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KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

창조설계

미디어위원회
2023-10-17

인간의 것보다 훨씬 뛰어난 돌고래의 수중 음파탐지기

(Dolphin sonar (still) far better than man’s)

by Jonathan Sarfati


      박쥐와 돌고래가 정교한 반향정위(echolocation) 기술을 사용하여 먹이와 물체를 탐지한다는 것은 오래 전부터 알려져 왔었다. 소리의 반향을 이용해 물체의 거리와 속도를 계산한다는 점에서 인간이 만든 소나(sonar, 음파탐지기)와 비슷하지만, 이들의 것은 훨씬 더 뛰어나다. 현재 스웨덴 룬드대학(Lund University) 의생명공학과 요세핀 스타크함마르(Josefin Starkhammar) 박사는 돌고래의 "경이로운" 반향정위 탐지 능력을 연구하고 있다.[1]

.돌고래의 반향정위(echolocation) <Getty image #C028/1328. Dolphin echolocation>


돌고래는 분수공(blowhole) 아래에 있는 '소리 입술(phonic lips)'로 소리 빔(sound beam)을 생성한다. 그런 다음 70마이크로초 동안 지속되는 이 빔은 두개골 앞쪽의 지방질 '멜론(melon)'을 통과한다. 이것은 일종의 소리 렌즈(sound lens) 역할을 하여, 원뿔형 소리 빔을 생성한다. 스타크함마르 박사는 박사 과정 중일 때, 47개의 수중청음기로 구성된 측정 시스템을 구축하여, 빔 내의 차이를 기록했다. 하지만 신호가 너무 복잡해서 신호 처리 알고리즘을 개발하기 위해 수리통계학 동료들의 도움을 받았다.


돌고래의 '이중 소나(double sonar)'는 아래쪽(저음)에서 위쪽(고음)으로 주파수 경사(frequency gradient)가 있다. 이것은 먹이의 반향 음색(pitch of echo) 치가 높을수록 먹이가 음파 빔에서 물리적으로 더 높은 위치에 있다는 것을 의미하므로, 이것은 먹이를 더 정확하게 찾을 수 있게 한다.


주요 발견은 빔(beam)은 "서로 얽힌 두 개의 빔 구성요소"로 구성되어 있으며, 하나는 저피치이고, 다른 하나는 고피치로, 파동이 겹치는 빔을 생성한다는 것이다.[2, 3] 그리고 빔은 아래쪽(저피치)에서 위쪽(고피치)으로 주파수 경사를 갖고 있다는 것이다. 즉, 먹이의 반향 피치가 높을수록, 먹이가 사운드 빔에서 물리적으로 더 높은 곳에 위치한다는 것을 의미하며, 이것은 먹이를 더 정확하게 찾을 수 있게 한다.

스타크함마르 박사는 돌고래의 반향정위를 분석하면 더 나은 초음파 스캐너를 개발할 수 있으며, 신체에서 얇은 층의 스캔 해상도를 향상시킬 수 있을 것으로 기대하고 있었다.[4] 그녀는 저주파 소리는 물속에서 더 멀리 퍼져나갈 수 있는 반면, 고주파 소리는 물체의 모양에 대한 더 많은 정보를 제공할 수 있다고 설명한다. 따라서 이 새로운 신호 처리 방법은 "거의 마법처럼 작동한다! 기존 방법으로는 보이지 않던 것들이 갑자기 보이기 시작했다. 우리는 단면에서 주파수 내용이 변하는 음파 사용 원리를 모방할 수 있었다"고 말한다.[5] 이 분석은 선박의 음파탐지기의 설계를 개선시킬 수 있다.[1]

<Image: Nils RydénDr-Starkhammar>


스타크함마르 박사는 이를 "수백만 년에 걸친 진화" 때문이라고 설명하고 있었다.[1] 그러나 진화로 반향정위를 설명할 때의 한 가지 문제점은 돌고래와 박쥐 둘 다 복잡한 반향정위 시스템을 갖고 있다는 점이다. 그리고 이 반향정위 시스템은 두 종 모두에서 믿을 수 없을 정도로 유사한 약 200개의 유전자들에 의해 만들어지고 있다는 것이다. 그러나 진화론에서 두 종(돌고래와 박쥐)의 공통조상은 존재하지 않는다. 그래서 스타크함마르 박사를 비롯한 진화론자들은[6] 이것이 수렴진화(convergent evolution)의 한 사례라고 주장한다. 즉, 비슷한 환경(이 경우에는 시야가 좋지 않고 주변 환경이 복잡한)이 비슷한 선택적 압력을 만들어내어, 먹이 탐지 문제에 대한 유사한 해결책을 이끌어냈다는 것이다. 그러나 화석기록에서 돌고래나 박쥐의 음파탐지기에 대한 진화 기록은 존재하지 않는다. 한 진화론 논문은 다음과 같이 인정하고 있었다 :

"돌고래의 조상(화석)들은 현대의 돌고래들처럼 반향정위 탐지 능력을 갖고 있었음을 시사하는 귀 구조를 갖고 있었다." 그리고 "가장 오래된 박쥐 화석"은 내이에 넓게 감겨져 있는 뼈 구조를 갖고 있는데, 이는 반향정위에 사용되는 고주파 소리를 감지할 수 있었다는 신호이다."[7]

더 나은 설명은 다윈 자신이 자주 사용했던, 유추의 원리를 통합하는 것이다. 즉, 인간이 만든 소나가 지능의 결과물이라면, 돌고래의 소나를 만든 지능은 얼마나 더 우월할까?


Acknowledgement

I would like to thank Dr Starkhammar for permission to use this picture and for helpful comments on this article. But the conclusion and any errors are my responsibility alone.

First posted on homepage: 12 June 2019

Re-posted on homepage: 13 September 2023


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Further Reading

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References and notes

1. Goodyer, J. (ed.), “Dolphins are phenomenally good at using echolocation, much better than man-made devices”, BBC Focus, Summer 2018, pp. 18–10. 

2. Starkhammar, J., Moore, P.W., Talmadge, L., and Houser, D.S., Frequency-dependent variation in the two-dimensional beam pattern of an echolocating dolphin, Biology Letters 7(6): 836-839, 2011 | doi:10.1098/rsbl.2011.0396.

3. Lund University, Dolphins use double sonar: Researchers discover that dolphins can generate two sound beam projections simultaneously, sciencedaily.com, 8 June 2011. 

4. Reinhold, I., Sandsten, M., and Starkhammar, J., Objective detection and time-frequency localization of components within transient signals, J. Acoustical Society of America 1434):2368–2378, 1 April 2018 | doi:10.1121/1.5032215.

5. Medimaging International staff writers, Dolphin echolocation could advance medical ultrasound, medimaging.net, 11 June 2018.

6. Sarfati, J., Echolocation ‘evolved in the same way’, creation.com/echolocation-homoplasy, 3 October 2013.

7. Perkins, S., Learning to listen: How some vertebrates evolved biological sonar, Science News 167(20):314, 2005. 


*관련기사 : '동물중 가장 큰 소리' 고래 비밀 풀렸다…"코에 입술형태 기관" (2023. 3. 3. 매일경제)

https://stock.mk.co.kr/news/view/55036

1000m 물속에서도 큰 소리 내는 고래… 비결은 ‘포닉 립스’  (2023. 3. 9. 조선일보)

https://www.chosun.com/economy/science/2023/03/09/NKW6YWUQJZEZHIJG4HVPNNE2A4/


*참조 : 박쥐와 돌고래의 음파탐지 장치는 우연히 두 번 생겨났는가? 진화론의 심각한 문제점 중 하나인 '수렴진화'

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수렴진화의 허구성 : 박쥐와 돌고래의 반향정위 능력은 두 번 진화되었는가?

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화석 고래는 이미 초음파 기관을 가지고 있었다.

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출처 : Creation 41(1):51, January 2019

주소 : https://creation.com/dolphin-double-sonar

번역 : 미디어위원회

미디어위원회
2023-10-03

자연 속 빛의 쇼는 빛을 지으신 창조주의 지혜를 드러낸다.

(Light Shows in Nature Reflect the Wisdom of the Light-Giver)

David F. Coppedge


    자연 속에서 펼쳐지는 빛의 축제 몇 가지를 소개한다.


광합성


화학자들은 식물의 광합성이 왜 그렇게 효율적인지 알아냈다(Massachusetts Institute of Technology, 2023. 7. 3). 거기에는 이유가 있었다. 이 이야기는 무질서 속에서 만들어지는 질서에 관한 것이다. MIT 과학자들은 식물의 광합성 효율이 어떻게 그렇게 완벽하고 100% 효율적일 수 있는지 궁금해했다. 홍조류에 관한 실험에서, 그들은 빛을 수확하는 ‘안테나’로부터 광센터로 전자의 전달에 관여하는 단백질들의 소위 무질서한 영역이 미세조정되어 빛 손실이 전혀 없이 에너지를 전달한다는 사실을 발견했다.

이러한 광수확 복합체(light-harvesting complex, 광수집 복합체)를 통한 에너지 전달은 매우 높은 효율로 이루어진다 : 흡수된 거의 모든 광자들은 전자를 생성하는데, 이 현상은 거의 100% 양자 효율(near-unity quantum efficiency)로서 알려져 있다.

