기적의 식물인 모링가 나무를 이용하여
오염된 물을 정화하는 새로운 방법의 개발.
(The Miracle Tree - Design in Nature)
Don DeYoung
어떤 나무가 영양가가 매우 높고, 특별한 주의 없이도 잘 자라며, 약용 가치 또한 매우 크고, 더군다나 오지에서 오염된 물을 정화시킬 수 있는 화학물질도 제공한다면, 여러분은 어떤 생각이 드는가? 글쎄, 잘 상상이 안 되는가?
전 세계에서 10억 명이 넘는 사람들이 깨끗한 식수를 이용하지 못하고 없다. 오염된 물은 이질, 장티푸스, 콜레라 등의 질병으로 인해 막대한 고통과 사망을 초래한다. 어린이들은 특히 위험한 물의 희생자들이다. 그래서 과학자들은 ‘기적의 나무’로 불리는 이 나무에서 영감을 얻은, 새로운 해결책에 대해 매우 흥분하며 기대하고 있었다.
식물학자에게 라틴어 이름으로 모링가 올레이페라(Moringa oleifera, 드럼스틱 나무)로 알려진 이 나무는, 뿌리가 양고추냉이와 같은 맛이 있기 때문에, 양고추냉이 나무(horseradish tree)라고도 불리며, 그것의 종자 꼬투리(seed pods) 모양 때문에 때로는 드럼스틱 나무(drumstick tree)라고도 불린다. 아프리카와 인도에서 오래 동안 알려져 있는 이 나무는 전 세계적으로 열대지역에서 번식되고 있다. 그것의 잎과 껍질은 의약품으로 사용되며, 씨앗 꼬투리는 영양가가 높다.
그러나 그러한 장점만이 최근의 열정을 불러일으킨 것은 아니다.
씨앗 꼬투리의 한 단백질은 오염물질과 효과적으로 결합하여, 대장균을 비롯한 해로운 박테리아를 죽일 수 있다. 이 단백질은 물의 처리에 유용하지만, 전통적인 방법은 너무 복잡하고 노동집약적이어서, 널리 보급되지 못했다. 또한, 물에서는 새로운 박테리아가 빠르게 자라난다.
이러한 문제는 단백질에 모래에 첨가함으로써 해결되었다. 그래서 이제 모링가 나무의 씨앗으로, 전 세계에서 물의 정제 처리가 가능하게 되었다. 어떻게 작용하는지 알아보자. 우선 항균작용을 하는 단백질을 모링가 종자에서 추출한다.[1] 그 다음에 단백질을 모래 알갱이에 코팅시킨다. 결과물은 ‘f-sand’라 불리는데, 항균 기능화 모래(antimicrobial functionalized sand)의 약자이다.[2] 이 모래를 통해 여과된 물은 침전물이 없는 맑은 물이 되며, 해로운 미생물이 없다. 모래는 즉석 정수기(instant purifier)가 되어, 물속에서 직접 교반하여 사용할 수 있으며, 처리된 물은 악화됨 없이, 무기한 저장될 수 있다. 연구가 계속되고 있는데, 외딴 지역의 우물에서도 작동될 수 있는지, 상업적으로 응용 가능한지를 시험하고 있다.
부가적인 축복으로서, 이 ‘기적의 나무’는 빠르게 성장하며, 단지 1년 만에 3m의 크기로 자란다. 종자(씨앗)는 수질 개선을 위한, 지역적이고, 지속 가능한, 생분해성 정화 수단을 제공한다. 이러한 경이로운 기능을 갖고 있는 나무가 무작위적인 돌연변이들로 우연히 생겨났는가?
우리는 창조주 하나님에 의해서 자연에 만들어놓으신 유용한 식물들과 산물들로 둘러싸여 있다. 분명 많은 경이로운 것들이 아직 발견되지 않은 채 남아있을 것이다. 이것은 과학에 대한 완전히 새로운 접근법을 시사하고 있다. 과학은 창조주가 인류의 축복을 위해 준비해두신 비밀스런 화학물질과 '기술'들을 탐구하는 것이다.
번역 - 문흥규
링크 - https://answersingenesis.org/biology/plants/the-miracle-tree/
출처 - AiG, 2016. 1. 3.
포인세티아 : 크리스마스를 밝게 해주는 꽃
(How the Poinsettia Came to Brighten Christmas)
Sarah Eshleman
서양에서 포인세티아(poinsettia)만큼 크리스마스 시즌의 시작을 알리는 신호는 거의 없다. 미국에서는 심지어 12월 12일을 국제 포인세티아의 날(National Poinsettia Day)로 정하여 이 아름다운 식물을 축하한다. 대부분의 식물이 죽거나 휴면하는 계절에, 자애로우신 창조주께서 겨울에 피어나는 빛나는 포인세티아를 설계하셔서, 암울한 계절을 밝게 하셨다.
기원
포인세티아는 대극과(Euphobiaceae)에 속한다. 다른 모든 식물들과 함께 이 '종류'(일반적으로 과(family) 수준에 해당)는 창조주간 셋째 날에 만들어졌을 것이다. 멕시코 원산의 야생 포인세티아는 높이 3.9m까지 자라며, 수풀을 이루며 번성한다. 이제 우리는 주로 장식용으로 사용하고 있지만, 고대 아즈텍(Aztecs) 인들은 포인세티아 색소를 염료로, 유백색 수액을 해열제로 사용했다.[1]
1820년대 후반에 포인세티아는 멕시코 주재 초대 미국 대사인 조엘 로버츠 포인세트(Joel Roberts Poinsett)에 의해서 멕시코로부터 미국으로 소개되었는데, 꽃 이름은 그의 이름을 딴 것이다. 아마추어 식물학자였던 포인세트는 이 진홍색 식물에 매료되어 사우스캐롤라이나의 그린빌(Greenville)에 있는 그의 농장으로 가져와 키우게 되었다.[2]
1900년대 초, 독일 이민자인 폴 에크(Paul Ecke)는 캘리포니아에 왔을 때, 이 빨간 식물에 매료되었다. 그는 개별로 자른 포인세티아를 판매하기 시작했다. 이것이 여러 세대에 걸쳐 비즈니스가 될 줄을 그는 몰랐다. 1960년대 에크 가족은 두 가지 유형의 포인세티아를 함께 접목하여, 줄기 당 여러 개의 꽃을 가진, 더욱 균일하고 튼튼한 식물을 만드는 비법을 개발했다. 이 과정을 사용하여 재배하면, 포인세티아는 장거리의 고객 및 가게로 화분에 담아 배송하는데 도움이 되었다. 에크 가족의 재배를 통해, 이 식물은 크리스마스와 연관되게 되었다. 하나님께서 우리에게 식물을 연구하도록 주신 독창성과 지식 덕분에, 포인세티아는 크리스마스 연휴 기간의 주요한 하나의 상징물이 되었다.
수년 동안 에크 가족은 포인세티아 산업에 독점권을 행사하여, 세계 포인세티아 생산의 거의 90%를 차지했다. 그러나 1990년대에, 한 연구자가 접목기술을 발견하여 발표했고, 이 기술은 에크의 경쟁 업체들을 매우 기쁘게 했다.
개화 습성
포인세티아는 미국에서 가장 많이 판매되는, 화분에 담겨진 식물 중 하나이다. 포인세티아는 분홍색, 흰색, 복숭아, 황색, 대리석 무늬 등이 있는 100여 종의 변종들이 있다.
많은 사람들이 색깔이 있는 부분을 꽃잎(petals)으로 착각하지만, 실제로 이것은 포엽(bracts)으로, 벌 등을 유인하기 위해 변형된, 일종의 잎이다. 꽃은 cyathia라 불리는, 노란색 구조인데, 각 잎의 중앙에 있다. 수정 후에 이 진짜 꽃은 빠르게 시들지만, 다양한 색을 띠고 있는 포엽은 남아 있다.
많은 사람들이 연중 포인세티아를 생생하게 유지한다. 봄과 여름에 포인세티아를 심을 수 있고, 충분한 빛을 받도록 밖에 둔다. 그러나 이 식물은 서리 손상에 매우 취약하며, 겨울이 추운 지역에서는 10월 1일경에 식물을 실내로 들여 놓아야 한다.
잎(포엽)의 화려한 색깔은 어둠과 빛의 일정한 주기에 반응하여, 광주기(photoperiodism)를 통해 발달한다. 매일 6~8 시간의 햇빛을 필요로 하는 것과 함께, 포인세티아는 매일 밤 적어도 12 시간의 어둠을 필요로 한다.(밤이 길어지고 낮이 짧아지면 잎은 붉게 물들어간다). 자동차에서 나오는 불빛이나, 문틈을 통해 TV에서 나오는 빛조차도 개화주기를 방해할 수 있다.
최대 10주 동안에 이르는 엄격한 재배 기간을 거치면, 포인세티아는 성탄절을 맞이하기에 완벽한 활기찬 화분 꽃으로 생산된다.
이것은 단순한 식물이 아니다.
여러분이 포인세티아의 빨간 포엽이 눈부시게 빛나는 것을 즐기는 동안에도, 이 식물은 힘들게 일을 하고 있다. 화분에 심겨진 많은 실내 식물들처럼, 포인세티아는 공기 중에서 포름알데히드를 제거하여 환경을 정화한다. 우리가 겨울 동안 자주 실내에 있게 되는데, 하나님께서 이 식물을 공기를 정화하도록 설계하신 것은 얼마나 놀라운 일인가?
또한, 중앙아메리카 지역에서는, 포인세티아 수액을 모발 및 사마귀 제거제와 치통 치료제로 사용해왔다.
크리스마스의 꽃
겨울에는 많은 식물들이 꽃을 피우지 않기 때문에, 포인세티아는 자연적으로 겨울철의 상징적인 꽃이 되었다. 그러나 일부 사람들에게, 이 식물은 크리스마스와 특별한 관계가 있다.
