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KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

창조설계

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2007-06-02

식물의 피보나치 나선들에 대한 설명 찾기 

(Seeking Explanations for Plant Fibonacci Spirals)


     아티초크(artichoke, 국화과의 다년초)에서의 나선 패턴(spiral patterns)들은 한 물리학자를 숨 막히게 하기에 충분하였다. 선인장(cacti), 해바라기(sunflowers), 딸기(strawberries), 아티초크 등과 같은 식물들은 어떻게 좌형 우형 나선의 기하학적 패턴들을 만들 수 있었을까? 왜 이들 나선들은 피보나치 수열(Fibonacci sequence)이라고 불리는 수학적 규칙들을 따르고 있을까? 한 새로운 이론에 의하면, 그것은 원뿔 형태 위에 지어지는 성분들의 구조에 있어서 최적의 에너지 배열이라는 것이다.


PhysOrg(사진을 볼 수 있음)에서의 한 논문은 북경대학의 세 명의 물리/수학자들의 이론들을 설명하고 있다. 그들은 원뿔 미세구조 위에 피보나치 나선들을 만들 수 있었다. 그들의 연구는 ”식물의 패턴들은 구 표면과 원뿔 표면 위에 상호 거부적 실재(repulsive entities)에 의해서 모델화될 수도 있다”고 제시하고 있다. 그렇다 할지라도, 그들은 하나의 수학적 증명(mathematical proof)에 대한 좋은 이유를 생각해낼 수 없었다. 

”구면 위의 패턴들은 이제 톰슨 문제(Thomson problem)라고 불려집니다. 이것은 일반 리스 문제(Generalized Riesz Problem)로 일반화되어 온 것입니다.” 카오(Zexian Cao)는 말했다. ”주어진 한정된 기하학에서 가장 작은 에너지 배열을 발견하기 위한 일반적 방법은 없습니다. 그리고 수치적 해결(numerical solution)은 컴퓨터와 과학자들 모두에게 엄청난 시간을 요구하는 것입니다. 더 심각한 것은, 발견한 가장 적은 에너지 해결책이 정말로 가장 적다는 것을 자신이 믿도록 만드는 것은 어렵다는 것입니다. 그리고 수치적 해결은 증명(proof)으로서 결코 받아들여질 수 없을 것이라는 것입니다”        
  

카오는 이 현상을 설명하는 어려움을 물리학에서 '당혹(embarrassment)”이라고 말했다. 또한 최근의 설명은 잎사귀 꼭대기에서 일어나는 수학적 정렬이 어떻게 DNA 속에 암호화되어 들어갈 수 있었는지를 보여주는 데에 실패했다.


01/21/200311/20/2003의 주석을 보라. 이 논문은 4년 전에 논의되었던 문제점들이 아직도 진행되고 있음을 보여주고 있다. 



번역 - 미디어위원회

링크 - http://www.creationsafaris.com/crev200705.htm 

출처 - CEH, 2007. 5. 6.

구분 - 3

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=3921

참고 : 1489|706|3777|3711|1629|5137|6402|6391|6309|6269|6236|6200|6114|6057|6056|6053|6050|6024|6004|5978|5956|5938|5933|5855|5823|5788|5778|5856|5775|5774|5772|5763|5757|5754|5746|5736|5735|5700|5692|5679|5665|5663|5657|5656|5654|5574|5571|5554|5529|5526|5524|5478|5477|5475|5432|5430|5426|5391|5363|5362|5356|5352|5345|5341|5292|5242|5165|5123|5089|5046|5024|5023|4854|4830|4712|4708|4574|4556|4457|4454|4433|4408|4407|4358|4325|4225|4059|4034|3953|3921|3861|3854|3758|3183

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2007-04-10

식물은 훌라후프 모양의 철도로 세포벽을 건설한다. 

(Plant Hula-Hoop Railroads Build Cell Walls)


      식물의 세포벽(cell walls)이 어떻게 만들어지는 지에 관한 오래된 신비가 마침내 풀렸다. 스탠포드 대학의 과학자들은 세포 안쪽의 둘레를 훌라후프 모양의 고리를 따라 움직이는 분자 기계들을 생생하게 묘사하였다. Science 지(9 June, 2006)에 게재된 글에서, 파라데즈(Paradez) 등은 셀룰로오스(cellulose)를 제조하는 기계인 셀룰로오스 신타제(cellulose synthase, CESA)가 원형질막 안쪽을 일주하는 미세소관(microtubules) 위에 철도 차량(rail car)과 같이 올라타고 있는 것을 입증했다. 거기에서 기계들은 외부 쪽으로 복잡한 분자들을 밀어내어 단단한 세포벽을 건설한다는 것이다.

Science 의 같은 이슈에 대한 논평에서[2] 로이드(Clive Lloyd)는 과학적 업적뿐만 아니라 식물 자체에 대해서 매우 놀란 것처럼 보였다 :

”일련의 놀라운 생물학적 변환을 통해서, 녹색 식물들은 이산화탄소를 강철보다 더 강한 셀룰로오스 섬유(cellulose fibers)로 전환시킨다. 이들 중합 포도당(polymeric glucose)의 가느다란 실들은 자라나는 세포 주변을 칭칭 감아, 식물들이 환경으로 더 확장되어질 수 있는 구조적 버팀을 할 수 있도록 해준다. 섬유들은 단순히 무계획적 방식으로 식물 세포벽 안으로 분비되는 것이 아니다. 그들은 명령받은 장소에 놓여져서 세포가 계속 확장되도록 하는 것이다. 40년 이상 동안 이들 세포벽에 있는 셀룰로오스 섬유인 미소섬유(microfibrils)들의 정렬이 원형질막의 세포질 쪽으로 매어져있는 세포골격 미세소관(cytoskeletal microtubules)들와 종종 일치한다는 것은 알려져 있었다.... 이러한 일치에도 불구하고, 미세소관들이 셀룰로오스 섬유들의 정렬을 이끄는 메커니즘을 제공한다는 직접적인 증거가 결코 없었다. 이제 1491 페이지에 있는 그 주제에 관한 이슈에서, 파라데즈 등은[1] 그 증거를 제공하고 있다.” 

로이드는 세포를 둘러싸고 있는 테(hoops)들을 셀룰로오스 합성 기계들에게 도로를 제공하고 있는 ”미세소관 철도(microtubule railroad)”라고 묘사했다. 분명 이들 소관들은 아마도 훌라후프 방식처럼 그들 스스로 방향을 수정할 수 있을 것이다. 이것은 식물들이 더 큰 힘을 받을 수 있도록 기계들이 셀룰로오스의 교차평행선(cross-hatch) 패턴으로 부착되게 할 것이다.(01/16/2003을 보라).

 

[1] Paradez, Somerville and Ehrhardt, 'Visualization of Cellulose Synthase Demonstrates Functional Association with Microtubules,” Science, 9 June 2006: Vol. 312. no. 5779, pp. 1491 - 1495, DOI: 10.1126/science.1126551.

[2] Clive Lloyd, 'Microtubules Make Tracks for Cellulose,” Science, 9 June 2006: Vol. 312. no. 5779, pp. 1482 - 1483, DOI: 10.1126/science.1128903.



뾰족한 풀들이 어떻게 하늘로 뻗어있을 수 있는지에 대해서 놀라워하거나 박수갈채를 보낸 적이 있는가? 식물들은 단지 우연히 생겨나지 않았다. 식물들이 복잡하고 프로그램된 도구들에 의해서 정렬되지 않았다면, 그리고 명령된 구조로 한 조각씩 건설되지 않았다면, 중력에 대항하여 위쪽으로 자랄 수 없을 것이다. 이제 우리는 이러한 건설 과정에 철도들과 놀라운 유기화학물질들로 가득 찬 철도차량이 관여하고 있다는 것을 알게 되었다.

세포벽의 구성성분들이 제조되고, 모여지는 방법은 그 자체가 경이로움이다.(10/26/2001을 보라). 식물이 강철(steel)보다 더 강한 물질을 포함하고 있다는 것을 당신은 아는가? 그것은 기체인 이산화탄소(carbon dioxide)로부터 시작하여 놀라운 일련의 생물학적 변환(biological transformations)들을 통하여 만들어진 것이다. 이것은 얼마나 놀라운 창조인가! 

(이들 논문에는 이들 경이로운 과정들이 어떻게 진화되었을 것인지에 대해서 어떠한 언급도 하고 있지 않다는 것에 주목할 필요가 있다).

 


*참조 : Lipid rafts: evidence of biosyntax and biopragmatics
http://creationontheweb.com/images/pdfs/tj/j20_3/j20_3_66-70.pdf



번역 - 미디어위원회

링크 - http://www.creationsafaris.com/crev200606.htm 

출처 - CEH, 2006. 6. 9.

구분 - 3

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=3861

참고 : 3854|3847|1188|2513|600|2021|3712|2727|2025|15|3758|3183|706|2573|2577|2347|1782|2006|2075|3777|3711|3158|2352|2337|381|380|379|378|2862|3665|1902|1903|734|3789|3595|3585|3358|3733|3269|3267|2391|3784|3810|3281|3275|3075|3768

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2007-04-03

식물들도 면역계를 가지고 있었다. 

