LIBRARY

KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

창조설계

David Catchpoole
2013-10-25

편평한 식물 잎에 숨어있는 놀라운 설계 

(Flat leaves—a curly problem)


      식물의 편평한 잎(flat leaves)은 어디에나 존재하지만, 왜 그렇게 되어있어야 했을까? 왜냐하면 편평한 잎 모양은 주어진 재료로 최대의 면적을 만들어낼 수 있어서, 최대의 햇빛에너지를 얻을 수 있기 때문이다. 햇빛은 식물생장에 필요한 탄수화물(전분과 당)을 생산하는 광합성(photosynthesis)에 있어서 필수적인 요소이다.

식물 잎의 편평함은 어디에서나 볼 수 있지만, 자세히 살펴보면 설명하기가 쉽지 않다. 식물생리학자들은 다음과 같이 지적하고 있었다. 

”잎의 중심 부위의 생장은 가장자리의 생장과 조화되어야만 하기 때문에, 평탄한 잎을 만드는 것은 곡면으로 된 잎을 만드는 것보다 더 어렵다.”[1]

실제로, 평탄한 잎은 매우 주의 깊게 조절된 생장과정의 결과이며, 과학자들은 그것이 유전자들에 의해 조절됨을 최근에 발견하였다.[2] 그래서 만약 잎의 생장이 적절히 조절되지 않는다면, 즉 유전적 돌연변이가 일어나 있는 식물에서는 어떤 일이 발생하게 될까? 그러한 식물들은 평탄한 잎을 가지지 못하며, 이상적인 ‘제로 곡률(평탄성)’과는 거리가 먼 곡면 잎을 가지게 되는 것이다. 예로써, 잎 가장자리 근처에 있는 세포들이 중앙에 있는 세포들보다 더 느리게 자라난다면, 그 잎은 컵 모양 같은 즉 ‘양의 가우스곡률’(positive Gaussian curvature)을 지닌 잎으로 끝난다. 반대로, 잎 가장자리 근처에 있는 세포들이 중앙 지역의 세포들보다 더 빠르게 자라난다면, 그 잎은 가장자리가 물결모양의 형태로 된, 승마안장과 비슷한 ‘음의 가우스 곡률’(negative Gaussian curvature)을 지닌 비틀린 잎이 될 것이다.


연구자들이 지적한 것처럼, 음의 곡률, 혹은 양의 곡률이 발생할 가능성이 훨씬 높은 것을 생각해볼 때, 잎의 제로곡률은 정말로 매우 놀라운 일이라는 것이다 :

”비록 그러한 잎의 평탄성은 종종 당연한 것으로 여기고 있음에도 불구하고, 우연히 이러한 평탄성이 생겨날 가능성은 매우 낮다. 왜냐하면 제로곡률보다는 음의 곡률, 혹은 양의 곡률을 취하기 위한 구조에는 매우 많은 방식들이 있기 때문이다”[2]

금어초(snapdragon) 잎의 생장을 자세히 살펴보면, 잎의 편평함을 만드는데 필요한 정교한 조절이 있음을 보여주고 있다. 새로운 잎이 나타날 때, 그들은 세포분열에 의해 확장된다. 즉, 각 세포는 분열하여 두 개의 새로운 세포를 만들고, 그것의 각각은 또 다시 두 개의 새로운 세포를 만들고, 이 일은 계속된다. 정상적인(즉 편평한) 잎에서는, 잎의 선단에 있는 세포들은 분열을 중지하고, 잎의 기저부에 있는 세포에 앞서서 성숙(분화)된다.


이제 연구자들은 본질적으로 금어초 잎의 선단에서 기저부를 따라 지나가는 ‘파동’ 혹은 ‘앞쪽 진행 정지’는 세포가 분열을 멈추고, 성숙 잎 세포로 분화되는 원인이 됨을 보여주었다. 그러나 이러한 파동이 일어나는 시점과 모양은 잎의 모양과 잎의 곡률에서 절대적으로 중요했다. 정상 잎에서 앞쪽 진행 정지는 볼록했고, 그것은 잎의 선단에서 일정한 거리를 두고 있었다. 그리고 잎 가장자리의 세포들은 잎 중앙의 세포에 앞서 분열을 멈추었고, 결과적으로 평탄한 제로곡률(그림 잎 A)을 가진 타원형 잎이 만들어진다.

성장하는 잎의 아래쪽 부분의 앞쪽 진행 정지가 약하게 볼록일 때(잎 A), 타원형 잎의 마지막 모양은 ‘제로 가우스 곡률’을 나타낸다. 그러나 돌연변이체에서, 오목한 앞쪽 진행 정지는(잎 B) 잎의 가장자리에서 빠른 성장을 만들어서, 음의 곡률을 지닌 잎을 만든다. (Nath et al. 2003. 그림 4(E), 참조 2).
 
그러나 유전자에 돌연변이가 일어난 금어초 식물은, 그 앞쪽 정지가 오목했고, 정상적인 잎보다 느리게 점진적으로 분화되었다. 결과적으로, 금어초 돌연변이체에서, 잎 중앙의 세포들은 잎 가장자리 가까이의 세포들에 앞서 분열을 멈추었고, 가장자리에서 더 크게 생장하여, 결과적으로 음의 곡률을 지닌 넓적한 잎이 만들어진다.(잎 그림 ‘B').


동일한 문제가 곤충의 날개에도 적용될 수 있다. 분명히, 거기에도 많은 생장률의 조절이 있음에 분명하다. 그것은 쪼글쪼글한 날개가 생기는 돌연변이체에서 볼 수 있다. 마찬가지로 돌연변이들은 주름이 많은 날개를 가져올 수 있다. 그러나 곤충 날개의 평탄성은 공기역학적 비행에 필수적이기 때문에, 곤충에게서는 더욱더 중요하다.


편평한 잎을 만드는데 포함되는 모든 요인들을 고려해 볼 때, ”우연히 그것이 생겨날 수 있는 가능성은 극도로 낮다”[2]. 그렇다면 편평한 잎은 어디에서 왔을까? 신다윈주의자들은 몇몇 무작위적인 돌연변이들과 자연선택에 호소하려 할 것이다. 그러나 편평성(flatness)은 생장률에 있어 고도로 조율된 변화를 요구하기 때문에, 도킨스의 방식에서처럼, 단순히 돌연변이들의 누적 선택으로는 불가능하다. 만약 우연이나 누적선택이 아니라면, 로마서 1장 18~32절에서 말씀하고 있는 것처럼, 남아 있는 유일한 논리는 ‘설계(Design)’인 것이다.



References

1. McConnell, J.R. and Barton, M.K., Leaf development takes shape, Science 299(5611):1328–1329, 2003.
2. Nath, U., Crawford, B.C.W., Carpenter, R. and Coen, E., Genetic control of surface curvature, Science 299(5611):1404–1407, 2003.
(Available in Chinese (Simplified) and Chinese (Traditional))  



번역 - 문흥규

링크 - http://creation.com/flat-leaves-a-curly-problem

출처 - Journal of Creation 19(1):8, April 2006

구분 - 3

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=5772

참고 : 5763|5754|5746|5738|5735|5700|5654|5046|3183|2347|4834|5736|5692|5663|5655|5571|5554|5526|5477|5475|5432|5430|5391|5363|5341|5292|5137|5123|5045

David Catchpoole
2013-10-14

파동 성장을 하는 식물

(Pulsating plants)


      식물(plants)은 행성 지구의 푸른 나무들을 연구하는 연구자들에게 끊임없이 놀라움을 더해주고 있다. 식물의 복잡성에 대한 새로운 발견이 있을 때마다[1, 2], 우리는 식물에 대해 아는 것이 적다는 것을 깨닫게 된다.

특히 이러한 놀라움은 땅 속의 식물 뿌리에서 더욱 그러한데, 일반적으로 뿌리는 잎, 줄기, 꽃과 같은 지상에 있는 부분보다 연구하기가 더 어려웠다.

그러나 기술의 발전과 함께, 뿌리 생장의 신비가 점차 밝혀지고 있다.

예를 들어, 위스콘신 대학의 식물학자 사이먼 길로이(Simon Gilroy)가 이끄는 연구팀은 정교한 비디오 영상 기술을 이용하여, 뿌리털(root hairs)로 알려진 뿌리세포 각각의 섬세하게 확장되는 생장 모습을 촬영할 수 있었다.[3]

식물 뿌리를 덮고 있는 이 길쭉한 피질의 돌출부위는 문자 그대로 수백만 개가 있다. 뿌리털이 식물 근계의 표면적을 엄청나게 증가시키고, 따라서 물과 미네랄 영양소를 얻을 수 있는 토양 용적을 증가시키고 있다는 것은 오랫동안 잘 알려져 있었다. 그러나 뿌리털이 어떻게 정교하게 형성되고 자라는 지는 하나의 미스터리로 남아 있었다.

