當(dāng)我們談到對(duì)稱的動(dòng)物時(shí)，最常指的是 左右對(duì)稱（bilateral symmetry），它指的是那些從身體中軸線向左右兩邊延伸等距離的位置上，具有相同狀況的生物。同樣，你也可以比較兩邊的部位，比如耳朵，看看它們的長(zhǎng)度和寬度是否相同。從蝴蝶到青蛙，再到人類，自然界中許多動(dòng)物都是左右對(duì)稱的。

著名進(jìn)化生物學(xué)家 Robert Trivers曾進(jìn)行過長(zhǎng)達(dá)20多年的與生物對(duì)稱相關(guān)的研究。在Trivers眼中，對(duì)稱的魅力在于 它是我們唯一知道最優(yōu)值的特征。他舉了個(gè)簡(jiǎn)單的例子，或許有人會(huì)說你的腎臟看起來很完美，但其實(shí)我們并沒有真正測(cè)量“完美形狀”的腎臟的指標(biāo)和方法。所以嚴(yán)格說來，人們很難說我們成功創(chuàng)造出了一顆“基因決定的完美形狀的腎臟”。但對(duì)稱則有所不同。我們知道自然界中許多生物都在追求完美的對(duì)稱，通常也會(huì)很接近完美的對(duì)稱。這件事兒是有標(biāo)準(zhǔn)可循的。

而從 進(jìn)化研究的角度來說，對(duì)稱在進(jìn)化過程中非常一致，科學(xué)家可以通過研究對(duì)稱性，來更好地理解 遺傳適應(yīng)度。對(duì)稱性的偏離很多是由于早期發(fā)育過程中的壓力，以及遺傳上無法進(jìn)行壓力補(bǔ)償而造成的。許多科學(xué)文獻(xiàn)表明， 動(dòng)物（包括人類） 的左右對(duì)稱往往與健康、體力和速度呈正相關(guān)。從更多的精子產(chǎn)量、更快的沖刺速度，到易患精神分裂癥或傳染病的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)稱和不對(duì)稱與動(dòng)物的許多特性都有聯(lián)系。

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對(duì)稱的人體

Trivers曾經(jīng)花了20多年的時(shí)間在牙買加研究?jī)和约把蕾I加優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的跑步能力，這些運(yùn)動(dòng)員恰巧也在全世界跑得最快的人之列。1996年，研究團(tuán)隊(duì)前往牙買加，研究了285名來自牙買加鄉(xiāng)村的兒童，他們?cè)谀菚r(shí)的平均年齡是8歲。研究人員從頭到腳詳細(xì)地測(cè)量了孩子們身體的對(duì)稱性，比如左右耳的長(zhǎng)度、左右腳的長(zhǎng)度等等。10年之后，團(tuán)隊(duì)于2006年再次對(duì)這群孩子進(jìn)行了測(cè)量。

到了2010年，研究人員又測(cè)量了他們的沖刺速度。很快，一個(gè)特殊的部位被鎖定了，那就是 膝蓋。研究發(fā)現(xiàn)，單是膝蓋的對(duì)稱性就極大地影響了沖刺速度。簡(jiǎn)單來說， 如果你8歲的時(shí)候左右兩膝非常對(duì)稱，那么你在22歲時(shí)就跑得更快。這個(gè)結(jié)論對(duì)男性和女性來說都是如此，無論在90米短跑還是180米短跑中都適用。

在這個(gè)研究的基礎(chǔ)之上，Trivers和團(tuán)隊(duì)又與牙買加頂尖的田徑俱樂部合作，進(jìn)一步研究了牙買加的頂尖短跑運(yùn)動(dòng)員，他們也是世界上最優(yōu)秀的一批短跑運(yùn)動(dòng)員，其中還包括多次奪取世界冠軍的女性短跑選手 雪莉-安·弗雷澤-普萊斯（Shelly-Ann Fraser-Pryce）。同樣，膝蓋的對(duì)稱性能很好地預(yù)測(cè)表現(xiàn)最佳的運(yùn)動(dòng)員。Trivers對(duì)雪莉-安·弗雷澤-普萊斯的膝蓋印象極為深刻，這位當(dāng)今最頂尖選手的膝蓋極其對(duì)稱，以至于研究人員都很難區(qū)分它們。

外部的對(duì)稱性僅僅是人體對(duì)稱的一個(gè)方面。 對(duì)稱帶給我們額外的力量不僅僅是“1+1=2”的效果。想象一下你的兩只眼睛，它們提供了重疊的視野，也傳遞給大腦足夠的信息，創(chuàng)造出了立體的視覺。你的兩只耳朵可以讓大腦定位聲音的方向。