(Plants Have an Immune System, Too)


     동물들은 혈액 중을 유영하며 순찰하고 있는 군대들이 있어서, 질병과 싸우고 있다는 것은 잘 알려져 있다. 그러나 식물들은 어떻게 질병과 싸우고 있을까? 식물들도 박테리아에서부터 곰팡이, 벌레들, 그리고 곤충들에 이르기까지 다양한 해충들에 노출되고 있다. 중추신경이나 순환계도 없는 이들 점잖은 녹색 친구들은 침입자들에게 좌지우지되고 있을까? 그 대답은 그렇지 않다는 것이다. Nature 지(Nov 16, 2006)에서 두 생물학자는 "식물의 면역계(the plant immune system)”에 대해서 기술하였다.[1]    

"식물들은 포유동물들과는 달리, 이동하는 방어 세포들과 체세포 적응성 면역계(somatic adaptive immune system)를 가지고 있지 않습니다.” 그 논문의 저자들은 쓰고 있다. "대신 그들은 각 세포의 선천성 면역(innate immunity)과 감염부위로부터 발산되는 체계적 신호(systemic signals)들에 의존하고 있습니다.” 이들 신호들은 특별한 단백질들이 자지 자신의 것인지 외부에서 온 것인지를 구별하는 것을 돕고 있다는 것이다. 저자들은 많은 단백질 부분들이 관여되는 두 분화된(two-branch) 그리고 네 단계(four-stage)의 시스템을 기술하고 있다. 많은 부분들이 아직 이해되지 않고 있지만, 그들의 기술로서 알 수 있는 것은 식물들의 면역계는 매우 복잡하다는 것이다. 그러나 그들은 매우 잘 작동되고 있음에 틀림없다. 간단히 말해서, "대부분의 식물들은 대부분의 병원균들의 감염에 대해 저항하고 있다는 것입니다” 그들은 말했다.        
     

[1] Jonathan D. G. Jones and Jeffery L. Dangl, 'Review: The plant immune system,” Nature 444, 323-329 (16 November 2006) | doi:10.1038/nature05286.



저자들은 진화론적 언어를 사용하고 있다. 그러나 그것은 정말로 불필요한 것이다. 그들은 피자식물(angiosperms)들이 그들을 이용하여 진화한 병원균들과 어떻게 동시에 진화될 수 있었는가에 대해서, 그리고 그들 사이의 진화론적 무기 경쟁이 어떻게 오늘날까지도 지속되고 있는 지에 대해 이야기를 하고 있었다. 그들의 설명은 사물들이 우연히 생겨났다는 개념을 좋아하는 무신론자들의 필요를 만족시킬 수는 있겠지만, 경험적 증거들에 의한 것이 아니며, 목적론과 유사한 것이었다.

식물과 병원균들은 견제와 균형을 유지하는 상호작용 시스템의 부분들이라는 한 신선한 개념도 생각해 볼 수 있다. 식물들은 생태계에서 그들의 역할을 수행하기 위해서 번성할 필요가 있다. 그러나 식물들의 번성이 견제되지 않는다면, 과도하게 일어날 수도 있다. 병원균은 엔진에 대한 조절기로서, 또는 과속 시의 브레이크처럼 역할을 할 수도 있다. 병원균들은 그들의 역할에 대해서 식물들을 먹이로서 지불받는다.  

균형이 이루어지지 않았을 때, 전체 개체군은 붕괴된다. 이때 우리는 병원균을 악한 것으로 나쁜 것으로 간주하는 경향이 있다. 개체가 불균형이 되는 이유는 하나의 흥미로운 질문이다. 그러나 이러한 불균형을 생존과 이기적 행동의 투쟁 결과로 보는 진화론적 생각은 생태계에 대한 경험적 연구에 아무런 도움이 되지 못한다. 그것은 과학이 아니라 철학이다. 과학으로서 자격은 이 세계에서 관측된 원인과 결과로부터 얻어진 원리들을 적용할 때 갖게 되는 것이다. 복잡한 기계들과 정보 시스템들을 포함하고 있는 상호작용 시스템을 보게 될 때, 어떤 지성이 그들의 기원과 관련되었다고 추론해볼 수 있다. 그것이 과학이 말하고 있는 전부인 것이다. 생물세계에 대한 더 깊은 이해가 있을수록 지성의 개입은 더욱 분명해 보인다. 



번역 - 미디어위원회

링크 - http://www.creationsafaris.com/crev200611.htm 

출처 - CEH, 2006.11. 26.

구분 - 3

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=3854

참고 : 3847|2513|600|2021|3712|2727|2025|15|3758|3183|706|2573|2577|2347|1782|2006|2075|3777|3711|3158|2352|2337|381|380|379|378|2862|3665|1902|1903|734

이정자
2007-01-18

생명체에 작용하는 동력학 법칙 Ⅰ


       첨단과학이 발달하고 생명체의 신비가 속속 밝혀져 생명체를 복제하기에까지 이른 시대에 우리는 살고 있다. 생명체의 여러 가지 현상을 연구하여 전산 처리(시뮬레이션) 한다는 것은 그 현상의 수학적 원리를 알아냄을 뜻한다. 과학자들이 아직 창조와 창조물의 모든 수학적 알고리즘을 알아내지 못하고 있으나, 그러나 하나님께서 말씀으로 질서정연하고 완벽하게 만물을 창조하셨기 때문에, 언젠가는 자연의 모든 현상들의 수학적 표현을 발견할 수 있을 지도 모른다. 물론 유한(有限)한 존재인 인간에게 능력과 지혜의 한계가 있어 자연의 모든 수학적 알고리즘을 밝히는 것이 영원히 불가능할지도 모르겠다. 그러나 우주와 만물에 들어있으나 보이지 않는 질서, 또는 밖으로 보이는 수학적 질서를 계속 관찰하고 찾아내게 될 것이다.

IBM 연구원으로 수학에 관계된 많은 상을 받은 바 있는 예일 대학 출신의 피코버(Clifford A. Pickover) 박사는 '하나님(God)이 수학자인지 모르겠지만, 그러나 하나님은 우주라는 천을 수학이라는 베틀로 짜셨다”고 그의 유명한 저서인 '하나님의 베틀(The Loom of God)”에서 말하고 있다.

그러나 나는 이 말을 이렇게 바꾸어 말하고 싶다. 즉 '하나님은 피보나치수열이라는 베틀을 이용하여 생명체를 이루셨다”고 말이다. 생명체를 깊이 들여다볼수록 피보나치수열로 이루어지는 법칙이 거의 모든 생명체와 자연계의 생존 질서에 여러 가지 양상으로 깊이 관여하고 있음을 알 수 있기 때문이다. 우리가 살고 있는 이 공간에는 눈에 보이지 않지만 두 물질의 위치 상태를 유지하게 하는 만유인력의 법칙이 존재하고 있는 것처럼, 생명체 존재와 형태 안에 다양한 모습으로 피보나치수열로 만들어지는 법칙이 존재하고 있기 때문이다.


피보나치수열

피보나치수열이란 생명체의 일정하고 영원한 번식 현상을 수열로 표현한 것으로 이태리의 유명한 수학자인 피보나치(Leonardo Fibonacci : 1170?~1250?)가 그의 저서에서 생후 한 달이 지난 암수 한 쌍의 토끼가 성숙해지는 두 번째 달부터 시작하여 이 두 마리의 토끼가 매달 새로운 한 쌍을 낳는다고 할 때 얼마나 많이 번식해 나갈 것인가를 제시한 것이다. 처음 어린 1쌍이 한 세대 후에 성숙한 1쌍이 되어 새끼 1쌍을 낳으면 모두 2쌍이 되고 성숙한 1쌍은 계속 1쌍을 더 낳고 미성숙한 1쌍은 어른이 된다. 그러면 3세대 후엔 모두 3쌍이 존재한다.

각 세대별로 모든 쌍의 수를 적어 나가면 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144,… 이다. 이것을 피보나치수열이라 하고, 여기에 나타난 수들을 피보나치 수라고 한다. 피보나치수열은 단순히 토끼 번식에만 해당하는 수의 나열이 아니다. 이것은 바로, 번식하는 모든 생명체의 개체 수 번식의 끊임없는 증가 과정을 수학적으로 표현한 것이다. 새끼가 일정기간 성숙한 후에 어미가 되고 계속하여 번식을 되풀이하는 것은 생명을 가진 동물의 세대 보존의 기본 원칙이다. 그러므로 모든 살아 있는 생명체는 피보나치수열의 패턴에 따라 원칙적인 번식을 되풀이하게 된다. 물론 한 세대에 여러 쌍의 새끼가 나올 수도 있고 어미나 새끼의 쌍이 중도에 죽을 수도 있지만, 죽음이 없이 영원히 이어지던 자연의 창조질서에 따른 단위 형태의 삶을 나타내는 것이라고 할 수 있다. 태초에 창조주가 이 세상을 창조할 때의 생명체의 죽음(삶의 영원한 중도 멈춤이라 할 수 있는)이 없는 무한한 생명, 즉 영생하는 생식(번식)의 기본이 되는 수학적 원리가 바로 피보나치수열로 표현된다고 생각한다. 또한 번식 뿐 아니라, 생명체 개체의 존재 상태나 존재 질서, 존재 이유 등 많은 부분에 피보나치수열의 원리가 적용되고 있다. 앞으로 식물계 또는 동물계에 보이는 여러 가지 현상에 어떻게 그와 같은 법칙이 공통 도구로 적용되었는지 살펴볼 것이다.


