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.
Simetri ada di mana-mana di alam, dan kita biasanya mengaitkannya dengan keindahan: daun yang berbentuk sempurna, atau kupu-kupu dengan pola rumit yang tercermin pada setiap sayap. Tapi, ternyata asimetri juga penting, dan lebih umum daripada yang mungkin kamu pikirkan, dari kepiting dengan satu tangan penjepit raksasa hingga spesies siput yang cangkangnya selalu melingkar ke arah yang sama. Beberapa spesies kacang hanya memanjat tiangnya searah jarum jam, yang lain, hanya berlawanan arah jarum jam, dan meskipun tubuh manusia terlihat sangat simetris dari luar, beda cerita jika dari dalam. Sebagian besar organ vital kita tersusun secara asimetris. Jantung, lambung, limpa, dan pankreas terletak di sebelah kiri. Kantung empedu dan sebagian besar liver kita ada di kanan. Bahkan paru-paru pun berbeda. Yang kiri memiliki dua lobus, dan yang kanan memiliki tiga. Kedua sisi otak terlihat serupa, tetapi fungsinya berbeda. Memastikan asimetri ini terdistribusi dengan cara yang tepat itu sangat penting. Jika semua organ dalammu terbalik, suatu kondisi yang disebut <i>situs inversus</i>, seringkali tidak berbahaya. Tetapi pembalikan yang tidak lengkap bisa berakibat fatal, terutama jika itu adalah jantung. Tapi, dari mana asal asimetri ini, padahal embrio terlihat identik pada bagian kanan dan kirinya. Satu teori berfokus pada lubang kecil pada embrio, yang disebut nodus. Nodus dilapisi dengan rambut kecil yang disebut silia, yang dapat miring dan berputar cepat, semua dalam arah yang sama. Rotasi yang disinkronkan ini mendorong cairan dari sisi kanan embrio ke arah kiri. Di tepi kiri nodus, silia lainnya merasakan aliran cairan ini dan mengaktifkan gen tertentu di sisi kiri embrio. Gen-gen ini mengarahkan sel untuk membuat protein tertentu, dan hanya dalam beberapa jam, sisi kanan dan kiri embrio berbeda secara kimiawi. Meskipun mereka masih terlihat sama, perbedaan kimiawi ini pada akhirnya diterjemahkan menjadi organ asimetris. Asimetri muncul pertama di jantung. Ini dimulai sebagai tabung lurus di sepanjang pusat embrio. Ketika embrio berusia 3 minggu, tabung mulai menekuk dan menjadi berbentuk "c", lalu berputar ke arah sisi kanan tubuh. Lalu, strukturnya berbeda di setiap sisi, hingga akhirnya berubah menjadi jantung yang bentuknya asimetris. Sementara itu, organ utama lainnya muncul dari tabung sentral dan tumbuh menjadi posisi seperti saat ini. Tetapi, beberapa organisme, seperti babi, tidak memiliki silia embrionik itu dan tetap memiliki organ internal yang asimetris. Mungkinkah semua sel asimetris secara intrinsik? Mungkin. Koloni bakteri menumbuhkan cabang berenda yang melengkung ke arah yang sama, dan sel manusia yang dikultur dalam pembatas berbentuk cincin cenderung berbaris seperti tonjolan pada <i>cruller</i>. Jika kita memperbesar lagi, kita melihat bahwa kebanyakan organel sel, seperti asam nukleat, protein, dan gula pada dasarnya asimetris. Protein memiliki bentuk asimetris yang kompleks, dan protein-protein itu mengontrol arah migrasi sel dan ke mana silia embrionik berputar. Biomolekul ini memiliki sifat yang disebut kiralitas, yang berarti bahwa molekul dan bayangan cerminnya tidak identik. Seperti tangan kanan dan kiri kamu, mereka terlihat sama, tetapi mencoba memasukkan tangan kananmu ke sarung tangan kiri membuktikan mereka berbeda. Asimetri ini, pada tingkat molekuler, tercermin dalam sel asimetris, embrio asimetris, dan akhirnya organisme asimetris. Jadi, meski simetri mungkin indah, asimetri memiliki daya pikat tersendiri, ditemukan dalam pusaran anggunnya, kompleksitas yang terorganisir,