MIT 화학자들의 새로운 연구는 안테나라고도 불리는 광수확 복합체의 단백질들이 어떻게 높은 효율을 달성하는지에 대한 가능성을 제시하였다. 연구자들은 처음으로 광수확 단백질들 간의 에너지 전달을 측정하여, 이러한 단백질들의 무질서한 배열이 에너지 전달 효율을 높인다는 사실을 발견할 수 있었다.

“안테나가 작동하려면, 먼 거리까지의 에너지 변환(energy transduction)이 필요하다. 우리의 핵심 발견은 무질서하게 배열된 광수확 단백질 조직이 먼 거리의 에너지 변환의 효율성을 향상시킨다는 것이다.”라고 MIT 화학과 부교수이자 새로운 연구의 수석 저자인 가브리엘라 슐라우-코헨(Gabriela Schlau-Cohen)은 말한다.

이러한 전송은 피코초, 즉 1조 분의 1초 단위로 측정되었다! 과학자들은 이 정도까지 측정할 수 있었다는 사실에 놀라고 있었다. 기사에서 그들이 수행했던 방법을 살펴보라.

안타깝게도 연구팀은 이 놀랍도록 효율적인 설계를 관찰한 후, 엉뚱한 이야기로 모험을 떠나고 있었다. 광합성 세포들이 어떻게 고속에서 100% 효율을 달성했을까? 분명 진화했음에 틀림없다는 것이다!

“질서 정연한 조직은 실제로 무질서한 조직보다 효율성이 떨어지는데, 생물학은 무질서한 경향이 있기 때문에 매우 흥미롭다고 생각한다. 이 발견은 생물학의 불가피한 단점일 뿐만 아니라, 유기체가 이를 활용하도록 진화했을 수도 있다는 것을 말해준다”라고 슐라우-코헨(Schlau-Cohen)은 말한다.

제발, 축하 분위기를 망치지 마라.


두족류(Cephalopods)


갑오징어의 위장 능력: 눈에 보이는 것보다 더 복잡하다.(Okinawa Institute of Science and Technology, 2023. 6. 28). 갑오징어(Cuttlefish)가 반복적으로 빛을 재현해내는 방식은 “생각보다 더 복잡하다”는 또 다른 기사가 있었다. 갑오징어의 화려한 색채 쇼는 오랫동안 해양 생물학자들을 매료시켜 왔으며, 이들은 갑오징어를 “변장의 달인(masters of disguise)”이라고 부르고 있다. 이제 일본 과학자들은 갑오징어의 피부 패턴과 색깔을 빠르게 바꾸는 능력에 더욱 놀라움을 금치 못하고 있었다.

오키나와 과학기술연구소(Okinawa Institute of Science and Technology, OIST)와 막스플랑크 뇌연구소(Max Planck Institute for Brain Research)의 연구자들은 Nature 지(2023. 6. 28)에 게재된 연구에서, 갑오징어의 위장 패턴(camouflage pattern)의 생성 방식이 기존에 알려진 것보다 훨씬 더 복잡하다는 사실을 밝혀냈다. 

갑오징어는 색소포(chromatophores)라 불리는 수백만 개의 작은 피부 색소세포들을 정밀하게 제어하여, 눈부신 피부 무늬를 만들어낸다. 각 색소포들은 일련의 근육으로 둘러싸여 있으며, 이 근육은 뇌의 신경세포의 직접적인 제어를 받아, 수축과 이완을 반복한다. 근육이 수축하면 색소포가 확장되고, 근육이 이완하면 색소포가 숨겨진다. 모두 함께 색소포는 세포 픽셀(pixels, 화소)처럼 작용하여, 전체 피부 패턴을 생성한다. 

픽셀? 그것은 마치 TV 화면에 대해 말하는 것처럼 들린다. OIST 연구팀은 고해상도 이미지와 컴퓨터 모델을 사용하여, 이러한 현상을 분석할 수 있었다. 그 기사에 첨부된 동영상은 갑오징어의 피부가 다양한 배경에 빠르게 반응하여 색깔을 바꾸는 모습을 보여준다. 연구자들은 갑오징어가 심지어 한 패턴을 다른 패턴 위에 겹치게 할 수도 있다는 사실을 발견했다.


오징어에서 영감을 얻은 부드러운 소재는 빛, 열, 마이크로파에 대한 스위치 있는 보호막의 개발을 가능하게 한다(American Chemical Society, 2023. 6. 28). 두족류(Cephalopods; 문어, 갑오징어, 오징어 등)에 대해 덧붙이자면, 또 다른 일원인 오징어는 생체모방공학의 성공 사례가 되고 있었다. 이 과학자들은 오징어 피부(squid skin)를 모방함으로써, 광학 밴드패스 필터(light bandpass filter, 특정 파장 내의 광선만을 통과시키는 필터)를 만들었다.

오징어와 두족류의 다른 생물은 피부에 독특한 홍채세포(iridocytes)와 색소포를 갖고 있어서, 가역적으로 그들의 배열을 변화시켜, 외관을 변경한다. 과학자들은 이것과 비슷한 인공 소재를 개발하여, 가시광선 및 적외선 파장을 반사로부터 투과에 이르기까지 전환할 수 있는 기술을 개발했다. 이 소재는 주름진 상태에서 균열된 상태로 변경됨으로써 이러한 파장을 조절한다. 그러나 연구자들은 최근에 은 나노와이어(silver nanowires)와 같은 전기 전도성 소재의 조밀한 네트워크가 마이크로파를 차단할 수 있다는 것을 발견했다. 따라서 이러한 표면 구조와 전도성 네트워크를 연결하는 연구가 이루어졌으며, 이를 부드러운 필름에 통합하여, 가시광선 영역의 스펙트럼에서 마이크로파까지 신속하게 차단하거나 통과시킬 수 있는 소재를 개발하고자 했다. 

오징어 덕분에, ACS 연구자들은 “반복적이고 빠르게 투명도(transparency)를 변경”할 수 있는 전환 가능한 소재를 개발하여, 산업에 활용할 수 있게 되었다. 이 소재는 “동적 위장 기술, 에너지 효율성이 높은 건물, 적응형 개인 및 의료 기기 등에 활용될 수 있다.”


빛을 이용한 통신 기술


다양한 색깔의 빛으로 동시에 데이터 전송하기(Columbia Engineering, 2023. 6. 29). 컬럼비아 대학의 엔지니어들은 서로 다른 색깔 파장의 신호를 송수신함으로써, 동시에 다중통신 채널을 구현할 수 있다는 사실을 알아냈다. “주파수 빗(frequency comb)”은 통신에 있어서 대역폭 문제(bandwidth problem)를 해결하는 데 도움을 줄 수 있다는 것이다. 그것은 광섬유 케이블이 “분리되는 정확한 파장의 빛(사이에 공간이 있는)을 통해서, 선명한 신호를 보낼 수 있게 함으로써” 이루어진다. 

이 연구는 볼품없어 보이는 바다 해면동물(marine sponge)인 ‘비너스의 꽃바구니(Venus flower basket)’에 대한 초기 정보를 떠올리게 한다. 이 해면동물의 유리 섬유는 완벽한 광섬유 케이블과 유사하다.(2002. 11. 20,  2004. 3. 1, 2021. 8. 10 글 참조). 자연이 이러한 기술을 먼저 갖고 있었다.

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자연 속 빛의 아름다움은 우리로 하여금 우주에서의 첫 번째로 빛을 창조하신 하나님을 찬양하게 한다. 가까이 가지 못할 빛에 거하시는(딤전 6:16) 초월적 존재이신 하나님으로부터, 우리 모두는 평등하게 창조되었고, 천부적 권리를 부여받았다. 성경은 하나님과의 관계에서 빛에 대해 반복적으로 말씀하며, 빛을 단지 광자(photons)가 아니라, 거룩함, 지혜, 이해의 상징으로 말씀하고 있다. 


“우리가 그에게서 듣고 너희에게 전하는 소식은 이것이니 곧 하나님은 빛이시라 그에게는 어둠이 조금도 없으시다는 것이니라” (요한일서 1:5). 

“진리를 따르는 자는 빛으로 오나니 이는 그 행위가 하나님 안에서 행한 것임을 나타내려 함이라 하시니라” (요한복음 3:21).