식물계

우선 식물의 모양이나 성장에 관한 여러 현상들을 살펴가며 우리는 이 식물에 존재하는 이와 관계된 모든 질서와 조화가 긴 세월을 통해 우연히 식물에 깃든 것이 아니라 식물을 설계한 디자이너의 완벽한 작품임을 느낄 수 있게 된다. 자기가 살아야 할 자리를 마음대로 정할 수 있는 동물과 구별되는 특징을 지녔기 때문에, 스스로 자유롭게 옮겨 다니며 번식할 수 있게 만들어진 동물보다 오히려 번식에 더욱 충실하게 설계된 식물에 대해 살펴보기로 한다. 꽃잎, 줄기, 불규칙하게 솟아난 것처럼 보이는 나뭇가지들의 모습 등에서 일정한 수학적 패턴을 관찰할 수 있다. 패턴은 다양해 보이지만 그 안에 들어있는 기본적인 원리는 피보나치수열임을 관찰할 수 있다.

영국의 생물학자 다르시 톰슨(D'Arcy Wentworth Thompson 1860-1948)은 이미 식물이 특수한 숫자나 기하학적 나선과 관계가 있다는 것을 관찰했다. 그리고 숫자와 나선들 사이에 깊은 관계가 있다는 것도 관찰하고 연구하였다. 18세기 중반에 수학자들은 솔방울에 나타나는 나선을 연구하였다. 19세기에는 밀집한 씨들이 서로 교차되는 두 집단의 나선을 이루는 것을 근거로 식물의 기하학적 접근에 대한 연구가 이루어졌다. 그러나 이런 관찰은 단순한 관찰에 그쳤다. 20세기 말에 이르러서야 이미 우리에게  잘 알려진 해바라기 씨에 대한 수학적 연구가 이루어졌다. 그리고 식물성장에 피보나치수열이 동력학적 제한으로 작용함이 밝혀졌다. 식물에 수학적 패턴이 보이는 이유는 식물이 가지고 있는 단순한 유전적 형질로 인한 것이 아니라는 것이다. 즉 식물의 수학적 패턴은 물리적 세계의 법칙, 즉 자연의 상태를 유지하고 있는 수학적 법칙으로부터 야기된다는 것이다. 물리적인 세계의 내면에 눈에 보이지 않는 만유인력의 법칙이 작용하듯 생명체의 세계에는 피보나치수열로 설명될 수 있는 또 다른 식물 창조 법칙이 동력학적으로 피할 수 없게 적용되고 있음을 확인할 수 있는 것이다.


식물의 배아 발아

식물의 종자에서 싹이 트는 발아 과정을 전자현미경으로 들여다보면 나중에 식물이 자라서 잎이 될 것, 줄기가 될 것, 또는 꽃잎이 될 것들인 원기(primordia)라고 불리는 아주 조그만 것들이 모여 자라남을 볼 수 있다.

그 싹의 끝부분은 둥근 정단(apex)을 이루고 있으며, 정단의 주위에 원기라고 불리는 극히 작은 덩어리가 한개 씩 생겨난다. 성장 후에는 잎이나 줄기나 꽃받침, 꽃잎 등을 이루게 될 이 조그만 원기는 정단의 중심부 가까운 쪽에서 발생해 자라면서 계속 안쪽에서 생기는 원기들로 인해 바깥쪽으로 밀려나게 된다. 정단 주위에 원기들이 발생하는 순서대로 1, 2, 3, … 번호를 붙여보자. 번호의 숫자가 클수록 나중에 발생하는 원기를 의미하게 된다. 원기에 적힌 번호들을 살펴보면 중심부터 점점 넓혀지는 원둘레를 따라가며 원기가 순서대로 발생하지 않고 아무 곳에나 제멋대로 원기들의 발생 번호가 붙여진 것 같은 것을 보게 된다. 그러나 식물이 디자인되었다면 식물의 어느 부분이라도 결코 ‘제멋대로’의 법칙이 성립하는 곳은 없을 것이다. 이제 원기들의 발생 순서에 어떤 법칙이 숨어있는지 살펴보기로 한다.

그림 <원기발생 순서와 이중나선구조>에서 붉은 선으로 이어진 7번째 원기 중심과 정단의 중심과 8번째 원기의 중심을 이은 선은 직각인 90도보다 더 벌어진 일정한 각을 만든다. 이런 현상은 연이어 발생하는 모든 원기들에 공통된다. 항상 n번째와 n+1번째 발생한 원기들이 이루는 일정한 이 각은 137.5도이다. 이 일정한 각을 발산각(divergence angle) 또는 극한개도라 부르며, 어떤 연속한 두 쌍의 번호에 대하여도 동일하게 137.5도를 이룬다. 이 각은 바로 피보나치수로부터 만들어진 특수한 각으로 황금 각(golden angle)이라고 부른다.

황금 각은 이웃한 두개의 피보나치 수들이 이루는 비의 극한값을 360도로 환산하여 만든 각 중에서 180도 보다 작은 쪽의 각을 말한다. 즉 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, … 의 피보나치수열에서 n, n+1 번째 항의 수를  an, an+1 이라 하면

이다.

또 한 가지 원기발생순서도에서 살펴볼 수 것은 이중 나선이다. 모든 발생 원기들을 중심에서부터 바깥쪽을 향하여 왼쪽으로 도는 나선과 오른쪽으로 도는 나선으로 원기들이 하나도 빠지지 않도록 촘촘히 이어보면 이중 나선이 그려지고 이 나선을 생식나선(generative spiral)이라고 부른다.

이어진 하나의 생식나선을 보면 원기들에 적힌 수치들이 일정한 값의 차이를 보임을 알 수 있다. 이 수치의 차이는 왼쪽으로 도는 나선과 오른쪽으로 도는 나선 사이에 차이가 있다. 오른쪽으로 도는 나선의 원기발생 차례 번호는 8, 16, 24, 32, 40, 48 ... 로 이어진다. 그 바로 위의 오른 나선은 3, 11, 19, 27, 35, 43, 51 ... 이다. 원기 발생순서가 어느 나선이나 수 8씩 차이가 난다. 이번에는 왼쪽으로 도는 나선을 따라가 보자. 왼쪽으로 나선을 그리는 원기 발생순서는 1, 14, 27, 40, 53, … 이다. 그 밑으로 그어지는 왼쪽으로 도는 나선은 9, 22, 35, 48, … 로 발생순서가 이어진다. 왼쪽으로 도는 나선에 나타나는 원기 발생순서는 모두 수 13씩 차이가 난다. 8과 13은 연속한 피보나치 수이다.

왜 원기들이 정단 위에서 황금각을 이루며 자라나서 잎이나 줄기나 꽃받침이나 꽃잎을 이룰까? 만약 연속 발생하는 2개의 원기들이 황금각을 이루지 않는다면 어떤 현상이 나타날 것인가를 살펴보기 위해, 정단 위의 연속하는 두 원기들이 137.3도를 유지하는 경우를 가정하고, 또 다른 각(角) 137.6도를 유지한다고 가정한 경우의 예를 들어보자. 즉 발산각이 황금각보다 작은 137.3도라고 가정한 경우와, 발산각이 황금각보다 큰 137.6도인 경우를 가정하여 발산각이 황금각인 경우와 비교해 보면 다음과 같은 모양을 나타내게 된다. 즉 현미경으로 관찰되는 주어진 좁은 공간에 가득하게 원기들이 들어차지 못하고 엉성하게 나열되어 생명체를 유지하기 위한 최대의 효율성을 누리지 못하게 되는 것이다.



출처 - 창조지, 제146호, 2006년 7-9월호

구분 - 3

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=3777

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2007-01-03

식물의 기공들은 독립적으로 개폐된다. 

(Plant Pores March to Their Own Beat)


      식물들은 열렸다 닫혔다 하는 기공(stomata)이라고 불리는 구멍들을 가지고 있다. (09/13/2006을 보라). 식물 잎 표면에 있는 이들 문들은 침입자들로부터 식물을 보호하고, 주변 상황에 따라 안과 밖으로 가스들과 수증기가 증발할 수 있도록 한다. 많은 식물들의 기공들은 낮 동안에 이산화탄소를 받아들이기 위해 넓게 열려지고, 밤 동안에는 수분의 손실을 막기 위해서 닫혀 진다. 어떤 식물들에서는 그 주기가 뒤바뀌어 있다.

기공들의 개폐는 어떤 종류의 신호처리 체계(signalling system)에 의해서 함께 이루어지는 것처럼 여겨졌었다. 그러나 새로운 연구는 그들이 독립적으로 작동하고 있다는 것을 보여주었다. EurekAlert는 과학자들이 기공들의 기능에 대한 ‘논리(logic)’를 발견했다고 보고하였다. 레이저를 사용하여, 그들은 흥미 있는 몇몇 사실들을 발견했다 : (1)기공의 열려짐은 포토트로핀-1(phototropin-1)이라고 불리는 감광성 단백질(light-sensitive protein)의 분비에 의해서 시발된다. 그리고 (2)그것은 세포 내부에 도달한 빛의 양(amount of light)에 의존하고 있었다. 몇몇 알려지지 않은 세포 신호들이 잎의 내부와 외부 사이에서 발생한다. 이것은 이제 이해되기 시작하고 있는 영역이다.