멕시코에서 포인세티아는 거룩한 밤의 꽃(Flores de Noche Buena)으로 알려져 있다. 전설에 의하면, 예수 그리스도의 탄생을 축하하는 크리스마스 이브 예배에 아무 것도 가져갈 수 없었던 어린 소녀에 대한 이야기가 전해져 온다. 그녀는 길가에 있던 잡초를 뽑아, 그것을 제단으로 가져갔을 때, 오늘날 우리가 알고 있는 붉은 식물로 기적적으로 피어났다는 것이다.
물론 이것은 전설이다. 그러나 일부 사람들은 포인세티아의 별 모양의 패턴이 베들레헴의 별과 닮았다는 것을 알아채지 못할 수 있다. 사람들은 진홍빛 포엽이 예수 그리스도의 대속의 피를 나타내는 것으로 여기고 있다.
크리스마스와의 관계 때문에, 포인세티아는 아기 예수로 태어나신 하나님의 아들인 그리스도가 이 땅에서 십자가에 달려 죽으신 후에, 다시 살아나셨으며, 그래서 우리가 영생을 얻을 수 있음을 상기시켜 준다. 크리스마스 무렵에 자연스럽게 피는 포인세티아처럼, 기독교인은 크리스마스 시즌에 예수 그리스도의 탄생에 대해 이야기하고, 복음을 나눌 수 있다. 그러나 하나님께서는 우리에게 계절에 관계없이 구원의 메시지를 전파하도록 부르시고 계신다.
이번 겨울에 포인세티아를 보았을 때, 한 겨울에 피어난 포인세티아처럼, 은혜로우신 하나님이 우리에게 예수 그리스도를 보내주셨음을 기억하는 시간이 되기를 바란다.
번역 - 문흥규
링크 - https://answersingenesis.org/biology/plants/how-poinsettia-brighten-christmas/
출처 - AiG, 2017. 12. 12.
극한의 추위에도 견딜 수 있도록 설계된 식물
: 수백의 유전자들이 온-오프 되며, 부동액이 만들어진다.
(Extreme Cold Can Be an Inconvenient Truth
: Botanical Design Ensures Plant Survival)
by Jeffrey P. Tomkins Ph.D.
최근 창조과학연구소(Institute for Creation Research, ICR)는 알래스카에 일부 부지를 확보했다. 이것은 극한의 기후에서 살아가고 있는 식물의 독특한 메커니즘을 연구하기 위해서이다. 실험을 위해 선발된 나무들은 흰색가문비나무, 오리나무, 미루나무, 자작나무, 버드나무 등으로, 이 나무들은 '탁월한' 지적설계의 산물로서, 식물의 독특하고 다양한 내한성 시스템을 연구할 수 있게 해주었다. 극한의 추위는 살아있는 유기체에 해로울 수 있기 때문에, 알래스카의 혹독한 겨울에 생존(심지어 번성하기 위해)하기 위해서는, 매우 뛰어난 프로그래밍이 요구된다.
실제 생태과학은 작동되고 있는 자연을 관찰해야 한다.
식물의 추위에 대한 순화(acclimation)와 저항성 과정에 대해 알려진 것이 많지만, 이 분야에서 수행된 연구의 대부분은 온대기후에 적응된 식물들, 이를테면 모델식물인 애기장대(Arabidopsis thaliana, 겨자 과의 작은 잡초식물)로 이루어졌다. 이러한 기초 연구들은 내한성 연구의 기초 자료가 되는 탁월한 유전적, 생리학적 데이터들을 제공해왔다.
그러나 ICR의 새로운 알래스카 부지에서 발견한 것처럼, 매우 극단적으로 추운 온도에서도 살아갈 수 있는 여러 식물 종들이 발견되었다. 그 식물에는 애기장대에 없던, 다른 특별한 내한성 메커니즘이 들어있었다. '남중부 알래스카' 지역에 위치한 이 특별한 지역은(앵커리지에서 멀지 않다) 아북극 기후, 또는 한대 기후의 범위 내에 있다. 이 지역은 겨울철 온도가 종종 -40℃ 아래로 떨어지는, 장기간(9 개월 동안)의 추운 겨울을 특징으로 하기 때문에, 내한성 식물 종의 연구에 이상적이다. 여름은 짧고 온화하며 기온이 26℃ 이상으로 올라갈 수 있지만, 밤에는 때때로 영하로 떨어지곤 한다.[1]
순화 과정은 초고도로 복잡한 과정이다.
추운 겨울의 온도에서 식물이 생존하기 위해서는, 먼저 순화과정(acclimation process)을 거치게 된다.[2] 식물의 내한성(cold tolerance)이 증가되는 것과 관련하여, 순화시기에 대부분 세포의 활성화가 일어난다. 순화는 겨울이 가까워지면서, 가을부터 서서히 온도를 낮추는 것으로 시작된다.
현대 유전체학에 기초한 연구 기술의 발달로 인해, 이제 과학자들은 한 번의 실험으로 수천 개의 유전자들과 그것의 작용을 연구할 수 있게 되었고, 추위와 같은 환경적 자극에 어떻게 반응하는 지를 연구할 수 있게 되었다. 이러한 연구들에 의하면, 식물의 저온 스트레스에 대한 전체적인 반응은 유전자 하위 그룹을 포함하여, 수백 가지 유전자들의 활동이 포함된다는 것을 보여주었다. 저온에 노출되는 동안 이 하위 그룹 유전자들은 다른 시간에서 모듈(modules) 또는 블록(blocks)의 스위치를 켜거나 끄는데, 이것은 온도 기반 스트레스에 대해 식물이 감지하고 있음을 가리키는 것이다. 게다가 더 작은 유전자 부분들이 저온 스트레스에 반응하여, 꺼지거나 또는 하향조절 되고 있었다. 이 모든 유전자들은 그들 내에 암호화된 단백질들의 기능에 따라 분류해보면, 매우 흥미롭고, 고도로 설계된, 정교한 그림이 만들어진다.
모델식물 종인 애기장대(thale cress)에서, 1주간의 시험 기간 동안 저온에 반응하여 적어도 306개의 서로 다른 유전자들이 저온과 관련 있는 것으로 나타났다.[3] 이들 유전자들 중 218개가 켜져서, 저온에 반응하여 활성화되었고, 88개는 꺼지거나 하향조절 되었다.
추위에 견디도록 식물에 들어있는 부동액
기능적으로 그룹화 된 유전자들의 스위치가 켜지는 것은, 극도로 추운 날씨에 식물의 생존에 유리하도록 해주는, 관측되는 세포의 반응과 잘 적합된다. 예를 들어, 세포 밖으로 액체의 펌핑이 증가되는 것과 같은, 꽤 많은 변화가 세포 사이의 공간에서 발생한다. 이것은 부동액의 특성을 제공하는 단백질과 분자들의 증가와 함께, 세포 내부보다는 세포 사이의 공간에서 얼음 결정(ice crystals)이 형성되는 원인이 된다. 만약 세포 내에 얼음 결정이 형성된다면, 그것은 커지고 팽창하면서, 세포가 파열되고, 결국 식물은 죽게 될 것이다.
또한, 다양한 스트레스 관련 단백질들이 추운 온도에 반응하여, 세포 내부에 축적되기 시작한다. 이 스트레스 반응 단백질들은 세포를 안정화시키는데 도움이 되는데, 일부는 DNA에 부착하는 유형이고, 다른 유형은 다양한 세포 단백질들에 부착하고, 또 다른 것들은 지질로 만들어진 세포막을 유지하고 보호하는데 도움을 주는 것들이다. 단백질의 다른 유형도 생산이 되는데, 이것은 식물에서 액체가 얼지 않도록 도움을 주는, 다양한 부동액(주로 당)을 생산하는 다양한 생화학적 경로를 형성하는 효소들이다. 이 부동액 화합물은 자동차 엔진에서 부동액이 작동하는 것과 같은 방식으로 작동한다. (사람이 자동차용 부동액을 발명하고 설치했을 때, 그들의 천재성에 찬사를 받았다. 그렇다면 이것보다 훨씬 복잡한 발명품들과 부동액을 설치하신 하나님께 그러한 찬사를 올려드려야 하지 않겠는가?)
더욱 흥미로운 사실은 순화과정에서 효율성이 관찰되고 있다는 것이다. 그것은 동일한 유전자들이 가뭄 스트레스 또는 물이 부족한 조건에서도 켜지며, 많은 단백질들을 만들어낸다는 것이다. 이것은 저온에 순화된 세포들은 낮은 수분 함량을 갖고 있기 때문으로, 세포액의 대부분이 세포 사이의 공간인 세포 밖으로 빠져나가기 때문이다. 이것은 세포 내에서 얼음 결정이 형성되는 것을 막는 데에 도움을 주는 한편, 수분함량의 감소는 가뭄조건과 마찬가지로 세포에 동일한 스트레스를 가하기 때문이다. 물론, 가뭄 스트레스를 받는 세포는 토양수분의 부족으로 인해 수분 함량이 감소된다. 따라서 스트레스와 관련된 동일한 유전자들의 상당수가 이 두(추위와 가뭄) 세포 순화과정에 이용되고 있었던 것이다.
비상 추위를 대비한 구급용 단백질
순화과정 동안에 다양한 종류의 단백질들이 생산될 뿐만 아니라, 다른 부류의 단백질도 또한 시간에 따라 즉각 반응하는 방식으로 만들어진다. 첫 번째 생산되는 그룹은 신속반응 단백질, 또는 일시적 부류의 단백질로 불리는 것들이다. 이들을 만드는 유전자는 추운 온도에 반응하여 즉각적으로 스위치가 켜지며, 구급차의 응급 구조팀이나, 건강상 응급상황처럼, 세포에 응급처치를 할 수 있는 단백질들을 만들어낸다.