*참조 : C4 광합성 - 진화인가? 설계인가? 

https://creation.kr/Plants/?idx=3796858&bmode=view

녹색 파워 광합성 : 경이로운 식물의 태양광 발전소

https://creation.kr/Plants/?idx=1291418&bmode=view

식물의 광합성은 양자물리학을 이용하고 있었다.

https://creation.kr/Plants/?idx=1291386&bmode=view

해조류는 양자역학을 알고 있었다.

https://creation.kr/Plants/?idx=1291362&bmode=view

하등하다고 주장되는 원시 생물들이 어떻게 첨단 물리학을 알고 있었는가?

https://creation.kr/Topic103/?idx=13860602&bmode=view

환상적 광섬유인 해면동물의 침골

https://creation.kr/animals/?idx=1290983&bmode=view

바다의 카멜레온인 갑오징어는 스텔스 기술도 갖고 있었다. 

https://creation.kr/animals/?idx=1291196&bmode=view

갑오징어의 색깔 변화는 TV 스크린 설계에 영감을 불어넣고 있다. 

https://creation.kr/animals/?idx=1291062&bmode=view

"그것은 진화했다"라는 말은 과학이 아니다 : 오징어의 경이로운 피부와 선사시대의 폼페이 식물

https://creation.kr/Human/?idx=6119468&bmode=view

문어의 피부를 모방한 최첨단 위장용 소재의 개발.

https://creation.kr/animals/?idx=1291174&bmode=view

살아있는 무지개빛은 과학자들을 현혹시키고 있다. 

https://creation.kr/animals/?idx=1291033&bmode=view

구조색은 다양한 동물들에서 발견되고 있다 : 경이로운 나노구조가 여러 번 생겨날(수렴진화) 수 있었는가?

https://creation.kr/animals/?idx=1291215&bmode=view

나비 날개의 경이로운 나노구조

https://creation.kr/animals/?idx=1291023&bmode=view

몰포 나비의 날개는 다윈의 자연선택에 도전한다. 

https://creation.kr/animals/?idx=1291149&bmode=view

발광다이오드는 나비들이 최초로 발명했다

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메타물질로 처리되어 있는 나방의 스텔스 날개

https://creation.kr/animals/?idx=12718707&bmode=view

▶ 광합성의 복잡성

https://creation.kr/Topic103/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6555152&t=board

▶ 생체모방공학

https://creation.kr/Topic102/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6487906&t=board

▶ 동물의 경이로운 기능들

https://creation.kr/Topic102/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6488433&t=board


출처 : CEH, 2023. 7. 4.

주소 : https://crev.info/2023/07/light-shows-in-nature/

번역 : 미디어위원회

미디어위원회
2023-09-26

문제를 해결하려면, 자연을 보라

: 생체모방공학의 새로운 소식들

(To Solve Problems, Look to Nature)

David F. Coppedge


    자연을 관찰하고 배우기만 하면, 풍부한 공학적 해법이 우리 주변에 널려 있다.


   솔로몬 왕은 게으른 자에게 "개미에게 가서 그가 하는 것을 보고 지혜를 얻으라"(잠 6:6)고 말했다. 오늘날 과학자들은 인간이 해결해야 할 문제를 능숙하게 해결하는 동물들을 관찰하고, 거기에서 영감을 얻는, 자연에서 지혜를 찾는 일을 계속하고 있다. 자연에서 얼마나 많은 놀라운 발명품이 더 나올지 누가 알 수 있을까? 모방(imitation)이 가장 진실한 형태의 찬사라면, 과학자들은 (때로는 무의식적으로) 이러한 생물을 모방함으로써 창조주께 영광을 돌리고 있는 것이다. 


곤충

매미는 자가-청소되는 비밀의 표면을 갖고 있을 수 있다(The Conversation, 2023. 7. 12). 워릭 대학(University of Warwick)의 스리하리 페루마나스(Sreehari Perumanath)는 생체모방(biomimetics)에서 영감을 받아, 다른 사람들이 자연에서 영감을 얻도록 안내하고 있었다.

자연은 과학자들에게 항상 영감을 주고 있다. 비버(beaver)에서 영감을 받은 초-보온 잠수복(super-warm wetsuits)처럼, 아직 연구 중인 아이디어도 있다. 하지만 벨크로(velcro, 우엉(burdock)에서 착안)나 일본 신칸센(물총새의 길고 좁은 부리를 모방)처럼 이미 생활의 일부가 된 아이디어도 있다.

매미(cicadas)는 최근 우리 팀의 자가-청소 표면(self-cleaning surfaces)에 대한 연구에 영감을 주었다.

페루마나스는 이 우아한 해결책의 공로를 다윈에게 돌리고 있었다 :

자가-청소되는 몸체를 진화시킨 곤충은 매미 하나만이 아니다. 많은 나비(butterflies)들이 스스로 청소될 수 있는 날개를 갖고 있다. 도마뱀붙이(geckos)와 같은 동물과, 연꽃(lotus), 벼(rice)와 같은 특정 식물의 잎은, 매미처럼 물방울 운동을 사용하여 먼지를 스스로 제거한다. 

그는 매미의 날개가 깨끗하게 유지되는 메커니즘을 연구하다가 그 아이디어를 얻었다. 연구팀은 아침 이슬에 맺힌 물이 날개에 맺혔다가 떨어지면서 먼지와 박테리아를 함께 운반하는 것을 관찰했다. 이는 물을 튕겨내는 왁스 코팅(waxy coating)과, 물이 표면에 침투하지 못하도록 막는 미세한 원뿔 모양의 구조(cone-shaped structures)라는 두 가지 메커니즘에 의해 발생하고 있었다. 물방울이 합쳐졌다가, 떠오르는 열기구처럼 튀어 오르는 것이다. 고층 빌딩의 창문, 카메라 렌즈, 태양전지판이 이 기술을 모방한다면, 어떤 이점이 있을지 생각해 보라.

미래의 엔지니어들은 매미 날개에서 배운 것을 제품 설계에 통합할 수 있을 것이고, 자가 청소되는 매미 날개처럼, 더 이상 유리창과 기타 표면을 물을 뿌리며 닦을 필요가 없을지도 모른다.


과학자들은 슈퍼컴퓨터를 사용하여, 매미 날개가 박테리아를 죽이는 방법을 알아냈다. (Oak Ridge National Laboratory, 2023. 7. 12). 한편, 오크리지 국립연구소의 과학자들은 서밋 슈퍼컴퓨터(Summit supercomputer)를 이용하여, 매미의 날개(cicada wings)가 박테리아를 제거할 뿐만 아니라, 실제로 박테리아를 죽이는 방법을 알아냈다. 어떻게? 매미 날개는 "나노 기둥(nanopillars)"들로 덮여 있는데, 박테리아의 세포막이 파열 지점까지 늘어나는 방식으로 간격을 두고 있었다. 그런 다음 날개는 워릭대학 연구팀이 설명한 점프 메커니즘을 통해 박테리아의 사체를 떨어뜨린다. 오크리지 국립연구소(ORNL) 엔지니어들은 "자연적으로 박테리아를 죽이고, 스스로 자가-청소되는 나노기둥을 재현했다.


나비의 첫 비행은 동력과 전기를 생산하는 새로운 방법에 영감을 준다(Singapore Institute of Technology and Design, via Phys.org, 2023. 7. 25). 나비가 날개를 펼치는 방식에서 영감을 얻는 것은 무엇일까? 바로 소재(material)이다.

날개를 펼치는 동안, 나비의 시맥을 통해 혈액이 펌프질 되고, 키틴질 물질은 탈수되고, 비행에 필요한 독특한 강도와 뻣뻣함을 제공하기 위해 소재의 분자들은 재조직된다. 이러한 힘, 물의 움직임, 분자 조직의 자연적 결합은 하비에르 페르난데스(Javier G. Fernandez) 교수의 연구에 영감을 불어넣었다.

연구자들이 만든 기계손(mechanical hand)은 그립력을 제공하여, 인공 근육의 가능성을 열어주었다. 이것뿐만 아니라, 이 소재는 탈수되면서 에너지를 흡수했다. 측정 결과 "습도 변화에 반응하여, 피막의 기계적 움직임은 소형 전자기기에 전력을 공급하기에 적합한 전류로 변환되는 것으로 나타났다"는 것이다.


파충류

새끼 거북에서 영감을 받은 로봇은 모래 속에서 헤엄칠 수 있다(UC San Diego, 2023. 7. 18). 일러스트라 미디어(Illustra Media)의 다큐멘터리 ‘리빙 워터스(Living Waters)’에서 발췌한 아래 영상은 바다거북 새끼가 모래 밑 둥지에서 나와 물속으로 돌진하는 모습을 보여준다.

(동영상은 여기를 클릭)


어떤 생물에게도 모래 속을 이동하는 것은 어려운 일이며, 이를 수행할 수 있는 로봇을 만드는 것은 큰 도전이다. 캘리포니아 대학(UC San Diego)의 엔지니어들은 바다거북 새끼가 그들의 지느러미발(flippers)을 사용하여 모래에서 '헤엄치는' 능력에 영감을 받아, 이를 모방한 로봇을 만들기로 했다.

연구팀은 거북을 관찰하는 것은 모래 속을 파헤치고 나아갈 수 있는 로봇을 개발하는 데 핵심이 될 것이라고 믿고 있었다. 연구팀은 벌레들을 숙고한 후에, 부화하는 바다거북을 살펴보았다. 거북은 확대된 앞 지느러미발이 부화 후 표면으로 올라오도록 해주고 있었다. 거북이가 갖고 있는 지느러미발(flippers)은 큰 추진력을 생성하고, 방향을 조종할 수 있으며, 장애물을 감지할 수 있는 잠재력을 갖고 있다.

연구자들의 첫 번째 모래 로봇(sand bots)은 어느 정도 성공을 거두었지만, "과학자들은 지느러미발과 같은 부속물을 가진 로봇이 모래 속에서 어떻게 움직이는지 아직 완전히 이해하지 못하고 있다"고 한다. 로봇은 저항이 많은 젖은 모래에서는 속도가 느려졌지만, 새끼 거북이는 모래 속을 빠르게 통과했다. 살아있는 거북이는 장애물을 감지하고 방향을 잡는 데 더 능숙하다.