핵심은 이들 잎들에 있는 개폐식다리(drawbridges)들의 독립적 작동은 햇빛을 거두어들이는 가장 효율적인 수단을 제공하고 있다는 것이다. 반은 햇빛이 들고, 다른 반은 그늘이 지게 된 한 식물 잎을 숙고해 보라. 단지 반만의 빛을 사용하기 위하여 다른 모든 기공들이 열리는 것은 이치에 맞지 않는다. ”기공의 자발성(stomata autonomy)은 식물들에 이점을 가져다준다. 빛이 쪼여지는 부분의 기공은 열려지고, 그늘 진 이웃 기공은 닫힌 채로 유지된다.”고 논문은 설명한다. ”이러한 행동은 수분의 손실과 CO2 흡수 사이에 균형을 최적화한다.” 연구원들은 포토트로핀-1의 감수성은 빛이 쪼이는 잎에서는 그 문턱치(threshold) 바로 위에 있었고, 그늘진 잎에서는 아래에 있음을 발견하였다.

언론 보도는 이 발견이 ”다른 많은 광-유도성 과정(light-induced processes)들에 의한 세포 신호와 세포 자발성”에 관한 심도있는 연구를 자극할 것이라고 덧붙였다.



이러한 논평들에서 누가 다윈의 냄새가 난다고 하겠는가? 생물체에서 작동되고 있는 ‘논리’는 지적설계를 가리키고 있는 것이다. 그리고 이러한 신선한 바람은 연구에 새로운 생명력을 불어 넣을 것이다.



번역 - 미디어위원회

링크 - http://www.creationsafaris.com/crev200612.htm 

출처 - CEH, 2006.12. 22.

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=3758

참고 :

이정자
2006-11-17

생명체에 작용하는 동력학 법칙 Ⅱ


      지난 창조지의 <생명체에 작용하는 동력학 법칙Ⅰ>에서는 동물의 번식에서 얻어낸 일정 법칙이 식물 성장에 있어 눈에 보이지 않는 배아 발아에도 작용하고 있음을 소개하였다. 이어 이번에는 식물의 외형에 작용하여 우리 눈으로 쉽게 확인 할 수 있는 동일한 법칙에 대하여 살펴보기로 한다.

 

꽃잎과 나뭇잎

꽃잎의 개수는 식물의 92%에 달하는 거의 모든 꽃잎이 3장, 5장, 8장… 으로 되어 있다. 백합꽃이나 붓꽃은 꽃잎이 3장이고, 채송화, 무궁화는 5장, 코스모스는 8장, 금잔화는 13장, 치커리는 21장, 데이지는 34장의 꽃잎으로 이루어져 있다. 이 수들은 바로 피보나치수이다. 그 다음엔 나뭇잎을 살펴보자. 꽃잎의 경우보다 엽서(葉序), 즉 잎차례에서 피보나치수열을 더욱 잘 관찰할 수 있다. 잎차례라는 것은 식물의 줄기에 잎이 나와 배열되는 방식을 말한다. 가장 흔한 잎차례인 나선잎차례에서는 계속해서 난 2장의 잎을 줄기를 기준 축으로 하여 수직 위 또는 아래에서 보면 이 2장의 잎은 일정한 각도를 이루고 있는데, 이 각도를 개도(開度)라 한다. 나선잎차례에서 밑에서부터 각 잎이 줄기에 붙어있는 부착점을 차례로 연결하면 나선이 그려지는데, 이를 기초나선이라 한다.

삿갓나물같이 줄기의 한 곳에 여러 개의 잎이 돌려나거나 질경이같이 모여 나는 경우도 있지만, 대부분의 식물의 잎차례의 특성은 마주나기이거나 어긋나기이다. 마주나기는 한 곳에 두 개의 잎이 마주나지만, 이 경우에도 어긋나기에서와 같은 법칙을 살펴볼 수 있다. 어긋나기에서 줄기의 특정한 자리에 돋아나는 잎을 기준(0번)으로 하여 그 잎에서부터 몇 바퀴 줄기를 돌아 올라가서 다시 처음 지정했던 특정한 자리의 잎과 줄기 위쪽의 동일한 직렬선(直列線 : orthostichy)에 다른 잎이 처음으로 놓이는 경우, 그 잎을 y번째 잎이라고 하면 여기서 y는 바로 피보나치 수가 된다. 즉, 땅위 줄기 위의 k번째 잎에 대해 k+y번째 위치에 있는 잎이 k번째 잎의 직렬선과 처음으로 만나게 됨을 말한다.

늦은 봄, 낮은 산이나 들에 향기 진한 흰 꽃이 피는 조팝나무 한 가지를 붙잡고 잎이 나온 모습을 관찰해보면, 위 그림과 같은 성질을 관찰할 수 있다.

위의 그림 <조팝나무 가지의 잎차례>는 y = 5 인 경우이다. 그러므로 특정한 시작 위치의 잎의 번호를 0번으로 하고 나무 가지를 돌아 올라가며 잎을 만날 때마다 1번, 2번, … 이라고 번호를 붙여주면, 결국 y번째 잎이 될 때 360도 한 바퀴를 돌아 동일한 직렬선에 오게 되므로, 각 지나온 잎의 벌어진 각도는도가 된다.

이처럼 줄기 위에 잎이 돋아날 때에도 피보나치수열에 의해 잎의 나는 자리와 반복되는 잎의 개수가 결정된다. 조팝나무 뿐 아니라 주위의 많은 나무 가지, 또는 풀(줄기가 길게 올라온)의 잎이 솟아난 모양을 관찰해도 동일한 성질이 발견된다.

소나무나 잣나무와 같은 침엽수의 잎차례에서도 예외 없이 똑같은 법칙을 발견할 수 있다. 즉 잣나무의 바늘 같은 가느다란 잎은 나뭇가지의 한 점에서 동시에 4잎의 침엽 다발이 자라 나오는데, 이 침엽 다발을 계속 따라가며 관찰하면 한 다발 생성 점의 위치가 나선을 따라 돌아 올라가며 약 27.7도씩 이동하고 정확하게 13번째가 되면 완전한 한바퀴 360도를 돌게 되므로, 특정한 한 다발 자리를 기준으로 시작했던 0번째(그림의 아래쪽 빨간 점)의 침엽다발과 같은 위상(직렬선상)의 나선 위에 침엽 다발(그림의 위쪽의 점)이 자라 나온다. 이렇게 나선을 돌아 올라가며 일정한 각을 유지하여 식물의 잎이 배열되므로, 식물이 자랄 때 위쪽에서 자라는 나중에 돋은 잎이 이미 먼저 자라서 아래쪽에 놓여있는 잎에 쪼이는 햇빛을 가리지 않게 된다.


<잣나무의 주기=13인 잎차례>

식물의 모든 잎들이 자라나는 순서나 시기에 관계없이 사이좋게 동등한 탄소동화작용을 할 수 있는 가장 효율적인 방법이 바로 이 방법이다. 이런 현상은 태양을 골고루 쪼이고 탄소동화작용을 원활히 하기 위해 식물 스스로 정확한 각도를 계산해 원하는 위치에 잎이 솟아났다고 생각할 수 있을까?

많은 식물들이 진화를 계속하고 있는 상태라면, 현재 나무에 따라 주어진 피보나치수를 정확하게 이루고 있는 잎차례는 이제 또 다른 어떤 각도(또는 현상)를 유지하는 방향으로 바뀌어 가고 있는 것이라 설명할 수 있을 것인가?


나뭇가지

앞에서 계속 관찰해온 것처럼 식물의 꽃잎이나 나뭇잎에서의 피보나치수열의 적용은 한 두 종류의 식물에서 발견되는 우연의 일치가 아니라, 거의 모든 식물의 꽃이나 잎에서 발견할 수 있는 수학적 법칙이라고 할 수 있다. 동일한 한 식물체 안에서 꽃잎이나 나뭇잎에만 어떤 특정한 법칙이 작용할 것인가? 만일 그 법칙이 특정한 식물 종류에만 적용되는 법칙이 아니라 자연의 모든 생명체에 적용되는 동력학 법칙이라면, 꽃이나 나뭇잎 뿐 아니라 나뭇가지에도 같은 법칙이 적용됨을 관찰할 수 있을 것이다.

이제 나뭇가지의 성장에 대해 살펴보기로 한다. 우선 싹이 터서 처음 가지가 나오면 일정기간 자라야하고 일정기간동안 자란 후에는 곁에서 가지가 터나온다. 그러면 나무는 두 갈래로 갈라져서 자라게 된다.

먼저 자라던 큰 가지는 일정한 시간동안 성장하면 다시 곁가지를 낼 것이고, 그보다 먼저 처음 나왔던 곁가지는 그동안 보다 굵은 성숙한 가지로 자라게 된다. 이런 방식으로 모든 나무는 계속 가지가 뻗고 또 뻗어가며 가지가 무성한 커다란 나무로 성장한다. 이와 같이 가지의 성장 과정은 단순한 피보나치수열을 따른다. 이것을 아래 그림으로 살펴보자.

이와 동일한 법칙은 굵은 가지에만 적용되는 것이 아니라 물론 새로 돋아나온 잔가지에도 계속 적용된다. 이런 방법으로 가지 모양을 이어 나가는 법칙은 나무 성장에 아주 경제적인 방법이 아닐 수 없다. 물론 환경(주위의 온도, 습도 등)에 따라 가지의 성장의 속도가 다르고 나무 종류에 따라 가지의 돋아나는 수가 다른 예외도 있을 것이나, 기본 성장의 법칙은 동일하다.