이 유전자들은 저온 스트레스의 가장 미약한 신호에 대한, 최초 반응 파(wave)에도 스위치가 켜질 뿐만 아니라, 스트레스가 존재하는 한 활성화가 유지된다. 만약 저온 스트레스가 며칠 동안 지속된다면, 다른 그룹의 유전자들도 켜져서, 장기적인 세포 변화를 일으키고, 겨울 여러 달 동안에 걸쳐 내한성을 기른다. 사고/비상사태가 계속된다면, 이 유전자들은 환자가 병원에 도착한 후 일어나는 일들의 유형을 나타냈는데, 환자는 돕는 의사들을 만나게 되고, 어떤 종류의 치료적 수술을 받고, 여러 약품들과 장비에 둘러싸여, 장기적으로 건강을 보장받는 것처럼 말이다.
(사시나무, 자작나무, 포플러 등이 포함되는) 낙엽송(larch)과 같은 아북극 지역의 식물에 대한 연구는 흥미진진한 초기 결과를 보여주었다.[4] 이 나무들은 앞에서 언급한 내한성 메커니즘의 기본적 반응을 갖고 있으면서, –51℃의 극한 온도에도 대응할 수 있는 추가적 기능을 갖고 있었다. 잠시 멈추어, 여름철에는 21~26℃까지, 겨울철에는 –18~-40℃에 이르는 엄청난 범위의 온도 적응을 하고 있는 생물체를 생각해 보라.
추위에 견딜 옷이 없을 때
물론 사람은 추운 환경에 반응하여, 두터운 옷과 방한 장비를 착용할 수 있지만, 식물은 그러한 옵션이 없다. 식물의 고도 내한성 시스템은 극도로 정교한 엔지니어링을 나타내며, 특별하게 조절되는 블록 및 시간 틀 안에서 함께 작동되는, 수백 가지의 일련의 복잡한 유전자들은 지적설계를 가리킨다. 생물학에서 관찰되는 다른 모든 생리학적 과정들과 마찬가지로, 돌연변이라는 방향도 없고, 계획도 없는, 무작위적인 과정을 통해서, 그러한 역동적이고 초고도로 복잡한 시스템이(특히 극한의 온도와 변동 하에서) 생겨났다는 것은 매우 우스꽝스러운 주장이다.[5]
References
1. For an introductory overview of these climatology concepts, see 'Subarctic climate' on wikipedia.org. For a more technical treatment and data archive, see National Climatic Data Center, a service of the National Oceanic and Atmospheric Administration, posted on ncdc.noaa.gov.
2. Thomashow, M. F. 1999. Plant Cold Acclimation: Freezing Tolerance Genes and Regulatory Mechanisms. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology. 50: 571-599.
3. Fowler, S. and M. F. Thomashow. 2002. Arabidopsis transcriptome profiling indicates that multiple regulatory pathways are activated during cold acclimation in addition to the CBF cold response pathway. The Plant Cell. 14 (8): 1675-1690.
4. Takata, N., J. Kasuga, D. Takezawa, K. Arakawa, and S. Fujikawa. 2007. Gene expression associated with increased supercooling capability in xylem parenchyma cells of larch(Larix kaemferi). Journal of Experimental Botany. 58 (13): 3731-3742.
5. Romans 1:18-21.
* Dr. Tomkins is Research Associate at the Institute for Creation Research.
Cite this article: Tomkins, J. 2010. Extreme Cold Can Be an Inconvenient Truth. Acts & Facts. 39 (3): 8-9.
번역 - 문흥규
링크 - http://www.icr.org/article/extreme-cold-can-be-inconvenient-truth/
출처 - ICR, 2010. 3. 1.
식물의 복잡성은 창조주의 경이로운 설계를 드러내고 있다!
(Complex Plant Systems: Rooted in God's Genius)
Frank Sherwin
세계에는 적어도 50만 종의 식물(plants)들이 있다. 비록 영혼을 갖고 있지는 않지만[1], 식물은 다른 식물이나 곤충들과 놀라운 상호작용을 할 수 있는, 복잡한 설계적 특성을 보여주고 있다. 식물은 척추동물의 것만큼 생화학적으로 복잡한, 면역계를 갖고 있다. 식물학자들은 식물이 바이러스에서로부터 선충류(작은 기생충)까지 구별할 수 있고, 곰팡이에 적극적으로 저항하며, 갉아먹는 애벌레에 대항하여 방어할 수 있도록 냄새를 만들어낼 수 있음을 발견했다.[2] 사실 창조주 하나님은 식물이 정밀한 화학검출기를 갖고 있도록 설계하셨는데, 이것은 딱정벌레와 애벌레를 구별해내기에 충분할 만큼 정밀한 것이다.
최근 수십 년 동안 식물의 저항성은 붐이 일어나고 있는, 식물학의 완전히 새로운 연구 분야이다. 놀랄만한 발견들이 있었는데, 식물에서 생산되는 단백질들은 침입하는 미생물에 독성을 나타내며, 사포닌(saponins)이라 불리는 비누와 같은 독성 화합물은 곰팡이와 같은 다양한 식물 병원균들에 대항할 수 있도록 설계되었다. 다른 효과적인 항진균성 화학물질로는, 식물뿐만 아니라 사람에서도 발견되는, 디펜신(defensins)이라 불리는 시스테인이 풍부한 펩티드이다. 이러한 사실은 식물과 사람이 공통조상으로부터 진화되어 왔음을 가리키는 것이 아니다. 그와는 반대로, 그것들은 동일한 설계자(공통 설계자)에 의해 만들어졌음을 가리키며, 그분은 식물에 효과적인 정균제(fungistats)를 장착시켜 놓으셨던 것으로 보인다.
식물은 단순히 음식과 미적 가치만을 제공하는, 움직일 수 없는 존재(inert entities)가 아닌, 그들의 외형과 성장을 조정함으로써, 심지어 방어만이 아니라 공격적으로 행동하며, 환경에 능동적으로 대처할 수 있다. 예를 들어, 식물은 다른 식물과 화학전쟁을 벌일 수 있다. 2003년 콜로라도 주립대학의 연구자들은 얼룩무늬 수레국화(knapweed)의 뿌리가 인근 식물을 자멸시키는 카테킨(catechin)이라는 천연 제초제를 생산한다는 사실을 발견했다. 인근 식물이 카테킨으로 인한 일련의 생화학적 반응으로 인해 죽으면, 얼룩무늬 수레국화가 그들의 영역을 차지하는 것이었다.[3]
사실, 식물도 복잡한 사회생활을 하는 것처럼 보인다! 한 연구에 따르면, 해변로켓풀(sea rocket)이라는 야생화는 같은 종의 야생화와는 경쟁을 적게 하고 있었지만, 다른 식물 종에 대해서는 매우 공격적이었다. 연구자들은 ”우리의 결과는 식물들은 경쟁적 상호작용 시에 친족을 정확히 구별할 수 있으며, 뿌리의 상호작용이 아마도 친족을 인식하는 열쇠를 제공하는 것 같다”고 말했다.[4]
진화론자들은 이러한 분명한 지적설계의 증거들에 대해 어떻게 반응할까? 10년 전에 은퇴한 호주의 진화과학자 바넷(S. A. Barnett)은 '신다윈주의(The New Darwinism)'라는 책의 한 장에서 다음과 같이 썼다 :
”그러나 현대 생물학에 의해 밝혀진 형질전환(변화)은 어떤 우월한 힘에 의해 지시된 것이 아니다. 생물학자들은 더 이상 생물을 지적설계자의 산물로 보지 않는다.”[5]
이러한 선언은 경험적 과학에 근거한 것이 아니라, 저자의 자연주의적 세계관에 근거한 것이다. 그는 돌연변이에 의한 자연선택이 ”유일하고 신뢰할 수 있는 설명”이라고 믿고 있었다.[6] 그러나 자연선택은 추종자들이 원하고 있는 것처럼, 진화의 강력한 메커니즘이 아니다. 신다윈주의(neo-Darwinian) 이야기가 의심스러운 한 가지 이유는, 돌연변이의 80%는 너무도 미약해서 선택될 수 없다는 것이다.[7] 또한 해로운 돌연변이와 유익한 돌연변이는 실제로 1백만 대 1의 비율로 발생한다.[8] 따라서 해로운 돌연변이가 끊임없이 축적되고 있으며, 손상과 해로운 것은 선택될 수 없고, 결국 치명적인 유전정보의 손상만을 초래할 뿐이다.
자연선택은 다수의 개체들 중에서 살아남은 일부 개체를 설명할 수는 있을지 모르지만, 그것은 생존에 부적합한 덜 불행한 개체일 뿐이다. 이것은 특정 계통의 멸종을 이끌 수는 있지만, 완전히 새로운 생물체나, 유용한 신체 기관, 또는 단 하나의 세포도, 식물의 복잡한 생화학적 통신 시스템에 비해 훨씬 사소한 것이라도 발명해낼 수 없는 것이다. 변이 능력과 환경에 대처하는 복잡한 시스템을 가진, 식물의 기원에 대한 설득력 있는 설명은, 창조주의 피조물인 자연이 아니라, 그들을 종류대로 설계하시고 창조하신 창조주이시며, 그 분에게 영광과 존귀를 돌려야 하는 것이다.
References
1. Morris, J. 1991. Are Plants Alive? Acts & Facts. 20: (9).
2. Sherwin, F. 2005. All Out War in the Cornfield. Acts & Facts. 34 (8).
3. Bias, H. P. et al. 2003. Allelopathy and Exotic Plant Invasion: From Molecules and Genes to Species Interactions. Science. 301: 1377-1380.
4. Dudley, S. and A. File. 2007. Kin recognition in an annual plant. Biology Letters. 3 (4): 435-438.
5. Barnett, S. A. 1998. The Science of Life. Australia: Allen & Unwin, 215.
6. Ibid, 214.
7. Kimura, M. 1979. Model of effectively neutral mutations in which selective constraint is incorporated. Procedures of the National Academy of Science. 76 (7): 3440-3444.
8. Gerrish, P. J. and R. E. Lenski. 1998. The fate of competing beneficial mutations in an asexual population. Genetica. 102/103: 127-144.