길로이의 연구팀이 카메라로 뿌리털을 촬영했을 때, 놀랍게도 그들이 예상했던 느리고 꾸준한 자라남은 볼 수 없었다. 대신에 그들은 매 20초 정도마다 주기적으로 파동(pulses) 생장을 하는 뿌리털을 보았던 것이다. 좀 더 자세히 조사해본 결과, 그 파동은 뿌리털 선단의 급격한 산도(pH) 변화와 또한 특정 반응성 화합물 농도와 연관되어 있었다. 

이 발견은 식물은 느리지 않고, 정적이지 않으며, 상상했던 것보다 훨씬 더 복잡하고 정교하다는 것을 보여주었다. 

”식물은 단지 자기 위치에 고정되어 있고, 그저 태양 빛을 받고 살아가는 생물로 생각했던 것보다 실제로 훨씬 더 역동적”이라고 길로이는 말했다.[4] 실제로 식물은 흔히 동물 반응에서만 있는 것과 같은 신속성을 가지고, 초나 밀리초의 시간 척도로 지시에 반응하고 있었다.   

더욱이 길로이가 설명했던 것처럼, 동물세포와는 달리 커지는 식물세포들은 셀룰로오스로 이루어진 세포벽과 싸워야 하는데, 그 벽은 강철보다 무겁고 강한 것이다. 셀룰로오스의 강화 강도는 내부의 엄청난 수압(팽압, turgor)으로부터 세포가 붕괴되는 것을 막아준다. 그러나 뿌리털의 선단이 자라기 위해서는, 세포는 어찌되었든 터지지 않고, 내부 압력으로부터 충분히 늘어날 수 있도록 유연하게 세포벽을 만들어야만 한다. 일단 세포 확장이 일어나면 뿌리털 선단 바로 뒤의 벽을 빠르게 강화해야만 한다.  

지구상의 식물세포가 이러한 일을 수행할 수 있도록 한 것은 도대체 무엇인가? 식물학자 길로이인가? 우연인가?

”어떻게 식물세포는 어느 곳의 벽은 단단하게 만들고, 어느 곳의 벽은 느슨하게 만드는 것을 알았을까? 그리고 그것을 그토록 정교하게 조절하여, 팽압이 세포를 터트리거나 죽지 않도록 했을까”. ”그것은 언제나 미스터리였다. 지구상의 식물세포가 이러한 일을 수행할 수 있도록 한 것은 도대체 무엇인가?”라고 길로이는 말했다. 

길로이와 그의 동료들은 아마도 식물세포가 산도 경사를 만들기 위해 주의 깊게 양자(protons)를 세포벽 안으로 펌프하고, 그 결과 뿌리털의 꾸준한 신장(elongation)을 발생시켰을 것이라고 생각했었다. 그러나 앞에서 언급한 것처럼, 그들은 파동하는 성장을 보았다. 그것은 정말로 양성자에 의해서 조정되지만, 예상했던 것보다 훨씬 활기찬 방식으로 자라나고 있었던 것이었다. 

양자(protons)가 세포벽 안으로 흘러들어갈 때, 세포벽은 늘어나고, 뿌리의 선단은 길어진다. 그러나 식물세포는 거의 즉각적으로 다시 흡입한 양자를 내뱉는다. 그리고 셀룰로오스 가닥은 세포벽을 다시 강화시키기 위해 제자리로 고정된다. 잠시 멈춘 후에 그 주기는 다시 반복되는 것이다.

왜 이들의 생장은 지속적인 신장을 하는 대신에, 파동을 하며 생장하는 것일까? 길로이는 뿌리털이 너무 많이 약해져 붕괴되는 위험을 막기 위해, 그것을 멈추기 위한 재빠른 ”숨고르기”를 하는 것으로 추론했다. ”거기에는 세포가 안전한지를 보기위한 감속과 기다림에 관여하는 많은 조절들이 있다 ”고 그는 설명했다.

이러한 파동 성장의 화학적 조절은 고도로 복잡하다. 길로이는 여전히 모르는 것이 더 많이 있다는 것을 인정하고 있었다. ”모든 것이 협력적으로 조절되고 있다. 그것은 마치 춤과 같다. 분당 세 번 일어나는 완전히 복잡한 발레 춤 말이다” 그는 말했다. 

모든 위대한 발레에는 안무를 만들고 편성한 사람이 있는 것처럼, 우리가 인식하지 못한 채, ”완전히 복잡한 발레”가 오랫동안 우리의 발아래 땅속에서 반복적으로 진행되고 있었다는 사실은 이것이 누군가에 의해서 만들어졌음에 틀림없음을 가리키고 있는 것이다. 성경은 그 안무가가 누구인지를 우리에게 말씀해주고 있다.

”그가 가축을 위한 풀과 사람을 위한 채소를 자라게 하시며 땅에서 먹을 것이 나게 하셔서” (시 104:14)

”그런즉 심는 이나 물 주는 이는 아무 것도 아니로되 오직 자라게 하시는 이는 하나님뿐이니라” (고전 3:7)



References

1.Scientists admit they have much more yet to learn about the plant’s inner workings. For example, the intricate complexity of the chemistry behind photosynthesis—the conversion of sunlight into usable energy—which bioengineers are eager to copy. See: Can we make 'green energy” as plants do? Creation 31(3):8, 2009.

2.Even the more visible exterior parts such as flowers continue to reveal hitherto unrealized features. High-speed video cameras recently showed the bunchberry’s pollen catapult (designed like a medieval trebuchet) to be the fastest natural catapult yet discovered. Catchpoole, D., Bunchberry bang! Creation 31(2):32–34, 2009; creation.com/bunchberry.

3.Monshausen, G., Bibikova, T., Messerli, M., Shi, C. and Gilroy, S., Oscillations in extracellular pH and reactive oxygen species modulate tip growth of Arabidopsis root hairs, Proceedings of the National Academy of Sciences USA 104(52):20996–21001, 26 December 2007.

4.Fisher, M., What lies beneath: Growth of root cells remarkably dynamic, study finds, University of Wisconsin news release, <www.news.wisc.edu/14505>, 3 December 2007.



번역 - 문흥규

링크 - http://creation.com/pulsating-plants

출처 - Creation 32(2):36–37, April 2010

구분 - 3

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=5763

참고 : 5754|5746|5738|5735|5700|5654|5046|3183|2347|4834|5736|5692|5663|5655|5571|5554|5526|5477|5475|5432|5430|5391|5363|5341|5292|5137|5123|5045|6200|6114|6056|5956|5933|5788|5774

전기 발생 생물에 대한 놀라운 사실들 

(Shocking Facts About Electric Life)


      발전소가 있는 식물에 관해 이야기해 보자. 여러분은 식물이 전기(electricity)를 사용하고 있다는 것을 알고 있었는가? 몇몇 물고기들은 전기 기관을 이용하여 먹이를 탐색하거나 기절시킬 수 있다.


발전소가 있는 식물 : Nature 지는 식물에서 어떻게 전기적 신호가 생산되는 지를 논의하고 있었다. 파리지옥과 '감수성 식물”들은 전기에 의해 시발된 비근육성 잎 운동의 놀라운 예로 알려져 있지만, 그 이상의 사실이 있다 :

포유동물의 신경계는 초당 100m에 이르는 속도로 전기신호를 전달할 수 있다. 식물은 움직임 없이 살아간다. 비록 식물은 신경계가 없지만, 어떤 식물, 가령 미모사(Mimosa pudica)와 파리지옥(Venus flytrap, Dionaea muscipula)은 빠르게 잎 운동을 시발하기 위해 전기신호를 사용하고 있다. 이 식물에서 신호 전달은 초당 3cm 속도로 발생한다. 이것은 홍합의 신경계에서 관찰된 속도와 비견할만한 것이다. 이 논문의 422 페이지에서, 모사비(Mousavi) 등은 어떻게 식물들이 전기신호를 만들어 생산하는 지의 매혹적이지만 난해한 문제를 설명하고 있었다. 저자들은 잎의 상처에 의해서 시작되는, 그리고 이웃 기관으로 퍼져나가는, 전기 파동의 유도에 필수 요소인 두 글루타메이트 수용체 유사 단백질(glutamate-receptor-like proteins)을 확인하였다. 이것은 잠재적인 초식동물의 공격에 대한 방어 반응을 증진시키기 위한 시도이다.

