식물이 씨앗을 퍼뜨리는 놀라운 방법들
(Plants Borrow Their Transportation)
식물이 씨앗을 퍼뜨리는 다양한 방법들에 관한 멋진 연구들이 이루어지고 있다. 여기에 이동하는 동물을 올라타서(hitchhiking) 씨앗을 퍼뜨리는 두 가지 방법이 있다.
에뮤의 분변을 통한 운송 : 세상에서 두 번째로 몸이 큰 새인, 날지 못하는 에뮤(emu)에 대한 PhysOrg 지의 글은 이러한 동물이 식물에게 얼마나 중요한지를 말해주고 있었다. 이러한 목적지향의 새들은 먹이를 얻기 위해 어디로 가야하는지를 알고 있으며, 어떤 승객들과 함께 가는 것에는 괘념치 않는다.
에뮤에 부착되어있는 GPS 기술은 세계에서 두 번째로 큰 현존하는 새의 역할을 강화시켜주고 있었는데, 그들은 목적 없이 떠도는 것이 아니라, 목적을 가지고 움직이고 있고, 환경에 씨앗들을 살포하는 중요한 역할을 하고 있다.
에뮤는 분명 마호가니고무나무(jarrah) 숲에서 과일을 먹는 동물(frugivore) 중에서 가장 중요한 동물이며, 그들의 일반적인 식사와 100일에 이르는 소화관(gut) 내의 보존능력은 분변으로 상당히 많은 다양한 씨앗들을 배출시킬 수 있음을 뜻한다.
아이들한테는 지저분하게 들리겠지만, 씨앗들은 1등석 좌석을 타고 운반되고 있는 것이다. 이러한 협력적 노력은 서로에게 유익하다. 새는 음식을 먹고, 식물의 씨앗은 운반되기 때문이다. 씨앗이 모본 식물(parent plant)로부터 약간 먼 거리에 분포되는 것은 근친교배(inbreeding)를 방지하기 위해서도 중요하다. 이러한 씨앗 운송 시스템은 또한 비료도 제공해준다.
물고기의 소화관을 통한 운송 : 또 다른 씨앗들은 수로(waterways)를 통해서 운송된다. PhysOrg 지의 다른 기사는 씨앗들이 물고기의 소화관을 이용해서 어떻게 장거리를 이동될 수 있는지를 말해주고 있었다. 그 연구는 식물의 씨앗이 소화가 안 될 정도로 단단하지만, 땅에서는 쉽게 발아될 정도로 부드러운 것 사이의 절묘한 균형을 가지고 있음을 발견했다. (앞에서 언급한 에뮤처럼) 물고기의 소화액은 씨앗의 발아를 돕는 것으로 나타났다 :
물고기는 먼 거리로 씨앗들을 분포시키는데 있어서 중요한 역할을 수행할 수 있다. 특히 무거운 씨앗들은 물고기의 입을 통과할 때나 소화관 내에서 손상 받지 않으며, 상류로 혹은 하류로 수 마일을 여행한 후에 배출될 수 있다. 결과적으로 새롭게 조성된 자연에서 수생식물의 재도입이 필요치 않을지도 모른다. Freshwater Biology 지는 라드바우드(Radboud) 대학 및 와게닝겐(Wageningen) 대학의 생태학자이며 물고기 전문가들의 한 연구를 발표했다.
분변(faeces)은 28시간 후에 수집됐다. 물고기는 씨앗을 삼켰을까? 그리고 다시 배출했을까? 그렇다면 여전히 발아능력이 있었을까? 성숙한 잉어(carps)는 거의 모든 씨앗들을 깨뜨려버릴 수 있고, 소화시킬 수 있다. 가래속수초(pondweed) 같은 단단한 씨앗은 잉어에게 먹혀도 살아남을 수 있었다. 그러나 물고기에 의해서 손상당하지 않고 먹혀진 몇몇 부드러운 씨앗들은 발아가 매우 잘되는 것이 입증되었다. 틸라피아(tilapia, 아프리카 동부·남부 원산의 민물고기)는 잉어보다 씨앗을 적게 먹지만, 그들이 배출한 씨앗들은 더 많이 살아남았다.
곤충 히치하이킹 : 균류(Fungi)는 전형적으로 식물로 분류되지 않는다. 그들은 포자(spores)를 가지고 있지만 씨앗은 없다. 그러나 버섯(mushrooms)은 식물처럼 토양에 정착을 한다. Current Biology 지는 생체발광 버섯(bioluminescent mushrooms)은 곤충 유치를 위해서 빛을 낸다는 것을 보여주는 실험을 게재하고 있었다. 녹색의 빛은 세기와 파장에 있어 곤충의 시각 민감성에 특이적으로 목적한 것이었다. ”파리, 투구벌레, 개미, 나나니벌, 기타 반시류의 곤충들은 가까이의 녹색 빛”에 이끌렸으며, 그들은 버섯으로부터 포자를 수집하여 다른 지역으로 실어 나르고 있었다. ”저자들은 특히 습하고, 포자발아가 잘 되고, 바람이 적은, 울밀한 숲에서 곤충들에 의한 포자의 야간이동은 균류의 분산에 몇 가지 장점을 제공하고 있다고 기술했다”.
씨앗을 퍼뜨리는 다른 방법들 : 앞에서 기술된 것들은 식물의 씨앗살포 기술의 단지 일부 사례일 뿐이다. 대기 운송(air transportation)은 씨앗 살포의 주된 메커니즘이다. 우리는 이전에, 소나무 씨앗에서 사용되는 헬리콥터 운송에 대하여 논했다(2015. 3. 31). 그러한 기능은 단풍나무와 다른 나무에서도 높은 곳에서 씨앗들을 떨어뜨릴 때 작동된다. 민들레(dandelions)와 같은 키가 작은 식물들은 풍산(parachuting, 바람에 날려 이동) 씨앗이 흔하다. 도꼬마리(cockleburs)는 가축에 붙어서 이동을 한다. 이것은 벨크로(Velcro)에 영감을 주었다. 코코넛(coconuts)과 맹그로브(mangroves)는 그들 자신이 선박이 되어 대양을 가로질러 떠다닐 수 있다. 회전초(tumbleweeds)는 그들 자신의 파종기계를 움직이기 위해 바람을 이용한다. 금작화(scotchbroom)와 겨우살이(mistletoe) 같은 식물은 소형화된 대포로 씨앗을 발사한다. 귀리(oats)나 filaree 같은 다소 흔한 식물들은 땅에 그들을 심기위한 강력한 도구를 씨앗에 장착하고 있다. 이러한 그리고 또 다른 놀라운 씨앗 살포 메커니즘들은 무디 과학연구소의 ‘생명과 하나님의 놀라운 창조여행’의 다큐멘터리 기록에서 실제로 볼 수 있다.
무디연구소의 다큐멘터리들은 고전적이지만, 정말로 유익한 교육재료이다. 무디 과학연구소의 영화들은 여전히 많은 사람들에게 기억되고 있지만, 대부분은 현대의 HD 영상물에 비해 시대에 조금 뒤떨어진다. 당신이 모르는 한 가지는, 프로듀서였던 라드(Lad Allen)와 편집자 제리(Jerry Harned)는 그들이 무디연구소에서 직원으로 있었을 때, 그러한 작품들을 만들었고, 그들 자신의 회사인 일러스트라 메디아(Illustra Media)를 통해서 18년 동안이나 위대한 다큐멘터리 만들기를 계속하고 있다는 것이다. 최근에 그들은 ”변태: 나비와 비행의 아름다움과 설계(Metamorphosis: The Beauty and Design of Butterflies and Flight)”같은 생명 설계 시리즈의 놀라운 고품질 다큐멘터리를 만들고 있다. 페이스북과 트위터(@illustramedia)에서 보라. 그리고 Illustra, La Mirada 웹사이트들을 방문해 보라. 해양생물에 관한 그들의 멋진 걸작품인 ‘Living Waters’ 도 참고하라.
*참조 : 씨앗의 경이로움 : 작은 꾸러미는 하나님의 작품임을 증명하고 있다.
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이스라엘에서 2,000년 전 씨앗이 발아하여 나무로 성장했다.
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산불은 씨앗에게 발아 시점을 알려준다.
http://creation.kr/Plants/?idx=1291403&bmode=view
진화론적 개념과 어긋난 식물들의 세계 여행
http://creation.kr/Plants/?idx=1291346&bmode=view
번역 - 문흥규
링크 - http://crev.info/2015/04/plants-borrow-their-transportation/
출처 - CEH, 2015. 4. 2.
구분 - 4
옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=6200
참고 : 5774|5663|5426|5024|2475|5788|5823|5345|4325|6114|6056|5978|5933|5778|5772|5754|5746|5736|5692|5655|5654|5554|5526|5356|5137|5468|5527|5957|5958
식물에서 인트라넷이 작동되고 있었다.
: 식물 내의 정교한 통신 시스템은 진화론을 거부한다.
(Plant Intranet Seen in Action)
David F. Coppedge
어떻게 뿌리(roots)는 식물 꼭대기에서 일어난 일에 반응하는 것일까? 그 정교한 통신시스템은 이메일을 닮았다.
Science (2014. 10. 17) 지에 논문을 게재한 저자들은 이메일(e-mail)이나 인트라넷(intranet)이라는 단어를 쓰고 있지는 않았지만, 그들이 기술한 신호시스템은 그러한 설명에 적합한 것이었다.
질소(N)는 식물에 중요한 영양소이지만, 토양에서 흔히 불균등하게 분포한다. 따라서 식물은 한 시스템적 메커니즘을 진화시켜 왔는데, 그것은 뿌리의 한쪽에서 질소 기아(결핍)가 생기면, 다른 쪽에서 보상이 일어나 질소 흡수가 증가하는 것이다. 여기에서, 우리는 질소 결핍을 인식하고 뿌리 발달의 변경에 필요한 장거리 신호를 유지하는 분자시스템을 연구했다. 질소가 결핍된 뿌리들은 줄기로 작은 펩티드(peptides)를 분비하고, 두 개의 루신(leucine)이 풍부한 반복 수용체 키나제(LRR-RKs)를 받는다. 이러한 경로가 결여된 식물 애기장대(Arabidopsis)는 질소 결핍증상과 함께 생장부진을 보였다. 따라서, 뿌리에서 줄기로 보내지는 신호는 식물체가 국소적인 질소 가용성의 변동에 적응하는데 도움을 준다.
바꾸어 말하면, 이러한 작은 펩티드들은 뿌리로부터 식물 꼭대기에서 생장하는 줄기로 보내지는 정보인 것이다. 그러나 그것이 전부가 아니다. 줄기는 뿌리로 내려가는 메시지가 들어있는 이메일을 보낸다. 연구자들(Bisseling and Scheres)은 Science 지에 게재된 논문에서 이러한 통신 네트워크를 설명하고 있었다 :
따라서, 식물들은 자원을 효율적으로 소비하기 위한 국소적이고 전체적인 영양분 신호를 통합하여 운영하고 있는 것이다. 이 논문 343페이지에서, 타바타(Tabata) 등은, (1)펩티드 신호 메커니즘을 발견했는데, 그것으로 뿌리는 국소적으로 토양의 질소 부족을 감지하고, 그리고 줄기와 통신하며, 되돌아온 신호는 질산염 흡수를 용이하게 하도록, 고농도 질산염이 있는 부위의 측면 뿌리의 생장을 촉진한다는 것이다.
그 시스템은 줄기의 세포들이 그 펩티드를 ”읽고”, 그것을 이해하고, 그리고 적절히 반응하는 것을 전제로 한다. 읽혀지기 위한 신호가 지하로 내려가는 것이다.