나무뿐 아니라 가지를 내는 많은 식물류나 미역과 같은 해조류의 가지에도 마찬가지로 적용된다. 이런 해조류의 가지도 무분별하게 퍼져있는 것이 아니다. 물론 종류(種類)에 따라 나름대로 특유의 모양을 가지고 있지만, 기본적으로 조금 굵고 긴 가지(성숙한 가지)에서 일정한 성숙 기간을 지난 후에 보다 가늘고 짧은 가지(미성숙한 가지)가 돋아 나오는 법칙이 반복되는  것이다.  

예로부터 자연에 나타나는 수학적 현상, 특히 식물에 나타나는 여러 가지 수학적 현상에 대한 많은 연구가 있었으나, 연구라기보다는 대부분 관찰에 그치는 경우가 많았다. 특히 20세기 초, 영국의 학자 달시 톰슨(D'Arcy W. Thompson)의 방대한 진화론적 관찰은 오히려 우리에게 창조론적 확신을 갖게 하는 도구가 되고 있다.

1837년 프랑스의 수학자 브라베(Auguste Bravais)와 루이(Auguste Louis) 형제는 자라나는 식물 성장에 나타나는 수학적 특성에 관해 많은 연구를 하였고, 뒤를 이은 수학자나 생물학자가 위에서 언급한 여러 가지 수학적 현상의 원인 규명을 위해 노력하였다. 1979년 수학자 보겔(H. Vogel)은 컴퓨터 모의실험을 통해 생명체 성장에 나타나는 이중나선의 구조가 그려지는 현상이 황금각과 어떻게 관련되는가를 밝혔다. 드디어 1993년 프랑스 수학자 쿠더(Yves Couder)와 두아디(Adrien Douady)가 물리실험을 통해 이중나선이 그려지는 이유를 증명하였다. 자장(磁場)을 띤 접시에 전기 충전된 기름방울을 공중의 똑같은 지점에서 떨어트려 떨어진 방울이 이중나선을 그리는 그들의 연구에 의해 그와 같은 현상은 식물의 유전자에 의한 것이 아니라, 자연의 동력학적인 현상에 의한 것으로 규명되었다. 생명체 각각의 유전자 차원의 설계가 아니라, 모든 생명체의 최대의 효율적 번식을 위한 동력학적 법칙으로 우리의 생명체 세상이 설계된 것이다.


<느티나무 가지의 세대별 성장 모습>


출처 - 창조지, 147호, 2006년 10-12월호

구분 - 5

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2006-03-18

말하는 나무와 식물의 향수들

(Of Talking Trees and Plant Perfumes )


     나무가 말한다는 것은  단지 공상 소설에나 나오는 이야기가 아니다. 우리 지구의 숲도 언어를 가지고 있다. 파멜라 힌즈(Pamela J. Hines)가 사이언스 지(2006. 2. 10)에 보고한 [1] "보이지 않는 꽃다발(invisible bouquet)"이라고 불리는 식물들의 의사소통(plant communication)에 쓰이는 화학적 언어(chemical language)에 관한 일련의 논문들을 소개하도록 하겠다.

”식물들이 생산할 수 있는 수천의 서로 다른 대사 물질들 가운데, 많은 물질들이 식물 주위에 구름(cloud)을 형성한다. 이 휘발성 혼합물은 식물들이 가진 복잡한 신진대사를 반영하며, 또한 다양한 기능들을 나타낸다. 휘발성 혼합물은 곤충, 병원균, 꽃가루 매개자들(pollinators)에게 똑같이 유혹의 신호를 보낸다. ”나의 적의 적은 친구”라는 고전적인 경우는 여기에도 적용되어, 곤충에 의해 공격당하고 있는 식물은 자신을 갉아먹고 있는 곤충의 천적을 불러들이는 휘발성 신호(volatile signals)를 보낼 수 있다는 것이다. 밤에 꽃이 피는 식물들이 최상의 꽃가루 매개자 곤충들을 유혹하기 위해서는,  꽃의 색이나 모양보다 휘발성 물질들이 더 좋은 신호일지도 모른다. 휘발성 신호는 또한 인근 식물들에 의해 읽혀지고, 재해석되어, 그들 자신의 방어를 조절할 수 있도록 도와준다.”

식물 휘발성 물질들의 이러한 '향기로운 이야기'는 같은 편 Science 지의 세 논문 속에 상세하게 기재되어 있다. 피처스키(Pichersky) 등은 식물에 의해 생산된 이 많은 혼합물들의 미묘함을 "자연의 다양성과 재능(nature's diversity and ingenuity)"으로 특징지었다.[2] 이 혼합물들은 그냥 우연히 생긴 것이 아니다. 메틸화(methylation), 아실화(acylation), 산화/환원(oxidation/reduction), 방향성 고리의 형성(formation of aromatic rings) 등 마치 여러 유기화학 공정 연구 작업을 마쳤던 것처럼 복잡한 화학물질들의 공정 단계와 과정들을 거쳐서 합성되어진 것이다. 식물들은 이러한 작업들을 위해 특수한 효소(specialized enzymes)들을 고안해 냈다. 여러 방향성 물질들을 조절하여 장미에서 향기로운 냄새가 나게 하는 것은 머리가 어지러워질 정도로 복잡한 고도의 혼합기술이라고 저자들은 기술했다. 게다가, 혼합물들은 저장주머니를 가진 특화된 세포에서 생산되고 적절한 시간에 공기로 방출된다. 저자들은 유전자중복과 다양화에 의해 이 과정들이 발전되었다고 믿고는 있지만, ”수렴 진화(convergent evolution)로  가끔 다른 종의 식물들이 동일한 휘발성 물질을 합성하는 능력을 갖추게 되었다”고 말하였다.

이 가설에 동조하든 안하든 간에, 현재까지 1,000여 개의 유사한 화합물질들이 발견되었고, 그 몇 배에 달하는 화합물질들이 발견될 것이 예상되기 때문에 이는 확실히 놀라운 일임에 틀림없다. Science 지의 다른 논문에서도 식물들이 만드는 몇 만 또는 수십만의 일차, 이차 대사물질들이 모두 다양한 생물학적 특성과 기능을 가지고 있다는 것을 제시하고 있다. 어떻게 식물들이 이러한 화학물질들을 만들고, 저장하고, 방출하는지를 연구하는 분야는 아직 미개척분야라고 저자들은 말한다. 실제로 또 다른 논문에서 발드읜(Baldwin) 등은[3] "말하는 나무(talking trees)"에 대해 다음과 같이 언급하고 있다.

”식물들은 자신들이 공격당하기 전에 방어기전을 활성화 해놓기 위하여, 초식동물들에게 공격당하고 있는 이웃 식물들이 방출하는 휘발성 유기화합물(volatile organic compounds, VOCs)들을 엿듣고 있는지도 모른다. 휘발성 유기화합물에 노출된 식물의 유전자 전사체(transcriptome)와 신호전달 양상을 분석해 본 결과, 식물이 직, 간접적인 방어를 준비하고 있으며, 경쟁적인 능력을 연마하기위해서 휘발성 유기화합물들을 엿듣고 있다는 가능성이 제안되고 있다. 휘발성 유기화합물 생합성과 인식작용에 관한 연구의 전진으로, 유전적으로 특별한 휘발성 유기화합물에 대해 반응을 하지 않는 ‘귀머거리(deaf)’ 식물들의 생산과, 그들의 휘발성 어휘(volatile vocabulary)중 일부 화합물질을 만들지 못하는 '벙어리(mute)” 식물들의 생산이 가능하게 되었다. 이런 식물들은 휘발성 유기화합물들의 분석계측기의 개발과 더불어 타식물의 휘발성 유기화합물을 인지하는 ('deaf'나 'mute'가 아닌 의사소통이 유창한) 능력이 자연 생태계에서 식물의 적응성에 도움을 주고 있는지를 판단할 수 있도록 해 줄 것이라는 것이다.”

"말하는 나무(talking trees)"라는 용어는 과학자들이 식물간의 의사소통을 설명하기 위해 실제로 사용하여 왔었다. 말을 한다거나 혹은 엿듣는다는 것은 단지 관점의 차이일지도 모른다. 실험결과, 이러한 신호에 귀먹게 된(deaf) 식물들은 외부로부터 손상받기가 쉬운 것으로 나타났다.

식물의 휘발성물질에 관한 일련의 특별 기사들 중 마지막 논문은 우리 인간들에게 흥미롭다. 왜 양념은 우리의 미각을 돋우는가? 그것은 우리들 자신의 후각이 어느 식물이 건강에 좋은지 혹은 해로운지를 알아내는데 예민하기 때문일지도 모른다는 것이다. 고프(Stephen Goff)와 클리(Harry Klee)는 식물의 휘발성물질들이 건강과 영양학적 가치에 단서를 제공하는지를 관찰했다 [4]. ”중요한 맛에 관련된 휘발성물질이 필수영양소에서 비롯된다”는 증거가 포착되었다는 것이다. 그들은 덧붙여서, ”비록 하나의 과일 또는 야채가 수백 가지의 휘발성물질들을 합성하지만, 단지 작은 조합의 물질들이 '맛 지문(flavor finger print)‘을 형성하여, 동물이나 사람들이 적합한 음식들은 인식하고, 위험한 음식들의 선택은 피하도록 돕고 있다.” 아마도 우리 모두는 잃어버린 기술을 연습하여, 숲에서 또는 슈퍼마켓에서 더 열심히 코로 냄새 맡기를 시작할 필요가 있다.