캘리포니아 대학의 엔지니어들은 자연의 모래 수영선수를 따라잡기 위해서는 많은 노력을 해야할 것이다. 그들이 그러한 로봇을 개발한다면, 그것은 "곡물저장고 검사, 토양 오염물질 측정, 해저 굴착, 외계행성 탐사, 수색 및 구조"에 도움이 될 수 있을 것이다.


포유류

박쥐에서 영감을 받은 드론으로, 온실 해충을 퇴치하기(Society for Experimental Biology via Phys.org, 2023. 7. 5). 네덜란드 와게닝겐 대학(Wageningen University)의 박사 과정 학생인 다요 얀센(Dayo Jansen)은 온실(greenhouses)에서의 해충 문제를 해결했다. 그는 날아다니는 곤충을 잡아먹는 박쥐에서 영감을 얻어, 드론을 훈련시켜 해충을 찾아 파괴할 수 있을지를 숙고했다. 나방(moths)은 식량 작물을 재배하는 대형 온실에 침입한다(해충 관리 전문가를 위한 관련기사 참조).

얀센은 나방의 비행 패턴을 연구한 후, 드론을 나방에 맞춰 훈련시켰다. 안타깝게도 나방은 드론의 윙윙거리는 소리에 겁을 먹었다. 그는 나방에게 초음파를 조준하여, 나방이 헤드라이트에 비춰진 사슴처럼 제자리에 얼어붙게 만들었다. 기사에는 드론이 나방을 잡아먹었는지는 나와 있지 않다. 하지만 그는 이 모든 작업을 하면서, 왜 살아있는 박쥐를 온실 내에 두는 것을 고려하지 않았을까? 아마도 드론을 사용한 이유 중 하나는 나방의 사체가 비료로 사용될 수 있기 때문일 것이다.


캘리포니아는 한때 골칫거리로 여겨졌던 비버를 활용하여, 물 부족 문제와 산불 문제를 해결하려고 한다.(Associated Press, 2023. 7. 26). 캘리포니아는 산불, 생물다양성 손실, 지하수 고갈 등의 문제를 안고 있다. 이러한 위기를 완화하기 위해 비버(beavers)를 사용하려고 하고 있었다. 초기 토지 소유주들은 비버를 나무와 관목을 씹어 먹고, 개울을 막는, 해로운 동물로 여기는 경우가 많았다. 이제 그렇지 않다 :

최근 캘리포니아는 정책을 바꾸어, 현재 도시 지역으로 생물 종들을 유인하고, 지하수 공급을 강화하며, 산불의 위협으로부터 완충 역할을 하는 울창한 서식지를 조성할 수 있도록 비버를 이용하려고 한다.

일부 주 공무원들은 로봇 비버를 만드는 대신에, 살아있는 비버를 고용하여, 주를 위한 생태계 엔지니어로 근무시키기를 원하고 있었다. 비버가 자연스럽게 할 수 있도록 내버려두면 된다는 것이다.


쥐(rats)에서 바람 감지 안테나 역할을 하는 안와상 수염.(PLoS Biology, 2023. 7. 6). 우즈홀 해양연구소(Woods Hole Marine Laboratory)의 과학자들은 쥐의 수염에 관심이 있었다. 쥐의 얼굴에 있는 안와상 수염(supra-orbital whiskers, 뻣뻣한 수염)이 바람 센서 역할을 하는지에 대한 호기심이 생겼기 때문이었다. 8명의 과학자로 구성된 연구팀은 뻣뻣한 수염을 깎은 다음 쥐의 행동을 관찰한 결과, 수염이 '주풍성(anemotaxis)' 또는 바람 감지 기능을 제공한다는 사실을 발견했다. 수염을 깎았을 때, 감각을 못하는 쥐는 공기의 흐름에 반응하여 몸을 돌리지 않았다.

논문에서는 이 지식의 응용에 대해 언급하지 않았지만, 순수 과학은 종종 발명의 선구자 역할을 한다. 어떤 엔지니어는 이 연구 결과를 참고하여, 쥐의 수염에서 영감을 받은 기류 센서를 만들 수도 있을 것이다.


식물

장미에서 영감을 받아, 혁신적으로 부드럽게 붙잡는 로봇 그리퍼(Japan Advanced Institute of Science and Technology, 2023. 7. 12). 여러 종류의 물체를 집어 올릴 수 있는 그립 장치(gripping device)에 대한 영감은 장미 꽃잎이 열리고 닫히는 방식에서 나왔다.


광합성의 공학, 자연의 탄소 포집 분자기계(PLoS Biology, 2023. 7. 14). 식물과 광합성 미생물들은 햇빛을 포집하여 식량을 만드는, 상당히 단순해 보이는 일을 계속하고 있다. 이 논문은 광합성이 효율적인 과정이 아니라고 주장하고 있지만, 광합성은 지구상의 생명체 대부분을 책임지고 있다. 식물이 필요한 것보다 더 많은 햇빛 에너지를 추출하지 않는다. 그 이유는 광센터의 타버림과 과열을 방지하기 위한 것이다. 그 외에도 걱정해야 할 다른 많은 기능들이 있다. 엔지니어들이 광합성을 개선하는 데 성공한 적이 있을까? 아니다. 그들의 모델에서만 광합성이 일어나는 것을 볼 수 있었다. 이 논문은 실험적 또는 공학적 성공에 관한 것이 아니라, 희망에 관한 실험인 것이다. 저자인 메간 매튜스(Megan Matthews)는 생체모방보다 기후 변화에 대해 더 걱정하는 것처럼 보인다.


세포

데이터 저장을 위한 DNA의 엄청난 잠재력 포착(National University of Singapore, 2023. 7. 11). 컴퓨터 데이터의 저장 매체로서 DNA의 사용이 또 다시 뉴스에 등장했다. 핵산에 들어있는 정보의 '엄청난 잠재력' 때문에, 마이크로칩 대신 DNA를 사용하면, '글로벌 데이터 과부하'를 해결할 수 있다는 것이다. 연구원 중 한 명은 "우리가 DNA 데이터 저장의 경계를 확장하려는 것처럼, 생물학적 시스템과 디지털 시스템 간의 인터페이스를 연결하는 것에 대한 관심이 증가하고 있다"라고 말했다.

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진화 생물학자들은 늘상 ‘만물 우연발생의 법칙(Stuff Happens Law)’을 통해 만물이 어떻게 "출현"했는 지에 대한 진화 이야기를 지어내고 있다. 또한 빅 사이언스와 빅 미디어들은 편향된 주장만을 전달한다. 하지만 좋은 경험적 과학은 우리의 삶을 개선할 수 있는 잠재력을 갖고 있다. 과학자들이 생물들로부터 모방하려고 하는 이러한 고도로 정교한 구조와 기관들이 모두 무작위적인 돌연변이들에 의해서 우연히 생겨났는가? 아니다. 그럴 수 없어 보인다. 생체모방공학(biomimetics)에 종사하는 연구자들에게 더 많은 힘을 실어주라!



▶ 생체모방공학

https://creation.kr/Topic102/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6487906&t=board

▶ 동물의 경이로운 기능들

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▶ 식물의 복잡성

https://creation.kr/Topic103/?idx=6557069&bmode=view

▶ 식물의 설계적 특성

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출처 : CEH, 2023. 7. 27.

주소 : https://crev.info/2023/07/to-solve-problems-look-to-nature/

번역 : 미디어위원회

미디어위원회
2023-09-13

정확하고 빠른 결정을 내리는 꿀벌

(How Honeybees Make Accurate, Fast Decisions)

by Frank Sherwin, D.SC. (HON.) 


   꿀벌(honeybees)은 곤충학자들을 계속해서 놀라게 만들고 있다.[1]

10년 전 맥쿼리 대학(Macquarie University)의 연구자들은 "곤충도 복잡하고 적합한 결정(decisions)을 내릴 수 있다는 것을 최초로 입증한" 연구를 수행했다. 공동 저자인 클린트 페리(Clint Perry) 박사는 "꿀벌에서 예측된 결과의 확실성에 대해 평가했는데, 영장류와 비슷했다"고 말했다."[2] 무작위적 돌연변이와 생각 없는 자연선택이 이러한 벌의 복잡한 신경 계통을 설명할 수 있을까?