과학자들은 아직 그 이메일의 메시지를 ”읽지” 못한다. ”측면 뿌리(lateral root)으로 하여금 질소 구획에서 흡수 행동을 개시시키는, 줄기로부터 내려오는 신호의 특성과 본질이 무엇인지는 해결해야할 문제”라고 연구자들은 말한다. 외국어로 서로 소통하고 행동하는 사람들을 지켜보는 것처럼, 과학자들은 식물에서 어떤 통신이 일어나고 있음을 알 수 있었다. 그것은 인간의 언어소통과 같은 지각적 소통은 아니다. 그것은 컴퓨터 언어와 같은 것이다 : 프로그램되고, 디지털화되고, 반응하는 것 말이다. 공학자라면 이것을 보고 ”와우 놀랍군!”이라고 감탄할 것이다.
공학적인 관점에서 보면, 그것은 전반적인 영양분 상태가 적절한지 아닌지를 (줄기에서) 중앙에서 완전하게 감지할 수 있도록 해준다. 그리고 국소적 억제시스템이 활성적인 곳을 제외하고, 어느 곳이든지 생장을 촉진하는 시스템적 신호를 보내는 것이다.
일본 연구팀은 더 많은 인트라넷의 증거를 제공하고 있었다. 그 시스템은 한 사무실에서 자신과 멀리 떨어져 있는 회사의 다른 부서와 통신하는 것과 같은 것이다 :
질산염 흡수 시스템은 질산염 자체에 의해 시발된 세포-자율 국소 신호와, 공간적으로 먼 뿌리 구획들을 가로질러 외부와 내부의 질소 상태를 변환시키는 장거리 시스템 신호에 의해서 조절된다.
회신 메일을 차단함으로써, 연구자들은 그 신호가 필요한 것인지 아닌지를 알 수 있을 것으로 생각했다. 실제로 그러했다. 그 이메일을 암호화하는 CEP 유전자를 연구자들이 돌연변이 시키자, 식물은 질소가 결핍 되었다. ”이러한 표현형과 전사 분석(transcriptional analyses)은 그 CEP 신호가 질소 결핍 반응을 일으키는 것 같고, 따라서 그것의 과도발현과 차단이 뿌리와 줄기 모두의 다면발현성(pleiotropic) 발달에 영향을 미치는 것 같다”고 그들은 말했다
이것은 식물들이 내부 통신망을 가동하고 있다는 또 하나의 사례로서 지난 수십 년에 걸쳐 밝혀지고 있는 것들이다. '분비된 펩티드 같은 작은 분자들은 장거리 신호를 전달할 수 있다”고 저자들은 말했다. 더욱이, 그 펩티드 메시지는 DNA에 이미 프로그램화 되어 있었던 것이다 : ”작은 펩티드 신호를 암호화하는 유전자들은 흔히 중첩 및 잉여 기능을 지닌 큰 부류의 유전자들 중의 부분들이다.”
그들은 그들의 가설을 실험실 식물로 시험했지만, 그들이 설명한 시스템은 모든 식물 세계에서 작동되고 있는 것이다. 이것은 하늘로 수백피트 솟아 있는 자이언트 레드우드(giant redwood)의 가느다란 침엽이, 원칙적으로 지하의 뿌리와 통신할 수 있다는 것을 의미한다. 식물들은 주위를 걸어 다닐 수 없지만, 식물의 인트라넷과 이메일 시스템은 전체적 방식으로 상황 변화에 정교하게 대응하고 있었던 것이다.
땅에 고정되어 있는 생물체로서, 식물은 복잡한 환경적 변화에 지속적으로 직면해 오면서, 그것에 대처하기 위해 정교한 반응들을 발전시켜 왔다. CEP 부류의 펩티드가 고사리를 제외한 모든 관속식물(vascular plants)에 보존되어 있음을 생각할 때, 펩티드를 매개로한 뿌리-줄기-뿌리의 장거리 신호 시스템은 모든 고등식물이 환경 적응을 위해 사용하는 일반적인 전략이 될 가능성이 높다.
그들이 연구한 펩티드가 식물계 전역에 걸쳐서 ”진화가 아닌” 잘 ”보존되어 있음”을 생각해볼 때, 식물들이 ”그 정교한 반응을 진화시켜 왔다”는 주장은 우스꽝스러워 보인다. 연구자들은 어떻게 진화가 일어났는지를 결코 설명하지 못하고 있다. 방향도 없고, 지시되지 않은, 무작위적인 진화과정이 어떻게 이 ”정교한” 시스템을, 특히 기능적으로 효과적인 많은 정보들이 들어있는 시스템을 어떻게 만들 수 있었을까?
우리는 2001년 이후 이러한 현상을 보고해왔다. 경이롭지 않은가? 당신의 거실 화분에 있는 식물이 자체 인트라넷과 이메일 시스템을 가지고 있다는 것을 생각해보라. 흥분되지 않는가? 사무실 자판기 옆에 화분이 있다면, 커피를 마시면서 동료에게 이 이야기를 해주라. 야외에 나갔다면, 자녀들에게 이것을 이야기해 주라.
진화 이야기는 너무도 쓸모없는 것이다.(10/19/2014 참조). 세속적 과학자들은 얼마나 복잡한 시스템인지를 고려하지도 않고, 무조건 그것은 진화했다고 주장하는 나쁜 버릇이 있다. 그들은 식물이 어떤 것을 얻기 위하여 진화해 왔다고 말하는데, 이것은 더욱 나쁜 버릇이다. 생물이 어떤 목표를 향하여 진화해 나간다고 말하는 것은 진화론에서는 완전히 난센스이다. 왜냐하면, 돌연변이는 뇌도 없고, 목표도 없고, 의지도 없고, 방향도 없는, 무작위적인 복제 오류이기 때문이다. 어떤 것을 목표로 일어나는 우연은 없다. 이것은 완전한 진화론적 난센스이다. 다윈은 생물학에서 목적론(teleology)을 제거하지 않았는가? 기억하는가?
이 시스템은 다수의 상호 작용하는 부품들로(한 요소도 제거 불가능한 복잡성, irreducibly complex) 구성되어 있다. 그리고 기능을 위한 신호체계(복잡한 특수 정보)를 가지고 있다. 이것은 지적설계의 전형적인 특징이다. 뿌리와 줄기 둘 다 언어(language)와 통신 규약(protocol)을 알고 있어야만 한다. 그들은 언어 규칙을 사용한다. 뿌리가 줄기에게 한 메시지를 보냈을 때, 줄기는 알아듣기 힘든 표현으로 응답했는가? 아니다. 전체 시스템이 작동해야만 하고, 그렇지 않다면 아무 것도 작동되지 않는다. 따라서 한 부품씩의 점진적인 진화는 실패하는 것이다. 그리고 우리가 알고 있는, 신호 및 응답에 사용되는 언어 규칙을 가지고 있는 모든 시스템들의 기원은 지적설계(intelligent design)이다.
이제 비논리적이고 모순투성이의 진화론을 치워버리고, 한 걸음 뒤로 물러나, 과학이 발견하고 있는 식물들의 경이로움을 감상해보라. 식물들은 내부전산망인 인트라넷을 가지고 있었다. 그들은 이메일을 사용하고 있었다. 이에 대한 우리들의 적절한 반응은 기뻐하며, 창조주의 지혜와 능력에 경이를 표하는 것일 것이다. 창조주는 이 놀라운 시스템을 창조 셋째 날에 만드셨다.(창 1:11–13). 그러므로 하나님이 창조의 걸작품인 사람을 하나님과 통신할 수 있도록 설계하셨다는 것은 합리적이지 않겠는가? 그것은 완벽하게 이치에 맞는다. 과학은 이것을 연구해볼 필요가 있는 것이다. 성경은 이렇게 말씀하고 있다 : ”태초에 말씀이 계시니라... 이 말씀이 육신이 되어 우리 가운데 거하시매...'(요한복음 1:1, 14).
윌리엄 뎀스키(William Dembski)는 2014년 10월에 새로운 책 ‘영적 교감의 존재(Being as Communion)’를 출간했다. 그 책에서 뎀스키는 우주의 근본적 실체로서 '정보(information)'가 포함되어야 함을 강하게 주장했다.(웹 사이트의 비디오 클립 참조). 독자들에게 매우 흥미로운 책이 될 것이다. 또한 창조과학자 윌더 스미스(Wilder-Smith, 3개의 박사 학위를 가졌던 학자)도 우주의 근본적인 실체는 정보라고 가르쳤었다. 그는 기쁨을 잃지 않던 헌신된 크리스천이었으며, 그의 학문적 논리를 복음을 전파하는 데에 사용했었다. 당신은 오늘 당신의 창조주와 통신을 해보라. 그 분은 당신에게 메시지를 줄 것이다. 이제 당신이 반응할 차례이다.
번역 - 문흥규
링크 - http://crev.info/2014/10/plant-intranet-email/
출처 - CEH, 2014. 10. 24.
식물의 진화 연구는 실패를 거듭하고 있다.
(Plants Are Clever 2)
최근의 몇 가지 뉴스들은 식물의 진화를 논의하고 있었다. 식물의 진화 과정에서 유전정보에서 증가된 사례가 발견된 적이 있는가? 진화론이 성립되기 위해서는 이것이 필요하다. 그러나 최근 발견들은 유전정보의 증가가 아니라, 소실을 보여주며, 진화는 관측되지 않음을 계속해서 확인하고 있다.
내염성과 가뭄저항성의 연구 결과 진화는 없었다 : 유타대학의 연구자들은 서로 다른 단풍나무(maple trees) 종들의 내염성(salt tolerance)과 가뭄저항성(drought resistance)에 대한 연구를 수행했다. 이 연구는 도시와 같이 처리된 폐수를 용수로서 사용하는, 소금기 있는 서식지에서 어떤 나무가 잘 번성할 수 있는지를 알아볼 목적으로 수행되었다. 진화론이 유용했다면 진화를 언급했을 것이다. 그러나 PhysOrg(2014. 11. 17) 지의 보도에서 진화는 언급되지 않았다. 결국, 단풍나무는 여전히 단풍나무였다. 창조론자들도 생물들은 그들의 종류(kind) 내에서 변할 수 있다는 데에 동의한다. 로욜라대학(Loyola University)의 한 연구도 비슷한 목적으로 수행되었는데, 다양한 수선화 종들 사이의 내염성도 유사한 결과를 보여주었다고 PhysOrg 지는 보도하고 있었다.
색깔의 변화는 유전정보 소실의 결과였다 : 식물 펜스테몬에서 Pentstemonssms은 적색이고, penstemons은 청색이다; 적색으로의 진화는 비가역적이다. 무엇이 청색 꽃으로부터 적색 꽃으로 진화하도록 했을까? PhysOrg(2014. 11. 4) 지에 보고된 옥스퍼드 대학 연구자의 보고에 따르면, 그것은 깨지는 것(breaking)과 관련 있다는 것이다. 한 효소의 기능 정지는 청색 종이 적색 종으로 바뀌는 원인이 된다는 것이다. 그러나 이러한 과정은 무질서도가 높아지는(Humpty Dumpty) 유전정보의 소실 과정이다.
이 경우에 청색은 적색으로 변할 수 있다. 진화는 항상 일 방향으로만 작동된다. 적색에서 청색으로의 반대적 변화는 관측되지 않고 있다.
”펜스테몬에서 청색에서 적색으로의 진화적 변화는 동일한 특정 꽃색깔 유전자의 변성과 관련되어 있다. 이것은 이 그룹의 적색 꽃 진화에는 제한된 유전적 ‘옵션’이 있음을 시사한다”고 베싱어(Wessinger)는 말했다. ”그러나, 한 유전자를 고정시키는 것보다 깨뜨리는 것이 진화에서는 훨씬 더 쉽기 때문에, 우리는 적색에서 청색 꽃으로의 역방향 진화는 일어날 것 같지 않다고 생각한다”.