* Mr. Sherwin is Senior Science Lecturer. Cite this article: Sherwin, F. 2008. Complex Plant Systems: Rooted in God's Genius. Acts & Facts. 37 (11): 14.
번역 - 문흥규
링크 - http://www.icr.org/article/complex-plant-systems-rooted-gods-genius/
출처 - ICR, Acts & Facts. 37(11): 14.
열대우림의 나무들은 질소고정을 위해 협력하고 있었다.
(New found Nitrogen Harmony Saves Tropical Forest Trees)
by Brian Thomas, Ph.D.
새로운 연구에 따르면, 열대우림(tropical forests)은 번성에 필요한 질소가 충분한 농도로 있는 위치를 알아내는 영리한 메커니즘을 사용하여, 벌채 후에 신속하게 복구됨을 보여주었다.
Nature 지에 게재된 논문에서, 프린스턴 대학, 스미소니언 열대연구소, 코펜하겐 대학, 예일대학의 국제 연구원들은 열대우림의 성장을 추적했다. 그들은 특별히 ‘질소 고정(nitrogen-fixing)’ 나무들의 성장 패턴에 주의를 기울였다.[1] (질소 고정은 대기 중의 질소를 보다 유용한 화합물로 변환시키는 과정이다). 사실 나무들은 이 '질소 고정' 작업을 단독으로 수행하지 않고, 토양미생물과의 친밀한 조화를 이루며 수행하고 있다.[2] 그 작업은 특정한 식물의 뿌리 안에서 불활성 대기 질소를 흡수 가능한 형태로 전환시키는, 정교한 제조공정인 것이다.
연구자들은 어떻게 하여 질소 고정 나무들이 숲을 재건하는 데 도움을 주는지, 두 가지 이론을 제시했다 : 1)아마도 질소 고정 나무들은 이웃한 나무가 크게 자랄 때까지, 일정한 속도로 질소를 고정시키거나, 혹은 2)수십 년 동안 숲이 성장하면, 다른 나무 종들은 자신의 질소 고정 장치의 규모를 적절히 상향 및 하향 조절한다는 것이다. Nature 지의 연구 저자들은 그들의 연구는 두 번째 이론을 지지한다고 보고하면서, ”질소 고정 종(nitrogen fixing species)들은 시간이 지나도 지속되지만, 일부 식물들은 균형에 따라서 그들의 질소 고정 스위치를 켜거나 끄는 것”을 발견했다는 것이다.[1]
저자들은 이것을 '임의적 고정(facultative fixation)'이라고 부르며, ”이러한 동력학은 질소가 적을 때, 질소 고정이 많이 일어나도록 상승 조절함으로서, 산림의 질소 공급을 충족시킬 수 있음을 나타낸다”고 적었다. 즉, 나무들은 단순한 온/오프 스위치만 있는 것이 아니며, 그들은 질소 제조 속도를 제어하는 수단으로, 질소 탐지기에 연결된, 보다 복잡한 자가-조절 밝기조절 스위치(self-adjusting dimmer switches)를 사용한다는 것이다. Nature 지에 따르면 ”이것은 기능적으로 숲이 지속될 수 있도록 보장되어 있음을 의미한다”는 것이다.[1]
저자들은 ”우리의 발견은 산림 재성장, 식생의 질소 요구도, 질소 고정자(fixers)에 의해 보장되는 새로운 질소 공급 사이의 생태계 규모의 피드백 시스템을 확인했다”고 적었다.[1] 그것은 마치 누군가가 의도적으로 식물과 미생물에게, 상온에서 부식성 화학물질들 없이 질소를 유용한 형태로 전환시키는 경이로운 생화학적 기계들뿐만 아니라, 밝기조절 스위치 기술, 피드백 통신 네트워크 등과 통합하는 능력을 (인류가 없어도 열대우림은 번식할 수 있도록) 부여한 것처럼 보인다는 것이다.
생화학적 분자기계들의 네트워크와 같은 내부 메커니즘이 이들 나무가 질소 고정을 할 수 있도록 해주고 있다는 것에 대해, 연구 저자들도 동의하고 있었다. 저자들은, ”우리의 결과는 질소 부족이 어린 숲에서 질소 고정자와 고정을 촉진하는 메커니즘으로 보인다”고 썼다.[1] 아마도 그들은 질소가 무엇보다 중요한 생태학적 메커니즘의 핵심 요소라는 생각을 전하고자 했던 것으로 보인다.
그들의 연구는 산림의 재성장에 영향을 미치는 환경적 요인들에 초점을 맞추고 있었다. 그러나 이러한 외부적 측면에 초점을 맞추는 것은, 독자들로 하여금 더 중요한 추론을 얼버무리고 넘어가도록 만들 수 있다. 이들 경이로운 나무들은 수십 년에 걸쳐, 자신들의 산림토양에 적절한 질소 농도를 조절하고 유지하도록 함께 작업하고 있었던 것이다. 이것은 전체 생태계가 협력하여 조화를 이루며 작동되도록, 지적으로 설계되어 조직화되었음을 가리키는 것이다.[3]
References
1. Batterman, S. A. et al. 2013. Key role of symbiotic dinitrogen fixation in tropical forest secondary succession. Nature. 502 (7470): 224-227.
2. Thomas, B. Engineered Chemical Could Cost Less, Save Lives. Creation Science Update. Posted on icr.org September 27, 2013, accessed October 16, 2013.
* Mr. Thomas is Science Writer at the Institute for Creation Research.
Article posted on November 4, 2013.
번역 - 문흥규
링크 - http://www.icr.org/article/newfound-nitrogen-harmony-saves-tropical
출처 - ICR News, 2013. 11. 4.
식물은 사람에게 설계를 가르치고 있다.
: 리그닌, 교통 통제, 빛을 수확하는 놀라운 방법들.
(Plants Teach Humans About Design)
David F. Coppedge
식물을 자세히 살펴본다면, 그들은 의사소통에 필요한 대학원 수준의 정보를 갖고 있음을 발견하게 된다.
식물에 있는 리그닌(lignin). 식물 폐기물은 개발되기를 기다리는 일종의 보물 상자이다. 그러나 그것은 제지공장에서, 그리고 에탄올 처리센터에서 폐기되거나 불태워진다. Science Daily(2017. 9. 7) 지는 식물은 ”폐기물보다는 훨씬 가치가 있다”고 말하며, 쌓여있는 밀짚 더미의 가치를 생각해보라고 말한다 :
”바이오 연료가 현실화된다면, 우리는 리그닌의 산업적 잠재력을 깨닫고, 그것으로부터 더 많은 가치를 얻을 필요가 있다”고 그녀는 말한다. ”식물 기능의 다양성과 복잡성을 살펴보면, 리그닌은 고성능의 탄소섬유(carbon fibre), 바이오 오일(bio-oil), 바닐린(vanilin)과 같은 고부가가치의 여러 제품 유형으로 변환시켜 다양하게 사용할 수 있다”는 것이다.
리그닌은 광부에게는 원광석과 같은 것이다. 그리고 그것은 세상에 널려 있다. 보다 좋은 '바이오리파이닝(biorefining, 생물정제)' 방법으로 보석을 얻기 위한 경쟁이 치열하다. Science Advances(2017. 9. 15) 지의 한 연구 논문에서는, ”재활용이 가능한 산성 향수성물질(recyclable acid hydrotrope)에 의해 목재 리그닌을 80°C(176°F) 이하에서 신속하게 거의 완전히 용해하여 얻을 수 있는” 새로운 한 방법을 발표했다. 이것은 기존 공정에 비해, 거의 절반의 온도이다. 이 새로운 방법으로 ”포플러 목재(NE222) 리그닌의 약 90%를 80℃에서 20분 만에 용해”시킬 수 있었다.
식물의 교통 통제. 여러분은 매일 교통체증으로 짜증이 나고 있는가? Science Daily(2017. 9. 5) 지는 ”식물은 식물 내부의 교통정체를 피할 수 있는 방법을 알고 있는데, 이것은 힘들어하는 출퇴근 운전자들과 도로교통 설계가에게 영감을 줄 수도 있다”고 보도하고 있었다. 영국과 일본의 연구자들은 식물은 ”교통체증이 전혀 없다”는 연구 결과를 발표했다. 그러나 식물들은 움직일 수 없는데, 어떻게 이것이 가능할까? 사실, 식물의 구성 물질이 세포 내부와 도관으로 이동한다. 연구자들은 실험된 식물이 붕소(boron)를 토양 밖으로 운반하는 것을 관측했다.
연구팀은 토양에 있는 붕소가 갑자기 변하지는 않지만, 식물은 붕소에 빠르게 반응하는, 정교하고 에너지를 소모하는 시스템을 발달시켜온 것에 주목했다. 여기에는 뿌리 주변의 붕소 농도 변화에 매우 빠르게 반응하는, 유전적으로 프로그램 된 수송체(transporters)가 포함되어 있었다.
과학자들이 식물의 조절 시스템을 느리게 만들었을 때, 교통체증은 고속도로의 교통정체와 유사한 결과를 가져오는 것을 발견했다. 한 연구자는 다윈(Darwin)에게 공을 돌리면서, ”식물은 내부 교통체증을 피하기 위한 시스템을 진화시켜 왔다”고 그들은 말했다. 베로니카(Veronica Grieneisen) 박사는 잘못된 인용문헌을 두 번이나 언급하고 있었다 :
”이 연구는 식물이 혹독한 환경에 어떻게 적응하는지를 우리에게 알려주었다. 우리는 식물이 외부 환경을 다루는 방법에 초점을 맞출 뿐만 아니라, 식물이 본질적인 교통체증과 같은 극복해야하는 내적인 몸부림을 고려해야 한다”.
