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.
La symétrie est partout dans la nature, et en général, nous l'associons à la beauté: une feuille de forme parfaite, ou un papillon aux motifs complexes, qui se reflètent sur chaque aile. Mais, il se trouve que l'asymétrie est aussi assez importante, et plus courante qu'on le croit, des crabes avec une pince plus grande que l'autre aux escargots dont les coquilles s'enroulent toujours dans le même sens. Certaines espèces de haricots ne grimpent leurs treillis que dans le sens des aiguilles d'une montre et d'autres seulement dans le sens opposé. Même si le corps humain parait assez symétrique de l’extérieur, à l'intérieur, c'est une toute autre histoire. La plupart de vos organes vitaux sont rangés asymétriquement. Le cœur, l’estomac, la rate, et le pancréas sont à gauche. La vésicule biliaire et l'essentiel de votre foie sont à droite. Même vos poumons sont différents. Celui de gauche a deux lobes, celui de droite en a trois. Les deux côtés de votre cerveau semblent similaires, mais fonctionnent différemment. Il est crucial de s'assurer de la bonne distribution de l'asymétrie. Si tous vos organes sont inversés, c'est une condition appelée situs inversus c'est souvent bénin. Mais un inversement incomplet peut être fatal, particulièrement si le cœur est impliqué. Mais d'où vient l'asymétrie, vu qu'un embryon tout neuf semble identique à droite et à gauche ? il y a une théorie met l'accent sur un petit noyauu sur l'embryon appelé nodule. Le nodule est bordé de petits poils, appelés cils, qui se séparent légèrement de la tète et s'enroulent rapidement, tous dans la même direction. Cette synchronisation pousse le fluide de la droite de l'embryon vers sa gauche. Sur le bord gauche du nodule, d'autres cils perçoivent cette circulation de fluide et activent des gènes spécifiques sur le côté gauche de l'embryon. Ces gènes ordonnent aux cellules de créer certaines protéines, et en à peine quelques heures, les côtés droit et gauche de l'embryon sont différents du point de vue chimique. Même s'ils se ressemblent encore, ces différences chimiques se traduisent au final en organes asymétriques. L'asymétrie se manifeste en premier dans le cœur. Au début, il a la forme d'un tube droit au centre de l'embryon, mais quand l'embryon est âgé d'environ trois semaines, le tube commence à se tordre en forme de C et à pivoter vers le côté droit du corps. Il développe des structures différentes de chaque côté, pour finir par devenir le cœur que nous connaissons. Pendant ce temps, les autres organes vitaux émergent d'un tube central et grandissent vers leurs positions définitives. Mais certains organismes, comme les porcs, n'ont pas ces cils embryonnaires et ont quand même des organes asymétriques. Toutes les cellules sont-elles intrinsèquement asymétriques ? Probablement. Les colonies bactériennes développent des branches en dentelles, qui s'enroulent toutes dans la même direction ; les cellules humaines cultivées dans des contenants circulaires ont tendance à s’aligner, comme les stries sur un beignet. Si l'on zoome encore plus, on peut voir que beaucoup de blocs de construction de base des cellules comme l'acide nucléique, les protéines, les sucres, sont intrinsèquement asymétriques. Les protéines ont des formes asymétriques complexes. et ces protéines contrôlent le sens dans lequel les cellules migrent et le sens dans lequel les cils embryonnaires s'enroulent. Ces biomolécules ont une propriété, appelé chiralité, ce qui veut dire qu'une molécule et son image miroir ne sont identiques. Comme votre main gauche et droite, elles semblent identiques. mais essayer de mettre votre main droite dans un gant gauche prouve que ce n'est pas le cas. Cette asymétrie au niveau moléculaire est reflétée dans les cellules asymétriques, les embryons asymétriques, et pour finir, les organismes asymétriques. Alors même si la symétrie peut être belle, l'asymétrie peut aussi être attirante, de par ses tourbillons gracieux, sa complexité organisée,