과학자들은 독립적인 진화 사건에 의해서 생겨난 13종의 적색 꽃을 기술하고 있었다. 이것은 청색에서 적색의 펜스테몬으로 진화 이면의 비교적 단순하고 예측 가능한 유전적 변화를 보여주는 것이다. 바꾸어 말하면, 그 적색 종은 서로 다른 방식으로 청색 효소가 망가졌던 것이다. 분명히, 그것의 작동 엔진을 고장 내는 많은 방법들이 있다는 것이다. 그 실험결과는 어떻게 적색 변종이 생겨났는지를 설명하고 있지만, 어떻게 청색이 처음에 기원했는지는 설명하지 못하고 있었다.
진화의 최대 잠재력으로도 진화는 없었다 : 앞으로 가라, 진화하라, 침략자들이여! PhysOrg(2014. 11. 11) 지의 또 다른 논문에서, 어떤 침략 종 잡초는 수세기의 변화 후에도 그들의 최대 잠재력으로도(그것이 무엇이든지 간에) 여전히 진화하지 않았음을 보고하고 있었다. 어떤 도입 종에 대한 진화를 추적한 최초 프로젝트에서, 호주의 과학자들은 금불초(ragwort)가 새로운 서식지에서 잘 번성하고 있는 중이라고 생각하고 있었다. 그러나 현실을 직시해보면, 금불초는 거의 200년 이상이나 동일종으로 남아 있었다는 것이다. 단지 그 장소만이 바뀌었을 뿐이다.
유전자 중복은 어떤 목적이 있음이 밝혀지고 있다. : 진화를 작동시키는 주요 수단으로(특히 식물에서) 유전자 중복(gene duplication, 염색체의 일부 구간이 중복 복제되는 현상)이 종종 선전되어 왔지만, Science Daily(2014. 11. 11) 지에서 진화는 거의 언급되지 않고 있었다. ”그들의 연구는, 식물이 잘려진 후 극적으로 재생되는 능력은 개개의 세포들이 그들 유전자 내용물 모두의 여러 복사본을 만드는, 유전자 중복이라 불리는 과정에 의존함을 보여주는 최초의 연구이다.” 일리노이 대학의 연구자에 따르면, 유전자 중복은 스트레스에 대한 내장되어 있는 반응인 것처럼 보인다는 것이다. 연구자들은 그것의 목적을 깊게 생각하고 있었다. 중복은 식물이 잘려진 후에, 혹은 으깨진 후에 더욱 왕성하게 반응하도록 해준다는 것이다. ”연구자들은 유전체 중복이 식물이 역경을 극복하는 데에 필요한 것을 증가시키는 것으로 추측했다.” 이 새롭게 발견된 (유전자 중복의) '목적'은 유전학자들에게 유전체를 새롭게 보는 길을 열어주는 것처럼 보인다. 아마도 그러한 유전체 도서관에서 여분의 복사본은 한 생물 종이 과거에 스트레스를 받았음을 가리키는 것 같다.
아직도 모르는 숲의 진화 : ”산림수종의 진화적 추적”은 PhysOrg(2014. 11. 10) 지에 게재된 기사의 제목이다. 거기에서 진화에 대해 많이 배울 것으로 기대하지 말라. 국립과학재단에서 제공된 정보는 하와이 대학의 진화론자 엘리자베스 스테이시(Elizabeth Stacy)의 쩔쩔매는 고백으로 시작되고 있었다 :
세계에는 적어도 6만 종의 확인된 나무 종들이 있으나, ”그러나 그 나무들이 어떻게 여기에 있게 되었는지에 대해 우리는 아무것도 모른다” ”나무들은 산림의 골격을 형성하고, 생태적으로 경제적으로 중요하지만, 우리는 어떻게 나무에서 종의 분화가 발생했는지 아직 많은 것들을 모른다”고 엘리자베스 스테이시는 말했다.
찰스 다윈의 수수께끼인 종의 분화는 해결됐는가? 스테이시가 ”지구 행성을 좋아하고, 이곳이 진화의 실험실”이라고 생각하고 있지만, 그녀가 발견한 것은 진화라기보다는 훨씬 더 생태와 보존에 관한 것이었다. ”장기적 보존에 대해 정말로 생각하기 위해서는, 우리는 과학적 발표라기보다 하나의 설교로서 이러한 진화과정을 알 필요가 있다”고 그녀는 말했다. 만약 사람 역시 진화가 되었다면, 왜 눈먼, 무정한, 무관심의 진화 과정이 인간으로 하여금 나무들에 대해 관심을 갖게 했는지 분명치 않다.
스테이시 교수는 하와이에 있는 메트로시데로스(Metrosideros) 나무의 숨겨진 진화 역사를 설명해보려고 애쓰면서 유전체적 예언을 사용하고 있었다. 그러나 창조론자들은 창조된 종류(kind) 내의 ”가까운 친척 나무들” 사이에서 개체변이(variation)가 있다는 사실에 아무런 문제를 가지고 있지 않다. 다윈과 같은 생각으로, 그녀는 자신의 신념을 다음 세대로 전달하는 것에 행복감을 느끼는 것처럼 보였다. ”왜냐하면 우리는 이 놀라운 진화적 실험실에서 살아가고 있다. 학생들은 야외에서 진정한 연구적 경험을 쌓을 필요가 있다고 나는 생각한다”고 그녀는 말했다.
살아있는 생물들의 설계적 특징은 진화론자들의 사고 영역 밖에 있는 것이다. 진화론자들의 진화에 대한 환상은 점점 깨지고 있다. 그들은 경이로운 분자기계들에 의한, 수분 밖에 걸리지 않는 ATP 합성에 대한 비디오 영상을 볼 필요가 있다. 나뭇잎에 들어있는 분자 기계는 경이롭게도 23,000RPM으로 회전하고 있다. 그들은 복잡하고 엄청난 정보의 현실세계를 직시할 필요가 있다. 진화론자들이 진화론이라는 상자 밖으로 나와 데이터들을 바라볼 수는 없는 것일까? 그럴 수 없어 보인다.
번역 - 문흥규
링크 - http://crev.info/2014/11/plants-are-clever/
출처 - CEH, 2014. 11. 18.
구분 - 4
옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=6057
참고 : 5576|5139|5518|5472|5451|5181|5052|4569|4350|4301|4105|5683|5624|5978|5956|5938|5823|5775|5478|5341|5023|4708|3953
계속 밝혀지고 있는 식물의 고도 복잡성
: 식물의 썬크림, 광 스위치, 변태, 미생물과의 공생
(Plants Are Clever 1)
David F. Coppedge
식물들은 땅에 고착되어 있을지 모르지만, 그들은 필요한 것을 어떻게 얻을지를 알고 있었다. 식물들은 고도로 복잡하고 똑똑하다는 증거들이 계속해서 발견되고 있다.
썬크림 : ”식물들은 몇 시간동안 태양 아래에서 일광욕을 하고 있기 때문에, 우리와 마찬가지로 자외선의 손상으로부터 자신을 보호할 필요가 있다”고 New Scientist(2014. 10. 31) 지의 기사는 시작하고 있었다. ”이제 우리는 식물이 어떻게 그것을 수행하는지를 알게 되었다”고 Science Daily(2014. 10. 29) 지는 퍼듀(Purdue) 대학 과학자들의 발견을 설명하고 있었다.
생화학적 실험은 식물이 특별한 분자들을 만들고, 자신을 보호하기 위해서 잎의 바깥층으로 그것을 내보내는 것을 보여주었다. 시냅페이트 이스터(Sinapate ester)라 불리는 이러한 분자들은 잎 속으로 깊게 관통하는 자외선-B 방사선을 차단하는 것으로 밝혀졌다. 그렇지 않다면 식물의 정상적인 발달은 방해받을 것이다.
밝기조절 광 스위치 : 식물은 햇빛과 그늘 사이에서 그들의 광합성 기구를 빠르게 바꿀 수 있다. 얼마나 빠를까? ”즉시 바꾼다”라고 PhysOrg(2014. 11. 13) 지는 말한다. 심지어 지나가는 구름에 반응할 정도로 ”그 반응이 매우 신속하다”는 것이다. 어떻게 그것이 수행될까? 거기에는 몇 가지 단계가 포함된다. 카네기 연구소의 연구자들에 따르면, 첫 단계는 빠른 전환처리를 위한 ”내장된 기계”의 일부로 KEA3(K+ efflux antiporter 3)로 명명된 단백질이 관여한다는 것이다.
강한 햇빛(full light) 하에서, 과잉으로 흡수된 광자(photons) 에너지는 열로써 식물에 의해 의도적으로 방출된다. 만약 순간적으로 빛이 구름에 의해서 차단되면, 식물은 열로서 과도한 광자를 방출하는 것에서, 가능한 많은 광자를 흡수하는 쪽으로 즉시 바꾸어야만 한다. 고도화된 분석기법을 통해서 KEA3가 강한 햇빛에 적응된 모드(mode)로부터 그늘에 적응된 모드로 가속 작동되는 것을 알게 되었다. 빛의 강도에 따른 이러한 신속한 반응은 광합성의 첫 단계를 더욱더 효율적으로 만들어준다.
식물의 변태 : 우리 모두 애벌레에서 나비로의 극적인 변태(metamorphosis)에 대해서는 잘 알고 있다. 그러나 식물도 그들 자신의 변태 과정을 진행한다는 것이다. Current Biology (2014. 11. 6) 지의 보고에 의하면, 식물이 배(embryo)로부터 성숙한 개체로 발달함에 따른 잎 모양의 변화는 헤켈의 생물발생법칙 또는 발생반복설(Haeckel’s Biogenetic Law or Recapitulation Theory)로 생각됐었다. 즉, 한 생물체는 그것이 자라면서 진화적 역사를 재현한다는 것이었다(”개체발생은 계통발생을 반복한다”는 주장). 그러나 그것은 틀렸다는 것이다. 그러한 개념은 ”총애를 잃었다”고 다니엘 칫우드(Daniel H. Chitwood)는 적고 있었다. 대신에, 그것은 10년 전만해도 거의 이해하지 못했던, 작은 RNA 분자들이 관여하는, 주의 깊은 안무 과정(choreographed process)에 따른다는 것이다.
Current Biology 지에서 루비오(Rubio-Somoza) 등이 수행한 새로운 한 연구는, 식물에서 흔히 볼 수 있는 것처럼, 톱니 모양의 잎 가장자리(serration)와 잎의 연속적인 복잡성 증가를 설명하면서, 작은 RNAs 분자들과 그것들의 표적기관을 통한 세포의 발달시계(developmental clock)와 잎의 변태가 기계적으로 연결되어 있음을 보고했다.
어찌됐든, 이러한 조절 분자들은 타이머를 개시시키는 것과 같이 발달시계에 묶여져 있었다. 이 작은 RNAs들은 각각의 잎뿐만 아니라, 시간에 따라 변화하는 잎 모양까지도 조절한다. 이러한 발견은 완전히 새로운 영역의 연구의 문을 열고 있다고 칫우드는 결론지었다. 만약 진화가 먼 옛날부터 잎 모양의 변화에 어떤 역할을 했다면, 그것은 이러한 ”피드-포워드 메커니즘(feed-forward mechanism)”과는 상관이 없는 것 같다는 것이다. ”전체 잎 모양의 진화적 변화와 시간 의존적 변화는 아마도 별개인 것 같다”고 그는 말했다.
미생물과의 공생 : 식물 역시 그들의 미생물로부터 약간의 도움을 받을 수 있다. 워싱턴 대학의 과학자들이 PhysOrg(2014. 11. 17) 지에 보고한 내용에 의하면, 풀(grasses)에서부터 큰 키의 나무(trees)에 이르기까지, 식물들은 제초제의 독성에 견디는 도움을 미생물로부터 받고 있을 수 있음을, 통제된 실험을 통해 발견했다는 것이다. 내생식물(endophytes, 내부기생식물)로 불리는 무해한 미생물들은 식물의 내부조직에서 독성의 잔존물을 흡수하고 있었다.