1. Pamela J. Hines, 'The Invisible Bouquet,' Science 10 February 2006: Vol. 311. no. 5762, p. 803, DOI: 10.1126/science.311.5762.803.

2. Pichersky, Noel and Dudareva, 'Biosynthesis of Plant Volatiles: Nature's Diversity and Ingenuity,' Science 10 February 2006: Vol. 311. no. 5762, pp. 808 - 811, DOI: 10.1126/science.1118510.

3. Baldwin et al., 'Volatile Signaling in Plant-Plant Interactions: 'Talking Trees' in the Genomics Era,' Science 10 February 2006: Vol. 311. no. 5762, pp. 812 - 815, DOI: 10.1126/science.1118446.

4. Stephen A. Goff and Harry J. Klee, 'Plant Volatile Compounds: Sensory Cues for Health and Nutritional Value?', Science 10 February 2006: Vol. 311. no. 5762, pp. 815 - 819, DOI: 10.1126/science.1112614.



당신은 이 놀랄만한 현상에 대해 깊이 생각해 보신 적이 있는가? 만약 당신이 유기화학(organic chemistry)을 공부해본 적이 있다면, 특정 화합물질의 합성이 얼마나 복잡한 과정인지를 알 수 있을 것이다. 그런데 식물은 쉽게, 그리고 의도적으로, 복잡한 효소들을 사용해서 수십만 가지 방법으로 이런 복잡한 합성 과정들을 수행하고 있다. 게다가 효소들은 세포 내에서 닥치는 대로 반응하지 않고, 신호분자들의 전달에 의한 정교한 메커니즘에 의해서 저장되고 방출된다. 이러한 방법을 통해 정교한 '식물들 간의 네트워크' 과정을 수행하고 있을 뿐만이 아니라, 한 식물체 내에서도 여러 부위들이 서로 긴밀히 연락을 하고 있는 것이다. (11/09/2004, 08/12/2005).

동물과 인간의 후각도 이 신호들을 인식하고, 전달하고, 해독하기 위해 상당히 정교한 메커니즘을 요구하고 있다 (08/31/2005, 06/07/2005). 전체적으로 볼 때, 이것은 다양하고도 풍부한 생태계를 유지하기 위하여 수많은 생물체들이 서로 함께 공생(symbiosis)관계를 이루고 있다는 하나의 좋은 예인 것이다.

'자연의 전쟁' 이라는 비유는 잘못된 것일지도 모른다 (곤충들에 의해 '공격당하는' 식물들, 기타 등등. 07/04/2003의 '비유가 당신에게 마법을 건다'를 보라). 평형이 유지되는 세계 (항상성계, homeostatic system)에서 이러한 상호작용들은 평형유지를 위한 중간 점검이나 보정 정도로 이해되어야 마땅할 지도 모른다. 동적인 세계 (모든 아이스하키 선수가 각각 움직이고 있는 모습을 상상해 보라)에서, 일부 과정들은 가속시키고, 일부는 감속시킬 방법들이 필요하다. 멸종에 이르게 하는 재앙적인 불균형으로 인해, 원초적으로 완벽한 창조의 디자인이 더 많은 관심을 받지 못하고, 대신 저주 받은 세상에 대한 심판이 반영된듯 하다.

진화론자들은 이러한 모든 복잡한 과정과 상호 관련성들이 한 두 번의 유익한 실수(돌연변이)들이 무작위적으로, 목적도 없고, 계획도 없이, 여기저기서 일어나고, 이들이 축적되어 생겨난 결과라고  우리가 믿기를 바란다. 이와같은 식물들의 이야기는 이러한 주장이 얼마나 설득력이 없는 설명인지를 우리들에게 상기시켜주고 있다. 통상, 진화론자들은 효소들, 액포, 방사체, 감각기관 등이 어떻게 진화했는지에 대한 구체적인 시나리오를 제시하지 못하고 있다. 그들은  단순히 오래된 속임수인 '수렴진화(convergent evolution)'라는 말로 둘러대며, 이들이 그럭저럭 어떻게든 진화했다고 가정할 뿐이다.

오류투성이인 진화론자들의 사기극이 당신을 망치지 못하게 하라. 식물 휘발성 물질들은 우리 생활을 풍부하게 하고, 세계를 아름다고 유익하게 한다. 밖으로 나와 장미와 토마토 냄새를 맡아보라.

정원의 꽃과 대화하는 것은 신시대 유행의 첨단이 되었다. 식물이 당신의 말을 알아듣는지 못하는지는 논쟁의 여지가 있지만, 그들은 당신이 풍기는 휘발성 유기화합물들을 엿듣고 있었을 지도 모른다. 그리고 시들어가는 무화과나 진달래가 당신에게 무엇인가 말하기 위해 노력하고 있는 중인지도 모른다.

 


*관련기사 : 식물도 `말`을 한다 : 독 막스 플랑크 연구소 자극 받으면 냄새로 의사 표현  (2006. 6. 28. 중앙일보)  http://www.joins.com/article/2337745.html?ctg=1306

”敵 출현…방어하라” 식물들만의 유·무선 통신망 있다. (조선닷컴. 2013. 5. 21)

http://inside.chosun.com/site/data/html_dir/2013/05/21/2013052100570.html?bridge_info

칭찬은 고래, 아니 '식물'도 춤추게 한다 (2013. 7. 25. 동아사이언스)
http://www.dongascience.com/news/view/1701/news

새에게도 '도와줘요', 식물은 소통의 '달인' (2013. 7. 30. 한겨레)
http://ecotopia.hani.co.kr/171198



번역 - 미디어위원회

링크 - http://www.creationsafaris.com/crev200602.htm 

출처 - CEH, 2006. 2. 21

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=3183

참고 : 3158|2347|600|2028|2021|706|2352|2337|1902|1903|1489|5654

Russell Grigg
2006-03-03

사랑의 함정

 : 작은뿌리파리를 이용한 난초의 놀라운 수분 방법 

(The Love Trap)


       호주의 온난한 숲에서 사랑이 짝을 부르고 있다.[1] 페로몬(pheromone)이라고 불리는 색다른 향수가 공기 중에 떠다니며, 단지 한 종의 곤충 수컷들에게 저항할 수 없는 메시지를 보내고 있다. 작은뿌리파리(Fungus Gnat, 파리목(Diptera) 검정날개버섯파리과(Sciaridae)) 암컷은 근처에 있고 한 마리의 짝을 갈망하고 있다.[2] 그 부름에 반응한 한 수컷 작은뿌리파리는 요염한 암컷이 그린후드 난초(Greenhood Orchid)의 꽃 안에서 위치하고 있는 것을 발견한다.[3]

수컷 작은뿌리파리가 순판(irritable lip or labellum, 난과 식물 꽃의 입술처럼 생긴 꽃잎)이라고 불리는 꽃의 튀어나온 부분에 앉게 될 때, 그 꽃잎은 갑자기 닫히면서 작은뿌리파리를 꽃 안에 가두어 버린다. 그러면 작은뿌리파리는 난초의 아침식사가 되는 것인가? 아니다. 그린후드 난초는 작은뿌리파리를 훨씬 더 세련된 용도로 사용하고 있는 것이다.

작은뿌리파리는 그의 작은 감옥을 탐사하면서, 위쪽으로 한 창문을 통하여 빛이 들어오고 있는 것을 발견한다. 그것은 출구일 수 있는가?

조사를 위해 위쪽으로 기어감으로서, 작은뿌리파리는 좁은 터널을 따라 나있는 털들을 헤치고 나가야만 한다. 그렇게 함으로서, 작은뿌리파리는 꽃이 전략적으로 준비해 놓은 두 장소를 스치고 지나가게 되는 것이다. 첫 번째 장소는 접착성의 액체가 발산된다. 그곳으로부터 작은뿌리파리는 몸에 끈적끈적한 액체가 묻게 된다. 두 번째 장소에서 작은뿌리파리는 한 무더기의 화분(pollen)을 제공받는다. 그것은 앞으로 이동하면서 끈적끈적한 액체에 달라붙게 된다. 앞쪽에는 출구가 있고, 작은뿌리파리는 다시 세상으로 날아가는 것이다. 그러나 이제는 그린후드 난초의 수정을 위한 화분을 운반하게 되는 것이다.  

난초는 그 꽃잎을 다시 재설정하는 데에 30분에서 1시간 정도 걸린다. 그러고 나면 다른 작은뿌리파리가 또 다시 꽃으로 들어올 것이다.

사랑에 실망하면서, 수컷 작은뿌리파리는 로맨스를 찾아 날아간다. 그리고 곧 또 다른 그린후드 난초의 향기에 유혹 당하게 된다. 사랑의 부름은 너무도 강렬하여, 작은뿌리파리는 꽃에 의해서 갇혀졌던 것을 기억하지 못하는 것처럼 보인다. 이번에는 그의 등에 붙여 운반해온 화분으로 다른 난초를 수정하는 것이다. 난초들은 또한 그들의 스티그마(stigma, 화분을 받는 암컷 부분)를 전략적으로 화분을 날라 온 작은뿌리파리의 통로에 위치하도록 가지고 있다.