而我們的大腦同樣存在對(duì)稱。我們對(duì)稱的左右腦通過胼胝體相連，有研究表明，女性胼胝體相對(duì)比男性的更大一些，這表明女性大腦的兩個(gè)部分會(huì)共享更多的信息。運(yùn)用功能性磁共振成像（fMRI），當(dāng)解決語言或空間問題時(shí)，大腦活躍的區(qū)域會(huì)亮起。研究人員發(fā)現(xiàn)，女性使用大腦的方式更加對(duì)稱，因此女性的大腦本質(zhì)上更為對(duì)稱。

在Trivers看來， 對(duì)稱性同樣會(huì)影響人類的社會(huì)智力。2009年的一項(xiàng)研究表明，我們的慷慨也可能受到我們對(duì)他人對(duì)稱特征判斷的影響。

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對(duì)稱與性吸引力

在整個(gè)自然界中，對(duì)稱和 性吸引力同樣息息相關(guān)。如果你在雄性斑胸草雀（zebra finch）腿上放置一些彩色的腳環(huán)，你會(huì)得到非常驚人的結(jié)果。

○ 斑胸草雀。| 圖片來源：PLoS Biology

在一項(xiàng)試驗(yàn)中，研究人員在一組雄鳥的雙腿上都套上了紅色和藍(lán)色的腳環(huán)；在對(duì)照組雄鳥的一條腿上套上紅色和藍(lán)色的腳環(huán)，另一條腿上套的是兩個(gè)紅色的腳環(huán)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雌鳥在腳環(huán)對(duì)稱的雄鳥身邊的時(shí)間是后者的兩倍。雌性選擇待在雄性身邊，也就是給予了雄性優(yōu)先接觸的機(jī)會(huì)。這在許多鳥類、哺乳動(dòng)物等動(dòng)物身上都適用，它意味著 對(duì)稱性是動(dòng)物的遺傳品質(zhì)中的一個(gè)指標(biāo)。從基因角度來說，所有雌性更喜歡表現(xiàn)出“良好基因”的雄性，也就是對(duì)稱性更高的雄性，這很可能代表了雄性更出色的內(nèi)在特性。

在人類身上也存在類似的情況。我們似乎更喜歡對(duì)稱的臉，而女性似乎比男性對(duì)對(duì)稱更為敏感。“這并不奇怪，因?yàn)榕栽趽衽紩r(shí)往往更具判別能力。”Trivers介紹道。研究人員曾在觀察69名18-42歲的慣用右手的異性戀男性時(shí)，發(fā)現(xiàn)身體對(duì)稱性與握力有關(guān)。這項(xiàng)研究的結(jié)論是， 對(duì)稱的男性往往更強(qiáng)壯，這可能有助于他們吸引女性。

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對(duì)稱與偽裝

但在自然界中，對(duì)稱的故事并沒有那么簡(jiǎn)單。 偽裝是動(dòng)物中普遍存在的視覺防御策略，大多具有高對(duì)比度的斑紋的動(dòng)物，都有左右對(duì)稱的偽裝，鱗翅目是其中的代表。但對(duì)于偽裝和保護(hù)色來說，對(duì)稱的花紋更有“講究”。

在野外和實(shí)驗(yàn)室對(duì)鳥類捕食者的研究表明， 具有對(duì)稱花紋的偽裝獵物，比不對(duì)稱花紋的獵物的存活率更低。這可能是因?yàn)椋拷鼘?duì)稱軸的對(duì)稱花紋會(huì)讓獵物更容易被捕食者注意到，對(duì)稱反而成了捕食者的某種線索。我們?nèi)祟惖囊曈X系統(tǒng)對(duì)對(duì)稱軸周圍的特征也更加敏感。

今年一項(xiàng)最新的研究探索了36種鱗翅目昆蟲身上的對(duì)稱花紋。研究人員發(fā)現(xiàn)，鱗翅目為了減少被發(fā)現(xiàn)的可能，讓身上的偽裝更加有效，這些動(dòng)物在進(jìn)化中會(huì)努力將突出的圖案盡量遠(yuǎn)離身體的中軸，當(dāng)對(duì)稱圖案在中線附近的“臨界區(qū)”之外時(shí)，它們就變得沒那么明顯了。

這仿佛是一場(chǎng)生物的博弈。對(duì)鱗翅目來說，遺傳和發(fā)育限制極大地抑制了不對(duì)稱的偽裝花紋的進(jìn)化，但這些動(dòng)物還是“找到”了哺乳動(dòng)物和鳥類視覺系統(tǒng)對(duì)對(duì)稱圖案的“漏洞”，為自己找到了一條路。就像那部著名的電影所說，“生命總能找到出路”。

參考來源：

https://aeon.co/ideas/why-is-symmetry-so-significant-in-understanding-evolution

https://phys.org/news/2020-01-animals-symmetry-camouflage.html

https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2019.2664