몇 년 전에 이루어진, 벌의 행동에 관한 연구에 따르면, 꽃가루에 굶주린 꿀벌이 식물의 꽃이 아직 성숙하지 않았을 때, 어떻게 현화식물의 발달 과정을 가속화하는지를 보여주었다. "꽃가루가 부족하면 호박벌(bumblebees, 뒤영벌)은 꽃이 없는 식물의 잎을 갉아먹는다. 이로 인해 식물의 개화 시기가 평소보다 최대 30일 정도 앞당겨지기도 한다."[3]

이제 최근의 한 연구는 감각기의 신호와 보상 가능성이 꿀벌의 의사결정 과정과 반응 시간에 어떻게 정량적으로 영향을 미치는 지를 보여주고 있었다.[4]

꿀벌은 배회하지 않는다. 꿀벌은 꿀을 수집하기 위해, 빠르고 효율적으로 일하도록 설계되었다. 이 연구에 따르면, 꿀벌은 에너지를 낭비하는 실수를 최소화한다는 것이다. 예를 들어, "꿀벌은 꽃에 꿀이 있을 것이라고 확신하면, 평균 0.6초 만에 꽃에 착륙하는 것으로 나타났다."[4] 그러나 꿀벌이 꽃에 꿀이 있는지 확신하지 못하는 경우, 조사하는데, 평균 1.4초가 걸리는 것으로 밝혀졌다. 그럼에도 불구하고 "꿀벌은 비행 동작을 통해 시각 시스템을 향상시켜 가장 좋은 꽃을 더 잘 감지할 수 있도록 하는 것으로 생각된다"는 것이다.[4]

놀랍지 않게도 맥쿼리 대학의 앤드류 배런(Andrew Barron) 교수는 많은 행동 동물학자(behavioral zoologists)들이 이미 알고 있는 사실을 언급하고 있었다 : "꿀벌의 뇌는 참깨보다 작다. 그럼에도 불구하고, 꿀벌은 우리보다 더 빠르고 정확하게 의사 결정을 내릴 수 있다. 로봇에 꿀벌의 작업을 수행하도록 프로그래밍하려면, 슈퍼컴퓨터의 백업이 필요할 것이다."[4, 5]

이렇게 정확하고 빠른 결정은 어떻게 이루어질까?

과학자들은 꿀벌 20마리를 다양한 색의 꽃 원반(flower disks)을 인식하도록 훈련시켰다. 영국 셰필드 대학의 하디 마부디(HaDi MaBouDi) 박사는 이 실험에 대해 이렇게 설명했다.

"파란 꽃에는 항상 설탕 시럽이 있었다. 녹색 꽃에는 항상 쓴맛이 나는 퀴닌(quinine, 토닉 워터)이 있었다. 다른 색깔의 꽃에는 때때로 포도당을 넣어두었다. 그런 다음 각 꿀벌을 증류수만 있는 '꽃'들이 있는 한 '정원'으로 안내했다. 그런 다음 각 벌을 촬영하고, 40시간 이상의 비디오를 시청하면서 벌의 경로를 추적하고, 결정을 내리는 데 걸리는 시간을 측정했다."[4]

그런 다음 곤충의 의사 결정 과정을 모방하기 위해서 컴퓨터 모델을 설계했다. 연구자들은 "컴퓨터 모델이 꿀벌 뇌의 물리적 배열(layout)과 매우 유사하다는 사실을 발견했다."[4]

즉, 연구자들은 꿀벌과 같은 생물의 지각력을 설명하는 것이 반드시 뉴런(뇌세포)의 무게나 숫자가 전부는 아니라는 사실을 발견하고 있었던 것이다. 오히려 꿀벌의 신경 회로, 특히 회로의 상호 연결성(interconnectivity)과 모듈 방식(modularity)에 있는 것으로 보인다는 것이다.[6] 신경 회로가 최적의 기능을 발휘하기 위해서는 매우 세밀하게 연결되고, 배선되어야 하는 것으로 보인다. 이러한 놀라운 설계는 무작위적인 돌연변이들에 의해서 우연히 생겨났다고 보기 매우 어렵다.[7]

셰필드 대학(University of Sheffield)의 제임스 마샬(James Marshall) 교수는 "우리 연구는 최소한의 신경회로만으로 복잡한 자율적 의사 결정을 내릴 수 있음을 입증했다"라고 말한다. "이제 우리는 꿀벌이 어떻게 그렇게 현명한 결정을 내리는지 알게 되었으며, 꿀벌이 어떻게 그렇게 빠르게 정보를 수집하고 꿀을 채취하는지를 연구하고 있는 중이다."[4]

꿀벌이 현명한 결정을 내리고, 정보를 수집하고, 꿀을 채취하는 놀라운 속도는 유전체의 무작위 돌연변이들의 결과로 보이지 않는다. 오히려 이것은 우리의 창조주이신 주 예수 그리스도의 계획과 설계를 명확하게 보여준다.[8]


References

1. Sherwin, F. Bees are Actually Really, Really, Smart. Creation Science Update. Posted on ICR.org July 19, 2018, accessed July 12, 2023.

2. Science Writer. Honey bees demonstrate decision making process to avoid difficult choices. Phys.org. Posted on phys.org November 5, 2013, accessed July 16, 2023.

3. Johnson, J. Hungry Bumblebees Hurry Pollen Production. Creation Science Update. Posted on ICR.org May 30, 2020, accessed July 12, 2023.

4. News Staff. New Research Reveals How Honeybees Make Fast, Accurate Decisions. Sci.news. Posted on sci.news July 10, 2023, accessed July 15, 2023.

5. Thomas, B. Bees Solve Math Problems Faster Than Computers. Creation Science Update. Posted on ICR.org November 2, 2010, accessed July 12, 2023.

6. Chittka, L. and J. Niven. 2009. Are Bigger Brains Better? Current Biology. 19 (21): R995-R1008.

7. Tomkins, J. Random Mutations Debunked by Secular Scientists. Creation Science Update. Posted on ICR.org February 3, 2022, accessed July 12, 2023.

8. Romans 1:20

* Dr. Sherwin is science news writer at the Institute for Creation Research. He earned an M.A. in zoology from the University of Northern Colorado and received an Honorary Doctorate of Science from Pensacola Christian College.


*참조 : 추론 능력이 있는 똑똑한 쌍살벌

https://creation.kr/animals/?idx=12619562&bmode=view

벌은 정말로 정말로 현명하다.

https://creation.kr/animals/?idx=1291224&bmode=view

꿀벌은 컴퓨터보다 더 빨리 수학적 문제를 해결한다.

https://creation.kr/Topic102/?idx=13859780&bmode=view

춤추기로 의사 전달을 하고 있는 벌들

https://creation.kr/animals/?idx=1290996&bmode=view

▶ 경이로운 창조물들 - 벌

https://creation.kr/Topic102/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6490619&t=board

▶ 나비

https://creation.kr/Topic102/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6490596&t=board

▶ 개미

https://creation.kr/Topic102/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6488525&t=board

▶ 거미

https://creation.kr/Topic102/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6488562&t=board


출처 : ICR, 2023. 8. 3.

주소 : https://www.icr.org/article/honeybees-make-fast-decision/

번역 : 미디어위원회

미디어위원회
2023-09-11

생명 과정을 중지시키는 능력을 갖고 있는 작은 벌레

: 4만6천 년 만에 깨어난 선충(?)

(Tiny Worms with an Ability to Suspend Life)

by Frank Sherwin, D.SC. (HON.)


     하나님은 어려운 상황에 직면했을 때, 신진대사(생명 과정)를 멈추거나 느리게 할 수 있는 놀라운 능력을 가진 일부 생물을 설계하셨다.

이러한 신진대사의 정지 상태를 휴면상태(cryptobiosis)라고 하는데, 시베리아 영구동토층(permafrost)에서 이러한 상태의 선충(nematodes, 선형동물, 벌레의 일종)이 발견되어 화제가 되고 있다. "러시아 토양과학 물리화학 및 생물학 문제 연구소(RAS)의 아나스타샤 샤틸로비치(Anastasia Shatilovich)는 시베리아 영구동토층의 미사(silt) 퇴적물에 나있는 화석화된 굴(burrow)에서 냉동된 상태의 선충 두 마리를 되살려냈을 때, 그녀와 동료들은 흥분을 감추지 못했다."[1]

샤틸로비치 등은 다음과 같이 말했다,

지난 10년간의 집중적인 연구를 통해, 영구동토층(영구적으로 얼어붙은 퇴적층)이 수천 년 동안 영하의 온도에서 생명체를 보존하는 독특한 생태계라는 것이 입증되었다. 영구동토층 잔유물은 오랜 기간 동안 은신 상태로 생존해오고 있는 다양한 단세포 및 다세포 생명체를 발견할 수 있는 탁월한 원천이다.[2]

과학자들은 "비교 분석을 통해, 선충의 한 종인 파나그로라이무스 콜리마엔시스(Panagrolaimus kolymaensis)와 또 다른 선충의 한 종인 모델 생물 예쁜꼬마선충(Caenorhabditis elegans)이 가혹한 환경 조건에서 장기간 생존하기 위해, 유사한 적응 메커니즘을 활용한다는 사실을 발견했다"고 말했다.[2]

진화론자들은 선충이 수천 년 동안 휴면상태를 유지할 수 있는 고도로 복잡한 메커니즘을 진화시켰다고 주장하고 있었다 : "우리의 연구 결과는 선충이 지질학적 시간 규모에 걸쳐 잠재적으로 생명을 정지시킬 수 있는 메커니즘을 진화시켰다는 것을 보여준다."[2] 그러나 이러한 믿을 수 없을 정도로 복잡한 생명 과정은 잘 이해되지 않아, 진화론자들은 "이러한 생물학적 휴면을 시행하는 생물체가 어떤 분자 및 생화학 경로를 활용하고 있으며, 얼마나 오랫동안 생명 현상을 정지시킬 수 있는지는 잘 이해되지 않고 있다"라고 말한다.