창조와 선택

난초(Orchids)들은 매우 다양한 번식 메커니즘을 가지고 있다. 이와 같은 특별한 디자인을 가지고 있는 사례는 수컷 곤충을 유혹하는 구조를 가지고 있지만, 다양한 다른 적응을 할 수 있는 잠재력이 원래의 난초 ‘종류(kind)'에 존재하였을 수도 있다. 선택(selection, 인공적으로 육종을 통한)은 원래의 잡종 개/늑대(an original mongrel dog/wolf) 집단으로부터 어떠한 새로운 정보(new information)가 증가됨 없이도 다양한 품종의 개들을 만들어낼(추려낼 수, cull out) 수 있었다. 따라서 이러한 과정은 단세포 미생물로부터 악어, 독수리, 너구리, 곰, 코끼리, 사람 등으로 변화되었다는 어떠한 종류의 진화도 보여주지 않는다. 왜냐하면 이러한 변화는 털, 코, 눈, 귀, 뇌 등을 만들어야하기 때문에 많은 새로운 유전 정보를 요구하기 때문이다. 이 난초의 수분 과정과 같은 하나의 유사한 선택 과정은 서로 미세하게 조정되어(fine-tuned) 있어야 한다.

모자 모양의 난초(hooded orchid)는 다양한 많은 품종의 난초 종들을 가지고 있다. 난초들은 약 100종 이상의 방향성 화학물질(aromatic chemicals)들을 서로 다른 농도와 배합을 이용하여, 서로 다른 종의 파리, 말벌, 각다귀, 벌 등의 곤충들을 유혹한다. 각각의 난초 형태들은 특별한 곤충을 유혹하여 수분작용(pollination)을 하기 위해서 미세하게 조정되어 있다.

하나님은 수천 종의 다양한 난초 품종을 창조하셨는가? 아니면 오늘날 볼 수 있는 다양한 품종들을 만들 수 있는 능력(capacity)을 원래의 난초 종류에 창조하셨는가? 매우 많은 난초 종(species)들과 속(genera)들이 쉽게 교배될 수 있다는 사실은 우리가 보는 많은 다양한 품종들이 적응(adaptation)을 통해서 발생되어 왔다는 것을 알 수 있게 한다. 창조론자였던 에드워드 블리쓰(Edward Blyth)에 의해서 다윈보다 25년 전에 발견되었던 자연선택(natural selection)은 변화(variations, 창조된 유전정보를 재조합함으로 생겨난 변화)가 선택되는 것을(수분 곤충에 가장 적합한 난초 꽃이 선택되는) 포함하고 있다.

약간의 특징들은 돌연변이를 통한 유전정보의 소실(loss of genetic information)을 통하여 발생될 수 있다. 예를 들면, 후드(hood)에서의 투명한 판(clear panel)은 다른 색소(녹색, 빨간색, 노란색 등)를 만드는 후드 유전자의 비활성화를 통하여 일어날 수 있었을 것이다. 그러나 이러한 방법으로 난초가 망고나무(mango tree)로 변화될 수 없다. 왜냐하면 그러한 변화는 새로운 많은 정보들을 필요로 하기 때문이다. 그리고 그것은 새로운 정보를 발명한 지적 창조자를 필요로 한다.

난초는 하나님의 창조적 천재성을 증거하고 있다. 그것들은 다른 꽃들이 가지고 있는 수분 곤충들을 유혹하는 화밀(nectar) 없이 창조되었다. 그러나 그들은 방향성의 성적 유혹제를 만들 수 있는 능력과 수분을 위하여 적절한 곤충들에 적응할 수 있는 능력을 가지고 있었다. 오늘날 우리들은 모자모양의 난초와 여기에 속아 넘어가는 곤충 사이의 복잡한 상호작용에 대해서 경탄하고 있다.

이러한 구조들과 모든 화학물질들이 모두 무작위적인 우연한 돌연변이에 의해서 생겨났다고 믿는 것은 배후에 창조적 지성을 가진 설계자가 있었다는 것을 믿는 것보다 훨씬 더 큰 믿음을 필요로 한다.[4, 5]   



References and notes

1. The word ‘love’ is used in this article for effect. It is not suggested that insects have feelings akin to those of human beings.

2. Fungus Gnats, also called Mosquito Flies, are small (about 3–4 mm or 1/8 inch long) mosquito‑like flies that feed on fungi, not the pollen of the plants they enter.

3. Any orchids of the genus Pterostylis. The flowers are mostly green and resemble a hood; hence the common name, greenhoods. Most species are found in Australia, with others in New Zealand, New Caledonia and New Guinea. So far more than 120 species of greenhood have been named.

4. The fact that the process involves ‘deception’ is not a problem, as animals and plants are not moral beings.

5. For a further example of ingeniously designed orchid pollination, see Chapman, G., Orchids … a witness to the Creator, Creation 19(1):44–46, 1996.

 

 

*관련기사 : 난초 조상種 8천만년 전(?) 존재 (2007. 8. 29. 조선일보)

http://news.chosun.com/site/data/html_dir/2007/08/29/2007082901004.html

호박 속에 갇힌 '멸종 일벌과 난초 꽃가루' (2007. 8. 31. 소년한국일보)

http://kids.hankooki.com/lpage/news/200708/kd2007083114300577170.htm

Venus flytrap : Ingenious mechanism still baffles Darwinists
http://creationontheweb.com/content/view/4340/



번역 - 미디어위원회

링크 - http://www.answersingenesis.org/creation/v24/i3/love_trap.asp 

출처 - Creation 24(3):26–27, June 2002

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=3158

참고 : 5383

김경태
2006-01-13

단풍이 아름다운 이유


     요즈음 내가 다니는 학교 캠퍼스를 바라보면 비록 잎이 떨어져 앙상해진 가지들이 있기는 하지만 아직도 심겨 있는 나무마다 남아 있는 나뭇잎으로 인해 아름다운 물감이 채색되어 있다. 땅의 잔디는 누렇게 변해가고 그 위에 서 있는 나무들에게서 울긋불긋한 나뭇잎들은 가을의 풍경을 아름답게 수 놓고 있다. 맑고 드높은 가을의 파란 하늘을 보기 위해서, 또 다채롭고 화려한 단풍을 보고 즐기기 위해서 많은 사람들이 산행을 하고 나무가 우거진 야외로 나서는 것을 본다. 우리나라의 날씨는 여름에서 가을로 접어들면서 서서히 기온이 내려가기 때문에 단풍이 형성되는 좋은 조건을 제공한다.

은행나무의 경우는 가을의 운치를 노랑 물감으로 표현하는데 이렇게 노란 단풍이 드는 이유는 초록색을 띠는 엽록소가 서서히 사라지고 엽록소와 같이 있던 노란색 색소인 카로틴과 크산토필이 나타나서 잎이 노랗게 보이는 것이다. 엽록소가 합성될 때에는 엽록소가 훨씬 많기 때문에 초록색을 띠다가 엽록소가 사라지면서 초록색에 가렸던 노란색이 나타나는 것이다. 엽록소는 광합성이 일어나는 센터의 역할을 하는데, 가을로 들어서면 나뭇잎의 생육활동이 막바지에 이르게 되고, 나뭇잎으로 공급되는 수분과 영양분이 점차 감소하기 때문에 엽록소가 여름만큼 왕성하게 생성되지 않는다. 따라서 엽록소의 생성이 떨어짐과 동시에 잎 속에 남아 있던 엽록소는 햇볕에 노출되어 계속 사용되면서 없어지기 때문에 나뭇잎은 푸른빛을 점차 잃게 된다. 그렇지만 카로틴과 크산토필은 햇볕을 받아도 사라지지 않으므로 엽록소가 없어진 뒤에도 잎 속에 계속 남아 있게 되어 우리는 노랗게 물든 은행잎을 볼 수 있는 것이다.

그리고 참나무나 너도밤나무, 플라타너스, 느티나무 등은 갈색의 나뭇잎을 가을에 보여 주는데 이는 탄닌이라는 갈색 색소가 엽록소가 사라진 뒤에 남기 때문이다. 반면에 붉은색 단풍은 다른 색깔의 단풍과는 달리 새로운 색소를 만들어냄으로써 이루어진다. 엽록소가 파괴된 뒤, 잎 속에 없었던 안토시아닌이라는 색소가 새로이 합성되면서 잎은 선명한 붉은색으로 변한다. 안토시아닌은 붉은 꽃에 많이 있는 플라보노이드 화합물의 일종으로서 탄수화물이 많을수록 합성이 촉진된다. 안토시아닌은 현재까지 40여 종이 알려져 있는데, 세포 내에서는 모두 당이 붙어있는 배당체로 존재하고 있다. 안토시아닌을 산으로 가수분해하면 붉은색을 띄는 안토시아니딘과 탄수화물인 당으로 나누어 진다. 안토시아닌에 붙어 있는 당에는 포도당과 유당 및 람노오스, 크실로오스 등이 있는데 이러한 탄수화물이 많이 만들어져야 안토시아닌의 합성이 왕성하게 일어날 수 있는 것이다.

