يوجد التناظر في كل مكان في الطبيعة، وغالباً ما نقوم بربطه بالجمال: على شكل ورقة تماماً، أو فراشة ذات نقوش معقدة تنعكس على كل جناح. لكن عدم التناظر أمر مهم، جداً، وأكثر شيوعاً مما تتصور، من سرطان البحر ذي المخلب الواحد والكماشة العملاقة إلى الحلزون ذي القوقعة التي تلتف بنفس الإتجاه دائماً. بعض أنواع الفاصولياء تتسلق عريشتها باتجاه عقارب الساعة، الأخرى، عكس عقارب الساعة فقط، وبالرغم من أن الجسم البشري يبدو متناظراً جداً من الخارج، إلا أنه مختلف من الداخل. فمعظم أجهزتك الحيوية مرتبة بشكل غير متجانس. حيث يقع كل من القلب والمعدة والطحال والبنكرياس في الجهة اليسرى. بينما توجد المرارة ومعظم كبدك في الجهة اليمنى. حتى رئتيك مختلفتين. فاليسرى لديها فصين واليسرى لديها ثلاثة. جانبي دماغك يبدوان متشابهين تماماً، لكنهما يعملان بشكل مختلف. التأكد من التوزيع الصحيح لهذا التباين مهم للغاية. إذا انقلبت أعضائك الداخلية، وهي حالة تعرف بانقلاب التموضع، غالباً ما تكون غير مؤذية. ولكن انقلاب التموضع غير المكتمل قد يكون مميتاً، خاصةً إذا كان القلب هو المعنيّ. لكن من أين يأتي هذا التباين، على اعتبار أن مظهر الجنين يبدو متجانساً بشقّيه الأيمن والأيسر. تركّز إحدى النظريات على حفرة صغيرة في الجنين تدعى عقدة. تصطف العقدة مع شعيرات صغيرة تدعى أهداب، بينما تميل بعيداً عن الرأس وتدور بسرعة، وكلها في نفس الإتجاه. تزامن هذا التناوب يدفع السائل من الجانب الأيمن للجنين إلى الأيسر. على الحافة اليسرى للعقدة، الأهداب الأخرى تشعر بتدفق السوائل وتنشط جينات محددة في الجهة اليسرى للجنين. هذه الجينات توجه الخلايا لصنع بروتينات معينة، وفي غضون بضع ساعات، جهتا الجنين اليمنى واليسرى تختلفان كيميائياً. بالرغم من أنها ما تزال تبدو نفسها، تترجم هذه الاختلافات الكيميائية في النهاية لأعضاء غير متناظرة. ويظهر عدم التناظر في القلب أولاً. ويبدأ كأنبوب مستقيم على طول محور الجنين، لكن عندما يصبح عمر الجنين ثلاثة أسابيع، يبدأ الأنبوب بالانحناء على شكل حرف C ويدور حول الجانب الأيمن من الجسم. إنه ينمو ببنى مختلفة على كلا الجانبين، في نهاية المطاف يتحول إلى القلب المألوف غير المتناظر. في الوقت نفسه، تخرج الأجهزة الرئيسية الأخرى من الأنبوب المركزي وتنمو نحو مواقعها النهائية. لكن بعض الكائنات الحية، كالخنازير، لا تملك هذه الأهداب الجنينية ولا تزال أعضائها الداخلية غير متماثلة. هل من الممكن أن تكون جميع الخلايا غير متناظرة في جوهرها؟ محتمل. تنمو المستعمرات البكتيرية بشكل أفرع شريطية لتبدو وكأنها جميعها باتجاه واحد، وخلايا الإنسان تتجمع داخل حدود دائرية الشكل تميل للاصطفاف على شكل القمم التي تعلوا كعكة الكرولر. إذا كبرناها أكثر من ذلك، فإننا نرى العديد من الخلايا الأساسية، كالأحماض النووية والبروتينات والسكريات، غير متناظرة في جوهرها. البروتينات لها أشكال معقدة غير متناظرة، حيث تتحكم هذه البروتينات باتجاه هجرة الخلايا واتجاه دوران الأهداب الجنينية. هذه الجزيئات تحوي خاصية تدعى عدم التناظر المرآتي، مما يعني أن الجزيء والصورة طبق الأصل عنه غير متطابقين. كيديك اليمنى واليسرى، تبدوان متشابهتين، لكن محاولة وضع يدك اليمنى في القفاز الأيسر يتثبت أنهما ليستا كذلك. هذا التباين في المستوى الجزيئي ينعكس في الخلية غير المتناظرة والأجنة غير المتناظرة، وأخيراً في الكائنات الحية غير المتناظرة. في حين أنه قد يكون التناسق جميل، التباين يحمل جاذبية خاصة به، توجد في تموجاتها المتناغمة، وتعقيدها المنظم، وخللها الذي يجذب الإنتباه.
Symmetry is everywhere in nature, and we usually associate it with beauty: a perfectly shaped leaf, or a butterfly with intricate patterns mirrored on each wing. But it turns out that asymmetry is pretty important, too, and more common than you might think, from crabs with one giant pincer claw to snail species whose shells' always coil in the same direction. Some species of beans only climb up their trellises clockwise, others, only counterclockwise, and even though the human body looks pretty symmetrical on the outside, it's a different story on the inside. Most of your vital organs are arranged asymmetrically. The heart, stomach, spleen, and pancreas lie towards the left. The gallbladder and most of your liver are on the right. Even your lungs are different. The left one has two lobes, and the right one has three. The two sides of your brain look similar, but function differently. Making sure this asymmetry is distributed the right way is critical. If all your internal organs are flipped, a condition called situs inversus, it's often harmless. But incomplete reversals can be fatal, especially if the heart is involved. But where does this asymmetry come from, since a brand-new embryo looks identical on the right and left. One theory focuses on a small pit on the embryo called a node. The node is lined with tiny hairs called cilia, while tilt away from the head and whirl around rapidly, all in the same direction. This synchronized rotation pushes fluid from the right side of the embryo to the left. On the node's left-hand rim, other cilia sense this fluid flow and activate specific genes on the embryo's left side. These genes direct the cells to make certain proteins, and in just a few hours, the right and left sides of the embryo are chemically different. Even though they still look the same, these chemical differences are eventually translated into asymmetric organs. Asymmetry shows up in the heart first. It begins as a straight tube along the center of the embryo, but when the embryo is around three weeks old, the tube starts to bend into a c-shape and rotate towards the right side of the body. It grows different structures on each side, eventually turning into the familiar asymmetric heart. Meanwhile, the other major organs emerge from a central tube and grow towards their ultimate positions. But some organisms, like pigs, don't have those embryonic cilia and still have asymmetric internal organs. Could all cells be intrinsically asymmetric? Probably. Bacterial colonies grow lacy branches that all curl in the same direction, and human cells cultured inside a ring-shaped boundary tend to line up like the ridges on a cruller. If we zoom in even more, we see that many of cells' basic building blocks, like nucleic acids, proteins, and sugars, are inherently asymmetric. Proteins have complex asymmetric shapes, and those proteins control which way cells migrate and which way embryonic cilia twirl. These biomolecules have a property called chirality, which means that a molecule and its mirror image aren't identical. Like your right and left hands, they look the same, but trying to put your right in your left glove proves they're not. This asymmetry at the molecular level is reflected in asymmetric cells, asymmetric embryos, and finally asymmetric organisms. So while symmetry may be beautiful, asymmetry holds an allure of its own, found in its graceful whirls, its organized complexity, and its striking imperfections.