路，我們可以找到許多非常有意義的生命科學(xué)課題。為什么雌果蠅能通過翅膀的摩擦產(chǎn)生聲音吸引雄果蠅交配，而雄果蠅剛好在第二個觸角有分化的聽器官接受聲刺激；反之，雌果蠅沒有聽器官，而雄果蠅不會發(fā)聲音？再如，既然神經(jīng)元的興奮特性取決于突觸后膜受體通道的特性和神經(jīng)突觸前膜所釋放的遞質(zhì)特性，為什么在形態(tài)上，神經(jīng)系統(tǒng)中興奮性的突觸是非對稱的，而抑制性突觸是對稱性的？事實(shí)上，對稱性也存在于分子結(jié)構(gòu)上；有手性對稱分子，旋轉(zhuǎn)對稱分子。按照這樣的思路，發(fā)現(xiàn)了新的信號受體、受體亞基，或許有一天我們會從中得到啟示改造蛋白質(zhì)，進(jìn)而設(shè)計(jì)、發(fā)明新的藥物。
科學(xué)，有時(shí)是運(yùn)氣，有靈感的閃現(xiàn)，有幸遇上中意的合作伙伴、得心應(yīng)手的課題，撞上了那個發(fā)現(xiàn)的時(shí)機(jī)；有時(shí)是藝術(shù)，你在精雕細(xì)刻之中得到了應(yīng)有的回報(bào)；有時(shí)是理性使然，你對于文獻(xiàn)和自己已有的知識、技能有純熟的駕馭；有時(shí)是枯燥乏味的重復(fù)，在重復(fù)中靜靜等待那激動一刻的到來。我們在科學(xué)生活中可以體念到大自然造化所賜予的、無所不在的對稱美，為平常而有時(shí)枯燥的日常工作增添了無窮的樂趣！
References:
John R. Finnerty, et al: Origins of Bilateral Symmetry: Hox and Dpp Expression in a Sea Anemone, Science. 2004 May 28; 304(5675):1335-7.
Hileman LC, et al. Proc Natl Acad Sci, USA. 2003 Oct 28;100(22):12814-9
Differential regulation of symmetry genes and the evolution of floral morphologies