물 위에서 걸을 수 있도록 하는 설계
: 소금쟁이 다리에서 발견된 최적화된 기하학
(Designed to Walk on Water)
Brian Thomas Ph.D
소금쟁이(water striders)라는 곤충은 우아하게 물 표면을 가로지르며 그들의 삶을 살아간다. 중국 과학자들은 물 위를 걷기 위해 곤충의 작은 다리털에 완벽하게 어울리는 몇몇 특별히 디자인된 설계 사양을 발견했다.
소금쟁이는 대게 15mm 보다 작다. 하지만 '강모(setae)‘라 불리는 다리털과, 특별한 공식으로 특화된 길이, 간격, 배치 각도가 없었다면, 이 작은 생물도 가라앉을 것이다.
Proceedings of the Royal Society A 지에 게재된 논문의 선임저자인 북경대학의 후이링(Huiling) 교수는 ABC Science에서 말했다. ”사실 털 표면의 물 반발력은 미세한 스케일에서 털의 크기, 간격(공간적 배치), 방향에 따라 달라진다.”[1, 2]
그러면, 소금쟁이 다리 강모의 이상적인 배열은 어떻게 비교되었는가? ABC Science에 따르면, ”소금쟁이 다리털과 파리 날개털의 간격은 최적화되어 있어서, 물 표면을 통과하지 않을 정도로 충분히 가까우면서도, 비효율적 정도로 함께 붙어 있지는 않았다.”는 것이다.[2]
강모가 함께 가까이 뭉쳐있는 것은, 이동을 위해 다리를 들어 올릴 때 다리가 너무 강하게 물 표면에 달라붙게 되는 원인이 될 수 있다. 그래서 각각의 강모 사이의 간격은 골디락스 표준(Goldilocks standard)으로 세팅되어야 하는 것이다. 즉, 너무 멀어도 안 되고(소금쟁이가 가라앉고), 너무 가까워서도 안 된다(이동할 수가 없다). 강모에서 다른 특화된 것은 무엇일까?
털들은 완벽한 간격을 가지고 있어야할 뿐만 아니라, 그 크기와 각도에 있어서, 중력, 구조적 건전성, 모세관 힘 등과 딱 맞는 균형을 이루고 있어야 한다. 연구자들은 ”우리의 분석은 소금쟁이의 다리에 있는 강모 또는 일부 곤충의 날개는 그러한 최적화된 기하학을 가지고 있음을 분명히 보여준다.”고 썼다.
설계자 없이 이러한 설계적 특성을 설명하기 위해서, 진화론자들은 힘든 과제를 떠안게 되었다. 방향도 없고, 목적도 없고, 지성도 없는, 무작위적인 돌연변이들이 일어나 이러한 설계적 특성을 우연히 만들어낼 수 있었을까? 그리고 돌연변이가 하나씩 하나씩 생겨나 마침내 소금쟁이가 물 위를 걷게 되었다고 설명할 수 없다. 왜냐하면, 소금쟁이에서 세 특화된 부분(크기, 각도, 공간적 배치)이 동시에 생겨나지 않았다면, 그 곤충은 가라앉아 죽었을 것이기 때문이다. 자동차, 비행기, 보트 등에서 보듯이, 여러 개의 특별한 부품들이 동시에 모두 존재해야만 그 기계는 기능을 발휘한다. 부품이 하나씩 생겨나 아직 완전한 기능을 하지 못하는 기계는 거추장스러울 뿐이다. 그렇다면 왜 이러한 경이로운 곤충에서는 다르게 설명되고 있는 것인가?
References
1. Xue, Y., et al. Enhanced load-carrying capacity of hairy surfaces floating on water. Proceedings of the Royal Society A. Published online before print, March 5, 2014.
2. Nogrady, B. Leg hairs hold secret to walking on water. ABC Science. Posted on abc.net on March 5, 2014, accessed March 18, 2014.
*관련기사 : 2cm 몸으로 14cm 점프 ‘소금쟁이 로봇’ (2015. 7. 31. 동아사이언스)
자연에서 '영감'을…생체모방 로봇 (2017. 9. 7. YTN 사이언스)
해양오염 현장에서 활약할 소금쟁이 로봇 (2021. 12. 21. ScienceTimes)
번역 - 미디어위원회
링크 - http://www.icr.org/article/8057/
출처 - ICR News, 2014. 4. 28.