자연에서, 내생식물은 식물과 공생 관계(symbiotic relationship)를 가지고 있어서 환영받고 있다. 예로서, 오염된 토양에 적합한 내생식물이 있다면, 그들은 식물뿌리를 통해 들어오는 오염물질을 없애준다. 식물이 흡수하여 죽을 수 있는 오염물질을 내생식물이 흡수하고 그것을 중화시키는데 도움을 주고 있는 것이다.
과학자들은 이러한 흥미로운 사실을 발견했다 : ”사람이 유익한 장내세균을 보충하기 위해서 요구르트를 먹거나 장내미생물 알약을 먹는 것과 이것은 매우 유사하다.”
광합성에 관여하는 효소들 : 루지애나 주립대학의 교수와 학생들은 광합성에 관여하는 두 효소 사이의 관계를 밝혀냈다. PhysOrg(2014. 10. 27) 지의 보고에는 다시 한번 어떠한 진화도 언급되어있지 않았다. ”광합성 혹은 산소가 없다면, 동물도 없고, 식물도 없으며, 우리가 육상에서 볼 수 있는 인식 가능한 모든 생명체들은 근본적으로 사라질 것”이라고 한 교수는 말했다. 광합성의 ‘역학’을 이해하기 위해서, 연구팀은 두 효소 PsbP와 PsbQ가 어떻게 상호작용하는 지를 밝혀냈다. 연구자들은 실험을 위해 시장에서 사온 시금치(spinach)를 사용했다. 일단 그들은 그 효소들을 확인했고, 그것들의 상호작용을 위한 컴퓨터 모델을 설계했다. 설계된 인공기계를 사용한 간결한 유사성 분석은, 연구팀이 이 세계에 생명을 불어넣는 과정을 이해하는 데에 도움을 주었다.
두 단백질은 엔진오일이 엔진에 도달하도록 해주는 자동차 부품과 같은 것이었다. 식물에서 그 ‘엔진오일’은 칼슘과 염화물이고, 그 ‘연료’는 물과 햇빛이다. pSBp와 pSBq의 구조는 식물에서 산소를 만들도록 하면서, 칼슘과 염화물의 효과적 사용을 촉매하고 있었다.
그들의 논문은 PNAS (2014. 10. 27) 지에 게재되었다. 요약 글에서 진화는 언급되어 있었는가? 그렇다. 그러나 살아있는 식물은 그들의 광합성 기계를 통하여 날마다 산소를 ‘진화시킨다(방출을 의미)‘ 라는 의미로만 적고 있었다. 구조와 기능에 초점을 둔 그들의 연구는 ”고등 식물 광합성시스템 내에 이러한 하부 단위의 조직이 있다는 이해의 틀을 제공해 주었다”는 것이다.
진화론자들의 뇌는 도대체 어떻게 작동되고 있는 것일까? 계속적으로 밝혀지고 있는 식물들의 고도의 복잡성과 정교함과 다양성이 방향도 없고, 목적도 없고, 지성도 없는, 무작위적인 복제 실수로부터 어쩌다가 모두 우연히 계속 생겨날 수 있었다고 보는가? 그리고 그러한 우연은 놀라운 일인가? 꿈을 꾸는 것도 자유이다.
번역 - 문흥규
주소 - https://crev.info/2014/11/plants-are-clever/
출처 - CEH, 2014. 11. 18.
식물에 내장되어 있는 광합성 조절 스위치
(Plants' Built-in Photosynthesis Accelerators)
by Brian Thomas, Ph.D.
햇빛은 식물의 심장 박동을 변화시킬 수 있다. 잎은 강력한 태양빛 아래에서 단 1초만에도 광합성 과정으로 당(sugar) 분자를 만드는데 필요한 빛 이상의 많은 빛을 받을 수 있다. 그러나 몇 초 후에 구름이 식물 위에서 햇빛을 가리면, 식물의 광합성 기구는 굶게(광합성을 할 수 없게) 된다. 최근 한 식물생물학 연구팀은 식물이 이처럼 빠르게 변하는 빛 상황에 대처하는데 도움을 주는 새로운 메커니즘을 발견했다.[1]
생물학 교과서에는 광합성 기능의 기본 엔진이 어떻게 작동되는 지가 설명되어 있다. 경이로운 효소들이 식물 잎 내의 분자펌프들을 가동하여 들어오는 햇빛을 수확 및 전달한다. 이러한 분자펌프들은 물이나 공기를 이동시키는 것이 아니라, 대신 한 번에 하나씩 양성자와 다른 이온들을 이동시킨다.
이 새로운 연구는 잎의 복잡한 또 다른 층을 조사했는데, 그것은 자동차 가속 페달(accelerator pedal)의 작동 방식과 유사했는데, 이온의 흐름을 관리함으로써, 광합성이 효율적으로 작동되도록 하는 것이었다. 인간을 포함한 육상의 모든 생물들은 궁극적으로 식물이 만드는 당(sugar)에 기초한 산물에 의존하므로, 우리는 식물이 어떻게 산발적인 빛 조건하에서도 얼마나 원활하게 광합성을 작동시키는지에 대해서 감사해야만 하고 또 호기심을 가져야 한다.
한 국제 그룹의 연구자들은 KEA3(K+ efflux antiporter 3)라 불리는 잘 알려지지 않은 효소에 대한 중요한 과제를 수행했고, 새로운 사실들을 발견했다. 그 효소는 하나의 ”역운반체(antiporter)”로써, 막을 건너 수소이온을 칼륨이온으로 교환하는 바로 정확한 순간에 켜진다. 이것은 식물 잎이 고강도의 빛 하에서 적절히 생산을 하다가, 저강도의 빛에서 추가적 생산의 필요가 있자마자 곧 발생한다는 것이다.
연구 저자들은 Nature Communications 지에서, ”이러한 데이터는 KEA3가 빛이 과도하게 비추는 조건에서 제한적으로 비추는 조건으로 전환될 때, NPQ(Non-Photochemical energy Quenching, 비광화학적 에너지 소멸) 붕괴를 가속시키는데 중요한 역할을 함을 보여주었다”고 적고 있었다.[1] NPQ는 비광화학에너지 억제를 유지시키는 것으로, 식물들이 강한 햇빛으로부터 세포 피해를 줄여 스스로 보호하기 위해 사용하는 메커니즘이다. KEA3의 작용은 수초 내에 NPQ 작동을 끈다. KEA3가 없다면, 이 작용은 몇 분이 걸릴 것이고, 그래서 그 때에는 구름이나 그늘을 만들었던 물체가 제거됐을 수 있다. 이러한 방식으로, 식물은 다양한 빛의 조건하에서 거의 실시간으로 반응함으로써 매우 효율적으로 당을 만들고 있었던 것이다.
저자들은 어디에서도 이 새로운 식물에서 발견된 능력이 햇빛에 기인한다고 적지 않고 있었다. 그 대신 KEA3를 포함하여, 식물의 내부 메커니즘에 기인한다고 정확하게 적고 있었다. 그들은, ”식물은 이들 KEA3 생성을 가속시키는 내장된 기계를 가지고 있어서 작물 생산을 증가시키고 있음을 우리는 발견했다”고 적고 있었다.[1]
핵심 문구는 ”내장(built-in)”되어 있다는 것이다. 태양광 패널(solar panel)을 만드는 사람들은 태양빛을 수집하여 다른 형태의 유용한 에너지로 전환시키는 기계를 만들 때에, 자연(nature)이 필요한 정확한 부품들을 조립할 수 없다는 것을 알고 있다. 자연 밖에 있던 어떤 지적 존재(사람)가 그러한 장치를 만든 것에 틀림없음과 마찬가지로, 식물에서도 누군가 어떤 지적 존재가 그것을 만들었음에 틀림없다.
다른 말로 하면, 오직 하나님만이 광합성에 사용되는 복잡하고 동적인 ”내장된” 기계를 설계하실 수 있었다는 것이다. 그래서 이 새로운 연구는 하나님이 창조주이시며, 광합성이 효율적으로 작동되도록 하는 신속-반응 광조절 메커니즘을 발명하셨음을 가리키고 있는 것이다.
Reference
1.Armbuster, U. et al. Ion antiport accelerates photosynthetic acclimation in fluctuating light environments. Nature Communications. Published online November 13, 2014, accessed November 14, 2014.
번역 - 문흥규
링크 - http://www.icr.org/article/8495
출처 - ICR News, 2014. 11. 20.
나무는 정말로 “보기에 좋도록” 창조되었다.
(Trees Really Are 'Pleasant to the Sight')
by Brian Thomas, Ph.D.
창세기 2:9절은 하나님께서 나무를 창조하신 원래의 목적을 기록하고 있는데, ”여호와 하나님이 그 땅에서 보기에 아름답고 먹기에 좋은 나무가 나게 하시니 동산 한 가운데에는 생명나무와 선악을 알게 하는 나무도 있더라”고 말씀하고 있다. 새로운 연구는 의도하지는 않았지만, 성경 구절의 진실성을 확증하면서, 나무를 바라보는 것이 왜 기분이 좋을 수 있는지를 보여주고 있었다.
일리노이 대학 조경학과의 윌리암 설리반(William Sullivan) 교수와 강사인 빈 지앙(Bin Jiang)는 6분 길이의 3D 파노라마 동영상에서, 주변 숲을 바라본 참석자들의 스트레스 수준을 측정했다. 나무숲이 뒤덮은 범위는 2~62%로 다양했다.[1]
연구자들은 스트레스를 측정하기 위한 세 가지 수단을 사용했다: 타액의 코티졸(cortisol) 농도, 피부 전도성(skin conductance) 측정, 그리고 제출된 자기-기술서(self-reports)였다. 부신(adrenal glands)은 스트레스에 반응하여 코티솔(cortisol) 호르몬을 방출한다. 그리고 스트레스에 대한 또 다른 반응으로, 습한 피부는 건조한 피부보다 전기 전도성이 더 높아진다. 그들의 분석 결과는 62%의 나무로 뒤덮여있는 지역을 보고 있던 실험 참가자들은 60%의 스트레스 감소를 경험했음을 보여주었다.
또한 그들의 결과에 의하면, 참가자의 41%는 인근 나무의 차지 비율이 25% 또는 그 이하일 때에는 스트레스 수준에서 변화가 없었다. 그러나 일리노이 대학의 뉴스에 따르면, ”나무의 차지 비율이 36%로 증가하면, 90% 이상의 참가자가 그 비디오를 보는 동안 편안함을 느꼈다”는 것이다.[1] 이러한 발견은 도시계획자와 조경건축가들이 그들의 계획 속에 녹색 공간을 삽입하는 것이 건강하고, 평온한 지역 주민을 만드는데, 도움이 되는 아이디어임을 지지한다.
나무를 바라봄으로써 오는 기쁨과 평온함은 어떻게 진화될 수 있었을까? 진화론적으로, 그것은 인류가 진화로 출현한 이래로, 고대의 잔혹한 동물들과 싸우고 생존하는 데에, 어떻게 도움이 되었을까?
그것보다는 오히려, 사람이 나무를 보며 하나님이 부여하신 인간의 능력에 대해 하나님께 감사하도록 나무들을 만드셨던 것은 아닐까? 단순히 기쁨과 평온함을 얻기보다는, 나무로부터 주님의 놀라우신 능력을 감상하는 것은 얼마나 좋은 생각인가? 성경적 관점에서 볼 때, 나무숲을 바라볼 때 생기는 긍정적인 효과는 하나님이 ‘보기에 좋도록’ 나무들을(단지 선악과만이 아니라) 창조하셨다는 창세기의 말씀을 확증해주고 있는 것이다.
References
1.Forrest, S. Watching 3-D videos of trees helps people recover from stress, researchers say. News Bureau, University of Illinois. Posted on news.illinois.edu October 21, 2014, accessed November 4, 2014.
번역 - 문흥규
링크 - http://www.icr.org/article/8480
출처 - ICR News, 2014. 11. 17.
카페인 : 수렴진화된 것인가, 창조된 것인가?
