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KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

창조설계

새들의 경이로운 능력은 예상을 뛰어넘는다.

미디어위원회
2021-08-06

새들의 경이로운 능력은 예상을 뛰어넘는다.

(Life Exceeds Expectations : Birds)

David F. Coppedge


   여기 생존의 목적을 초월하여, 놀라운 능력을 가진 새들이 있다.


도요새는 장엄한 이주 동안 낮에는 높은 고도로, 밤에는 낮은 고도로 비행한다.(Science Daily. 2021. 6. 30). 이것은 농담이 아니다. 큰도요새(great snipes)는 엄청난 높이로 날아간다. 스웨덴의 룬드 대학의 과학자들은 그 새들이 일부 비행기만큼 높은 고도로 비행하는 것을 알고 놀랐다. 이들은 낮 동안에는 2500m 정도의 "놀라운" 고도에서 날고, 밤에는 알 수 없는 이유로 고도를 낮춘다. 그리고 그들의 비행은 논스톱이다 :

도요새는 당신을 놀라게 만든다. 날개 길이 50cm 정도의 습지 조류인 도요새는 강인하고 빠른 마라톤 선수로서, 먹지도, 마시지도, 잠을 자지도 않고, 3일 만에 스웨덴에서 중앙아프리카로 이주할 수 있다. 이제 연구자들은 이 도요새들이 새벽에 고도 2,500m 가까이 상승하여 낮 동안에 날아가다가, 해질녘에는 다시 하강한다는 것을 발견했는데, 아마도 고도를 변경하며 이동하면서, 낮 동안에 과도한 태양 복사열을 피하기 위해서인 것으로 보인다. 이 연구결과는 2021년 6월 30일자 Current Biology 지에 실렸다.

.Credit: Illustra Media.


새들의 발에 소형 자동기록 장치를 부착한 과학자들은, 매시간 그들의 활동, 기압, 온도를 기록할 수 있었다. 한 도요새는 8700m 이상에 도달한 것으로 밝혀졌다! 이것은 "철새들의 확인된 기록 중에서 가장 높은 비행 고도일 수 있다"고 그들은 말했다. 왜 그들은 고도를 변화시키며 비행하는 것일까? "이러한 고도 변화를 수행하는 이유는 잘 알려져 있지 않다"는 것이다.

도요새는 그들의 마라톤 비행 중 밤과 낮 사이에 고도를 극적으로 변화시킨다. (Lindström et al., Current Biology, June 30, 2021, DOI:10.1016/j.cub.2021.05.047.)


마침내 철새들이 어떻게 지구 자기장을 감지하는지 알게 된 것으로 보인다.(New Scientist. 2021. 6. 23). 새들이 지구 자기장(Earth’s magnetic field)을 이용하여 항해한다는 것은 잘 알려져 있지만, 어떻게 그것을 수행하는지는 여전히 수수께끼로 남아 있었다. 한 이론은 새들이 어떤 세포에서 움직이고 있는 자석 같은 일부 자성물질을 감지할 수 있다는 것이다. 또 다른 이론에 의하면, 새들은 양자역학을 수행하는 물리학자처럼 똑똑한데, 크립토크롬(cryptochromes)이라고 불리는 특정 단백질이 자기장에 민감한 "양자 쌍(quantum pairs)"을 만들 수 있는 능력을 갖고 있을 지도 모른다는 것이다. 올덴부르크 대학(University of Oldenburg)의 보도 자료는 "양자 새(quantum birds)"에 대해 발견된 것을 설명하고 있었다 :

사람은 시각, 청각, 미각, 후각, 촉각의 다섯 가지 감각으로 세상을 인식한다. 다른 많은 동물들은 지구 자기장을 감지할 수 있다. 올덴부르크 대학(독일)과 옥스퍼드 대학 (영국)의 생물학자, 화학자, 물리학자들로 이루어진 공동연구는 유럽울새(European robins)와 같은 철새들의 자기장 감지는 눈에 있는 특정한 빛-감지 단백질을 기반으로 함을 암시하는 증거를 수집해왔다. Nature 지 최신호에서 이 연구팀은 새의 망막에서 발견된 단백질 크립토크롬 4(cryptochrome 4)가 오랫동안 찾고 있던 자기장에 민감한 자기-센서(magnetic sensor)일 수도 있다는 것을 입증했다.

.단백질 상호작용 모델(from the Nature Video).


만약 새의 눈에 있는 이 단백질이 자기장에 반응한다면, 그것은 시야에 음영 효과를 만들어낼 수 있을 것이라고, 연구자들 설명했다. 음영의 양은 새가 정확한 방향을 잡는 데 도움이 될 수 있다. New Scientist 지에서 "그러나 연구자들은 아직 크립토크롬 4가 실제로 새들에서 자기-감지를 위해 사용되고 있다는 것을 증명하지는 못했다"라고 클레어 윌슨(Clare Wilson)은 쓰고 있었다. 그래서 이 이론은 증명되지 않은 채로 남아 있다. Nature 지는 크립토크롬 4(CRY4) 단백질을 자기-센서로 지목한 독일 연구자들 일부가 참여하여 만든, '양자물리학이 새를 어떻게 안내하는가'라는 이 이론에 대한 동영상(video)을 제공하고 있었다.

다음은 그 이야기에 대한 추가 참고 자료이다.