이러한 놀라운 메커니즘은 오랜 시간에 걸친 무작위적 돌연변이들에 의해 우연히 생겨난 것이 아니다. 이러한 메커니즘은 하나님에 의해 설계되었으며, 생물체의 타고난 환경 감지 시스템과 관련 논리 메커니즘의 일부인 것이다. 세포에 설계된 감지기를 사용하여, 지속적으로 환경을 추적함으로써, 극심한 추위와 같은 불규칙한 상황이 발생할 경우, 중요한 변화를 일으킬 수 있다. 이러한 상황이 발생하면 나중에 부활할 수 있도록, 생명 과정을 종료시키거나, 느리게 진행한다. (가사상태(suspended animation, 생명 활동의 일시 정지)라고 함)

이 발견은 선충이 창조주에 의해 유전체 내에 프로그래밍된 설계 시스템으로 인해, 수천 년 동안 생명을 유지할 수 있음을 보여준다. 이러한 "상태 전이(state-transition)에는 생물체가 장기간 생존할 수 있도록, 유전적 및 생화학적 경로들의 조합(combination)을 실행해야 한다."[2] 진화론자들의 문제는 이러한 대사 경로(metabolic pathways)들이 어디서 어떻게 진화했는가 하는 것이다 : "이제 핵심 및 중심 대사, 심지어 중간 대사를 구성하는 경로들의 출현은 특히 수수께끼이다."[3] 창조론자들은 이러한 선충들은 변화하는 모든 환경 조건들을 지속적으로 추적하고, 이 문제들을 해결할 수 있는 생물체로 본다. 선충은 수천 년 전에 창조주께서 설계하신 선천적인 시스템을 통해, 시간이 지남에 따라 기존의 생태적 적소에 더 잘 적합하거나, 새로운 적소를 채우기 위해, 의도적으로 스스로를 적응시킨다. 시베리아 영구동토층에 서식하는 선충류가 하나의 좋은 예인 것이다.

그러나 진화론자들은 오늘날 선충에서 관찰할 수 있는 대사 과정이 수백만 년 동안 일어났을 것으로 추정하고, 장구한 시간 동안 잠겨져 있었다고 말한다.

이 연구에 참여한 과학자 중 한 명인 쾰른 대학(University of Cologne) 동물학 연구소의 필립 쉬퍼(Philipp Schiffer)는 CNN과의 인터뷰에서, "2억, 3억 년이나 멀리 떨어져 있는 한 생물 종에서 동일한 생화학적 경로가 사용되었다는 것은 정말로 놀랍다. 이는 진화의 일부 과정이 깊이 보존되어 있다는 것을 의미한다"라고 말했다.[5]

"깊이 보존되어 있다"는 것은 이러한 복잡한 생물이 지질학적 시간 동안 상대적으로 변하지 않았다는 것을 의미한다. 다시 말해, 선충의 신체 구조는 오랜 기간 동안 동일하게 유지되고 있는 것이다.

하나님은 악조건에서도 살아남을 수 있는 놀라운 능력을 이 선충에 부여하셨다. 그 생물은 전문적으로 설계된 것처럼 보인다.[6]


References

1. Max Planck Society. Genome analysis of 46,000-year-old roundworm from Siberian permafrost reveals novel species. Phys.org. Posted on phys.org July 27, 2023, accessed July 30, 2023.

2. Shatilovich, A. et al. A novel nematode species from the Siberian permafrost shares adaptive mechanisms for cryptobiotic survival with C. elegans dauer larva. PLOS.org. Posted on plos.org July 27, 2023, accessed August 4, 2023.

3. Noda-Garcia, L., W. Liebermeister, and D. S. Tawfik. 2018. Metabolite-enzyme coevolution. Annual Review of Biochemistry. 87 (1): 189.y

4. Sherwin, F. and B. Thomas. Understanding Evidence for the Biblical Timescale. Acts & Facts. 39 (4): 16-17. l0t3

5. Papadopoulos, L. Scientists bring back to life worm frozen for 46,000 years. Interesting Engineering, Inc. Posted on interestingengineering.com July 29, 2023, accessed August 4, 2023.

6. Romans 1:20.

*Stage image: Caenorhabditis elegans, adult hermaphrodite (not the same nematode from permafrost)

Stage image credit: Bob Goldstein via Wikimedia Commons

* Dr. Sherwin is science news writer at the Institute for Creation Research. He earned an M.A. in zoology from the University of Northern Colorado and received an Honorary Doctorate of Science from Pensacola Christian College.


*관련기사 : 빙하 묻혀 동면한 벌레, 4만6000년 만에 깨어나 움직였다 (2023. 7. 28. 아시아경제)

https://www.asiae.co.kr/article/2023072813590082394

4만6000여년만에 깨어난 시베리아 동토층 벌레 (2023. 7. 29. 뉴시스)

https://mobile.newsis.com/view.html?ar_id=NISX20230728_0002394770


*참조 : 진화론자들에게 충격적인 소식 : 1억 년 전 미생물이 다시 살아났다?

https://creation.kr/YoungEarth/?idx=4423710&bmode=view

2만4천 년(?) 후에 살아난 담륜충은 오랜 연대에 의문을 제기한다.

https://creation.kr/YoungEarth/?idx=7140135&bmode=view

영구동토층에서 다시 살아난 거대 바이러스.

https://creation.kr/Topic203/?idx=13867067&bmode=view

소금의 전설 (Salty saga) : 2억5천만년 전(?) 소금에서 다시 살아난 박테리아

https://creation.kr/YoungEarth/?idx=13821814&bmode=view

8억3천만 년(?) 전의 암염에 보존된 미생물

https://creation.kr/YoungEarth/?idx=11652577&bmode=view

4천5백만 년 전의 호박 속에 있던 효모로 발효시킨 맥주?

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생명체가 수백만 년 동안 생존할 수 있을까? : 800만 년(?) 동안 살아있었던 박테리아와 화석화되지 않은 나무

https://creation.kr/Topic203/?idx=13889247&bmode=view

생물은 성장을 멈출 때를 어떻게 아는가?

https://creation.kr/animals/?idx=11893049&bmode=view

회충의 DNA는 미래를 대비하고 있었다 : 장래 일에 대한 계획은 설계를 가리킨다. 

http://creation.kr/IntelligentDesign/?idx=1291773&bmode=view

기생충은 그들의 환경에 적극적으로 적응한다.

https://creation.kr/animals/?idx=11084868&bmode=view

▶ 다시 살아난 고대 미생물

https://creation.kr/Topic203/?idx=6612879&bmode=view

▶ 화석의 연부조직과 생체물질

https://creation.kr/Topic203/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6613277&t=board

▶ 화석에 남아있는 색깔과 냄새

https://creation.kr/Topic203/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6612913&t=board

▶ 공룡 적혈구와 연부조직 발견

https://creation.kr/Topic204/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6669244&t=board

▶ 공룡의 DNA 발견

https://creation.kr/Topic204/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6669217&t=board


출처 : ICR, 2023. 8. 28.

주소 : https://www.icr.org/article/worms-suspend-life/

번역 : 미디어위원회

미디어위원회
2023-09-01

오징어에서 작동되고 있는 연속환경추적(CET)

(Molecular Motors of a Squid Show CET in Action)

by Frank Sherwin, D.SC. (HON.) 


      생물학계에서는 전통적으로 무척추동물은 척추동물보다 단순하고 덜 복잡하다고 생각해 왔다. 그러나 지난 수십 년 동안 이러한 생각은 뒤집혔다.[1, 2] 예를 들어 두족류(Cephalopods, 바다 연체동물)는 높은 수준의 지능과 비교할 수 없는 복잡성으로 연구자들을 계속 놀라게 하고 있다.[3] 이것은 특히 세포 수준에서 이러한 복잡성을 조절하는 유전학과 생화학에서 더욱 그러하다.

미세소관(microtubules, MT)은 사람, 식물, 동물의 세포에서 발견되는 매우 작은 관 같은(tube-like) 구조물이다. 미세소관은 세포 형태(세포 골격, cytoskeleton), 세포 분열(유사 분열, mitosis), 세포 소기관, 및 기타 세포내 구성 요소들이 운동단백질(motor proteins)에 의해서 운반되도록 하는 유연한 비계 배열(array of scaffolds)에 기여한다. 키네신(kinesin)과 디네인(dynein)이라는 두 머리(two-headed)의 운동단백질은 실제로 이 수많은 미세소관을 따라 조율된 방식으로 움직인다.[4]

오징어와 문어와 같은 두족류에서는, 많은 전사체(transcripts, DNA 조각의 RNA 복사본)들의 발현 패턴이 RNA 편집(RNA editing)에 의해 수정된다.

