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.
A simetria está presente em toda a Natureza e, normalmente, associamo-la à beleza: uma folha perfeitamente desenhada ou uma borboleta com desenhos intrincados espelhados em cada asa. Mas acontece que a assimetria também é muito importante, e mais vulgar do que se pode pensar, desde os caranguejos com uma pinça gigantesca até às espécies de caracóis cujas cascas enrolam sempre na mesma direção. Há espécies de feijões que só trepam pelas treliças para a direita, e outras para a esquerda. Apesar de o corpo humano parecer ser simétrico, por fora, por dentro, a história é outra. A maior parte dos nossos órgãos vitais estão dispostos assimetricamente. O coração, o estômago, o baço e o pâncreas situam-se mais para a esquerda. A vesícula biliar e a maior parte do fígado estão à direita. Até os pulmões são diferentes. O da esquerda tem dois lóbulos e o da direita tem três. Os dois lados do cérebro parecem iguais, mas funcionam de modo diferente. É fundamental garantir que esta assimetria está distribuída de forma correta. A inversão de todos os nossos órgãos internos — uma situação a que se chama situs inversus — normalmente não é prejudicial. Mas uma inversão incompleta pode ser fatal, principalmente se incluir o coração. Donde virá esta assimetria se um embrião novo parece idêntico do lado esquerdo e do lado direito? Uma teoria concentra-se numa pequena cova do embrião chamada nodo. O nodo está forrado de pequenos pelos chamados cílios, que se inclinam, e oscilam rapidamente, todos na mesma direção. Esta rotação sincronizada empurra o fluido do lado direito do embrião para o lado esquerdo. Na borda esquerda dos nodos, outros cílios sentem este fluxo de fluido e ativam genes específicos no lado esquerdo do embrião. Estes genes fazem com que as células produzam determinadas proteínas, e, ao fim de poucas horas, os lados direito e esquerdo do embrião ficam quimicamente diferentes. Apesar de continuarem a parecer iguais, estas diferenças químicas acabam por se traduzir em órgãos assimétricos. A assimetria aparece primeiro no coração. Começa com um tubo reto ao longo do centro do embrião mas, quando o embrião tem cerca de três semanas, o tubo começa a dobrar-se em forma de C e roda para o lado direito do corpo. Desenvolve estruturas diferentes de cada lado, acabando por ficar como o conhecido coração assimétrico. Entretanto, os outros órgãos principais emergem a partir de um tubo central e evoluem para as suas posições definitivas. Mas há organismos, como os porcos, que não têm estes cílios embrionários mas, apesar disso, têm órgãos internos assimétricos. Será que todas as células são intrinsecamente assimétricas? Provavelmente. As colónias bacterianas desenvolvem-se com ramos arrendados que se curvam todos na mesma direção e as células humanas em cultura num recipiente em forma de anel tendem a alinhar-se como os sulcos duma rosquilha. Se aumentarmos ainda mais, vemos que muitos dos componentes básicos das células, como os ácidos nucleicos, as proteínas e os açúcares, são assimétricos. As proteínas têm formas complexas assimétricas, e essas proteínas controlam para onde migram as células e para que lado encaracolam os cílios embrionários. Estas biomoléculas têm uma propriedade chamada quiralidade. o que significa que uma molécula e a sua imagem especular não são idênticas. As nossa mãos, a direita e a esquerda, parecem semelhantes, mas tentem enfiar a mão direita na luva esquerda e terão a prova de que não são. Esta assimetria a nível molecular reflete-se nas células assimétricas, nos embriões assimétricos, e, por fim, nos organismos assimétricos. Embora a assimetria possa parecer bela, a assimetria tem um fascínio muito próprio, que se encontra nas suas curvas graciosas, na sua complexidade organizada