対称性は 自然界の至るところで見られます
そして私たちは 対称性に美しさを感じます
見栄えの良い木の葉や
複雑な模様が鏡に映したように 左右対称な蝶の羽などがあります
しかし非対称性も同じく重要で
意外と多く見られます
片手に大きな爪を持つカニや
巻きの方向が決まっている ある種のカタツムリなどです
豆は時計回りにツルを伸ばすものか
反時計回りに伸ばすものの何れかです
人間の体は外見は左右対称ですが
内部では異なっています
重要な臓器のほとんどは 左右非対称にできています
心臓や胃 ひ臓 すい臓は 左側にあります
胆のうや肝臓の大部分は右側です
肺だって左右異なります
左は２つ そして右は３つに分かれています
左右の脳はよく似ていますが 機能は異なります
脳の非対称性に異常がないか 確認することは重要です
全ての内臓の位置が逆の状態を 内臓逆位といいます
通常 機能的には問題ありません
しかし不完全逆位は 命にかかわります
特に心臓の場合は深刻です
ではなぜ非対称になるのでしょうか？
発生初期の胚は左右対称に見えます
ある学説では 胚のくぼんだ組織に–
注目しています
それぞれのノードに生えている 短い毛を絨毛といい
絨毛は倒れたり すばやく回転しますが
全てが方向を揃えて動きます
この同期した回転運動が 胚の右側からくる液体を
左側へ押し出します
ノードの左縁部で
別の繊毛が液体の流れを感知し
胚の左側で 特定の遺伝子を活性化させます
この遺伝子は特定のたんぱく質を 細胞に作らせます
そして数時間後
胚の左側と右側は化学的に 異なるものになります
外見はまだ同じに見えますが
左右の化学的相違はいずれ 非対称の臓器に変わります
非対称性はまず 心臓発生に現れます
胚の中心に沿った 真っすぐな管として発生しますが
胚が３週目に入る頃
この管はC字状に曲がり始め
体の右に向かって回転します
左右それぞれに異なる構造を形成し
最終的に見覚えのある 非対称の心臓になります
その一方で 主要な臓器が 中心の管から現れ
最終的な位置に向かって成長します
豚のような一部の生物には このような胚の絨毛がなくても
非対称の臓器を有します
すべての細胞は 本来左右非対称なのか？
恐らくそうでしょう
細菌コロニーは全て同じ方向に 渦巻いてレース状に拡散し
ヒト細胞を縁の丸い 容器の中で培養すると
ねじりドーナッツみたいな模様で 整列します
さらに拡大すると
細胞を構成する 核酸やタンパク質 糖のような
基本的な要素が多く見られ それらは本質的に非対称です
タンパク質は複雑な非対称形を有し
それらタンパク質が 細胞の移動方向や
胚の絨毛の回転方向を制御します
これら生体分子にはカイラリティー と呼ばれる性質があり
これは分子とその鏡像が 一致しないという性質です
例えば右手と左手のように 同じに見えても
左手用の手袋を右手には はめられない性質を指します
この分子レベルの非対称性は 非対称の細胞や
非対称の胚
最終的に 非対称の臓器に反映されます
つまり対称性は美しいけれど
非対称性にも そのものの魅力があり
それはらせんの優美さや
組織だった複雑さや
見事な不完全性に見いだされます