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대칭 대 비대칭, 결승전의 승자는?

0000년 00월 00일 00:00
“말씀드리는 순간, 대칭 팀 해바라기 선수가 힘차게 공을 몰고 나갑니다. 아…, 하지만 비대칭 팀 소장 선수에게 공을 뺏기고 마는군요! 여러분은 지금 자연계 월드컵 결승전인 대칭 대 비대칭의 경기를 보고 계십니다. 과연 이 대결의 승자는 누굴까요?” ● 전반전-식물의 대칭 vs 비대칭 식물은 정면에서 봤을 때 전체적으로 좌우대칭을 이루지만, 그 중 꽃은 방사대칭과 좌우대칭을 모두 이룬다. 꽃은 수분 매개와 관련해 그 방식에 따라 좌우대칭과 방사대칭으로 나뉘어 진화했다. 그런데 잎의 옆면은 위로 볼록하게 휜 비대칭이다. 대칭이라면 옆모습이 평평해야 하지만, 잎의 윗면이 아랫면보다 더 넓어져 전체적으로 위로 볼록하게 휜 것이다. 이는 광합성을 많이 하기 위해 빛을 받는 쪽인 잎의 앞면이 더 넓어지는 방향으로 진화했기 때문이다. ● 후반전-동물의 대칭 vs 비대칭 동물은 진화 과정에서 신경과 감각기관이 앞으로 몰려 머리가 생기면서, 척추 신경을 중심으로 좌우대칭적인 몸 구조를 갖게 됐다. 이 두 특징 덕분에 주변에서 돌아가는 상황에 대해 빠르고 능동적으로 반응하게 된 것이다. 하지만 겉모습에서만 대칭을 이룰 뿐, 동물의 내장은 완전히 비대칭적이다. 심장은 오른쪽 심실에서 피를 뿜어내는 힘 때문에 몸의 중앙에서 왼쪽으로 밀려났다. 폐는 심장에 눌린 왼쪽 폐가 오른쪽보다 더 작아 비대칭적이다. 한편, 소장은 몸 안에 빈 공간을 줄이고 효율적으로 일하기 위해 완전히 비대칭적으로 들어차 있다. ● 연장전-대칭과 비대칭은 둘 다 보물 물리학에서 보면 대칭은 한 마디로 무언가가 그대로 유지되거나 보존되는 것이고, 비대칭은 끊임없이 변화하는 것이다. 만일 비대칭만 있다면 아마 과학 원리와 법칙이 없었을 것이다. 반대로 대칭만 있다면 세상은 영원히 변하지 않았을 것이다. 대칭과 비대칭의 대결, 그 승자는 누구일까? 어쩌면 둘은 처음부터 무승부가 아니었을까? 둘 다 있어야 우주와 자연이 존재할 수 있으니까 말이다. 대칭과 비대칭에 대한 더 많은 내용은 ‘어린이과학동아’ 7월 1일자를 통해 확인할 수 있다.

최나영 동아사이언스 기자 scilove@donga.com

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