더욱이, 발견된 원리는 오늘날 생활 속의 교통시스템 및 다른 운송시스템에 적용될 수 있다고 베로니카 박사는 말한다. 식물은 이러한 교통정체를 극복하기위한 간단한 해결책을 진화시켜 왔으며, 그래서 이것은 전 세계의 도로교통 문제 해결에 영감을 줄 수 있다.
그러나 ‘만물 우연발생 법칙(Stuff Happens Law)’이 어떤 영감을 줄 수 있을지는 의문스럽다. 우리가 알고 있는 해결책은 항상 목적이 있고, 지적인 원인에 의해서, 설계된 것이다.
빛을 수확하기. 훌륭한 과학자들이 모방하기를 원하는 설계가 무작위적인 과정으로 어쩌다가 생겨날 수 있을까? Phys.org(2017. 9. 29) 지는 ”자연의 기술을 빌려 태양에너지를 이용하기”라는 기사에서 그것을 다루고 있었다. 줄리아나 포토풀로스(Julianna Photopoulos)는 효율적인 장치를 만들어낸 엔지니어들을 세속적 창조주처럼 자랑하고 있었다 :
수억 년에 걸쳐서 진화는 식물이 성장하는데 필요한 당 연료(sugary fuel)를 얻기 위해서, 태양에너지를 이용하여 이산화탄소와 물을 당으로 바꾸는 과정을 다듬어 왔다.
이 과정에 포함되어 있는 일련의 우아한 생화학적 반응들은 지구상의 생명체를 구성하는 기본 건축벽돌 중 일부이다.
그러나 과학자들은 진화에 의해 다듬어진(연마된) 구성물질 중 일부를 통합하는, 준-인공적인 잎을 만들어, 6배나 더 효율적인 장치를 생산함으로써, 자연과의 게임에서 이길 수 있었다.
포토풀로스는 자연(Nature)을 만물 우연발생 법칙을 사용하여 정교한 장치를 만들어내는 창조주처럼 의인화하고 있었다. 그러나 그녀는 식물이 전자이동 효율을 독일 과학자들이 했던 것처럼 높게 유지하지 않는 이유가 있을 수 있음을 간과하고 있었다 : 그것은 그들의 기계를 태울 수도 있다는 것이다. 식물은 과열을 막기 위한 다양한 억제 메커니즘이 있다 (Evolution News를 참조하라). 더 중요한 것은, 만약 과학자들이 광합성에서 사용되는 일부 구성물질을 통합하는 한 기법을 자연으로부터 빌렸다면, 그들은 표절을 한 것이다. 만약 그들이 자연에 있는 무기물질들을 긁어모아, 모든 것을 만들었다면, 우리는 더 깊은 인상을 받았을 것이다.
최고의 엔지니어들이 모방하고 싶어하는 고도로 정교하고 복잡한 기술들이, 무작위적인 자연적 과정을 통해서, 어쩌다 우연히 생겨났다는 주장은 정말로 우스꽝스러운 주장이다. 오늘날 생체모방공학(Biomimetics)은 최고의 부가가치를 낳을 수 있는 분야가 되고 있다. 다윈 이론의 절대적 추종자들을 제외하고, 그것은 모든 사람들에게 유익을 가져다줄 것이다.
번역 - 문흥규
링크 - https://crev.info/2017/09/plants-teach-scientists-design/
출처 - CEH, 2017. 9. 29.
식물은 정교한 이메일 시스템을 사용하고 있다.
: 식물의 극도로 복잡한 정보전달 시스템이 우연히?
(Plants Use Elaborate Email System)
David F. Coppedge
전자메일(email)이 장거리 양방향 부호화된 메시지를 전달하는 시스템이라면, 식물은 사람들이 전자메일을 생각해내기 훨씬 전부터 이것을 사용해왔다.
식물의 뿌리에서 싹으로 이메일이 보내진다!
CEH 지에서 16년 전에 식물이 이메일(전자메일) 시스템을 갖고 있다는 보고를 했을 때에, 독자들을 깜짝 놀랐었다. 이 식물 인트라넷(intranet- 내부통신망)이 발견된 이후로 더 많은 것들이 밝혀졌다. 최근 Current Biology(2017. 9. 11) 지의 '미니리뷰(minireview)'에서 두 명의 과학자는 ”현화식물 내의 싹-뿌리 통신(Shoot-Root Communication in Flowerings Plant)”이라는 제목의 글에서, 식물의 통신을 기술하고 있었다. 이것은 꽤 놀라운 시스템이지만, 공개된 이 논문의 독자들은 화분에 심겨진 식물 내부에서 진행되는 놀라운 일들을 진정으로 알기 위해서는, 진화론적 목소리(과학 저널에 실리기 위한 의무 사항)를 무시할 필요가 있다.
이동할 수 없는 생물로서, 육상식물은 (외부)환경 변화에 대응하여, 두 가지 구분된 시스템인 싹(shoot, 줄기)과 뿌리(root)의 성장과 발달을 조정하는 정교한 메커니즘을 진화시켜 왔다. 적응 시스템의 반응들은 싹-뿌리 통신에 의해 달성되며, 다양한 장거리 신호 분자들이 관여한다. 지난 수십 년 동안 다양한 유전적, 생화학적, 분자적, 이식 연구에서 식물이 외부 변화에 적응하는 데 중요한 여러 장거리 신호 분자들을 확인했다. 이번 미니리뷰 글에서는 다양한 환경적 신호에 대한 시스템적 반응과 관련된 장거리 신호를 살펴보려한다.
싹과 뿌리는 상호 메시지를 전달한다.
신호 분자들을 이메일의 메시지와 비교하는 것이 적절할 수 있을까? 어떤 면에서는 그렇고, 어떤 면에서는 아닐 수도 있다. 분자 신호들은 문자화 되어 개별적으로 보내지는, 이메일 메시지와 꼭 같은 것은 아닐 수 있다. 이것은 미리 정해져있는 절차에 비교될 수 있다. 이것은 마치 ”만일 당신이 이 신호를 보게 된다면, 당신이 가진 매뉴얼에서 이 페이지를 읽고 그 지침을 따르시오”와 같은 정해진 과정과 같은 것이다. 그리고 신호 분자들 중 일부는 일종의 '텍스트'로 구성되어 있다. 즉 펩티드들과 특정 시퀀스의 RNA 분자들은 그 의미가 결정되어 있다. 이메일과 같은 것은 장거리 통신, 통신 채널, 언어 협약(보내는 부호를 상대방이 똑같은 의미로 해석하는 서로 간의 약속)이다. 메시지는 식물의 맥관을 따라 멀리, 그리고 광범위하게 이동한다. 메시지는 미리 정해진 경로(식물의 목관과 체관)를 따라 전달되는 것이다. 그리고 신호를 받으면, 수신 부위는 그 메시지를 이해하고, 응답 행동을 유발하면서, 여러 일들이 벌어진다. 식물에서 어떤 메시지는 특정 주소(식물의 특정 부분)로 배달된다. 그리고 어떤 메시지는 식물 전체에 알려주는 ”이-블라스트(e-blast)” 뉴스 레터와 비슷하다. 다음의 인용문에서 메시지와 정보라는 단어에 주목하라 :
실제로, RNA 분자들, 단백질들, 펩티드들, 식물호르몬(phytohormones) 등을 비롯한 다양한 신호물질들이 식물의 맥관에서 검출되었으며, 장거리 운송을 통해 도달한 표적(target) 조직에서 반응을 유도하고 있다. 예를 들면, 싹의 성장과 구축은 뿌리-유래 식물호르몬에 의해 조절된다. 유사하게, 뿌리의 영양 섭취 활동은 싹–유래 신호에 의해서 위쪽에서 조절되며, 이는 싹과 뿌리가 시스템적 반응을 유도하기 위해서, 상호 메시지들을 전달하고 있다는 것을 의미한다. 장거리 신호에 의해 조절되는, 식물의 성장과 발달의 적응적 시스템 반응과 유연성은 식물이 육상에서 생존하기 위한 중요한 요소이다. 이 미니리뷰에서는, 영양 상태, 뿌리 착생, 비생물적 스트레스, 빛... 등의 변화에 대응하여, 싹과 뿌리 사이에 정보를 전송하는 장거리 신호의 역할에 대해 설명하고자 한다.
식물의 통신 신호들은 단백질과 RNA와 같은 시퀀스 기반의 정보들이 전부가 아니다. 일부는 칼슘 이온(calcium ions), 옥신(auxin, 식물 성장물질), 자스몬 산(jasmonic acid)과 같은 화학물질들도 이에 해당한다. 사람의 이메일 시스템도 기호나 소리와 같은, 텍스트가 아닌 신호들이 포함된다. 요점은 그것들도 의미를 가진다는 것이다. 성장하는 식물의 끝(싹)에 나타나는 하나의 화학물질도 어떤 유전자들은 켜지고, 어떤 유전자들은 꺼지도록, 미리 정해진 협약이 없었다면, 어떤 것도 달성이 될 수 없다. 시퀀스에 기초한 분자들(단백질과 RNA)는 이메일과 더욱 비슷하다. 시퀀스가 손상된다면, 그 의미는 깨어진다.