(Caffeine: Convergently Evolved or Creatively Provided)
카페인(caffeine)은 여러 번 진화되어 왔는가? 아니면 공동 설계자(창조주)께서 많은 식물들에 유전자를 제공하여 그것이 만들어지도록 하셨는가? NY Times(2014. 9. 4)은 다음의 제목의 기사를 싣고 있었다. 카페인은 어떻게 식물의 생존과 사람들의 각성을 돕도록 진화되었는가? (How Caffeine Evolved to Help Plants Survive and Help People Wake Up)
커피(coffee)는 당신의 삶에 (커피를 사랑하든 싫어하든) 영향을 미친다. 그리고 심지어 당신의 언어에까지 영향을 끼친다. 당신이 '블랙커피'로 하루를 시작하거나[1], 자판기에서 나온 커피를 마시며 담소를 나누거나, 커피숍의 우수 고객이거나간에, 커피는 당신의 삶에 영향을 끼치고 있다. 차를 좋아하는 사람도 많지만, 커피는 콜라와 함께 우리에게 친근한 기호품 중의 하나이다. 이제 한 국제 연구팀은 커피 유전체(genome)의 염기서열을 분석했고, 수렴진화(convergent evolution)가 한번 이상 일어나 카페인이 만들어졌다고 결론짓고 있었다.
카페인은 커피나무(coffee trees), 차(tea bushes), 마테차(yerba mate), 카카오(cacao), 콜라나무(kola), 과라나(guarana), 심지어 감귤나무(citrus trees)를 포함한 다양한 식물들에서 발견된다. (오렌지와 포도나무 꽃의 넥타에도 카페인이 들어있는데, 그것은 벌들이 기쁘게 다시 돌아오도록 해준다). 연구자들은 전 세계 커피의 약 1/3을 차지하고 있는, 2배체의 '로부스타(robust)' 종인 코페아 카네포라(Coffea canephora)의 염기서열을 분석했다. 이 종은 전 세계 커피의 나머지를 차지하고 있는, 잡종 3배체 종인 코페아 아라비카(Coffea arabica)의 두 양친중 하나이다.[3]
스타 트렉(Star Trek) TV 시리즈는 이전까지 어떠한 커피열매도 가보지 않은 곳으로 커피를 안내하고 있었지만, 이 검정색의 볶은 커피는 스타 트렉 보이저호(Star Trek Voyager)의 선장 제인웨이(Janeway)가 말했듯이 지구의 커피 애호가들에게 기쁨을 주기 위한, ”지금까지 고안된 최고의 유기현탁액”으로 불리고 있다. 하지만 어떻게 커피나무와 (진화계통수에서 멀리 떨어져 있는) 다른 종류의 식물들이 카페인을 만들었는가? 그리고 그 이유는 무엇인가? (Image: Wikimedia Commons)
꿀벌들이 커피나무 꽃에서 꿀을 모을 때 약간의 카페인을 얻게 된다. 이러한 향기에 대한 기억은 벌들이 다시 찾아오도록 하는 데에 도움을 주고 있지만, 분명 벌들에게 강렬할 만큼 너무도 많이 들어있을 필요는 없다. 약간의 카페인을 가지고 있는 식물들도 그들의 수분자(pollinators)에게 관심을 끌기에 충분하다. (Image: Wikimedia Commons)
카페인의 뿌리
식물의 천연 알칼로이드인 카페인은 세계에서 가장 인기 있는, 도덕적으로 허용되는 정신활성 물질(psychoactive substance)이다. 뉴욕 타임즈의 칼 짐머(Carl Zimmer)는 ”카페인이 약이 될 수도 있지만, 그것은 뒷골목 허름한 화학실험실의 제품이 아니다. 오히려, 그것은 장구한 시간에 걸친 식물 진화의 산물이다. 우리는 엄청난 량으로 카페인을 마시고 있지만, 과학자들은 어떻게, 왜 식물들이 카페인을 만들었는지, 그 방법과 이유에 대해 거의 모르고 있다”라고 적고 있었다. ”새로운 연구는..... 어떻게 식물들이 카페인을 만들었는지, 어떻게 동물과 사람의 행동을 조절하는 방법을 가지도록 진화되었는지에 대해 빛을 비쳐줄 것이다”라고 덧붙이고 있었다.
카페인은 효소들로 제어되는 일련의 단계를 통해서, 크산토신(xanthosine)이라는 불리는 분자로부터 만들어진다. N-메틸전이효소(N-methyltransferases)라 불리는 효소는 순차적으로 그 분자의 주요 위치에 '메틸” 그룹을 추가시키는데, 그 결과가 카페인이다. 연구진은 Coffea canephora가 다양한 N-메틸전이효소를 생산하는 23개 유전자들을 가지고 있음을 발견했다. 이러한 유전자들은 차(tea)와 카카오 유전자의 위치와는 다르게, 커피 유전자의 서로 다른 위치에서 나타나기 때문에, 연구팀은 카페인을 생산하는데 필요한 일련의 효소들이 서로 다른 식물 계통에서 각각 독립적으로(우연히 여러 번) 진화되었다고 믿고 있었다.[5]
커피 유전자의 뿌리를 밝히고자 하는 연구팀의 일원인, 분자생물학자 로버트 헨리(Robert Henry)는 ”흥미로운 점은 카페인 합성이 세 식물들에서 각각 독립적으로 진화되어 왔다. 그것은 수렴진화(convergent evolution)이다. 만약 카페인이 적어도 세 번에 걸쳐 독립적으로 진화되었다면, 분명 카페인은 특별히 잘 디자인된, 또는 생물학적으로 효과적인 분자이다”라고 말했다.[2]
카페인은 크산토신(xanthosine)으로부터 세 단계 과정으로 만들어진다. 효소들은 순차적으로 'SAM'(S-adenosylmethionine)에서 '메틸' 그룹(CH3)을 제거하고, 그것을 분자의 질소(N) 원자에 부착시킨다. N-메틸전이효소(N-methyl transferase) 중 일부는 여기에서 약자로 (XMT, MXMT, DXMT)에 표시했다. 이 경로는 중간체로서 테오브로민(theobromine)과 더불어 식물들이 카페인을 만들기 위해 이용하는, 효소적으로 가장 효율적인 제어 통로이다. (Image: page 1183 of F. Denoeud et al., 'The coffee genome provides insight into the convergent evolution of caffeine biosynthesis,” Science 345, no. 6201 (5 September 2014), doi: 10.1126/science.1255274.)
수렴적으로 진화되었는가, 자연적으로 선택되었는가?
진화 연구자들은 실질적으로 진화계통수에서 멀리 떨어진, 카페인을 생산하는 다양한 종류의 식물들은 크산토신을 메틸화시키는 한 효소를 가졌던, 오래된 고대의 조상을 공유한다고 믿고 있다. 그들은 오늘날 작용하는 모든 N-메틸전이효소들을 만들기 위해, 이 효소가 거듭거듭 돌연변이 되었다고 믿고 있었다. 공저자인 빅터 알버트(Victor Albert)는, 카페인을 만드는 생합성 경로에서 많은 효소들은 ”크산토신 화합물 주변에서 시작된(간섭된) 한 공통조상 효소의 모든 후손들”이라고 설명했다. 알버트는 카페인을 만드는 커피의 유전적 능력은 ”자연선택의 영향에 의해서 가능성이 매우 높은 현재 위치에서 멈춰진 사고”라고 설명하고 있었다.[6] 어떻게 그 최초의 가상의 조상 효소는 만들어졌는가? 그것을 만들었을 세포기계들도 매우 적었을 것임에도 말이다. 물론 이런 것들에 대해 진화론자들은 설명할 수 없다.
식물들은 생화학적으로 별개인, 두 개의 효소적 제어 경로 중 하나를 통해서, 크산토신으로부터 카페인을 생산한다. 두 생산 경로는 차와 커피에서 공존하지만, 보다 효율적인 경로가 우세하게 된다.[7] 그것은 연구자들이 카페인은 최소 두 번 진화했다고 말할 때 언급하고 있는 서로 다른 생산경로가 아니다. 사실 일차 생산경로에 필요한 효소들을 암호화하고 있는 유전자들은 커피, 차, 카카오의 유전자에서 서로 다른 위치에 자리 잡고 있다.
최근까지 커피의 카페인 생산에 대한 유전적 기초는 탐구되지 않았다. 만약 커피를 만드는데 필요한 유전자들이 식물 염색체의 비슷한 위치에서 항상 일어나 있었다면, 진화론자들은 그것은 카페인 생산이 어떤 먼 조상으로부터 한번 진화되었고, 세월을 통하여 계승된 증거라고 가정할 것이다. 그러나 이제 그들은 그런 경우가 아니라는 것을 알게 되었다. 따라서 그들은 카페인 생산은 자연선택에 의해서 매우 강요되어서 거듭거듭 진화로 생겨나게 되었다고 결론짓고 있었다.
카페인의 생존과 번성
카페인을 생산하는 식물들은 수분자인 꿀벌을 위해 자신의 꿀 속에 소량의 카페인으로 기억향상 즐거움을 제공하여, 반복해서 되돌아오게 한다는 것이다. 또한 과학자들은 카페인을 만드는 일부 식물 잎의 고농도 카페인은 잎을 갉아먹는 곤충들에게 쓴 충격을 줄 수 있어서, 카페인은 천연살충제일 수도 있다고 가정하고 있다. 또한 어떤 과학자들은 카페인이 풍부한 썩어가는 잎은 경쟁식물의 발아를 억제할 수 있다고 생각하고 있다.
따라서 진화론자들은 자연선택이 카페인 생성 식물들의 진화를 위해 필요한 일련의 효소들을 선택하여, 카페인 생성 식물들의 번성을 도왔다는 많은 이유들을 제시하고 있었다. ”당신이 한 분자를 부정적인 측면과 긍정적인 측면으로 같이 사용할 수 있다면 멋진 일일 것이다. 카페인을 생산하는 식물이 고농도에서는 유독하고, 저농도에서는 두뇌를 향상시키는 유사 효과를 가지고 있다는 것은 생물학에서 우연의 일치일 수 있다. 그들은 우리 모두를 조절하고 있다”고 신경생물학자 줄리에 머스타드(Julie Mustard)는 말한다.[8]
그것은 정말로 '멋진 사실'이다. 그러나 그것은 무기물-사람으로의 진화가 아니다. 심지어 화학물질-카페인으로의 진화도 아니다. 자연선택은 카페인을 합성하는 효소를 만드는 유전정보를 만들지 못한다. 그 대신 매우 많은 서로 다른 식물 종들에서 카페인이 존재한다는 사실은 하나님께서 많은 식물 종들이 카페인 생성 능력을 갖도록 설계하셨음을 가리키는 것이다. 결국, 카페인은 식물들에게 꽃가루 매개 곤충과의 협력을 강화시키고, 곤충들이 과도하게 잎을 씹어 먹는 것을 저지시키고, 근처의 경쟁식물의 생장을 조절하는 많은 혜택을 제공할 수 있다. 이것은 바로 좋은 설계의 사례이지, 진화의 사례가 아닌 것이다.