잘려진 잎이 전기 경고를 보낼 것이라고 어느 누가 생각했겠는가? 흔히 있는 물냉이(thale cress)의 실험에서, 유충이 기어갈 때는 어떤 반응도 없었지만, 잎을 먹을 때는 분당 9cm의 속도로 전기 신호가 퍼지는 것을 보여주었다. ”그 전기 신호의 전달은 잎의 상처부위 바로 위아래에서 가장 유효했다.” ”이 잎들은 식물 맥관 구조로 잘 연결되어 있는데, 그것은 물과 유기화합물을 전달하고, 장거리의 신호 전송을 위한 좋은 후보자”라고 그 논문은 밝혔다. 그 신호의 수신은 방어 화합물의 생산을 위한 유전자 발현 스위치를 켜고 있었다. ”이러한 흥미로운 관찰은 전기신호의 생성 및 전달이 초식동물의 공격에서 멀리 떨어진 곳의 방어 반응을 개시하는데 중요한 역할을 한다는 것을 분명히 보여주는 것이다”.

원 논문(Nature. 2013. 8. 22)의 저자들은 ”이들 유전자에 깊게 보존된 기능은 손상 인식에 대한 말초의 보호반응과 연결되어 있을지도 모른다”고 추론하면서도, 진화에 관해 어떠한 논의도 하고 있지 않았다. 만약 그렇다면, 이러한 기능은 ”동식물들의 분기 이전에 존재했음에 틀림없다”는 것이다.


전기 물고기 : 두 가지 이상의 전기 물고기 종이 아마존 분지에서 발견되었다. 그러나 그들은 서로 다르게 전기를 발생시키는 것으로 나타났다. 하나는 대부분 다른 물고기처럼 교류(AC)와 같은 이상(二相)이지만, 또 다른 하나는 ”직류(DC)'와 같은 단일상이다. Science Daily(2013. 8. 28) 지의 기사는 이것이 그렇게 진화될 수 있었던 이유를 찾고 있었지만, 흥미로운 것은 ”이러한 약한 물고기들은 필라멘트 꼬리 위로 뻗어있는, 몸 아래의 기관으로부터 수백 밀리볼트의 전기를 생산한다는 것이었다.” 유명한 전기뱀장어(electric eel)가 일으키는 전기 충격처럼 먹이를 기절시키기에는 너무 미약하지만, 그 파동은 그 종의 다른 물고기들 및 짝들에게 읽혀져 의사소통을 할 수 있게 한다는 것이다. 그 물고기는 또한 그 파동을 사용하여 ”밤에 복잡한 수중 환경의 위치를 전기적으로 파악할 수 있다.” 그 두 물고기는 그들 신호의 전기적 상의 차이를 제외하고는, 진화론적으로 동일한 종류로 분류될 만큼 유사한 것이었다.



세상에는 수많은 입력 방법이 있다: 감각, 시각, 청각, 후각, 미각, 그리고 이제는 전기이다. 생물 세계는 생물체와 환경간의 놀라운 상호작용의 경이로움으로 가득하다. 각각의 감각은 정교하게 설계되어 있고, 생물체에 유용한 것이다. 정교한 시스템들은 눈이 먼, 방향도 없고, 목적도 없는, 무작위적인 자연적 진화 과정의 산물이 아니다. 설계된 시스템으로 그것을 바라보는 것은 연구를 활성화시킬 것이다. 우리는 뛰어난 설계를 이해하려고 노력하고, 그것을 우리의 공학기술에 모방하기 위해서 힘써 연구해야할 것이다. 과학의 진정한 방해자는 ”아, 그것은 단지 우연히 진화되어 생겨난 것이다. 그것은 진화했기 때문에 진화된 것이다” 라고 추정하는 진화론이다. 그것은 자기 최면이고, 우스꽝스러운 말장난이다. (카툰5/25/05 해설 참조).



*관련 기사 : 신종 전기 물고기 발견… 전기어 중 가장 위험한 생물은? (2013. 9. 28. 스포츠월드)
http://www.sportsworldi.com/Articles/SWIssue/Article.asp?aid=20130928020092&subctg1=10&cid=1180100000000 


번역 - 문흥규

링크 - http://crev.info/2013/09/shocking-facts-about-electric-life/

출처 - CEH, 2013. 9. 3.

구분 - 3

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=5757

참고 : 5746|5529|5127|5174|5751|5694|5689|5671|5608|5600|5598|5513|5488|5439|5359|5351|3674|4408|5754|5735|5692|5654|5526|5966|5850

식물을 사랑해야 될 더 많은 이유들 

(More Reasons to Love Plants)


      음식으로, 시각적인 즐거움으로, 그리고 온 지구의 건강을 위해, 식물을 사랑하고 배워야할 가치가 있다.


화학물질 도서관 : Science Daily(2013. 8. 30) 지의 한 기사는 식물의 잎은 놀라운 화학공장이라고 말했다.

식물은 수만 개의 서로 다른 소형 분자들을 만들 수 있다. 예로서 하나의 잎은 평균 약 20만 개의 분자들을 생산한다. 이들 중 많은 분자들이 일반적인 식단에서 발견되고, 일부는 건강, 질병, 보편적인 인간 복지에 효과를 주는 의약성분이 있는 것으로 이미 알려져 있다.

그 글에서 (항암제이며 영양제로 알려진) 식이용 플라보노이드의 면역계 효과는 분자 골격 구조의 여러 부분에서 메틸화와 같은 매우 작은 화학적 변화에 의해서도 극적으로 바뀔 수 있다고 말하고 있었다. 뉴욕대학의 연구자들이 발견한 사실은 왕립협회(Royal Society)에 의해 개최된 ”자연의 경이로운 의약품”이라는 제목의 패널 토론에서 논의되고 있었다.


식물의 내적 품질 : 호주의 포도밭 위로 비행하는 비행기는 포도밭의 ”내적 품질”을 모니터링하고 있다고 Science Daily(2013. 9. 3) 지는 보도했다. ”초미세 분광카메라”는 식물의 건강과 양분의 지표물질(markers)을 확인할 수 있기를 기대하면서, 식물에서 발산되는 분자의 전체 스펙트럼 파장을 조사하고 있었다. 식물의 ”내적 품질”은 인간의 건강혜택에 직접적으로 영향을 미칠 수 있다는 것이다. 


자가 비옥화 작물들 : Science Daily(2013. 8. 24) 지의 또 다른 기사는 식물이 질소를 고정하도록 돕는 것은 '정말로 농업혁명”을 가져올 것이라며, 워싱톤 대학의 연구자들은 그 목표에 다가서고 있다고 말했다. 그들이 그러한 과정을 다시 발명한 것은 아니다. 그들은 단지 시아노박테리아의 기술을 작물 속에 집어넣는 기술을 얻으려하고 있었다. 질소(N2) 분자는 대기 중에서는 풍부하지만, 3중으로 결합되어 있기 때문에, 암모니아 형태나 다른 사용가능한 화합물로 쪼개어 ‘고정’하기가 어렵다. 일부 식물들은 그들의 뿌리에 질소고정 박테리아(nitrogen-fixing bacteria)와 공생관계를 형성하고 있다. 이들 박테리아는 상온의 대기에서 질소 분자를 쪼개는 질소 촉매효소를 가지고 있어서, 20세기에 사람이 발견한 에너지 집약적인 하버법(Haber process, 비료의 합성에 중요한 암모니아를 공업적으로 제조하는 방법)보다 더 효율적으로 일하고 있다.

식물이 쉽게 질소를 고정하도록 촉매하는 것은 결코 비싼 비료생산을 뜻하는 것이 아니며, 박쥐 배설물의 비료 이용과 같은 것이 아니다. 그것은 더 값싸고 생산적인 작물을 만드는 것이다. 연구팀이 극복해야 될 비책중 하나는 광합성을 방해하지 않고, 식물에 질소고정의 혜택을 추가시키는 것이다. PhysOrg(2013. 9. 6) 지는 캘리포니아 공대 연구원들이 성취한 또 다른 접근법을 보도하고 있었다. 그것은 질소고정 효소를 인공적으로 합성하여 만드는 것이었다. 그들은 상당한 진전을 이루고 있었지만, 아직 제품의 대량생산은 준비되지 못했다: ”각 촉매분자는 활력을 잃기 전에 단지 7개의 질소분자 만을 변화시킬 수 있었다.” 그러나 천연 효소들은 수년간 지속적으로 작동된다.