그런데 가을이 되어 기온이 내려가면 건조한 기후와 추위에 견디기 위해 나무는 잎을 떨어뜨리는데 이를 위해 잎자루에 떨켜를 만든다. 그러면 잎에서 광합성으로 만든 탄수화물이나 아미노산이 줄기로 이동하지 못하고 잎에 축적되어 색소의 합성에 이용되는 것이다. 나뭇잎에 탄수화물이 많이 쌓이려면 낮에는 광합성이 활발하게 일어나야 하고, 밤에는 호흡작용이 적게 일어나서 낮에 합성된 탄수화물의 소비가 줄어들어야 한다. 즉 낮에는 뜨겁지 않으면서 햇볕이 잘 들어야 하고, 밤에는 시원하면서도 낮과 밤의 온도 차이가 많이 나야 한다. 낮보다 밤이 쌀쌀하게 되면 대사의 효율이 떨어져 낮에 만들어진 탄수화물의 소비가 적게 되는 것이다. 그러면 안토시아닌의 합성이 잘 일어나서 예쁘고 붉은 색조의 빛깔로 나뭇잎을 변화시키는 것이다. 나무마다 독특한 색조로 온 세상을 멋지게 수놓는 가을의 단풍을 바라볼 때마다 하나님께서 주시는 아름다움에 감탄을 하게 된다. 세상의 그 어떤 화가도 이처럼 위대한 그림을 그릴 수는 없을 것이다. 때가 되면 당연히 나뭇잎의 색깔이 변하는 것으로 생각하지만 갖가지 색으로 변신하도록 디자인 하셔서 가을마다 멋진 광경을 연출하시는 하나님의 위대하심을 바라본다. 다양한 색조로 변한 가을의 나뭇잎을 볼 때 천하에는 때가 있음을 느낀다. 새순이 파릇하게 나올 때가 있고 꽃이 필 때가 있으며 푸른 나뭇잎이 울창하다가 이윽고 다양한 단풍의 색깔로 변해갈 때가 있고 마침내는 가지를 떠나 떨어질 때가 있다.

전도서 3:11절에 보면 '하나님이 모든 것을 지으시되 때를 따라 아름답게 하셨고 또 사람에게 영원을 사모하는 마음을 주셨느니라. 그러나 하나님의 하시는 일의 시종을 사람으로 측량할 수 없게 하셨도다.' 라고 했다. 하나님께서 우주를 창조하시면서 사시와 일자와 연한을 이루게 하셨고, 그것이 창조질서 아래 아름답게 하셨다. 그러면서 질서 있고 아름다운 자연을 바라보며 영원을 사모하는 마음을 우리에게 주셨다. 나뭇잎의 색깔을 변하게 하시는 하나님의 손길이 있고 그 하나님을 깨달을 수 있는 마음을 우리에게 허락하셨다는 것이다. 지금의 과학이 아무리 발달하고 화학 합성의 기술이 뛰어나다 할 지라도 우리는 나뭇잎 하나 합성할 수 없다. 더구나 계절에 따라 오묘하게 변하는 단풍의 모습을 실험실에서 재현할 수가 없다. 우리가 겸손한 태도로 나뭇잎만 자세히 바라 보아도 적절한 때를 정하신 하나님의 모습을 느낄 수가 있다. 나뭇잎이 물이 들어 곱게 치장을 하면 곧 떨어짐을 예상할 수 있듯이 우리도 태어날 때가 있고 죽을 때가 있다. 육신의 마지막 순간이 이르기 전에 하나님을 아는 자야말로 지혜로운 자라고 할 수 있다. 그리고 곱게 물든 단풍을 바라보면서, 지금의 아름다운 색깔을 지니기까지 자신의 자리에서 최선을 다한 모습이었음을 깨닫게 된다. 나뭇잎은 나무가 필요로 하는 영양분을 합성하기 위해 열심히 자신의 일을 수행했다. 태양을 향해 손을 벌리고 쏟아져 오는 빛 에너지를 최대한 활용하여 광합성을 꾸준히 수행하므로 나무가 생존하도록 하였다.

그리고 비바람이 휘몰아칠 때가 있었고 벌레가 공격을 할 때도 있었지만 가지로부터 떨어지지 아니하고 꿋꿋이 견디어 낸 나뭇잎이야말로 가을을 맞아 아름다운 단풍으로 변할 수 있는 것이다. 우리도 우리가 처한 위치에서 맡겨진 일들을 기쁨으로 감당하며 하나님의 자녀답게 살아야 한다. 그래야 세월이 만들어내는 성숙된 아름다움이 우리에게 나타나리라 본다. 때로는 우리를 힘들게 하는 일들이 있을 지라도 좌절하지 아니하고 내가 하는 일이 하나님께서 주신 일임을 자각하고 하나님께서 '그 동안 수고하였고 이제는 쉴 때가 되었다'라고 말씀하실 때까지 주어진 일에 사명감을 가지고 성실하게 감당할 때, 우리의 삶은 아름다운 단풍의 색깔처럼 주위를 기쁘게 하고 밝게 할 것이다. 오늘도 예쁘게 변한 단풍과 낙엽을 바라보면서, 때를 정하신 하나님의 뜻을 헤아려보며 나에게 주어진 길을 후회 없이 최선을 다해 즐거운 마음으로 걸어갈 수 있도록 기도해 본다. 



출처 - '과학으로 하나님을 만나다' 중에서

구분 - 3

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=3076

참고 :

Headline News
2005-04-21

식물들은 수학을 알았는가?

: 식물들에 존재하는 피보나치 수열

 (Do Plants Know Math?)


매사추세츠에 있는 스미스 대학(Smith College)의 생물학자들과 수학자들은 함께 ”일반 꽃들과 식물들에서 발견된 놀랄만치 복잡한 나선형 패턴”을 전시하였다.1 침엽수에서부터 엉겅퀴, 해바라기까지 많은 식물들은 피보나치의 수열(Fibonacci Sequence), 또는 황금의 각(Golden Angle)와 같은 수학적 패턴에 따른 나선구조들을 가지고 있었다. 사이언스뉴스 지는 그 전시를 ”식물들의 나선형태 : 당신이 계산해볼 수 있는 아름다움 (Plant Spirals: Beauty You Can Count On)” 2 이라는 제목으로 보도하면서 다음과 같이 설명하였다.

 ”오늘날 생물학, 수학, 컴퓨터공학이던지 간에 과학에 있어서 가장 중요한 테마는 단순한 규칙을 통한 복잡한 패턴들의 발생이다.”

수학자인 크리스 골(Chris Gole)은 ”식물들은 진화를 통하여 이러한 엄청난 일관성과 시각적인 아름다움을 계승해 내려왔다.” 라고 말했다.

이러한 현상을 설명하기 위하여 동력 시스템 모델 개발에 도움을 준 수학자인 Pau Atele는 ”식물들이 수학을 알았던지 몰랐던지 간에, 식물들은 분명히 일련의 공통된 규칙을 따라 프로그램되어 있었다. 이것은 이 패턴들이 진화하는데 유리하게 작용되었을 것을 제시하고 있다.” 라고 말했다.



실제로 이러한 제시에 기인하여 유리하게 작용된 예는 제공되지 않았다. 그러나 수학자들은 이러한 디자인은 아름답고, 프로그램되어 있었다는 것에 동의하고 있다.

진화는 프로그램되어 있지 않다. 프로그램은 지적설계를 의미한다. 식물에 들어있는 프로그램된 수학이 비인격적인 지시되지 않은 힘에 의해서 자연적으로 우연히 만들어졌다는 것은 단지 신념(믿음)이다. 그것은 ”식물들은 한번 프로그램되었으나, 프로그램을 한 주체(비자연적인 것)는 없다” 고 말하는 것과 같다.

해바라기의 나선형 패턴은 항상 프로그램된 자연 법칙에 따라 만들어진 것이다. 이것은 유전 암호에서 보여지는 특수한 복잡성과 같은 종류는 아니다. 유전 암호는 수학이나 단순한 규칙에 의해서 풀어질 수 없다. 피보나치의 수열(Fibonacci Sequence)과 같은 간단한 규칙이 식물의 나선패턴을 만들 수 있다. 그러나 식물들과 다른 살아있는 생물들의 비수학적 유전암호 내에 수학 공식이 어떻게 들어가 있을 수 있는가 하는 것은 다른 문제인 것이다. 그리고 사람들이 이러한 패턴들이 아름답다고 느끼는 것은 또 다른 문제이다.

 


*참조 : 1. Fibonacci Numbers and the Golden Section
http://www.maths.surrey.ac.uk/hosted-sites/R.Knott/Fibonacci/fib.html

2. 15 Uncanny Examples of the Golden Ratio in Nature
http://io9.com/5985588/15-uncanny-examples-of-the-golden-ratio-in-nature

 

번역 - 미디어위원회

링크 - http://www.creationsafaris.com/crev0103.htm 

출처 - CEH, 2003. 1. 21

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=706

참고 : 5137|1489|3921|1629|3777|3771|6402|6391|6309|6269|6236|6200|6114|6057|6056|6053|6050|6024|6004|5978|5956|5938|5933|5855|5823|5788|5778|5856|5775|5774|5772|5763|5757|5754|5746|5736|5735|5700|5692|5679|5665|5663|5657|5656|5654|5574|5571|5554|5529|5526|5524|5478|5477|5475|5432|5430|5426|5391|5363|5362|5356|5352|5345|5341|5292|5242|5165|5123|5089|5046|5024|5023|4854|4830|4712|4708|4574|4556



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