유전체의 변이
커피 유전체(genome)의 유용한 변이(variations)는 산업에 혁명을 일으킬 수 있으며, 모두에게 혜택이 될 수 있다. 커피에서 리놀릭산(linoleic acid) 생성 유전자의 발견에 더하여(그것은 커피의 향기와 맛에 영향을 준다), 연구자들은 튼튼한 품종의 작물을 만드는데 도움을 줄 수 있는 내병성 유전자를 발견했다. <커피의 깨움>이라는 그의 사설 논평에서 히브리대학의 식물학자인 대니 자미르(Dani Zamir)는 새로 확인된 유전자들과 관련된 잠재적 표현형 특성 파악의 경제적 중요성에 대해서 주의를 환기시키고 있었다. 그는 ”커피를 좋은 작물로 생존하도록 가능케 하는 열쇠는 아프리카 종에서 발견되는 유전적 변이에 놓여 있다”고 적었다.[9]
커피의 유전적 뿌리를 연구하는 팀의 일원인 분자생물학자 로버트 헨리(Robert Henry)는 ”우리는 커피 구성물의 유전적 조절을 이해하려고 노력하고 있다. 이제 다음에는 그것이 어떻게 커피의 궁극적인 품질에 영향을 미치는가를 이해하고자 한다”고 말했다.[2] 더욱이 ”우리는 커피나무가 자랄 수 있는 지역의 범위를 확장시키기를 원한다”[2] 헨리(Henry)는 언젠가 비-열대지방에서도 질이 좋은 커피나무가 자라기를 희망한다고 말했다. 그는 ”이 기술은 우리로 하여금 서로 다른 계층의 시장에서 커피의 특성을 조절할 수 있게 해줄 것이다”라고 말했다.[2]
하나님은 약 6,000년 전에 모든 종류의 동식물들을 창조하셨다. 그리고 이러한 연구는 하나님께서 카페인을 만드는 능력을 가지는 많은 종류의 식물들을 설계하셨다는 개념을 지지한다. 창세기 1장은 하나님께서 식물과 동물들을 그 종류대로 번성하도록 창조하셨다고 기록하고 있으며, 생물학적 관찰들은 그것을 확증하고 있다. 우리는 생물학에서 매우 많은 생물 다양성의 발달을 볼 수 있다. 식물과 동물들은 때로는 매우 신속하게 돌연변이와 다른 유전적 과정을 통해 만들어지는 개체변이들을 통하여, 그들의 창조된 종류 내에서 매우 큰 다양성을 보여주고 있다. 자미르(Zamir)가 언급했던 것처럼, 커피 유전체 내에는 무수히 많은 표현형의 변이들을 만드는 유전적 다양성이 들어있다. 거기에 생물학이 어떻게 작동되는가에 대한 답이 있으며, 먼 과거에 진화가 작동되었다고 상상할 이유가 전혀 없는 것이다.
For more information:
•Mystery of the Flower’s Missing Pollen: A Paleobotanical Puzzle
•Kingdom of the Plants: Defying Evolution
•The Origin of Plants
•Pollen Places Floral Roots Deeper in the Fossil Record
•Scientists Map Plant Protein Interactions
•Fungi from the Biblical Perspective
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Footnotes
1.The intrepid Captain Janeway from the popular Star Trek series Voyager insists on 'Coffee, black” to start her day. She is clearly the most coffee-loving of all the Star Trek captains, though the captain’s chair is a highly caffeinated post no matter who occupies it. Who can, after all, forget TNG Captain Picard’s classic order, 'Tea, Earl Grey, hot”? The variety of caffeinated beverage preferences in the Star Trek franchise is a reminder of the plethora of plants that produce caffeine. Those who wish to further explore the galactic variety of coffee in the Star Trek universe can learn more at en.memory-alpha.org/wiki/Coffee
2.news.discovery.com/human/life/coffee-genome-reveals-secrets-of-a-good-brew-140905.htm
3.Polyploidy—having more than the usual two sets of chromosomes—is very common among plants. Coffea arabica is a tetraploid hybrid of the diploid coffee species Coffea canephora and Coffea eugenioides. While such polyploid hybrids may have more genetic variety available to express than the parents and possess more genetic raw material from which to develop additional phenotypic variations in future reproductive cycles, they remain the same kind of plant as the parent plants. The extra copies of chromosome sets come from the same kind of plant and do not provide the information required to evolve into a new more complex kind of plant. Thus this is neither an example of nor a mechanism for the upward evolution of complexity.
4. 'Coffee—the finest organic suspension ever devised. It’s got me through the worst of the last three years. I beat the Borg with it.”—Captain Kathryn Janeway in the 1998 Voyager episode, 'Hunters.”
5.Information to augment media reports obtained from F. Denoeud et al., 'The coffee genome provides insight into the convergent evolution of caffeine biosynthesis,” Science 345, no. 6201 (5 September 2014): 1181–1184, doi: 10.1126/science.1255274.
6.www.nbcnews.com/science/science-news/coffee-genome-generates-buzz-how-did-caffeine-evolve-n196101
7.Both biosynthetic pathways producing caffeine from xanthosine have been documented in tea and in coffee plants. The primary biosynthetic pathway for caffeine involves at least eight known enzymes and includes an intermediate compound called theobromine in its final step. The secondary biosynthetic pathway for caffeine involves at least seven known enzymes and includes an intermediate compound called paraxanthine in its final step. The secondary pathway is known to operate in tea plants and in Coffea arabica but is not documented in Coffea canephora, the species recently sequenced. The two pathways have some enzymes in common, and most of the enzymes are N-methyl transferases. The enzymatic conversion to theobromine is ten times faster than the conversion to paraxanthine, so even in plants equipped with all the enzymes for both pathways, the theobromine pathway is the major biosynthetic path to caffeine.
8. www.nytimes.com/2014/09/04/science/how-caffeine-evolved-to-help-plants-survive-and-help-people-wake-up.html
9. Dani Zamir, 'A wake-up call with coffee,” Science 345, no. 6201 (5 September 2014):1124, doi: 10.1126/science.1258941.
번역 - 문흥규
출처 - AiG, 2014. 9. 20.
구분 - 4
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어린이를 위한 창조과학: 빛을 바라보기
(Creation for Kids - Facing the light)
식물은 생존을 위해 빛과 물을 필요로 한다. 그런데 실제로는 식물이 빛과 물에 ‘끌린다’는 것을 알고 있는가? 이것을 굴성(tropism, 향성)이라고 하는데, 하나님이 자연 속에 설계해 놓으신 놀라운 표현이다.
굴성이란 식물이 자기들의 생존에 가장 필수적인 것을 향하여 이동하는 방법에 대한 과학적인 이름이다. 굴성이란 그리스 단어 ‘트로포스’에서 온 것으로, ‘돌아서기/turning’를 의미한다.
식물은 하나님이 그들의 성장을 위해 제공하신 것들에 다다를 때까지 이동할 것이다. 씨가 싹이 틀 때, 뿌리는 항상 아래로 자라며, 줄기는 항상 빛을 향하여 위로 자랄 것이다. 식물은 중력으로 인한 끌림을 감지할 수 있으며, 뿌리의 성장은 그 끌림의 방향을 향해 나갈 것이다. (이것을 굴지성/geotropism이라고 한다.) 뿌리나 줄기가 장애물을 만나면, 그들 진로 상에 있는 장애물을 돌아서 이동할 것이다.
또한 식물은 햇빛의 가장 직접적인 원천을 향하여 이동한다. 만약 빛이 새싹의 한쪽으로 떨어지면 다른 쪽은 더 빨리 자라서 빛을 향하여 잎을 구부리려 할 것이다(굴광성/phototropism). 무의 묘종을 창문 가까이에서 기르면, 창문에 빛이 들어오는 쪽을 향하여 구부러질 것이다. 화분을 돌리면 수 시간 안에 다른 쪽으로 다시 구부러질 것이다.
납작한 잎 – 설계에 의한 것이다.
식물은 빛을 향하여 자랄 뿐만 아니라, 그들의 잎이 자기들에게 내려오는 빛으로부터 최선의 것을 얻으려는 방식으로 자라난다. 이런 방법 중의 하나가 잎이 납작하게 자라는 것이다. 잎이 말려 있다면 잎의 일부가 그늘이 지기 때문에 햇빛을 많이 받지 못할 것이다. 잎이 납작하게 자란다는 것이 쉬운 것으로 들릴 수 있지만, 실제로 그것은 매우 복잡하다. 그렇게 되려면 가운데 부분보다 가장자리 부분이 더 빨리 자라야 하기 때문이다. 그렇게 자라려면 매 순간마다, 그리고 매 세포마다 조정이 필요하다. 새로운 묘종이 자라는 것을 관찰하면, 그런 현상이 일어나는 것을 볼 수 있다. 그것은 처음에 말려서 시작하다가 점점 펴져서 줄기는 직선으로, 잎은 납작하게 된다. 그것은 앞서 언급했듯이, 식물이 빛을 향하여 구부러지는 것과 같은 동일한 성장 규칙을 이용하는 것이다.
식물과 햇빛에 관한 또 다른 사항으로, 그들이 당신과 나에게 매우 중요한 사실이 있다. 당신의 몸(그리고 다른 모든 생명체)은 살아가기 위해 에너지가 필요하다는 것을 알고 있을 것이다. 그러나 그것을 위해 등에다 석유(가솔린) 통을 지고 다닌다거나 태양광 판넬을 머리에 이고 다녀도 소용이 없다. 당신에게 필요한 에너지는 당신이 먹는 음식, 특히 과일이나 채소와 같은 식물로부터, 또는 소나 닭처럼 식물을 먹는 동물로부터 온다.
식물 : 태양으로 작동되는 식품 공장
우리가 이들 식품으로부터 얻는 에너지는 최초에 어디에서 오는가? 그것은 햇빛으로부터 오는데, 식물이 그것을 받아들일 때 통상적으로 잎 안에서 광합성/photosynthesis이라고 하는 매우 복잡한 과정 안에서 그 일이 일어난다. (‘광/photo’은 앞서 ‘굴광성/phototropism’에서 언급했던 것처럼 빛과 관계가 있으며, ‘합성/synthesis’은 사물을 함께 모으는 것과 관련이 있으므로, 광합성이란 빛을 이용하여 화학물질들을 결합함으로써 에너지를 저장하는 것과 관계가 있다.) 이런 이유로 식물들이 빛을 향하여 자라는 것이다.
광합성에서 주로 사용되는 화학물질은 물과 이산화탄소이다. 물은 땅으로부터 본체 혹은 줄기를 통해 올라오고, 이산화탄소는 공기로부터 온다. (‘광자’라 부르는) 햇빛의 입자가 잎사귀에 내려앉으면, 잎사귀에 있는 화학물질이 그것을 포획한다. 잎사귀는 한 번에 네 개의 광자의 에너지를 저장하는 작은 공장을 가지고 있다. 네 개에 해당하는 에너지만 있으면 물 분자(H2O)에 있는 강한 결합을 깨뜨리기에 충분하다. 그러면 물 분자로부터 나온 수소(H)와 산소(O)는 이산화탄소와 결합하여 녹말과 당을 형성하며, 이것이 저장된 에너지 전부이다. 그것이 바로 과일에 달콤한 당이 있으며, 고구마에 녹말이 있는 이유이다. 동물과 사람은 그들이 식물 식품을 먹을 때, 이 에너지를 사용할 수 있다.
식물과 사람 : 둘 다 예수님이 창조하셨다.
이들 복잡한 체계를 하나님이 설계하지 않으셨다면, 생명이 가능하지 못했을 것이다. 많은 것들이 세상에서 어두움을 야기시킨다. 그러므로 식물이 빛을 향해 이동할 수 없거나, 그 안에서 에너지를 포획할 수 없다면, 그들은 생존하지 못했을 것이며, 우리 또한 그러했을 것이다. 그 모든 것들이 우리 세상을 위한 하나님의 지혜로우신 설계의 일부이다.
우리는 어떤 면에서는 식물과 많이 유사하다: 우리는 자라며, 재생산하고, 숨을 쉬고, 물을 필요로 하며, 세포로 구성되어 있다. 식물과 마찬가지로, 우리는 물리적인 빛이 필요하지만, 우리는 또한 영적인 빛도 필요하다. 그것은 우리의 창조주이시며 구세주이신 예수 그리스도로부터 온다. 세상의 일들은 우리와 예수님의 관계에 그림자를 던질 수 있다. 그러나 우리가 예수님이 공급하시는 ‘빛’을 향하여 자라가면, 우리는 어떤 어두움도 극복할 수 있으며, 성격과 믿음에 있어서 강하게 자랄 수 있다.