이 논문은 식물이 필요로 하는 종류의 신호(영양 결핍, 스트레스, 발아 시기... 등)들과 식물 자체와 외부 환경의 접촉을 유지하기 위해 사용하는 다양한 신호 분자들을 나열하고 있다. 이들 신호들은 표1에 요약되어 있다. 결론적으로, 저자들은 실제로 이메일의 비유를 사용하지 않고도, 식물의 통신을 인트라넷과 비교하는 것이 타당함을 입증하고 있었다 :
이 미니리뷰에서, 우리는 환경 변화에 대한 시스템적 반응에 관련된, 다양한 장거리 신호들의 역할을 설명했다. 뿌리가 영양분을 흡수하는, 토양의 영양소 상태는 뿌리에 의해서 인지되며, 포만 또는 굶주림 신호를 전달하여, 뿌리뿐만 아니라 싹에서도 반응을 유도한다. 또한 뿌리에 있는 결절(마디)의 수는 영양소와 에너지 상태의 균형을 맞추기 위해서, 뿌리에서 싹으로, 싹에서 뿌리로 보내지는 신호 네트워크에 의해서 엄격히 조절된다. 뿌리에 있는 비생물적 스트레스는 신호가 되어 싹 방향으로 이동을 시작하고, 전체 식물 수준에서 스트레스 대처 반응을 유도한다. 싹으로부터, 빛, 당류, 빛-활성화 HY5 등이 뿌리로 이동하여, 뿌리 성장과 영양분 흡수를 활성화시킨다. 이러한 장거리 메신저는 환경 및 내생(식물 내부의) 변화에 관한 정보를 멀리 있는 조직(싹 혹은 뿌리)에 전달함으로써, 식물이 전체 환경에서 그들의 반응을 통합하여 성장과 발전을 최적화 할 수 있게 함으로써, 끊임없이 변화하는 환경에 적응할 수 있도록 한다. 따라서 이러한 과정을 파악하는 것은 식물을 기본적으로 이해할 수 있게 할 뿐만 아니라, 다양한 식물 재배를 계획하는데 있어서, 최적으로 식물들을 번식시킬 수 있게 할 것이다.
지금까지 우리는 식물의 통신을 단일 건물이나 회사 내에서 진행되는 통신(messaging)과 비교할 수 있는 '인트라넷(intranet)'으로 설명했다. 이 매혹적인 사실에 추가하여, 식물은 다른 종의 식물과도 '인터넷'을 사용한다는 것이다. 12/15/2014 글에서 설명한 대로, 숲의 다양한 종들은 곰팡이 균사(fungal hyphae)의 지하 네트워크를 사용하여 서로 신호를 보낼 수 있다. 또한 식물은 사람이 휴대전화 송신탑을 통해 메시지를 보내는 것처럼, 공기를 통해 메시지를 보낸다. 우리가 빠뜨리지 말아야 할 것은, 동물도 신체 내 및 신체 간 메시지 시스템(Phys.org를 보라)을 활용하고, 식물과의 양방향(동물과 식물) 의사소통(Nature 2017. 10. 18, The Conversation. 2017. 10. 19)도 한다는 것이다. 사실, 모든 생명의 세계는 의사소통으로 넘쳐난다. 통신은 생명체를 특징짓는 성질로 간주될 수 있다.
The Conversation 지의 기사에 따르면, 식물은 광합성(photosynthesis)과 초소수성(super-hydrophobicity, 超疏水性)과 같이 의사소통을 넘어서는 수많은 ”놀라운 나노기술”을 사용하고 있다는 것이다. 식물은 너무 훌륭하여, 엔지니어들도 그들을 모방하고 싶어한다. 그러나 식물에는 뇌가 없다. 뇌가 없는 식물들이 그러한 정교하고 복잡한 기술들을 스스로 생각해냈을까?
정보와 의사소통에 관한 흥미로운 읽을거리를 보려면, 윌리엄 뎀스키(William Dembski)의 저서나 그의 웹 사이트(Being as Communion)를 보라. 관념사와 철학에 정통한 뎀스키는 우주에서 가장 근본적인 실체는 물질이 아니라 정보(not matter, but information)라고 강력하게 주장한다. ”비트에서 존재로(It from bit)”라는 말은 물리학자 존 휠러(John Archibald Wheeler)의 간결한 경구로서, 그를 유사한 결론으로 이끌었던 그의 사고(생각)를 요약한 것이다. 뎀스키의 정리(theorem)는 식물 통신과 어떤 관련이 있을까요? 식물은 프로그램 된 시스템처럼, 내재적 지능을 소유하고 있지는 않지만, 부여된 지능으로 인해 작동되고 있다는 것이다. 작동되고 있는 로봇(robots)처럼, 식물들의 신호는 외부 지성(프로그래머)으로부터 입력되었기 때문에 갖고 있는 것이다. 그러나 뎀스키가 주장하는 것처럼, 정보가 우주의 근본적인 '재료'라면, 생명과 (모든 정보를 갖고 있지만 방금 죽은) 비생명은 어떻게 구별되는 것일까?
*역자 주 : 의미(뜻과 목적)가 없는 DNA는 아무 쓸모가 없다. 그저 화합물 덩어리이다. 미립자들의 힘의 균형으로 이루어진 모든 원소들도 물리적 정보의 표현이다. 비생명의 물질 원소나 생명의 존재와 생명의 동작을 설명하는 그 원리는 모두 정보로 표현이 된다. 누군가 이 모든 정보들을 기획한 이후에, 물질들이 생겨나고, 그 물질의 성질을 이용한 생명체 정보를 만드셨다. 식물은 정보시스템으로 드러나고 있다. 인체는 고차원의 생화학 정보시스템이다. 생명세포의 동작을 보면, DNA를 포함한 생명정보시스템은 원자/분자/고분자의 물리적/전기적/화학적 성질을 완전히 이해하는 분만이 만들 수 있다는 결론에 도달하게 된다. 원자를 만드실 때에 분자/고분자를 미리 구상하셨고, 원자를 만드셨을 때에 생명체의 동작을 염두에 두고 만드셨다는 결론에 도달하게 된다. 이 우주의 창조주는 현세계의 생명활동을 염두에 두고 원소들을 만드셨고, 또한 생명정보시스템을 만드셨다. 고차원적인 피드백 시스템이나, DNA 중심의 정보시스템은 물질로부터 저절로 만들어질 수 없다. 식물의 경우, 뿌리와 싹을 동시에 구상하고, 그 사이의 이메일 시스템을 동시에 구현해야만 동작이 가능하다. 진화론자들은 뿌리와 싹이 각각 진화하면서, 서로 환경에 적응하면서, 그 식물 정보시스템을 만들어냈다고 주장하지만, 그러한 설명만 있을 뿐, 논리적인 근거는 전혀 찾을 길이 없다. 식물은 적어도 10차원 이상의 피드백 시스템이다. 2차원 피드백 시스템이 저절로 생겨나려면, 우주의 나이를 거쳐도 우연히 발생하는 것은 확률적으로도 불가능하다. 이것은 저명한 수학자들이 이미 논증하였다. 사람은 수 백차원의 피드백 시스템으로 보인다. 창조주의 손길 없이는 불가능하다. 사람이 만물을 창조하시고 나를 만드신 창조주를 찬양하지 않고, 모든 것들이 저절로 우연히 만들어졌다고 주장하는 것은, 창조주에 대한 모욕이자, 창조주를 만홀(漫忽)히 여기는 것이다. 히브리서 11:3절에서 믿음은 창조주 하나님이 세상을 말씀으로, 직접 구체적으로 만드셨다는 것을 믿는 것으로부터 시작한다고 말씀하고 있다.
번역 - 정광도
링크 - https://crev.info/2017/10/plants-use-elaborate-email-system/
출처 - CEH, 2017. 10. 24.
식물에서 이메일 시스템이 확인되었다!
: 이러한 고도의 복잡성은 진화론을 부정한다.
(Plant Email System Described)
David F. Coppedge
사람들은 암호화된 정보를 포함하는 장거리 신호전달 시스템은 무엇이라 부르고 있는가?
일본 연구자들은 일종의 신호(signal)로 작용하는 암호화된 정보의 끈(a coded string of information)을 확인했다. 하지만 그것은 이메일에서 가져온 것이 아니었다. 그것은 변변찮은 실험실 식물인 애기장대(Arabidopsis thaliana) 식물 내부에 있는 한 분자였다. Phys.org(2017. 3. 27) 지의 보도에 의하면, 나고야 대학의 과학자들은 식물의 꼭대기가 질소 결핍에 빠졌을 때, 뿌리에게 그것을 말해주는, 뿌리에게 빠르게 보내지는 한 폴리펩티드(polypeptide)를 확인했다는 것이다.
폴리펩티드는 아미노산들의 무작위적인 끈이 아니다. 식물이 의도적인 반응을 만들어내기 위해서 인식되어야만 하는 하나의 질서정연한 순서이다. 그 보도는 이것이 양방향 의사소통 경로(two-way communication pathway)라는 것을 보여주었다. 그것은 이메일(email)과 같이 분자에 들어있는 메시지이다 :
식물은 그들의 영양분을 적극적으로 채집할 수는 없지만, 그럼에도 불구하고 장거리 신호전달 메커니즘을 사용하여, 영양결핍이나 다양한 환경 분포와 관련된 문제를 극복할 수 있다. 이는 경쟁 우위와 생산성을 결정하는데 도움이 된다. 예를 들어, 질소(보통 질산염의 형태)는 식물 성장에 필수적이지만, 종종 토양의 여기저기에 존재한다. 질소가 결핍된 뿌리는 이동식 식물호르몬(CEP)을 발산하고, 이것은 위쪽의 잎으로 이동되어, 질소가 더 많은 위치에 있는 뿌리에 보상적 질소 섭취를 유발시킨다. 이 CEP 신호는 잎에 있는 수용체 단백질에 의해 수신되지만, 뿌리로 발사되는 반응 신호와 관련된 분자는 알려져 있지 않다.
그것은 뿌리에서 나오는 첫 번째 신호일 뿐이다. 그 신호가 잎에 수신되면, 잎은 발사 시에만 활성화되는 유전자들의 스위치를 켠다. 신호전달 회로가 완료되려면, 메시지가 뿌리로 다시 내려갈 필요가 있다. 연구자들은 그 신호를 찾기를 기대하면서, 그들의 메시지를 가로채어 살펴보았다 :
연구자들은 뿌리에서 이들 폴리펩티드가 축적됨을 발견했다. 그러나 그것을 암호화하고 있는 유전자들은 단지 발사 시에만 발현되었다. 이것은 폴리펩티드가 뿌리로 발사되는 이동하는 하강 신호로서 작용한다는 것을 나타낸다.