식물 보호 시스템 : 다트머스(Dartmouth) 대학의 연구자들은 식물이 가뭄, 홍수, 염분, 기타 스트레스에 견디도록 하는 시스템에 관한 사실을 발견하고 있었다. ”식물의 뿌리는 토양에서 지상부의 식물 부위로 수분과 양분의 효율적인 이용과 이동을 조절하는 세포수준의 문지기(gatekeeper)로써, 내피 또는 내부 표피를 사용한다”고 Science Daily(2013. 8. 12) 지는 설명하고 있었다. 이러한 ”문지기”는 식물세포에 의해 생산된 리그닌(lignin)으로 구성되어 있는데, 염분이나 가뭄과 같은 환경 스트레스에 대해서 식물들을 견고하게 하는 ”카스파리 선(Casparian strip)”이라 불리는 층으로 형성되어 있다. 연구자들은 카스파리 선에서 겹쳐있는 리그닌과 그것을 함께 결합시키고 있는 ESD1으로 불리는 단백질을 발견했다. 이러한 과정을 이해하는 것은 작물과 바이오연료의 생산성과 질을 개량할 수 있을 것이다.


대기 정화 작용 : Live Science(2013. 7. 29) 지는 가정에서 공기 정화에 가장 좋은 실내식물 목록을 제공하고 있었다. 식물이 이산화탄소를 흡수한다는 것은 학교에서 모든 사람들이 배웠지만, ”실내식물의 공기정화 능력에 대한 과학자들의 연구는, 식물이 담배연기, 벤젠, 포름알데히드, 그리고 플라스틱, 세제, 혹은 합성물 등에서 방출되는 휘발성 물질 등과 같은 수많은 다른 가스들을 흡수할 수 있다는 것을 발견한 것”이다.


건강한 식생활 : 식이요법에 있어 식물의 장점에 대한 논문들이 많이 있다. 예로, National Geographic(2013. 8. 20) 지는 수박(watermelon)을 먹을 때 얻을 수 있는 다섯 가지 건강 혜택에 대해서 보도하고 있었다. Medical Xpress(2013. 8. 15) 지는 몇몇 차, 과일, 코코아 등에서 발견된 플라바놀(flavanols)의 혜택을 설명하고 있었다. Medical Xpress(2013. 8. 30) 지의 또 다른 기사는 지중해섬 식이요법의 건강혜택을 설명하고 있었는데, 그것은 붉은 고기를 피하고, 날마다 9가지 과일과 야채를 먹는 것이었다.   



”하나님이 창조하신 푸른 지구”는 식물의 존재에 대한 우리의 이해를 넘어서는 커다란 축복이다. 다양하고 풍부한 생물들이 살아가고 있는 우리의 지구를 건조하고 무미건조한 표면을 가진 달이나 화성과 비교해 보라. 지적설계를 이용하여, 우리는 식물 속에 들어있는 기술을 인간을 위해 사용할 수 있다. 그 기술은 우리가 쉽게 재현할 수 없는 최첨단의 것으로, 식물들에게 활력과 수명 연장과 생산성을 증가시킬 수 있는 것이다. 


수많은 과일과 야채를 생으로 먹을 때 더 장점이 있다. 당신은 식사의 많은 부분을 미가공된 식물들을 먹도록 시도해보라. 익힌 요리, 가공쥬스, 혼합, 건조, 다른 파괴적 가공 없이도 많은 식물들을 좋은 향기와 맛으로 준비될 수 있다. 식물성 식품은 하나의 잎에 평균 2만 종 이상의 분자들이 있고, 항암물질과 건강증진 화학물질들로 가득 차 있다. 현대인은 어쩌면 최초의 원주민보다도 식물에 대한 유용한 지식을 가지지 못하고 있을 것이다. 건강에 도움이 되는 식물에 대한 지식과 즐거움은 연구할 만한 가치가 있는 것이다.


이들 기사 어디에도 진화는 언급되지 않았다. 왜 그럴까? 그것은 전혀 쓸모가 없는 이야기이기 때문이다. 계속해서 발견되고 있는 식물들의 경이로운 능력들이 방향도 없고 목적도 없는 무작위적인 복제 실수에 의해서 우연히 생겨날 수 있었을까? 우리의 과학은 인간의 생명을 증진시키고 삶을 풍요롭게 하는 방향으로 되돌아갈 필요가 있다. 좋은 과학은 선한 목적으로 적용되고 이해되고 연구되어야만 한다. 진화론과 같은 추정이야기는 이것과 반대되는 것이다.


질소고정에 대한 기사에 의하면, ”이 완전한 질소고정 장치”는 한번 오직 한번 진화되었고, 그리고 박테리아에서 반복적으로 ”소실되었다”는 것이다: ”시아노박테리아의 49종의 진화역사 연구는 그들의 공통조상은 질소고정 능력이 있었고, 이 능력은 진화과정에 걸쳐 반복적으로 소실되었다”고 제안하고 있었다. 말했던 것처럼, 이러한 진화 이야기는 전혀 쓸모가 없다. 공통조상(만약에 있었다면)은 이미 그것을 벌써 가지고 있었고, 그리고 그 다음의 다른 것들은 그것을 잃어버렸다. 도대체 그런 류의 설명이 무슨 의미가 있을까? 어떻게 그것이 다윈의 진화론에 도움이 되는 것일까? 어떻게 그 조상은 질소고정 방법을 얻었는가? 우연인가? 아니면 마술인가? 이제 관측 불가능한 그랬을지도 모르겠다는 추정, 추측, 추론, 상상, 공상의 이야기는 끝내 버리고, 이해하고 이용할 수 있는 것들을 논하도록 하자.



번역 - 문흥규

링크 - http://crev.info/2013/09/more-reasons-to-love-plants/

출처 - CEH, 2013. 9. 10.

구분 - 3

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=5754

참고 : 5754|5746|5738|5735|5700|5654|5046|3183|2347|4834|5736|5692|5663|5655|5571|5554|5526|5477|5475|5432|5430|5391|5363|5341|5292|5137|5123|5045

Brian Thomas
2013-09-18

식물이 전기 신호를 보내고 있다는 충격적 증거! 

(Shocking Evidence of Electrical Signals in Plants)


      녹색의 식물 잎(leaves)들은 대부분의 시간 동안 움직임 없이 매달려있다. 그러나 그 내부 깊은 곳에서는 여러 움직임들이 꿈틀대고 있다. 사람들은 광합성 시에 분자들이 이동된다는 것을 알고 있지만, 식물이 또한 전자공학에도 조예가 깊다는 것을 대부분의 사람들은 알지 못하고 있다.

연구자들은 외부적 상해 또는 손상을 입고 있는 잎으로부터 멀리 떨어져 있는 잎에서 방어적 화학물질의 생산이 늘어나는 것을 발견했을 때, 식물에 어떤 형태의 빠른 의사소통이 일어나고 있는지 궁금해 했다. 애벌레가 한 잎을 점심 식사로 씹기 시작한 직후, 근처에 있거나 멀리 떨어져 있는 식물 조직들은 모두 곤충의 식욕을 줄이기 위한 시큼한 화학물질을 만들어내기 시작했다.

어떻게 손상된 잎은 같은 식물에 있는 다른 잎들에게 그렇게 빨리 소식을 전달할 수 있는 것일까?


Nature(2013. 8. 22) 지에 게재된 한 연구에서 스위스 생물학자들은 고전적인 실험연구 식물인 애기장대(Arabidopsis)를 사용하여, 잎과 줄기 맥관을 따라 전해지는 것으로 추정되는, 빠른 전기적 전하(electrical charge)의 전달을 추적했다.[1] 그들은 잎에 전극을 부착하고, 전하가 약 8.9cm/min의 속도로 이동되는 것을 발견했다. 이것은 어떤 영향을 미치고 있는 것일까?


멀리 있는 잎의 조직은 전자 신호(electronic signal)를 수신하고 나서 ‘자스모네이트(jasmonate)‘라는 화학물질을 생산해냈다. 식물학자들은 이 호르몬이 여러 식물 과정들에서 핵심적인 역할을 수행하며, 특히 식물의 많은 방어 조직들 중 하나를 시발할 때 관여하는 것으로 생각하고 있다. 식물 세포 내의 단백질은 자스모네이트의 파발마와 같은 급박한 소식을 핵 내로 전송하고, 그곳에서 중간 메신저들은 활성화하고 다른 방어 관련 유전자들과 협력한다.