물 위에서 걸을 수 있도록 하는 설계
: 소금쟁이 다리에서 발견된 최적화된 기하학
(Designed to Walk on Water)
Brian Thomas Ph.D
소금쟁이(water striders)라는 곤충은 우아하게 물 표면을 가로지르며 그들의 삶을 살아간다. 중국 과학자들은 물 위를 걷기 위해 곤충의 작은 다리털에 완벽하게 어울리는 몇몇 특별히 디자인된 설계 사양을 발견했다.
소금쟁이는 대게 15mm 보다 작다. 하지만 '강모(setae)‘라 불리는 다리털과, 특별한 공식으로 특화된 길이, 간격, 배치 각도가 없었다면, 이 작은 생물도 가라앉을 것이다.
Proceedings of the Royal Society A 지에 게재된 논문의 선임저자인 북경대학의 후이링(Huiling) 교수는 ABC Science에서 말했다. ”사실 털 표면의 물 반발력은 미세한 스케일에서 털의 크기, 간격(공간적 배치), 방향에 따라 달라진다.”[1, 2]
그러면, 소금쟁이 다리 강모의 이상적인 배열은 어떻게 비교되었는가? ABC Science에 따르면, ”소금쟁이 다리털과 파리 날개털의 간격은 최적화되어 있어서, 물 표면을 통과하지 않을 정도로 충분히 가까우면서도, 비효율적 정도로 함께 붙어 있지는 않았다.”는 것이다.[2]
강모가 함께 가까이 뭉쳐있는 것은, 이동을 위해 다리를 들어 올릴 때 다리가 너무 강하게 물 표면에 달라붙게 되는 원인이 될 수 있다. 그래서 각각의 강모 사이의 간격은 골디락스 표준(Goldilocks standard)으로 세팅되어야 하는 것이다. 즉, 너무 멀어도 안 되고(소금쟁이가 가라앉고), 너무 가까워서도 안 된다(이동할 수가 없다). 강모에서 다른 특화된 것은 무엇일까?
털들은 완벽한 간격을 가지고 있어야할 뿐만 아니라, 그 크기와 각도에 있어서, 중력, 구조적 건전성, 모세관 힘 등과 딱 맞는 균형을 이루고 있어야 한다. 연구자들은 ”우리의 분석은 소금쟁이의 다리에 있는 강모 또는 일부 곤충의 날개는 그러한 최적화된 기하학을 가지고 있음을 분명히 보여준다.”고 썼다.
설계자 없이 이러한 설계적 특성을 설명하기 위해서, 진화론자들은 힘든 과제를 떠안게 되었다. 방향도 없고, 목적도 없고, 지성도 없는, 무작위적인 돌연변이들이 일어나 이러한 설계적 특성을 우연히 만들어낼 수 있었을까? 그리고 돌연변이가 하나씩 하나씩 생겨나 마침내 소금쟁이가 물 위를 걷게 되었다고 설명할 수 없다. 왜냐하면, 소금쟁이에서 세 특화된 부분(크기, 각도, 공간적 배치)이 동시에 생겨나지 않았다면, 그 곤충은 가라앉아 죽었을 것이기 때문이다. 자동차, 비행기, 보트 등에서 보듯이, 여러 개의 특별한 부품들이 동시에 모두 존재해야만 그 기계는 기능을 발휘한다. 부품이 하나씩 생겨나 아직 완전한 기능을 하지 못하는 기계는 거추장스러울 뿐이다. 그렇다면 왜 이러한 경이로운 곤충에서는 다르게 설명되고 있는 것인가?
References
1. Xue, Y., et al. Enhanced load-carrying capacity of hairy surfaces floating on water. Proceedings of the Royal Society A. Published online before print, March 5, 2014.
2. Nogrady, B. Leg hairs hold secret to walking on water. ABC Science. Posted on abc.net on March 5, 2014, accessed March 18, 2014.
*관련기사 : 2cm 몸으로 14cm 점프 ‘소금쟁이 로봇’ (2015. 7. 31. 동아사이언스)
자연에서 '영감'을…생체모방 로봇 (2017. 9. 7. YTN 사이언스)
해양오염 현장에서 활약할 소금쟁이 로봇 (2021. 12. 21. ScienceTimes)
번역 - 미디어위원회
링크 - http://www.icr.org/article/8057/
출처 - ICR News, 2014. 4. 28.