잠언 16:15절은 이렇게 말하고 있다: ”왕의 희색은 생명을 뜻하나니 그의 은택이 늦은 비를 내리는 구름과 같으니라.” 여기서 왕은 창조주 하나님이시며, 식물이 설계된 방식을 다른 사람에게 전하는 것은 사람들에게 하나님의 창조와 구원에 관하여 말하는 멋진 방법인 것이다. 요한복음 8:12절에는 예수님의 말씀이 기록되어 있다: ”나는 세상의 빛이니 나를 따르는 자는 어둠에 다니지 아니하고 생명의 빛을 얻으리라.”
번역 - 이종헌
링크 -
출처 - Creation ex nihilo Vol. 36(2014), No. 4, pp.30-33
구분 - 3
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똑똑한 클로버 : 진화의 증거인가?
(Clever Clover: Evidence for Evolution?)
by Brian Thomas, Ph.D.
토끼풀로 알려진 클로버(clovers)는 매우 다양한 크기를 가지고 있는 식물로서, 그 중 일부는 매우 놀라운 흥미로운 특성을 가지고 있다. 식물학자들은 특별히 한 특성을 연구해 왔는데, 그것은 독특한 패턴으로 나타나거나, 사라진다. 이러한 패턴은 진화적 변화를 보여주는 것인가, 아니면 이 특성을 켜고 끄는 어떤 완전히 다른 스위치가 있는 것인가?
정밀하게 조사 중에 있는 그 특성은 클로버의 잎 조직이 으깨질 때 나오는 시안화물(cyanide)과 관련된 것이다. 만약 곤충이 클로버 잎을 씹어 먹는다면, 약간의 나쁜 맛이 나는데(곤충을 죽일 정도로 충분하지는 않지만), 이것은 클로버 잎을 즐기려는 곤충을 억제하기에는 충분한 것이다.
그 식물은 자신의 조직을 보호하면서, 오직 필요할 때에만 이 독을 배포하기 위한 독창적인 시스템을 사용하고 있었다. 정상적인 조건 하에서, 시안화물은 당(sugar) 분자와 안전하게 결합된 채로, 각각의 식물세포 내의 안전한 주머니(포켓)에 격리되어 있다. 당으로부터 시안화물을 분리시키는 효소는 그 주머니 밖에 놓여있다. 어떤 곤충이 클로버 잎을 씹어 먹을 때, 시안화물-당 결합물과 효소는 서로 섞이게 되고, 마치 구부려서 흔들어 혼합하면 불이 켜지는 플라스틱 야광 막대처럼, 독성의 시안화물 칵테일은 분비되는 것이다.
워싱턴 대학의 진화생물학자들은 시안화물을 만드는 클로버 품종들을 추적해 왔다. 클로버 속 (genus Trifolium)의 서로 다른 27종(species) 가운데, 6종은 두 변종(variants, 시안화물을 만들거나 만들지 않는)을 포함하고 있었다. 그러나 이러한 특성을 가진 변종의 이면에는 흥미로운 한 유전자 스위치가 존재하고 있었다.
흔히 돌연변이(mutations)란 유전자에 손상을 주는 오류로 생각하고 있다. 한 복잡한 단백질을 제조하기 위한 과업 지시에서 단 하나의 DNA 복제 오류는 작은 것일 수 있지만, 그 형태에 있어서는 중요한 변화를 가져올 수 있으며, 쓸모없는 쓰레기를 빠르게 만들어버리게 된다. 그러나 그것은 연구자들이 클로버 잎에서 발견한 것이 아니었다.
워싱턴 대학의 보도 자료는, ”시안화물을 만들지 않는 클로버는 필요한 유전자가 정상적으로 발견되는 유전체 부위에서 결손(deletions)되어 있었다. 그것은 유전자가 돌연변이된 것이 아니다. 그것은 완전히 없어진 것이다”라고 적고 있었다.[1]
워싱턴 대학의 켄 올슨(Ken Olsen) 교수는 워싱턴 대학의 뉴스에서, 무작위적인 돌연변이가 아닌 무엇인가가 독립적으로 반복해서 전체 유전자를 삭제했음이 틀림없다고 말했다.
반복되는 DNA 염기서열은 흔히 삭제된 유전자의 측면에 위치하고 있었다. 올슨 교수는 클로버의 성세포(sex-cell)의 분열 동안 교차(crossing-over)에 관여하는 세포 기계가 때때로 ”틀린” 반복 염기서열에 연결되어, 전체 유전자의 삭제를 가져온다고 추정했다.
올슨은, ”정상적으로, 이와 같은 유전자의 삭제는 해로운 것이다. 그러나 이러한 유전자가 삭제 될 때, 그 식물은 어떤 특정한 환경에서 선호되고, 그래서 그러한 타입이 유지된다”고 말했다.[1] 그러한 유전자 삭제는 이로울 수 있다. 왜냐하면 그러한 클로버는 시안화물을 제조하고 그것을 방출하기 위한 효소와 결합하는 데에 들어가는 세포 에너지를 소비할 필요가 없기 때문이다.
워싱턴 대학의 뉴스는, 이 클로버에서 동일한 방식으로 여러 번의 ”진화”가 일어날 수 있었다고 기술하고 있었지만, 그러나 이러한 변화를 '진화”라고 부를 수 없는 몇몇 이유들이 있다.
클로버 식물 종류와 같은 한 종류(a kind) 내에서의 변화는, 그리고 같은 한 종류 내에서의 어떤 특성의 변화는, 단세포 생물이 식물로 바뀌는 진화와 같은 대대적인 규모의 변화라기보다는, 완전히 다른 기능적인 면에서 작동되는 변화인 것이다. 마이크로소프트 프로그램이 하나 혹은 다른 서브루틴(subroutine)을 실행한다고 해서, 그것이 다른 운영체계에서 실행되는 프로그램으로 형태 자체가 바뀔 수 있다는 것을 의미하는 것은 아니다.
큰 그림의 진화(아메바-사람으로의 진화 같은)는 새로운 특성, 새로운 장기나 기관, 그것을 암호화하는 유전자 등을 발명해내는 방법이 필요하고, 그러한 추가물들이 새로운 몸체로 통합되는 방법이 필요하다. 시안화물 유전자의 삭제는 이러한 복합적인 변화를 만드는 방법이 아니다. 클로버가 자신의 시안화물 유전자를 삭제하는 정교하게 반복되는 수단은 초월적 지성의 창조주가 클로버를 정교하게 만들었다는 사실을 가리키고 있는 것이다.
References
1. Lutz, D. How repeatable is evolutionary history? Washington University in St. Louis News. Posted on news.wustl.edu June 23, 2014.
번역 - 문흥규
링크 - http://www.icr.org/article/8201/
출처 - ICR News, 2014. 7. 9.
태초에 창조된 식용 채소의 “종류”에 대한 현대 분류학적 검토
(A View on “KINDS” of Food Vegetables Created in Genesis
Compared to the Modern Binomial Classification System)
이미순 외
Abstract
This publication is a simple view on 'kinds” of biblically created food vegetables written in Genesis under modern classification system. Original genesis of 'kinds” of plants were viewed with several selected vegetables of five families under botanical classification. An attempt was made to inspect the biblical 'kinds” with the ones of Latin binomial nomenclature by sensory analysis and subjective assessment. Here, the practical examples of cultivated food vegetables were evaluated to determine which specific item or category, under the present classification system, would be equivalent to 'kinds” shown in Genesis. Biblical 'kind” could be the level of genus in Liliaceae, species in Brassicaceae, family in Cucurbitaceae, family in Fabaceae and genus in case of the fruits and species in case of tuber in Solanaceae.
1. 머릿말
성경에서 식물에 대한 하나님의 창조 내용은 창세기 1:11-12절에 나타나있다. 하나님이 명령하시자 지상의 식물들은 6일 창조기간 중 제 3일째 후반기에 나타났다. NIV[1] 성경에서는 다음과 같이 기술하고 있다. ”하나님이 이르시되 땅은 풀과 씨맺는 채소와 각기 종류대로 씨가진 열매 맺는 나무를 내라 하시니 그대로 되어 땅이 풀과 각기 종류대로 씨맺는 채소와 각기 종류대로 씨가진 열매 맺는 나무를 내니 하나님이 보시기에 좋았더라.” (창 1:11-12)
여기서 식물(vegetation)은 모든 식물의 총칭으로, 두 가지 주요 타입인 초본성 및 목본성으로 분류한다. 식물자원의 관점에서 초본성 식물은 곡류(cereal grains), 두류(legumes), 유류종자(oil seeds) 및 채소를 포함하고 , 목본성 식물은 배과(梨果, pome), 핵과(核果, drupe), 장과(醬果,berry), 감귤류(citrus), 열대성 및 아열대성 과실과 견과류 등을 포함한다.
NIV[1]와 달리, KJV[2] 및 NKJV[3] 성경은 풀, 허브 및 과목의 세 종류를 나타낸다. 프리처 성경(The Preacher’s Outline and Sermon Bible)에 따르면, 풀(히브리어 deshe)은 녹색 혹은 축축한 식물을 의미하며, 그 중요한 특성은 종자를 맺지 않는다는 것이다. 이 그룹의 식물은 이끼(moss, 혹은 lichens), 조류(藻類, algae), 진균류(眞菌類, fungi), 양치류(羊齒類, fern) 등이다. 이들은 포자(spores)에 의하여 생식하고(reproduce), 지상 혹은 지하 표면에 번식하는 식물들이다. 허브(히브리어 esebh)는 곡류, 채소, 관목(bush, 혹은 shrub), 꽃, 잡초 및 풀과 같은 모든 씨맺는 식물을 포함한다. 과수 혹은 과목(fruit tree)은 반드시 가식성 과일을 맺는 나무를 의미하는 것은 아니며, 솔방울(cones), 견과류(nuts), 장과류(漿果類, berries) 및 다른 형태의 종자를 맺는 나무를 의미하기도 한다.
위에서 열거한 채소(vegetables)는 세계에서 가장 중요한 식물자원의 하나로써 가장 널리 재배되고 있다. 본 논문의 목적은 성경적으로 창조된 식량자원 채소의 ”종류”에 대한 관점을 현대 분류시스템으로 추구하려는 것이다.
2. 창조된 식용식물의 '종류”.
성경적으로 하나님은 모든 생물을 그들의 ”각기 그 종류대로” 창조하셨다. 여기서 말하는 ”종류”라는 용어의 의미에 대해 생물학계에서는 오랫동안 논쟁의 대상이 되어왔다. ”종류”가 일차적 관심과 흥미의 초점이 된 이유는 아마도 하나님에 의하여 창조된 기본적 형태(”종류”)의 수를 훨씬 능가하는 무수한 식물이 현재 지구상에 널리 분포되어 있기 때문일 것이다.
”종류”대로(”according to its kind” 혹은 ”after its kind”)라는 말은 모든 식물(all plant life) 종 그 자체의 생식이나 번식을 내포하는 말이다.[4] Morris [5]는 ”종류”라는 낱말이 식물 ”종류”의 본질에 관한 불확실성에도 불구하고, 한정되고 고정된 의미를 지닌다는 점을 지적하였다. 사르파티(Sarfati)[6]에 의하면, 성경적 ”종류”는 오늘의 종보다는 더욱 넓은 범위를 지칭한다. 여러 다른 ”종류”의 풀, 허브 및 과목이 식물계의 일원으로 창조되었음을 알 수 있다.
본 연구에서는 성경적 ”종류”를 관능적 검사와 주관적 평가에 의하여 현대 채소분류법의 ”종류”와 비교하고자 한다. 전체적인 흐름을 파악하려면 우선적으로 외관에 대한 가시적인 연구가 유전학적 분석이나 내적 분석에 선행하여야 하기 때문이다. 여기에서는 현재의 분류 체계하에서 어떠한 특수 품목 혹은 범주의 채소가 성경에 나타난 ”종류”에 상응하는지를 살펴보기 위하여, 실제로 재배되고 있는 채소들을 대상으로 평가하였다.