이 과정 모두는 매우 복잡하다. 하지만 그건 단지 시작에 불과하다. 식물들은 여러 방어 전략들을 동시에 가동하는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 같은 생물학자는 상처가 난 잎에 반응하는 한 '민감한 산소 종'은 자스모네이트 신호에 대한 전기 화학적 반응을 또한 독립적으로 작동시키는 것을 발견했다. 잎 조직의 손상은 두 반응을 활성화시켰고, 다른 식물 방어 기구들도 활발히 작동되고 계속 가동됐다. 다른 연구는 놀랍게도 식물의 이들 다른 방어 기구들이 서로 협력하는 것을 보여주었다.


2008년 네덜란드 과학자들의 연구는 식물들의 '크로스토크(cross talk)'를 조사했다.[2] 뿐만 아니라, 식물들은 방어 경로를 따라 호르몬 신호 및 전기 신호를 보내고 있었다. 그러나 또한 경로를 가로지르며 협력하고 있었다. 다른 말로 해서, 식물의 해안 경비대는 본부에 침공 소식을 전달하고, 공군에게도 적절한 시간에 적절한 폭격이 이루어질 수 있도록 연락하고 있다는 것이다.[3]


2008년 네덜란드 연구팀은 이렇게 말했다. ”따라서, 식물은 효율적으로 공격자 특정 방어 시스템을 활성화하도록 조정하는 매우 정교한 조절 메커니즘을 소유하고 있다. 그래서 최상의 저항을 하면서, 최소의 비용을 지불하고 있는 것이다.”[2]


어떻게 식물은 전기 신호, 호르몬 신호, 방어적 단계 반응, 가로지른 의사전달 등의 방법들을 가지고 있는 것일까? 이것들은 어떻게 생겨나게 되었을까? 단 하나의 방어 메커니즘을 갖추는 데에도 많은 부품들이 필요하다는 것을 숙고해볼 필요가 있다. 돌연변이는 복제 과정에서 일어나는 무작위적인 오류이다. 그러한 돌연변이들로 방어 메커니즘에 관여한 화학물질들이 모두 우연히 생겨날 수 있었을까? 그 부품들이 하나씩 생겨나서는 방어 기능이 작동될 수 없다. 따라서 그것들은 모두 한 번에 동시에 존재했어야만 했다.[4] 그리고 그 부품들을 만드는 방법을 후대에 전달해주는 유전정보는 어디에서 생겨났는가? 또한 그 방어 메커니즘은 하나가 아니라 다수라는 것이다. 그러므로 식물의 방어 메커니즘은 창조된 것처럼 보인다. 군 관계자들은 식물의 최적화되고 정교하고 효율적인 최첨단 방어 시스템을 부러워할 지도 모르겠다.



References

1.Mousavi, S. A. R. et al. 2013. GLUTAMATE RECEPTOR-LIKE genes mediate leaf-to-leaf wound signaling. Nature. 500 (7463): 422-426.
2.Koornneef, A. and C. M. J. Pieterse. 2008. Cross Talk in Defense Signaling. Plant Physiology. 146 (3): 839-844.
3.One can take the air force analogy almost literally—damaged plant tissue releases hormones like jasmonate into the air as a signal to nearby, but separate, plants to prime their defenses.
4.For example, the Nature study authors removed certain plant genes, finding that the electric signaling required certain protein complexes. Of course, such signals carry no meaning without the jasmonate hormone, the protein machinery involved in signal transduction, the jasmonate-related signals that interact with DNA, and the proteins that manufacture jasmonate.



번역 - 미디어위원회

링크 - http://www.icr.org/article/7700/

출처 - ICR News, 2013. 9. 11.

구분 - 3

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=5746

참고 : 5735|5654|5046|3183|2347|4834|5736|5692|5700|5663|5655|5571|5554|5526|5966|5757|5850|5174|6200|6114|6056|5956|5933|5788|5774|5763|5754|5746

Brian Thomas
2013-09-06

지구온난화? 나무가 막을 수 있다!

(Global Warming? Trees to the Rescue!)


       사람들은 인간에 의한 이산화탄소(carbon dioxide) 가스의 방출이 틀림없이 지구를 돌이킬 수 없는 온실 찜질방으로 만들 것이라는 환경전문가들의 글로벌 위기에 대한 우울한 예측과 주장에 너무나도 익숙해져 있다.[1] 반면, 창조과학연구소(ICR)의 글들은 깨어지기 쉬운 지구 개념은 흔히 진화론적 믿음에 기초하고 있음을 지적해 왔다. 그러한 ICR의 몇몇 글들은 하나님이 설계하신 시스템은 생명체에 필요한 대기 가스를 적정한 수준으로 유지한다는 개념을 소개했었다.[2, 3] 이제, 세계의 산림이 이산화탄소의 증가 때문에 더 푸르러지고 있다는 뉴스를 어떻게 해석해야만 할까?

환경론자들의 불쾌한 비난 가운데서도, 산림 과학자들은 건조한 지역에서도 세계의 숲은 증가되고 있다는 기분 좋은 경향을 지켜보고 있다. 나무들은 추가되는 물 없이도 더 잘 자라고 있는 중이다. 나무들이 필요로 했던 것은 더 많은 이산화탄소였다.

최근에 과학자들은 협력하여, 각 측정 장소들에서 수십 년간 모니터링해온 이산화탄소 데이터를 분석했다. 하버드대학 뉴스에 따르면, ”나무들은 물을 사용하는 방법에 있어서 극적으로 더 효율적이 되고 있음”을 발견했다는 것이다.[4] 그 효율성의 열쇠는 대기 중의 이산화탄소 농도의 상승에 있었다. 식물들은 보다 많은 이산화탄소를 가지고 있는 대기에서 이산화탄소를 더 쉽게 추출하는 것을 발견했고, 그리고 보다 효율적인 광합성을 위해 그것을 사용한다는 것이다.

Nature 지에 게재된 논문의 선임 저자인 트레버 키넌(Trevor Keenan)은 하버드대학 뉴스에서, 생물권의 미래가 붕괴될 수도 있을 것이라고 말하고는 있었지만, ”이것은 대기 중 이산화탄소 증가의 유익한 효과로 간주할 수 있다”고 말했다.[4, 5]

키넌은 또한 ”놀라운 것은 그 효과가 이렇게 클 것이라고는 예상치 못했다. 전 세계 생태계의 광범위한 부분이 물에 의해서 제한받고 있다. 생태계는 최대 잠재 성장력에 도달하는 해(년) 동안에 충분한 물을 가지지 못한다. 만약 생태계가 더 효율적으로 물을 사용하게 된다면, 높은 생장율로 인해서 대기 중에 더 많은 탄소를 취할 수 있다”고 말했다.[4]

따라서, 실제로 세계의 숲은 어떤 인간의 개입이 없이도, 지나친 이산화탄소를 제거하는데 도움을 주고 있다는 것이다. 

그리고 지구온난화의 경향 그 자체는 1차적으로 인간의 간섭 없이도 또한 진행되는 것처럼 보인다. 지난 15년 내의 온난화 비율의 감소는 여러 기후과학자들은 놀라게 하고 있다.[6] 비록 여전히 소수이지만, 점점 더 많은 수의 과학자들이 기후 경향을 태양의 활동과 연관시키고 있다. 다가오는 5차 기후변화에 관한 정부간 패널(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)의 평가보고서는, 이러한 '뜨거운' 주제를 다룰 것으로 예상되고 있다.[7] 온난화 비율의 감소 예측에 대한 기후모델의 실패는 온난화를 태양활동과 연결시키지 못한 것에 기인하는 것 같다.

나무는 역사적으로 여러 면에서 인간과 동물의 삶에 직접적으로 혜택을 주는 필수 불가결한 것이었다. 지구가 푸르러지고 있다는 이러한 뉴스는 나무를 창조하신 하나님께 감사해야 될 또 다른 이유가 되고 있다.[8] 숲은 생명체에 필수적인 대기 가스의 균형에 도움을 주고 있는 것이다.