이메일 시스템과 비교해 보면, 이것은 그리 간단한 것이 아니라는 것을 그 기사는 보여준다 :
이러한 복잡한 신호전달 시스템은 식물이 영양소를 얻는 효율을 극대화하고, 비료 사용을 개선하고, 식물 생산성을 향상시키는 데 활용될 수 있다.
자, 당신은 무엇을 알게 되었는가? 식물은 일종의 인트라넷(intranet)을 가지고 있으며, 이메일로 통신을 하고 있다는 것이다. 이것은 흥미로운 이야기 거리가 될 수 있다. 당신의 사무실에 있는 식물들은 다른 언어의 이메일을 사용하고 있는 것이다.
*4/08/2017 : Nature Scientific Reports(2017. 4. 7) 지의 한 논문은 가뭄 상황에서 뿌리와 잎 사이의 '시너지 효과'에 대해서 보고하고 있었다. 저자들은 식물의 모든 부분들이 서로 서로 연락을 취하고 있는, 신호전달, 크로스톡(crosstalk), 피드백 루프(feedback loops)에 대해서 말하고 있었다 :
가뭄(drought)을 겪을 때, 잎은 뿌리보다 민감했고, 뿌리와 씨앗의 형태는 크게 바뀌었다. 가뭄 기간이 24시간을 초과하면, 일부 생리학적 변화는 비가역적이었다. 가뭄 스트레스에 반응하는 뿌리에서는 에너지 및 단백질 대사가 자극되지만, 잎에서는 억제되었다. 가뭄은 잎에서의 광합성을 크게 억제한다. 뿌리와 잎 모두에서 14-3-3-유사 단백질 A(14-3-3-like protein A)가 PPI 네트워크 분석에 의해 정의된, 가뭄 스트레스에 대한 시너지 효과에 중요한 역할을 했다. 가뭄 스트레스에 대한 반응과 관련된 신호전달 과정을 이해하는 열쇠는, 이러한 조건에서 뿌리와 잎을 연결하는 크로스톡(crosstalk) 경로에서 찾을 수 있을 것이다. 우리의 결과는 가뭄 스트레스를 견디는 식물 적응의 분자적 메커니즘에 새로운 통찰력을 제공한다.
그들은 잔디 계통의 한 식물을 가지고 실험을 했다. 잔디밭을 걸을 때, 발아래에서 무슨 일이 벌어지고 있는지 상상해보라. 잔디의 입장에서는, 그들의 통신망에 가해지고 있는 전자기펄스(EMP) 공격과 같을 수도 있을 것이다. 그러나 그들은 좋은 복구시스템을 갖고 있다.
우리는 처음으로 '식물의 이메일'의 가능성을 보고했었고, 그것에 매료됐었다. 이 이야기는 그러한 개념이 과학을 발전시키는데 유익하다는 것을 입증하고 있다. 통역사가 없이는, 일련의 아미노산 끈들은 아무런 의미가 없으며, 식물 양쪽 끝에 있는 유전자들은 언어 규칙을 이해하고 있어야만 한다는 점에 유의하라. 이러한 신호전달 시스템은 ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성(irreducible complex, 환원 불가능한 복잡성)인 것이다. 왜냐하면, 모든 복잡한 부품들이 하나라도 부족해도 기능은 완전히 정지되기 때문이다. 모든 정교한 부품들이 동시에 모두 존재해야만 기능을 할 수 있는 것이다. 따라서 이러한 시스템은 점진적 진화 과정을 통해서 하나씩 하나씩 생겨날 수 없다. 생물에서 발견되는 통신시스템은 지적설계에 대한 강력한 증거인 것이다. 생물들에서 발견되는 경이로운 기능들이 모두 무작위적인 돌연변이들에 의해서 우연히 생겨났을 것이라고 주장하는 진화론은 이러한 증거들로 인해 기각되는 것이다.
번역 - 미디어위원회
링크 - http://crev.info/2017/04/plant-email-system-described/
출처 - CEH, 2017. 4. 7.
기적의 식물인 모링가 나무는 제3세계의 식량과 연료가 될 수 있다.
(Miracle Tree Could Feed and Fuel Third World)
'모링가 나무(Moringa oleifera, drumstick tree)'는 식품, 연료, 물의 정화, 사료, 약재 등의 여러 용도로 필요한 모든 것을 무료로 제공해주고 있다.
우리가 모링가 나무에 대한 놀라운 소식을 전한지 몇 년이 지났다. 드럼스틱 나무로도 불리는 모링가 나무는 아시아와 아프리카에서 여러 용도로 사용되고 있는 식물이다. 이제 모링가 나무에 대한 새로운 논문이 나왔다. 이제 이 놀라운 식물을 다시 한번 살펴보자. ”세계에서 가장 유용한 나무 중 하나”로 알려진 이 나무는 다음의 일들을 모두 수행할 수 있다.
모링가 나무(드럼스틱 나무) : 1)으깨진 씨앗은 물에서 세균을 99% 제거한다. 2)씨앗 분말은 물의 탁도를 개선한다. 3)빠르게 자라고, 가뭄에 견딘다. 4)식용 기름을 제공한다. 5)램프 기름으로도 사용될 수 있다. 6)토양 비료를 만들어준다. 7)꼬투리, 씨앗, 잎, 꽃의 영양가는 매우 높다. 8)가축 사료로 유용하게 사용된다. 9)추출물은 기생충 벌레 퇴치에 효과적이다. 10)이 나무가 필요했던 곳에서 이미 자라고 있다. 11)가난한 사람들에 수입원이 될 수 있다. (David Coppedge, One of the world’s most useful trees). (모링가 나무는 칼슘이 우유의 4배, 비타민은 오렌지의 7배, 철분은 시금치의 25배, 비타민 B2는 정어리의 50배, 비타민 E는 브로콜리의 11배가 함유되어 있고, 각종 영양소가 풍부하게 있어서, 세계보건기구와 국제연합에서는 아프리카 난민 구호식품으로 권장하고 있다. 또한 인도의 전통 의서에 의하면, 모링가 나무는 당뇨, 고혈압, 변비, 빈혈, 골다공증 같은 질병을 치료하고, 간기능 및 성기능 강화, 항암효과 등이 있다고 기록돼 있다. 모링가 나무는 수천 년 전부터 수많은 질병을 치료하고 예방하는데 쓰인 것으로 알려져, ‘불로장생의 나무’, ‘기적의 나무’라고도 불린다.)
이것은 다이아몬드가 자신의 땅에 있다는 것을 알지 못하고, 다이아몬드를 찾기 위해서 집을 떠나 삶을 낭비하는 한 사람에 대한 이야기 ”다이아몬드의 땅(Acres of Diamonds)”을 떠올리게 한다. 아프리카에서 다이아몬드가 채굴되고 있지만(원주민에게는 가혹한 산업), 식량이 더 먼저 필요하다. PLoS One(2017. 4. 7) 지에 게재된 새로운 논문은 두 종의 모링가 나무에 미네랄 영양소가 얼마나 들어있는 지를 측정했다 :
모링가 올레이페라(Moringa oleifera, MO)와 모링가 스테노페탈라(Moringa stenopetala, MS) (family Moringaceae; order Brassicales)는 다용도의 나무/관목이다. 그들은 극한의 환경조건 하에서도 번성하며, 영양가 높은 식용 부분을 만들어낸다. 이 연구의 목적은 사하라 사막 이남의 아프리카에서 인체의 미네랄 미세영양소 결핍(MND, mineral micronutrient deficiencies)을 완화시킬 수 있는 그 나무의 잠재적 역할과, 그들이 자라는 자연환경에서 MO와 MS의 무기질 성분의 차이를 결정하는 것이었다.
물론, 이 두 종의 모링가 나무는 보통의 식용 식물보다 미네랄이 훨씬 더 풍부하다 :
에티오피아의 농작물들 중에서, MS의 잎은 엔셋(Enset, false banana)에서 가장 높은 구리(Cu, copper) 아연(Zn, zinc)을 제외하고, 모든 원소들을 가장 높은 농도로 가지고 있다. 케냐에서 MO 꽃과 MS 잎의 셀레늄(Se, selenium) 농도는 각각 1.56mg/kg과 3.96mg/kg으로 가장 높았다. MS 잎에서 셀레늄의 평균농도는 브라시카(brassica) 잎, 아마란스(amaranth) 잎, 바오밥(baobab) 열매, 수수(sorghum)와 옥수수(maize) 알갱이보다 각각 7배, 10배, 23배, 117배 및 147배 더 높았다. MO 씨앗에서 셀레늄의 농도는 수수와 옥수수 알갱이에서보다 78배와 98배 더 높았다.
5명의 연구자들은 이 식물이 아프리카 사람들의 식이성 미네랄의 필요를 충족시키는데 정말로 도움이 될 수 있을 것이라고 결론짓고 있었다 :
이 연구는 모링가 나무가 미네랄 영양소의 좋은 공급원이라는 이전 연구를 재확인하고 있었으며, 다양한 지역에서 자라난 MO 및 MS의 식용 부분에서 셀레늄 및 요오드(I, iodine) 농도에 대한 최초의 광범위한 평가를 포함하고 있다. MO와 MS의 소비 증가는, 특히 신선한 채소 또는 분말 형태로 잎의 섭취 증가는, 만연해 있는 미네랄 미세영양소 결핍(MND)의 유병률을, 특히 현저한 셀레늄 결핍증을 감소시킬 수 있을 것이다.
이것은 현지인들이 모링가를 이용한 사업에 참여할 수 있는 절호의 기회라고 생각한다. 사람들이 나무 잎을 따서 날 것으로 먹지 않는다면, 샐러드에 그것을 추가하면 되지 않겠는가? 가루로 요리하는 방법을 찾으면 되지 않겠는가? 서구에서 많이 사용되는 밀가루나 콩가루처럼, 분말로 사용할 수도 있지 않겠는가? : 모링가 밀가루, 사탕, 과자, 코코아, 에너지음료... 등. 그러한 일이 진행된다면, 그것은 선순환적인 발전을 이룰 수 있을 것이다. 건강해진 사람들이 모링가 농장과 모든 종류의 모링가 기업을 세우는 일에 참여하지 않겠는가? 어쩌면 이 기적의 식물로 만들어진 식품들이 서구로 수출될 수도 있지 않겠는가?