르바츠키와 야마구치(Rubatzky & Yamaguchi)[7]가 집필한 세계의 채소(World Vegetables)의 목록에 제시된 피자식물(被子植物, Angiosperms)의 단자엽식물(Monocotyledons) 및 쌍자엽식물(Dicotyledons) 중에서 가식부위나 전 식물체가 특징적인 형태를 가진 채소를 다음의 다섯 가지의 다른 과(科, Family)중에서 선정하였다. 단자엽식물에서는 백합과(Liliaceae), 쌍자엽 식물에서는 배추과(Brassicaceae[Cruciferae]), 박과(Cucurbitaceae), 콩과(Fabaceae 혹은 Leguminosae) 및 가지과(Solanaceae)등을 포함하였다.
1) 백합과(Liliaceae)
백합과에서는 거의 모든 재배 채소가 파·마늘류(Allium 속)에 속하며, 파·마늘류에는 다른 일반명을 가진 7종(種, Species)이 있다.[7] 가식성 식용식물인 파·마늘류의 중요한 특징의 하나는 그들이 가진 휘발성 향미 성분이다.
파·마늘류는 강한 침투성의 향미성분(aromas)을 가지고 있다. 아리나제(Alliinase 혹은 alliin lyase)를 포함한 효소를 방출하도록 조직이 손상을 입을 때에는 취기성(臭氣성)의 휘발성 유황 함유 물질을 내뿜는다. 파·마늘류의 가식 부위는 잎(foliage leaves), 줄기, 및 클로브(cloves)를 포함한 인경(鱗莖, bulbs) 등이다.
위의 파·마늘류(종)에서 보듯이, 가식부위들이 모두 비슷한 양상을 나타내는 것은 성경에서 말하는 ”종류”가 백합과에서는 속(genus)의 수준임을 암시한다. 따라서 모든 파·마늘류는 창세기가 말하는 ”종류”로부터 유래되었을 것으로 추리하는 것이 합리적일 것으로 보인다. 왜냐하면 이 식물들은 형태학적으로나 구조적으로 매우 유사하고, 공통적인 향미성분을 가지고 있기 때문이다.
2) 배추과(Brassicaceae)
그러나 배추과의 상황은 백합과의 파·마늘류와는 다르다. 배추과에는 일반명이 서로 다른 10개의 속과 18개의 종(35개의 채소)이 포함되어 있다. 그들 중에는 23개의 채소가 배추과(Brassica)에 속한다. 브라시카 준키아(Brassica juncea)는 품종이 없는 개체와 각각 품종을 가진 2개의 개체를 포함한다. 브라시카 나푸스(Brassica napus) 에는 각각의 품종을 가진 2개의 채소가 있다. 브라시카 라파(Brassica rapa)에는 각각의 품종을 가진 8개의 채소가 있다. 배추과에는 각각의 식물학적 그룹(botanical group)을 가진 동일한 올레라키아(oleracea) 종에 속하는 8개의 재배형(cole crops)이 있다. (7)
보통 배추(Brassica oleracea)의 전형적 가식 부위는 구(球)를 가졌거나 갖지않은 잎, 미성숙한 꽃(Inflorescence)이나 꽃부위(curd), 그리고 연하거나 부푼(swollen) 줄기 등이다.
배추과 채소는 또한 강한 매운 맛 성분을 가지고 있다. 이들 채소에서 유황을 함유한 휘발성 화합물인 향미물질은 파쇄된 조직에서 S-글루코시드(S-glycosides, glucosinolates)에 대한 글루코시노라제(glucosinolases)의 작용을 통하여 형성된다.
따라서, 선정된 6개의 일반 채소의 종들(케일, 꽃양배추, 양배추, 방울다다기 양배추, 콜라비, 브로컬리등)은 한 ”종류”(창조된 기본 형태)로 간주하는 것이 합리적일 것으로 보인다. 왜냐하면 이들은 모두 전 식물의 형태는 물론, 가식부위의 형태와 구조 등이 매우 정교하고 유사하기 때문이다. 따라서 성경이 말하는 ”종류”는 배추과 채소에서는 종의 수준에 적용될 수 있을 것으로 추정된다.
3) 박과 식물(Cucurbitaceae)
박과 식물에는 14개의 속과 일반명이 다른 26개의 종이 있다. 그들 중에서 3개 종의 10개 채소는 쿠쿠미스(Cucumis) 속에 속하며, 6개 종은 쿠쿠릐타(Cucurbita) 속에 속한다. [7] 멜론, 오이 및 호박 등의 박과 식물이 기본적으로 비슷한 속의 양상을 가진 것으로 판단할 때, 성경에서 말한 ”종류”가 과(family)에 속함을 알 수 있다.
4) 콩과(Fabaceae)
콩과 식물에는 일반명이 다른 22속과 38종 (41개품목)이 있다.[7] 콩, 강낭콩, 완두 및 잠두와 같은 콩과 채소의 가식부위는 크기, 형태 및 색이 다양하다. 그러나 콩과 식물은 한 ”종류”(창조된 기본 형태)로 간주할 수 있을 것이다. 다시 말해서, 성경에서 말하는 ”종류”가 콩과 식물에서는 과(family)의 수준에 적용될 수 있을 것으로 보인다.
5) 가지과 채소(Solanaceae)
가지과 채소에는 일반명이 서로 다른 6개의 속과 27개의 종(28개 채소)이 있다.[7] 기본 형태 (창조된)로 추정되는 대표적 채소로는 캡시쿰(Capsicum) 속의 고추, 리코페르시콘(Lycopersicon) 속의 토마토 등이 있다. 가지와 감자는 솔라눔(Solanum) 속에 속한다. 가식부위는 고추, 토마토 및 가지에서는 열매, 감자의 경우에는 괴경 부위이다. 가지과에서 ”종류”는 열매의 경우에는 속(屬)의 수준에, 괴경의 경우는 종의 수준에 적용될 수 있을 것으로 판단된다.
3. 결론
위에서 살펴 보았듯이, 하나님이 창조한 성경이 말하는 식물의 ”종류”는 현대의 채소 분류체계에서는 과(科), 속(屬), 혹은 종(種) 등으로, 그 범위가 매우 넓은 것으로 보인다. 오늘날 기본형태(창조된)는 확인할 수 없지만, 모든 식용 채소들은 오랜 기간을 통하여 성장에 영향을 주는 온도, 광도, 일장 및 토양의 성질과 같은 여러 환경 조건하에서 한 가지의 형태로부터 분화한 것으로 추정된다.
현대의 생물학적 계통분류와 명명법의 기초를 확립한, 성실한 창조과학자였던 린네우스(Carolus Linnaeus, 1707-78)는 종은 불변하다고 하였다. 그리고 하나님은 단지 한 개의 종만을 창조하셨으나, 그 번식은 자연 교잡을 통하여 속내에서 완성되었다고 하였다.[8]
백합과, 배추과, 박과, 콩과 및 가지과에서 보듯이, 채소에는 수많은 품종과 그룹이 있다. 여기서 말하는 ‘품종’은 명확한 형태적 특성을 가진 종을 세분화 한 것이고, ‘그룹’은 식물의 품종을 원예학적으로 지칭 하는 학술용어이다.[7] 품종과 그룹 및 종은 자연 교잡을 통하여 속(屬) 내에서 생길 수 있으며, 따라서 창세기가 말하는 ”종류”라는 표현 속에는 식물 종의 다양성을 내포한 것으로 보인다.[6]
구약의 레위기(11:14-15; 19; 22; 29)[2]는 같은 유형의 다양한 동물들의 종류에대해 기술하고 있다. 이 구절들은 ”종류”라는 용어에 관한 이해에 많은 도움을 준다. 식물과 동물의 ”종류”는 서로 밀접한 유사성, 광범위한 다양성 및 종 내에 수많은 변종의 가능성을 암시하지만, 구체적인 표현에서는 한계가 있음을 보여준다. [9]
창조 6일 동안에 최초로 지상에 나타난 생물은 식물이었다. 온 세계에 존재하는 수십만 종의 식물 중에서 극히 일부인 일 천여 개의 식물만이 채소로 이용되고 있다.[7] 본 논문에서는 이러한 식용채소의 일부를 대상으로, 현대의 이명식 명명법을 창세기에 기술된 ”종류”와 비교해 보았다.
식물의 명명법을 수립한 린네우스는 성실한 창조론자였다. 그러므로 그의 업적과 사고는 신의 설계 (Divine design)의 개념에 기초한다. [8] 학자들의 분류체계는 한계를 지닐 수 밖에 없다. 따라서 하나님의 창조사역 내용을 정확하게 파악할 수는 없을 것이다. 따라서 식물 창조에 대한 우리의 계속적이고 다각적인 연구를 통하여 창조의 신비를 조금이나마 추측할 수 있을 뿐이다.
4. 창조란 용어 사용에 대한 간결한 설명
성경이나 문헌에 보면 창조에 대한 많은 다른 용어들(created, made, produced, formed 등)이 나타난다. ‘빠라’(bara, create)는 히브리어로 하나님의 창조사역에 관한 독점적인 용어이다. 이 용어는 하나님의 천지창조(창 1:1), 식물을 포함한 생물(창 1:21) 및 인류(창 1:27)의 창조에서 보듯이, ‘무(無) 에서 유(有)’의 창조(Creatio ex nihilo) 인 세 가지의 특수한 경우만 사용되었다. 하나님은 식물이 생육하고 번성하도록 창조하시고, 보시기에 좋았다고 하셨다.(창 1:11-12)
‘아사’(asah, make)라는 용어는 식물체에서 보듯이 기존의 재료를 이용하여 어떤 형태를 만드는 행위이다.(창 8:6, 13:4, 출 5:16).[9, 10] 야짜르(yachar, form)는 토기를 만들듯이, 기존 재료로 어떤 형태를 조립하는 경우 사용되었다.(시 95:5, 사 29:16, 44:10). 이에 반해 ‘빠나’(bana, build)는 벽돌로 성을 쌓듯이, 새로운 물건을 차근차근 쌓는 행위를 말한다.(창 11:5, 민 32:37). [11] 하나님은 ‘바라’에 의해 창조하신 물질(땅)로 6일 동안 식물을 포함한 천지만물의 형태를 만드시고(아사), 조립하시고(야짜르), 쌓으셨다(빠나).
감사의 말씀
Dr. Elmer Ewing의 격려에 감사드린다. 선정된 채소의 모든 이미지는 Reader’s Digest의 ”Food from your Garden”에서 인용되었다.
참고문헌
[1] The NIV (New International Version) Study Bible. Kenneth Barker. Zondervan Publishing House. 1995
[2] Holy Bible. The Open Bible Edition. King James Version. Thomas Nelson Inc., Publishers, Nashville, Tennessee. 1975
[3] The MAC ARTHUR Study Bible. John Mac Arthur. New King James Version. Thomas Nelson Bibles, A Division of Thomas Nelson, Inc., 1977
[4] The Preacher’s outline and Sermon Bible. Genesis I, New International Version, Leadership Ministries Worldwide, Chattanooga TN, 2000
[5] Morris HM (ed). Scientific Creationism, Maser books, ElCajon, California, 1985
[6] Sarfati, J. Refuting Compromise, Master Books, 2004
[7] Rubatzky E, Yamaguchi M. World Vegetables (2nd ed), Chapman and Hall, 1997
[8] Young M & Edis T. Why Intelligent Design Fails: A Scientific Critique of the New Creationism. Rutgers Univ. Press, New Brunswick, NJ, 2006
[9] Bible Study Fellowship (BSF), International Notes, Genesis, Lesson 3, 2004
[10] Lim B. S. Introductive Creation Science. Korea Association for Creation Research, 2007
[11] 제자원 편집:옥스퍼드 원어 성경대전, p46-48, 제자원, 서울, 2006
이미순, 임번삼 & 이웅상
mslee@duksung.ac.kr, bslim112@naver.com, wslee@mju.ac.kr
* 이 글은 저자들이 영문으로 발행한 논문을 한글로 번역한 것임을 밝힙니다.