References

1. For example, environmentalist Al Gore retains some degree of infamy for his prediction at the 2006 Sundance Festival of an irreversibly tragic climate after 10 years of continued industrialization.
2. Thomas, B. Does Earth Balance Carbon Dioxide Levels Automatically? Creation Science Update. Posted on icr.org January 12, 2009, accessed July 11, 2013.
3. Thomas, B. Well-Engineered Ecosystems Bounce Back. Creation Science Update. Posted on icr.org June 11, 2009, accessed July 11, 2013.
4. Efficiency in the forest. Harvard University News Release. Posted on eurekalert.org July 10, 2013, accessed July 11, 2013.
5. Trevor F. Keenan, et al. Increase in forest water-use efficiency as atmospheric carbon dioxide concentrations rise. Nature. Posted on nature.com, July 10, 2013, accessed July 11, 2013.
6. Gillis, J. What to Make of a Warming Plateau. New York Times. Posted on nytimes.com on June 10, 2013, accessed July 11, 2013.
7. An early draft of the IPCC report was leaked and posted at www.stopgreensuicide.comon December 12, 2012, accessed July 11, 2013.
8. Thomas, B. 2011. Thank God for Wood. Acts & Facts. 40 (10): 17.



번역 - 문흥규

링크 - http://www.icr.org/article/7568/

출처 - ICR News, 2013. 7. 22

구분 - 3

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=5738

참고 : 2249|4981|2199|3918|2459|2275|5475|5574|4457|4408


식물의 보이지 않는 영향이 밝혀지고 있다.

 (Invisible Influence of Plants Coming to Light)


      공기는 우리가 거의 알아챌 수 없는 물질(식물에 의해 만들어진 분자)들로 가득 차 있다. 그 물질들은 기후와 생태계에 지대한 영향을 미친다.

그 물질들은 휘발성 유기화합물(volatile organic compounds), 혹은 VOCs로 불린다. 그것들은 식물에서 방출되어 대기로 떠도는 낮은 끓는점(비등점)의 분자들이다. 과학자들은 그것들 중 일부를 알고 있으나, 모두는 아니다. 우리는 오렌지 과수원, 소나무 숲, 혹은 인동덩굴(honeysuckle)의 향기를 쉽게 맡을 수 있으며, 정신을 맑게 해주는 냄새도 있고, 몇몇은 그곳을 피하도록 만든다. 식물들은 수백 가지의 다양한 VOCs들을 생산하여 방출하고 있음에도 불구하고, 최근까지도 여전히 검출조차 못하고 있다. 생태적 적소에서, 혹은 지구 전반에 걸쳐서 보이지 않는 식물들의 영향은 무엇일까?

첫째, 우리는 휘발성 유기화합물들이 존재한다는 것을 알아야만 한다. Science(2013. 8. 9) 지에 발표된 한 새로운 연구는 사람들이 이제 막 그 물질들을 검출하기 위한 첫 걸음을 내딛고 있음을 보여주고 있었다. 유럽과 미국의 연구팀은 수백 개의 새로운 VOCs들을 발견했는데, 일부는 순수 탄화수소들이었지만, 대부분은 산화된 복잡한 탄화수소(hydrocarbons)들로서, 기후모델에 대한 그것의 효과는 아직 알려지지 않았고, 설명되지 못하고 있다는 것이다 :

지구 대기에는 무수히 많은 휘발성 유기화합물(VOCs)들이 존재하며, 그것의 대부분은 생물 방출에 의해서 기원한다. 대류권 화학에서 VOCs의 중요한 역할에도 불구하고, 그것의 대기-생태 시스템의 교환(방출과 침전)에 대한 연구는 적절한 측정기술의 부족 때문에, 몇 가지 주요한 화합물에만 제한적으로 실시되어 왔다. 비행 시간형 질량분석기(flight–mass spectrometer)와 절대값 에디-공분산 방법(eddy-covariance method)의 고질량 해상도 양성자 전달 반응시간을 사용하여, 순수 침전 유기이온(organic ions) 186개와 양지향성 유동(bidirectional flux) 유기이온 494개를 직접적으로 측정했다. 검출된 VOCs 대부분이 활발한 대기-생태 시스템으로 대규모로 교환된다는 사실의 관측은, 현재의 VOCs 방출, 공기의 질, 지구 기후모델에 도전을 주는 것이었다. 지구 기후모델은 이렇게 극단적으로 광범위한 범위의 화합물들에 대해서는 설명하지 않고 있었다. 또한 이러한 관측은 대기 중의 VOCs 규모를 이해하는 데에 새로운 통찰력을 제공해주고 있다.

그리고 이것은 단지 미국 캘리포니아의 한 오렌지 과수원 위의 공기를 조사한 결과일 뿐이다. PhysOrg(2013. 8. 9) 지는 이러한 발견이 암시하는 몇 가지를 언급하고 있었다 :

연구를 시작하면서, 연구팀은 공기 중의 몇 가지 새로운 화합물을 발견할 것을 예상했다. 그러나 놀랍게도 수백 개의 VOCs들이 탐지되었던 것이다. 그들의 연구는 최초로 대기의 한 부분에서 휘발성 유기화합물 총체적인 교환을 동정할 수 있도록 했다는 것이다.

연구팀은 그들의 노력은 한 장소에 국한된 것이기 때문에, 다른 지역을 모니터링 한다면 매우 다른 발견을 할 수 있을 것이라고 말하고 있었다. 더 중요한 것은, 그들의 기술이 지구온난화는 물론이고, 대기에 어떤 일이 진행되는 지에 관하여 더 많은 정보를 환경과학자들에게 제공하면서, 전 세계의 모든 장소들을 모니터링 하는데 사용될 수 있을 것으로 보고 있었다.

과학자들은 대기 VOCs의 90%는 '생물적 자원'(BVOCs로 불려진다)에서 온다고 말하고 있다. PhysOrg 지는 VOCs들을 탐지하고 측정하는 어려움 때문에, ”연구자들은 이소프렌(isoprene), 메탄올, 여러 테르펜(terpenes)과 같은 선택된 소수 물질들만 거의 독점적으로 초점을 맞추어 왔다”고 밝혔다.

연구자들은 이러한 새로운 지식이 기후모델과 생태적 고려사항의 요인이 되어야만 한다고 깨닫고 있었다.

우리의 결과는 오렌지 과수원 생태계에서 VOCs의 질량 균형은, 흔히 측정하는 주요한 BVOCs의 가스방출과 침전만을 고려할 때, 매우 불완전한 것임을 보여주었다. 수백 종의 각각의 소수화합물들로부터의 기여 또한 중요한 것이다. 미래의 연구는 이러한 결과가 다량의 이소프렌과 또는 모노테르펜을 방출하는 생태계에서도 또한 진실인지를 결정해야만 한다.

더욱이, 수백 종의 '생물체 휘발성 유기화합물(BVOCs)'들은 이동되고 있으며, 농도와 운동방향에 있어서 날마다 변동이 일어나고 있다. 식물들은 그것들을 방출하고 받아들이며 (자신의 이웃인 다른 식물들에게 신호로 보내지고 있는 중요한 부분이다), 수분자(pollinator)를 유혹하고, 해충을 퇴치시킨다. 이러한 화합물로 대기를 채우고 있는 무수한 식물들의 전 지구적인 효과를 우리는 거의 알지 못하고 있다.

식물에서 방출되는 VOCs의 더 많은 정보는 다음을 참조하라 (2/21/2006 4/26/2007 8/31/20089/25/2008,  3/31/2011).



BVOCs는 페인트나 아스팔트의 냄새처럼, 그저 식물에서 우연히 나는 냄새가 아니다. 그것들은 식물이 통신과 같은 목적으로 특수하게 만들어진 것임을 기억하라. BVOCs의 방출과 감지는 (모두는 아니더라도) 대부분이 유전자들에 의해서 암호화되어 있으며, 어떻게 그것을 만들고 방출하고 감지하는 지에 대해서 정보를 이용한다는 것을 뜻한다. 식물들은 대학교수보다 유기화학에 대해 더 많이 알고 있는 것이다! 실험실에서 이러한 동일한 일부 분자들을 혼합된 상태에서 만드는 것은 까다롭고, 다단계의 처리 과정이며, 아마도 상온(대기온도)에서는 수행할 수 없는 일일 것이다. 이러한 물질들의 생산, 처리, 방출, 감지 등과 같은 고도로 복잡한 과정들이 목적도 없고, 방향도 없는, 무작위적인 자연적 과정으로 우연히 생겨날 수 있었을까?