RNA 편집은 단백질의 아미노산 서열을 변경할 수 있는 광범위한 후성유전학적 과정으로, 이를 "재부호화(recoding, 코딩 수정)"라고 한다. 두족류에서는 대부분의 전사체가 재부호화되고 있으며, 재부호화는 표현형 가소성(phenotypic plasticity)을 생성하기 위한 적응 전략이라는 가설이 제기되고 있다. 그러나 동물이 RNA 재부호화를 동적으로 사용하는 방법은 대부분 알려지지 않았다. 우리는 두족류에서 미세소관 운동단백질인 키네신과 디네인의 RNA 재부호화 기능을 조사했다.[5]

후성유전학(epigenetics)은 유전자 코드(genetic code) 자체의 변경보다는, 유전자 발현의 수정에 기인한 생물체의 변화를 연구하는 학문이다.[6, 7]

캘리포니아 샌디에이고 대학의 두 과학자는 새로운 연구에서, "매우 놀랍게도 적어도 일부 두족류가 세포 내에서 단백질 모터들을 재부호화하여, 다양한 수온에 적응할 수 있도록 하는 능력을 갖고 있다는 것이다."[8]

"이 연구는 두족류의 재부호화가 생리적 요구를 지원하고, 변화하는 환경 조건에 적응하기 위해 단백질 기능을 동적으로 조정하는 것이 중요하다는 생각을 뒷받침한다"라고 렉 피터슨(Reck-Peterson, 샌디에이고 의과대학 세포 및 분자의학과 교수)은 말한다. "이 동물들은 주변 환경에 적응하기 위해서, 완전히 독특한 접근 방식을 취하고 있다."[8]

다시 말해, 연안에 사는 이 놀라운 오징어(Doryteuthis opalescens)는 ICR이 주장하는 모델인 연속환경추적(Continuous Environmental Tracking, CET)에 부합하는 기능을 수행하고 있었던 것이다. 연속환경추적(CET)은 생물이 지속적으로 환경을 탐색하여 적응적 변화(발달, 생화학, 생리학 또는 특정 유전자 그룹의 발현을 통해 변형되는 형질)를 발생시키는 한 과정이다. 실제로 논문은 “오징어의 이러한 우수한 사례는 가소성이나 변화를 분석할 수 있는 분자 영역에 대한 귀중한 원천이 될 수 있다"[8]고 말하고 있었다.

사실, 이보다 더 좋은 CET의 예를 찾기는 어려울 것이다. 이 보고서에서 자연선택이라는 말은 언급되어 있지 않았다. 그럴 필요도 없다. 오징어는 다양한 수중 틈새로 이동하고 채울 수 있는 유전적 능력을 갖고 태어났기 때문이다. 오징어는 "변화하는 환경 조건을 감지하는 센서(sensor), 적절한 대응을 선택하는 논리적 메커니즘(logic mechanism), 이러한 대응을 구현하는 작동장치(actuators) 등 최소 세 가지 필수적 요소를 갖추고 있음에 틀림없다."[7] 오징어는 창조주 예수님에 의해서 적응 프로그래밍이 내장된 정교하게 설계된 생물의 한 사례인 것이다. 이러한 적응공학 설계 덕분에 오징어는 광범위한 수온을 포함하여, 특정 환경 변화를 지속적으로 추적하고, 적절하게 스스로 조정할 수 있다.

"이 연구는 오징어가 해수의 온도 변화에 반응하여, 즉석에서 그들의 프로테옴(proteome, 생물체의 전체 단백질 구성)을 조정할 수 있음을 시사한다"라고 렉-피터슨은 말한다. "이것은 이들 바다 외온동물(ectotherms, 체온 유지에 필요한 열을 외부환경에서 공급받는 동물)인 오징어가 광범위한 수온에서 생존하고 번성할 수 있도록 해준다고 추정할 수 있다."[8]

하지만 이러한 설계와 적응은 처음부터 내장되어 있어야만 생존하고 번성할 수 있다. 이러한 공학적 특성은 무작위적인 과정과 오랜 시간에 의해서 우연히 생겨난 것이 아니라, 창조주의 설계를 분명하게 드러내는 것이다.

“측량할 수 없는 큰 일을, 셀 수 없는 기이한 일을 행하시느니라” (욥기 9:10)


References

1. Sherwin, F. 2011. “Relatively Simple.” Acts & Facts. 40 (7): 17.

2. Sherwin, F. Bee Brains Aren’t Pea Brains. Creation Science Update. Posted on ICR.org July 11, 2019, accessed June 11, 2023.

3. Thomas, B. Where Did the Mimic Octopus Get Its Amazing Abilities? Creation Science Update. Posted on ICR.org September 14, 2010, accessed April 26, 2023.

4. Sherwin, F. Muscle Motion Discoveries Challenge Evolutionism. Creation Science Update. Posted on ICR.org February 6, 2013, accessed June 12, 2023.

5. Rangan, K. and S. Reck-Peterson. RNA recoding in cephalopods tailors microtubule motor protein function. Cell. Posted on cell.com June 30, 2011, accessed June 27, 2023.

6. Tomkins, J. Epigenetic Code More Complicated than Previously Thought. Creation Science Update. Posted on ICR.org January 28, 2016, accessed June 12, 2023.

7. Randy J. Guliuzza, P.E., M.D. 2017. Engineered Adaptability: Epigenetics—Engineered Phenotypic 'Flexing'. Acts & Facts. 47 (1).

8. Science Writer. When water temperatures change, the molecular motors of cephalopods do too. Phys.org. Posted on phys.org June 8, 2023, accessed June 11, 2023.

* Dr. Sherwin is science news writer at the Institute for Creation Research. He earned an M.A. in zoology from the University of Northern Colorado and received an Honorary Doctorate of Science from Pensacola Christian College.


*참조 : RNA 편집 : 새로운 차원의 초고도 생물복잡성

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새로운 유전자 없이 적응하는 방법 : 아홀로틀 도롱뇽과 흰파리에서 놀라운 발견

https://creation.kr/Mutation/?idx=10971754&bmode=view

도마뱀의 색깔 변화는 사전에 구축되어 있었다 : 1주일 만에 일어나는 변화는 진화론적 설명을 거부한다.

https://creation.kr/NaturalSelection/?idx=1757451&bmode=view

연어, 구피, 동굴물고기에서 보여지는 연속환경추적(CET)

https://creation.kr/Variation/?idx=12975031&bmode=view

시클리드 물고기에 내재되어 있는 적응형 유전체 공학. 

http://creation.kr/Variation/?idx=3759191&bmode=view

연속환경추적(CET), 또는 진화적 묘기?

https://creation.kr/LIfe/?idx=14092341&bmode=view

후성유전학 : 진화가 필요 없는 적응

https://creation.kr/Variation/?idx=13222062&bmode=view

회충의 DNA는 미래를 대비하고 있었다 : 장래 일에 대한 계획은 설계를 가리킨다. 

http://creation.kr/IntelligentDesign/?idx=1291773&bmode=view

기생충은 그들의 환경에 적극적으로 적응한다.

https://creation.kr/animals/?idx=11084868&bmode=view

지네의 적응은 경이로운 공학 기술이다

https://creation.kr/animals/?idx=7884258&bmode=view

초파리의 계절에 따른 빠른 유전적 변화 : “적응 추적”은 진화가 아니라, 설계를 가리킨다.

https://creation.kr/Variation/?idx=11298959&bmode=view

사람의 고산지대 거주는 설계에 의한 적응임이 밝혀졌다 : 환경 적응은 자연선택이 아니라, 후성유전학이었다.

https://creation.kr/NaturalSelection/?idx=6163272&bmode=view

재배선되는 생쥐의 뇌는 설계를 가리킨다.

https://creation.kr/animals/?idx=3037692&bmode=view

식물에서 연속환경추적(CET)은 명확해지고 있다

https://creation.kr/Plants/?idx=12440278&bmode=view

식물의 연속적 환경 추적은 설계를 가리킨다.

https://creation.kr/Plants/?idx=4754280&bmode=view

식물의 환경 적응을 위한 유전적 및 후성유전학적 변화

https://creation.kr/Plants/?idx=11516918&bmode=view

씨앗의 수분 센서는 연속환경추적(CET) 모델을 확증하고 있다.

https://creation.kr/Plants/?idx=7675605&bmode=view

식물의 후성유전체 연구는 진화론을 부정한다 : 유전암호의 변경 없이 환경에 적응하는 식물

http://creation.kr/Plants/?idx=1291400&bmode=view

식물의 빠른 변화는 내재된 것임이 입증되었다.

http://creation.kr/Variation/?idx=2268884&bmode=view

수수는 가뭄 시에 유전자 발현을 조절한다 : 식물의 환경변화 추적 및 대응 메커니즘은 설계를 가리킨다.

https://creation.kr/Plants/?idx=3017770&bmode=view

▶ 진화의 메커니즘이 부정되고 있다. - 새로 밝혀진 후성유전학

https://creation.kr/Topic401/?idx=6776421&bmode=view

▶ 오징어

https://creation.kr/Topic102/?idx=6554878&bmode=view

▶ 유전학, 유전체 분석

https://creation.kr/Topic102/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6487983&t=board


출처 : ICR, 2023. 7. 24.

주소 : https://www.icr.org/article/14193

번역 : 미디어위원회

미디어위원회
2023-08-30

나비는 기억할 수 있다.

(Butterflies Can Remember)

by Frank Sherwin, D.SC. (HON.) 


    많은 사람들이(생물학자를 포함하여) 곤충(insects)을 먹고, 성장하고, 번식하는 단순한 생물로만 생각하던 시대는 지났다. 수십 년에 걸친 연구를 통해, 곤충들은 결코 단순하고 간단한 생물이 아니라는 것이 분명해졌다. 곤충은 그런 생물과는 거리가 멀었다.[1, 2]

이제 곤충학자들은 불규칙한(erratic) 비행을 하는 나비(butterflies)가 실제로 복잡한 공간학습(spatial learning)을 하고 있다는 사실을 처음으로 발견했다. 이 곤충의 놀라운 인지능력은 4800km 이상을 이동하는 설계와 능력에 더해진다.[3] 나비목(lepidoptera, 나비와 나방)의 이러한 공간학습은 지금까지 연구된 바가 없었다.