이 나무가 자연적으로 서식하고 있는 장소들에 대한 표1을 보라. 좋은 먹거리와 상품으로 사용되기를 기다리고 있는 곳들이 도처에 있다.
모링가 올레이페라와 모링가 스테노페탈라는 매우 건조한 저지대 열대기후에서부터, 습기가 많은 고지대에 이르기까지 다양한 생태계에서 서식하고 있는, 빠르게 성장하는 다목적의 목본식물(woody plants)이다. 그 나무는 긴 건조 계절 동안에 잎을 떨어뜨린다. 덩이줄기의 뿌리는 물을 저장할 수 있어서, 매우 긴 건조 계절 동안을 견딜 수 있게 해준다. 모링가 올레이페라(MO) 나무는 5~15m 높이까지 자랄 수 있으며, 가슴 높이에서 직경은 25cm에 이른다. 성숙한 모링가 스테노페탈라(MS) 나무는 일반적으로 MO보다 크기가 더 크며, 더 큰 잎과 씨앗과 줄기를 갖고 있으며, MO보다 가뭄에 더 잘 견딘다. 그러나 MS는 MO에 비해 느리게 성장한다. 수단에서 실시된 실험에서, MO는 11개월 후에 꽃을 피우는데 비하여, MS는 2.5년 후에 꽃을 피우는 것으로 나타났다.
저자들은 이 나무의 많은 용도들에 대한 이전 보고를 확인해주고 있었다. 사람들에게 유용한 그 나무의 다목적성은 정말로 놀랍다 :
그 나무는 음식, 약, 사료, 울타리, 장작, 껌, 더러운 물의 정화제 등으로 쓰인다. 잎, 꼬투리(pods), 씨앗, 뿌리, 모두 식품과 의약품으로 사용된다. 어린 새싹도 조리하여 먹고 있다. 잎은 야채로서 날로 먹거나, 조리해서 먹는다. 모링가 나무의 잎은 양배추나 시금치와 비슷한 방식으로 사용되기 때문에, ”양배추 나무”라고 별칭을 얻고 있다. 모링가 나무는 식품으로, 사료 공급원으로서, 광범위한 필수영양소들과 미량원소들을 공급할 수 있다.
이 슈퍼 식품이며, 슈퍼 재료인 모링가 나무는 아프리카, 인도, 파키스탄, 태국, 필리핀, 캄보디아, 베트남, 멕시코, 심지어 솔로몬 군도까지, 그 나무를 필요로 하는 곳들에서 자라고 있다. 저자들은 이 나무를 아직 ”충분히 활용되지 않고 있는 작물”이라고 부르고 있었다.
이것은 정말로 놀랍다. 다른 생물에 필요한 이타적 성분들은 어떻게 진화된 것인가? 이타적 특성은 적자생존에서 불리하지 않겠는가? 그리고 이러한 소중한 특성들이 모두 무작위적인 방식으로 우연히 생겨날 수 있었던 것인가? 이것은 마치 하나님이 저주받은 세상에서 살아가는 사람들을 위해서 한 소중한 나무를 심어놓으신 것처럼 보인다. 하나님이 이 나무를 통해 우리들에게 계시하시는 것은 무엇일까? 하나님께서 이 땅에 창조해놓으신 풍성한 것들을 사용하여, 필요로 하는 사람들을 돕는 일이 아니겠는가?
*관련기사 : 생명의 나무 '모링가' 산업화 연구 총력 (2017. 2. 25. 신문고뉴스)
http://www.shinmoongo.net/sub_read.html?uid=100187
새롭게 주목받는 기적의 식물 '모링가' 효능 주목 (2016. 6. 7. 데일리연합)
http://dailyan.com/detail.php?number=31190&thread=22r10
모링가, 면역력 강화에 효과적···5대 영양소 함유 (2015. 6. 23. CCTV)
http://www.cctvnews.co.kr/news/articleView.html?idxno=25611
생명의 나무 ‘모링가’ 거제서 재배 성공 (2016. 8. 29. 새거제신문)
http://www.saegeoje.com/news/articleView.html?idxno=201274
디톡스 효과 '모링가나무'.. 새 소득수림으로 (2016. 9. 21. 뉴스파워)
http://www.newspower.co.kr/sub_read.html?uid=30762
당뇨에 좋은 모링가…어떻게 먹지? (2017. 3. 24. 아시아경제)
http://www.asiae.co.kr/news/view.htm?idxno=2017032410063908459
열대의 홍삼 '모링가 나무' 본격 재배에 나서 (2016. 4. 26. 노컷뉴스)
http://www.nocutnews.co.kr/news/4585016
번역 - 미디어위원회
링크 - http://crev.info/2017/04/miracle-tree-of-life/
출처 - CEH, 2017. 4. 11.
다목적의 식물 센서는 과학자들을 당황시키고 있다
: 빛을 감지하는 파이토크롬 단백질은 온도도 감지한다.
(Multipurpose Plant Sensors Startle Scientists)
by Jeffrey P. Tomkins Ph.D.
식물의 놀라운 센서(sensors, 감지기) 시스템은 다양한 환경 조건들에 반응하여 적응할 수 있도록 해준다. 식물은 동물처럼 주변으로 이동할 수 없으므로, 있는 곳에서 성장하고, 발달하고, 번식해야한다.
식물의 생활사에서 핵심 요소 중 하나는 햇빛이 비치는 시간(광주기), 질(파장), 강도에 따라 태양광선을 처리하는 것이다. 상호 연결된 모든 빛 관련 요인들은 식물 잎의 세포 내에 있는 파이토크롬(Phytochromes)이라 불리는, 센서 역할을 하는 단백질들에 의해서 모니터링 된다.[1] 하루 동안 가시광선 스펙트럼이 적색~원적색(far-red) 영역으로 변할 때, 또는 근처 식물에 의해서 그늘이 질 때, 파이토크롬 단백질의 구조(3-D 형태)가 변경되어, 그것들은 유전자 스위치처럼 작용한다. 파이토크롬은 식물의 신진대사, 생리, 성장, 발달을 변경시키는 전체 유전자들의 스위치를 켜고, 끈다. 또한 파이토크롬은 식물의 일주기 리듬(circadian rhythm, 주간/야간 시계)을 설정하는데 도움을 줄뿐만 아니라, 식물에게 꽃을 피우는 시점, 씨앗을 만드는 시점, 겨울 동안 휴면상태의 시기 등을 식물에게 알려주는 역할을 한다.
과학자들은 1960년대 이후로 광 조절과 관련되어있는, 식물에 있는 파이토크롬의 센서 역할을 연구해왔다. 하지만 식물이 온도를 또한 감지하고, 그 반응을 조절하는 것에 대해 당혹스러워 했다. 빛은 물론이고, 온도도 식물의 건강한 성장, 발달, 생리를 위해, 적절히 모니터링 되고 반응해야만 하는 주요한 환경적 변수이다. 과학자들은 식물에 파이토크롬과 같은 센서가 있어서, 빛을 감지하고, 빛에 반응하는 것과 같은, 믿을 수 없도록 복잡한 과정이 장착되어 있을 것이라는 예상을 전혀 하지 못했었다. 이러한 문제점은 식물에서 일종의 온도 감지기(temperature detector)를 찾아냈던 과학적 발견 과정에 있어서도 동일하게 장애가 되었다.
이제 과학자들은 다른 온도 상황 하에 있는 파이토크롬 변이 식물들을 연구하면서, 예기치 않은 일련의 놀라운 발견을 했는데, 파이토크롬은 적색~원적색의 다른 파장의 빛들을 감지할 수 있을 뿐만 아니라, 온도를 또한 감지하며, 잘 반응할 수 있게 해주어서, 유전자 발현과 식물의 많은 과정들을 직접적으로 변경시킬 수 있다는 것이다.[2, 3] 이것은 사람의 합리성과 창의력을 뛰어 넘는, 초고도로 복잡한 공학 시스템의 한 사례가 되고 있었다. 이 온도-감지 기능과 광-감지 기능의 완벽한 통합은 너무도 세밀하게 조정되어있어서, 밤 동안, 그리고 낮의 광합성 동안, 모두에서 식물의 성장과 발달에 있어서 다양한 조정을 가능하게 한다는 것이다.
진화 과학자들은 하나의 단백질 시스템에서 이와 같은 정교한 감지기능들이 통합되어 들어있을 것이라고는 전혀 예측하지 못했었다. 그러한 놀라운 공학적 기술은 인간의 능력을 넘어서는 방법이며, 무작위적인 자연적 과정으로 우연히 생겨날 수 없는 초고도의 복잡성이다. 이것은 생물들은 초월적 지혜의 전능하신 창조주에 의해서 창조되었음을 분명하게 가리키고 있는 또 하나의 증거가 되고 있는 것이다.
References
1. Xu, X. et al. 2016. Illuminating Progress in Phytochrome-Mediated Light Signaling Pathways. Trends in Plant Science. 20 (10): 641–650.
2. Legris, M. et al. 2016. Phytochrome B integrates light and temperature signals in Arabidopsis. Science. DOI: 10.1126/science.aaf5656.
3. Jung, J.-H. et al. 2016. Phytochromes function as thermosensors in Arabidopsis. Science. DOI: 10.1126/science.aaf6005.
* Dr. Tomkins is Director of Life Sciences at the Institute for Creation Research and earned his Ph.D. in genetics from Clemson University. Cite this article: Jeffrey P. Tomkins, Ph.D. 2017. Multipurpose Plant Sensors Startle Scientists. Acts & Facts. 46 (1).
번역 - 미디어위원회
링크 - http://www.icr.org/article/9754
출처 - ICR, Acts & Facts. 46 (1). 2017.