이 이야기가 말해주고 있는 한 가지 중요한 교훈은 우리가 이해하지 못하거나 심지어 모르는 것들이 여전히 많이 있다는 것이다. 탄소, 수소, 산소로 구성된 수백 가지 복잡한 분자들이 야외에서 매번 당신의 코를 통과하고 있다는 것에 대하여 당신은 얼마나 알고 있는가? 무선신호를 감지하지 못하는 수신기 없는 라디오처럼, 그러나 라디오와는 전혀 다르게, 이러한 신호들은 당신이 깨닫지 못한 채 당신에게 영향을 미칠 수 있는 것이다. 이러한 분자들이 기후를 조절하는데 관여하고 있을까? 누가 알 수 있겠는가? 우리가 단지 알고 있는 것은 현재의 기후 모델에는 이러한 BVOCs들은 포함되지 않고 있다는 것이며, 이것들은 또 다른 커다란 잠재적 요인이 될 수 있다는 것이다. 충분한 정보 없이는 최종의 결과로 비약하지 않는 게 최선이다. 

 


번역 - 문흥규

링크 - http://crev.info/2013/08/invisible-influence-of-plants-coming-to-light/ 

출처 - CEH, 2013. 8. 13.

구분 - 3

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=5736

참고 : 4407|3183|2347|5735|5654|5046|4408


Jeffrey Tomkins
2013-09-03

식물은 땅속의 ‘곰팡이 인터넷’을 사용하여 통신을 한다. 

(Plants Use Underground 'Fungal Internet' to Communicate)


     연구자들은 식물이 임박한 곤충의 공격을 이웃 식물들에게 경고하기 위해서, 어떻게 땅속의 곰팡이 네트워크를 이용하는지를 입증하고 있었다. 이것은 자연에서 발견되는 복잡하고 고도로 설계된 독특한 상호협력을 보여주고 있는 것이다.

2013년 7월 Ecology Letter 지에 발표된 연구는 식물들이 땅속 곰팡이들을 정보회로(information conduit)로서 사용하여 어떻게 다른 식물들과 소통하는 독특한 상호 설계된 생리특성을 가지게 되었는지를 확증하고 보여주는 최초의 보고서였다.[1] 이 놀라운 복잡한 시스템은 자연의 생물학적 인터넷처럼, 하나의 군집체로서 식물들이 쉽게 효과적으로 서로 소통할 수 있도록 해주고 있었다.

이 연구 이전에도, 과학자들은 식물과 어떤 균류(식물의 근계 주변의 토양에 서식하는) 사이의 상호 유익한 관계를 알고 있었다. 이러한 유익한 토양 미생물은 '균근 곰팡이(mycorrhizal fungi)”로 불리며, 식물의 전반적인 생장을 촉진하고, 곤충의 공격, 병원균, 건조 스트레스에 대처하는데 도움을 주는 것으로 알려져 있었다.[1] 실제로, 과학자들은 균근 곰팡이가 곤충의 공격에 반응하여 서로의 화학방어 시스템으로 신호하고 준비시켜 밀접한 그룹으로 함께 식물 생장을 가능케 할 수 있다는 것을 알고 있었다.[2]

과학자들은 작년에 발표된 논문에서, 이 통신은 땅속에 직접 연결되어 있는 식물들의 초고속 정보망처럼, 균근 네트워크를 통해 토양 기질을 통과하는 정보운반 화학물질의 방출과 감지로서 일어난다는 아이디어를 제안했다.[3] 이것은 실과 같은 곰팡이들이 지하에서 자라고, 한 세트의 뿌리를 다른 것과 연결시키는 균사체(mycelia)라 불리는 실을 만들기 때문에 성취된 것이었다. 이제 놀랍게도 이러한 연구 가설이 확인되고 있었던 것이다.

이 새로운 연구에서, 과학자들은 5개의 개체로 이루어진 그룹으로 여러 세트의 콩 식물들을 재배했다. 그들은 각각 그룹에서 세 개의 콩을 지하 네트워크로 연결된 곰팡이 균사체가 들어 있는 토양에 접촉되도록 했다. 비교 측정으로써, 연구자들은 각 그룹의 나머지 2개의 콩은 흙 속의 균류 연결과 분리시켰다. 그리고 각 그룹의 한 식물(콩)에 진딧물(구멍을 뚫어 즙을 빠는 곤충)을 감염시켰다. 그러자 식물들은 진드기를 쫒아내고, 진드기의 포식자 중 하나인 말벌을 끌어들이는 식물 화학물질의 방출을 시작했다.

놀랍게도 공격받은 식물과 지하 곰팡이 네트워크로 연결되어 있는, 곤충의 공격을 받지 않은 식물도 그들의 세포에서 방어 화학물질들을 만들기 시작했다는 것이다. 곰팡이 네트워크로 연결되어 있지 않은 식물들은 그들의 화학적 방어 시스템을 가동시키지 않았다. 또 다른 비교 실험으로, 연구자들은 봉지로 식물을 씌워서 잎에서 감지되는 풍매의 화학신호를 통해 생길 수 있는 지상의 신호전달 가능성을 배제시켰다. 주의 깊게 통제된 상황이었기 때문에, 이러한 군집 방어 반응의 원인이 된 신호는 땅 속의 균류 네트워크를 통해 전달된 것으로 밝혀진 것이다.

그 연구의 선임연구자인, 데이비드 존슨(David Johnson) 박사는 ”우리는 식물이 공격을 받을 때 휘발성 화학물질을 생산한다는 것을 알고 있었고, 그들이 지상 위로 서로 위험을 소통한다는 것을 알고 있었다. 이제 또한 우리는 땅 속의 곰팡이 네트워크를 통해 식물이 위험을 소통한다는 것은 마찬가지로 알게 되었다”라고 말했다.[4]

지금까지 연구한 여러 형태의 농작물(단지 콩 뿐만 아니라, 밀, 벼, 옥수수, 보리와 같은 초본식물을 포함하여)의 근계는 이러한 형태의 균근 곰팡이와 상호작용 함을 보여주었다. 의심할 바 없이 이러한 놀라운 상호 연결 관계는 농업에서 사용하는 식물에서도 일어날 수 있는데, 사실 농업용 식물들은 야생으로부터 길들여온 것이기 때문이다.

진화론자들은 완전히 다른 형태의 생물체 간의 복잡한, 상호협력적인 네트워크를 어떻게 설명할 수 있을지, 특히 그것들이 두 별개의 형태의 생물체에서 상호작용하는 동적인 생화학 네트워크를 포함한다고 할 때, 어떻게 그것이 다윈의 진화를 통해서 구축될 수 있었는지를 설명하기위해 머리가 아프게 되었다. 그 대신, 이러한 사실은 전지전능하신 창조주에 의한 지적설계의 명백한 증거가 되고 있는 것이다.



References

1. Babikova, Z. et al. 2013. Underground signals carried through common mycelial networks warn neighbouring plants of aphid attack. Ecology Letters.16 (7): 835–843.
2. Jung, S.C., et al. 2012. Mycorrhiza-Induced Resistance and Priming of Plant Defenses. Journal of Chemical Ecology. 38 (6): 651-664.
3. Barto, E.K. et al. 2012. Fungal superhighways: do common mycorrhizal networks enhance below ground communication? Trends in Plant Science. 17 (11): 633–637.
4. Evidence plants communicate via underground fungal networks. The Herald Scotland. Posted on heraldscotland.com on May 10, 2013, accessed on July 26, 2013.
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*Dr. Tomkins is Research Associate at the Institute for Creation Research and received his Ph.D. in Genetics from Clemson University.



번역 - 문흥규

링크 - http://www.icr.org/article/7663/

출처 - ICR News, 2013. 8. 5.

구분 - 3

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=5735

참고 : 5654|5046|3183|2347|4834|600|4789

광합성의 양자 비밀이 밝혀졌다. 

(Quantum Secret of Photosynthesis Revealed)


      햇빛을 포획하는 식물의 마술과 같은 기법은 너무도 미세하고 빨라서, 과학자들은 이제서야 그 비밀을 이해하기 시작했다.
 