▶ Paper : Jingjang Xu et al., 2021. Magnetic sensitivity of cryptochrome 4 from a migratory songbird. Nature 594, pages 535–540 (2021), published June 23.

▶ Unravelling the enigma of bird magnetoreception (Nature News and Views), June 23, 2021.

▶ Clues to how birds migrate using Earth’s magnetic field (Helen Briggs, BBC News), June 23, 2021.

새의 자기장 감지 항법이 얼마나 정확하고 민감한 것인지는, 미 공군이 무엇을 하려고 하는지 생각해보면 알 수 있다. 미 공군은 2021년 8월 지구 자기장의 미세한 변화를 감지하는 새로운 항법장치를 시험할 것이라고 New Scientist(2021. 7. 8) 지에서 데이비드 햄블링(David Hambling)은 말하고 있었다. 지구는 이미 좌표계를 갖고 있는데, 왜 인공 GPS를 사용하는가? 그것은 조종사들이 육지 표식을 이용할 수 없거나, 라디오 빔과 같은 항해 보조장치를 사용할 수 없는, 대양 위를 비행할 때 필요하다. 햄블링에 따르면, 공학자들의 과제는 자기 센서를 압축하여 소형으로 만드는 것이고, 비행기 내부에서 나오는 다른 자기 근원으로부터 센서를 보호하는 것이 포함된다. 그러나 생물들은 이미 이 보다 훨씬 우수한 자기 감지 장치를 갖고 있다.


독수리에게 영감을 받은 비행 로봇은 깃털로 덮인 날개를 퍼덕이며 날아간다(New Scientist. 2021. 3. 3) : 맹금류에서 영감을 받은 날개와 꼬리를 변형할 수 있는 드론.(EPFL여기 독수리처럼 날기 위해 노력하는 연구팀의 두 보고서가 있다. 2021년 3월 3일의 한 보고에서 매튜 스파크스(Matthew Sparkes)는 검독수리(golden eagle)에서 영감을 얻은 중국 모델의 영상물을 보여주고 있었다. 두 번째 보고는 참매(goshawk)에서 영감을 받은 깃털로 덮인 드론(drone)을 보여주고 있었다. 그것은 날개와 꼬리로 움직일 수 있었다.

"참매는 숲속에서 사냥을 할 때, 급격하게 방향을 전환할 때, 탁 트인 지형에서 먹이를 쫓을 때, 또는 에너지를 절약하기 위해 효율적으로 활공할 때에 원하는 동작을 수행하기 위해서 날개와 꼬리를 함께 변형시킨다"라고 선임저자인 플로리아노 연구실(Floreano’s lab)의 엔리코 아자닉(Enrico Ajanic)은 말한다. 그리고 덧붙였다. "우리의 디자인은 조류의 민첩한 비행 원리를 모방하여, 맹금류의 비행 성능에 근접할 수 있는 드론을 만들었고, 꼬리 형태의 변화는 더 빠른 회전, 감속, 심지어 더 느린 비행에 중요한 역할을 한다는 생물학적 가설을 테스트하고 있다"라고 덧붙였다.

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라이트 형제가 그랬던 것처럼, 현대 공학자들이 새들로부터 영감을 얻고 있다는 것은 멋진 일이다. 그러나 공학자들이 생물들에서 관찰되는 것처럼, 드론을 낳는 드론도 만들 수 있을까? 암 수 한 쌍의 드론만을 만들어 놓으면, 서로 교배하여 증식되는 드론 말이다. 이것은 불가능한 일일 것이다. 현명한 공학자들이 설계한 드론보다 훨씬 더 우수한, 자기장을 감지하며, 고도를 변화시키며, 장거리를 이주하는 비행 생물이 무작위적 과정으로 우연히 생겨날 수 있었을까? 한번 생각해보라.



*관련기사 : 날개와 꼬리의 깃털로 비행하는 드론 (2020. 11. 2. 로봇신문)

 http://www.irobotnews.com/news/articleView.html?idxno=22820


*참조 : 철새의 논스톱 비행 신기록(11,679km)이 수립되었다!

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철새들의 장거리 비행에 있어서 새로운 세계기록 : 흑꼬리도요는 11,500km를 논스톱으로 날아갔다.

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뻐꾸기의 놀라운 1만2000km의 장거리 이주

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철새들의 놀라운 비행 능력 : 큰제비는 7500km를 13일 만에 날아갔다.

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북극제비갈매기의 경이로운 항해 : 매년 7만km씩, 평생 달까지 3번 왕복하는 거리를 여행하고 있었다.

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경도를 측정하며 항해하는 새들

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철새들은 그들의 경로를 수정하며 날아간다. 

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소의 자기장 감지능력과 진화론

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새들의 장거리 항해와 자기장 감지에 이용되는 화학 반응

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제왕나비에서 경도 측정 시계가 발견되었다.

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초파리는 내부 나침반을 가지고 있었다. 그리고 언제나 반복되는 수렴진화 이야기!

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나방들은 암흑 속에서도 바람을 거슬러 항해한다. 

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1g의 호박벌이 수행하는 복잡한 비행 기술 : 좁은 틈은 몸을 기울인 채로 통과한다.

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여우는 자기장을 감지할 수 있는가? 

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세상에서 가장 작은 나침반 : 보잘 것 없는 박테리아도 방향을 감지할 수 있었다.

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출처 : CEH, 2021. 7. 10.

주소 : https://crev.info/2021/07/life-exceeds-expectations-birds/

번역 : 미디어위원회



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