번개는 광합성에 비하면 느린 과정이다. 광자 과학 연구소(Institute of Photonic Sciences, ICFO)의 한 보도 자료에 의하면, '안테나 단백질(antenna proteins)'들이 어떻게 빛의 광자를 포획하고, 어떻게 에너지를 반응센터로 운반하는 지를 설명하고 있었다 :

전 세계적으로 에너지 수요가 증가하고 있는 오늘날, 햇빛을 유용 에너지로 효율적으로 변환할 수 있는 기술은 화석연료에 의존하지 않고, 지속 가능한 방식으로 청정에너지를 얻고자 하는 사람들에게 주요한 도전 과제이다. 그러나 식물과 몇몇 박테리아와 같은 광합성 생물들은 이 과정을 마스터하고 있었다 : 식물은 수조 분의 1초 보다 짧은 시간 안에, 흡수된 햇빛의 95%를 에너지를 만드는 대사 반응으로 전달하고 있었다. 오늘날 판매되고 있는 광전지(photovoltaic cells)의 효율은 20% 정도이다. 식물에 들어있는 어떤 숨겨진 메커니즘이 그토록 높은 효율로 에너지를 전달하는 것일까? 세계의 여러 연구 그룹들이 이러한 고효율의 에너지 전달은 양자-역학 현상(quantum-mechanical phenomenon)과 연결되어있음을 보여주어 왔다. 그러나 양자 전달 메커니즘에 의한 가능한 영향이 상온에서 작동되는 것을 지금까지 아무도 직접 관측하지는 못했었다. 

양자 역학 현상은 결맞음(coherence)으로서 알려져 있다. 식물이 그것을 사용하는 방법은 광합성을 '환경적 영향에 직면하여 더 강건하게 만든다”고 보도 자료는 말했다.

양자 결맞음(quantum coherence)은 햇빛을 흡수하고 에너지가 저장되는 광화학 반응 센터로 에너지를 전달하는 데에 책임이 있는 소위 광합성 안테나 단백질(photosynthetic antenna proteins)에서 나타난다. 

ICFO 연구자들은 이들 작동되고 있는 단백질들의 활동을 모니터링하기 위해서 빛 섬광을 펨토초(10^–15 초, femtosecond)로 사용했다.

가장 놀라운 발견 중 하나는 단일 단백질 내의 전달 경로는 환경적 상황의 변화에 기인하여 시간이 지남에 따라 다양화되는 반면에, 단백질은 최적의 효율로 적응하기 위해 양자 특성을 사용한다는 것이었다. 이러한 결과는 (천재적인 양자 중첩 상태의 영향인) 결맞음이 생물계에서 고효율의 전달을 유지하는 데에 책임이 있음을 보여준다. 심지어 그들은 환경적 영향에 기인하여 에너지 전달 경로를 적응시킨다.

보도 자료는 '자연의 양자 기계'라는 설명을 달아서 안테나 단백질 중 하나의 그림을 보여주고 있었다. 광합성은 식물의 잎에서 뿐만 아니라, 해조류(algae) 및 일부 박테리아에서도 작동되고 있다.



어떻게 ‘자연’이 최적의 효율로 빛을 포획하는 양자 결맞음을 마스터하고 있는 것일까? 현대인의 지식과 기술이 동원되어 설계된 광전지보다 훨씬 우수한 475% 효율의 ‘양자 기계’를 식물은 어떻게 발달시켰는가? 뇌도 없고, 눈도 없고, 지성도 없고, 목적도 없고, 방향도 없는, 지시되지 않은, 무작위적인 과정들에 의해서 우연히 어쩌다 생겨났는가? 이러한 초고도 정밀성을 가지는 극도로 우수한 분자기계들이 우연히 생겨났을 것이라고 말하는 것이 과학일 수 있을까? 진화론자들은 창조주 대신에 자연을 경배하고 있다!  



번역 - 미디어위원회

링크 - http://crev.info/2013/06/quantum-secret-of-photosynthesis-revealed/

출처 - CEH, 2013. 6. 22.

구분 - 3

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=5700

참고 : 5432|4854|4637|4830|5128|5103|4433|1553|5692|5654|1489|5137|5391|4834|5526

식물도 수학 계산을 한다. 

(Plants Do Arithmetic)


      식물은 다음 날을 위한 식량 저장을 기록하기 위해, '정교한' 나눗셈을 수행하고 있었다.

BBC News(2013. 6. 23)는 영국의 과학자들이 발견한 '놀라운' 사실을 보도했다 : ”연구에 따르면, 식물은 밤에 식량 비축을 조절하는데 도움이 되는, 내재된 수학 수행 능력을 가지고 있다는 것이다”. 연구자들은 이 사실에 ”놀랐다”며, 논문에서 말했다. 연구진이 발견한 ”놀라운” 사실은 식물이 화학물질로 산술 연산을 수행한다는 것이다 :

밤사이에 식물이 탄수화물을 당과 전분으로 변환시키는 빛에너지가 없을 때, 아침이 될 때까지 견딜 수 있도록 하는 전분(starch) 비축을 조절해야만 한다.

영국 노리치(Norwich)에 있는 존인스 센터(John Innes Centre)의 과학자들에 의해 수행된 실험에 의하면, 너무도 정교하게 전분 소비를 조절하기 위해, 식물은 틀림없이 수학적 계산인 나눗셈을 수행하고 있었음을 보여주었다.

나눗셈에 입력되는 것은 전분(starch, S) 측정치와 생물학적 시계에 의한 시간(time, T)이었다.

만약 S 분자가 전분의 분해를 자극하면, 한편 T 분자는 이것을 못하도록 방해하며, 그래서 전분의 소비율은 T 분자에 대한 S 분자의 비율로 결정된다. 다른 말로 하면, S를 T로 나눈 값이 된다.

”이것은 생물학에서 식물이 정교한 수학적 계산을 하고 있는 최초의 구체적 사례”라고 존인스 센터의 수학적 모델 개발자인 마틴 하워드(Martin Howard) 교수는 말했다.

이것은 아마도 살아있는 생물 세계에서의 보편화된 현상일 것이다. 예를 들어, 새들은 장거리 이주를 위해 식량비축을 위한 수학적 계산을 할 수 있을 것이고, 혹은 알을 품고 있는 동안 식량이 고갈될 때의 비축에너지를 계산할 수 있을 것이다.

또 다른 연구자는 간접적으로 이것을 설계의 증거라고 불렀다 :

퀸메리 런던 대학의 리처드 버그(Richard Buggs) 박사는 그 연구에 대해 언급하면서 다음과 같이 말했다 : ”이것은 식물이 지능을 갖고 있다는 증거가 아니다. 그것은 단지 식물이 밤사이에 탄수화물을 얼마나 빨리 태워야 할지를 자동적으로 조절할 수 있도록 설계된 메커니즘을 지니고 있음을 나타내는 것이다. 식물은 우리들처럼 마음에 목적을 가지고 자발적으로 수학을 하지는 못한다”.

그 논문에서 진화는 언급되지 않았다.



리처드 버그의 논평은 다음과 같은 것을 지적하고 있었다. 첫째, 사람은 목적과 의도(지적설계)를 가지고 행동함으로써 식물과 구별된다. 둘째, 식물에는 수학적 계산을 수행할 수 있는 어떤 프로그램 된 설계가 들어있음을 가리킨다. 그것은 로봇(robots)에 프로그램된 소프트웨어가 들어있는 것과 매우 유사하게, 식물에도 어떤 프로그램이 설계되어 있음을 의미하는 것이다.

식물은 마음을 가지고 의도적으로 수학을 계산하는 지적설계자가 될 수 없다. 식물들은 단지 자신들에 들어있는 프로그램을 나타내 보여주기만 하는 것이다. 이러한 나눗셈을 수행하는 프로그램이 목적도 없고, 방향도 없는, 무작위적인, 우연한 돌연변이들에 의해서 생겨날 수 있었을까? 로봇이 우연히 저절로 생겨날 수 있었을까? 만약 로봇이 지적설계의 증거라면, 그렇다면 식물도 당연히 지적설계의 증거인 것이다. 이러한 과학에 진화론의 진부한 이야기는 개입될 여지가 전혀 없다.

 


*관련기사 : '식물도 수학 계산한다'…밤에 쓸 양식비축량 자동조절 (2013. 6. 24. SBS News)
http://news.sbs.co.kr/section_news/news_read.jsp?news_id=N1001848183

식물도 나눗셈을 할 줄 안다 (2013. 6. 25. 중앙일보)
http://joongang.joinsmsn.com/article/343/11892343.html?ctg=2002&cloc=joongang|home|opinion



번역 - 문흥규

링크 - http://crev.info/2013/06/plants-do-arithmetic/ 

출처 - CEH, 2013. 6. 23.

구분 - 3

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=5692

참고 : 5654|1489|5137|5432|5391|4834|5526|5087|4359|3005|5022|5673|6200|6114|6056|5956|5933|5788|5774|5763|5757|5754|5746|5735



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