신경과학(neuroscience)에서 공간학습(및 기억)은 생물이 외부 공간에 대한 정신 표상(mental representation)을 획득하는 과정이다. 여기에는 정보를 획득, 구성, 저장 및 사용하는 방법이 포함된다.

영국 브리스톨 대학(University of Bristol)의 과학자들은 나비나 나방 종에서 공간학습에 대한 최초의 증거를 발견했다.[4]

곤충의 공간학습은 알려져 있었지만, 대부분의 연구는 공동 둥지에서 사회적으로 생활하는 개미(ant)와 벌(bee)에 집중되어 있었다. 이 연구는 나비나 나방의 공간학습에 대한 최초의 직접적인 증거를 제공하며, 공간 정보 사용과 같은 복잡한 학습 기술이 이전에 생각했던 것보다 곤충들 사이에서 더 흔할 수 있음을 시사한다.[5]

안토인 쿠토(Antoine Couto)와 동료 연구자들은 Nature 지에 보고하고 있었다.

독특하게 꽃가루를 먹는 헬리코니우스속(Heliconius) 나비들은 공간 기억에 의존하는 [발달된] 포식 행동을 보이는데, 이들은 버섯체(mushroom bodies)라 불리는, 곤충의 학습과 기억에 중추적인 뇌 구조의 극적인 확장(enlargement)을 보여준다. 이러한 확장은 주로 시각 처리 영역의 증가와 관련이 있으며, 시각 처리의 정밀도 증가 및 장기기억력 향상과 일치한다.[6]

다시 말해, 이 나비는 꽃가루를 먹는 독특한 섭식 행동을 하도록 설계되었다. 놀라운 점은 헬리코니우스속 나비는 '트랩라인(traplines)'이라고 불리는 학습된 먹이 경로를 통해, 신뢰할 수 있는 꽃가루 공급원이 어디에 있는지에 대한 지식을 습득하고 있다는 것이다. 나비는 호박벌(bumblebees, 뒤영벌)이나 난초벌(orchid bees)과 거의 같은 방식으로, 이러한 먹이 공급원을 반복해서 방문한다.

과학자들은 헬리코니우스속 나비를 사용하여, "생태학적으로 관련된 행동을 나타내는, 세 가지 공간 척도에 걸쳐"[4] 공간학습 실험을 수행했다.

이 실험의 결과로 "나비의 공간학습에 대한 최초의 직접적인 증거"와 "먹이의 공간적 위치를 기억하는 능력"이 밝혀졌다.[4]

브리스톨 대학(University of Bristol) 생명과학대학의 스티븐 몽고메리(Stephen Montgomery) 박사는 "나비와 같이 친숙한 동물도 그들의 자연적 생태환경의 일부로 나타나는 복잡한 행동을 학습한다는 것은 매우 흥미롭다. 나비는 주변 환경에서 다양한 정보들을 추출하고, 처리하여, 복잡한 작업을 수행하는 데 사용하는데, 이 모든 것이 밀리미터 크기의 작은 뇌에서 이루어진다"고 말했다.[5]

Nature 지 논문의 저자들은 관찰되지 않은 과거에 일어난 진화적 사건에 호소하며, 그러므로 믿음으로 (진화를) 받아들여야 한다고 말한다 : "동물의 진화를 통해 신경계는 이전에 존재했던 기능을 기반으로 새로운 기능을 획득했으며, 이를 통해 동물은 환경을 인식하고 상호작용하는 새로운 방식을 진화시킬 수 있었다."[6] 이러한 주장은 어떻게 과학적으로 검증될 수 있을까? 결국, "신경계의 기원은 아직 미해결 상태로 남아 있으며"[7], "신경계에 대한 진화적 기록은 없다..."는 것이다.[8]

다시 한번 상세한 과학적 연구를 통해, 우리 주님께서 이 놀라운 곤충 속에 행하셨던 일이 입증되었다. 우연, 시간, 무작위적인 자연적 과정은 "나비처럼 친숙한 동물이 나타내는 복잡한 행동"을 결코 만들어낼 수 없다."[5] 창조과학자들은 "자연"이 아니라, 창조주이신 예수 그리스도께 영광을 돌린다. 우리는 그분이 창조하신 살아있는 피조물을 통해, 그분의 창조 세계를 탐구하면서 배울 수 있는 것이다.


References

1. Sherwin, F. and J. Tomkins. Fruit Fly Smell via Incredible Nanopore System. Creation Science Update. Posted on ICR.org May 7, 2019, accessed August 8, 2023.

2. Thomas, B. Cicadas Make Great Mathematicians. Creation Science Update. Posted on ICR.org May 22, 2013, accessed August 7, 2023.

3. Thomas, B. Monarch Butterfly Antenna: A Hi-tech Tiny Toolkit. Creation Science Update. Posted on ICR.org October 9, 2009, accessed August 7, 2023.

4. Science Writer. Butterflies can remember where things are over sizeable spaces. ScienceDaily. Posted on sciencedaily.com August 7, 2023, accessed August 8, 2023.

5. Science Writer. Butterflies can remember where things are over sizeable spaces, study finds. University of Bristol. Posted on bristol.ac.uk August 7, 2023, accessed August 7, 2023.

6. Couto, A. et al. Rapid expansion and visual specialisation of learning and memory centres in the brains of Heliconiini butterflies. Nature. Posted on nature.com July 7, 2023, accessed August 8, 2023. 

7. Moroz, L. et al. 2014. The Ctenophore genome and the evolutionary origins of neural systems. Nature. 510 (7503): 109-14.

8. Science Writer. Breakthrough model reveals evolution of ancient nervous systems through seashell colors. Phys.org. Posted on phys.org January 12, 2012, accessed August 8, 2023.

* Dr. Sherwin is science news writer at the Institute for Creation Research. He earned an M.A. in zoology from the University of Northern Colorado and received an Honorary Doctorate of Science from Pensacola Christian College.


*참조 : 추론 능력이 있는 똑똑한 쌍살벌

https://creation.kr/animals/?idx=12619562&bmode=view

벌은 정말로 정말로 현명하다. 

https://creation.kr/animals/?idx=1291224&bmode=view

춤추기로 의사 전달을 하고 있는 벌들

http://creation.kr/animals/?idx=1290996&bmode=view

소리로 의사소통을 하는 개미는 창조를 증거한다.

http://creation.kr/animals/?idx=1291141&bmode=view

개미는 고등수학과 물리학을 사용한다 : 그리고 개미의 시각은 포유류보다 우수할 수 있다.

http://creation.kr/animals/?idx=1291183&bmode=view

개미는 하노이의 탑 퍼즐을 해결할 수 있었다.

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제왕나비의 장엄한 장거리 비행 : 제왕나비의 놀라운 항해술에 대한 전자공학자의 사색

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메타물질로 처리되어 있는 나방의 스텔스 날개  

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잠자리들의 경이로운 항해 능력 : 바다를 건너 14,000~18,000 km를 이동한다.

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초파리에 들어있는 놀라운 설계 : 초파리는 천문항법을 사용하여 장거리 이동을 한다!

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진화가 그림을 그릴 수도 있는가? : 곤충 그림의 날개를 갖고 있는 파리

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벌레들이 사람보다 현명할 수 있을까? : 미적분을 계산하고, 초강력 물질을 만드는 벌레들

http://creation.kr/animals/?idx=1291037&bmode=view

곤충의 경이로운 능력들 : 말벌 독이 항암제, 곤충 알의 색깔 조절, 나비날개 모방 탐지기, 야행성 나방의 비행, 흰개미의 탑, 개미의 통신과 후각

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동물들은 생각했던 것보다 훨씬 현명할 수 있다 : 벌, 박쥐, 닭, 점균류에서 발견된 놀라운 지능과 행동

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동물들의 새로 발견된 놀라운 특성들 : 개구리 혀, 거미의 음향 조율, 젖지 않는 가마우지, 게의 청력, 모방하는 호랑나비, 노래하는 박쥐

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흔히 보는 새들도 과학자들을 놀라게 한다 : 박새의 기억력, 벌새의 휴면, 까마귀의 재귀 인지능력

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까마귀는 도구를 얻기 위해 도구를 사용한다 : 도구를 사용하는 동물들의 지능은 어디서 왔는가?

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영리한 까마귀에 대한 이솝 우화는 사실이었다.

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비둘기의 두뇌는 개코원숭이보다 우월하다 : 영장류에 필적하는 비둘기의 지능

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물고기의 지능은 원숭이만큼 높을까?

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똑똑한 단세포생물 점균류

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코끼리의 놀라운 지능.

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▶ 나비

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▶ 벌

https://creation.kr/Topic102/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6490619&t=board

▶ 개미

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▶ 동물의 경이로운 기능들

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▶ 생체모방공학

https://creation.kr/Topic102/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6487906&t=board


출처 : ICR, 2023. 8. 24.

주소 : https://www.icr.org/article/butterflies-remember/

번역 : 미디어위원회

미디어위원회
2023-08-29

자연의 드러머, 딱따구리

(Nature's Drummer)


     숲이 깨어나면서 명금류(songbirds)의 달콤한 멜로디가 숲속으로 퍼져나간다. 하지만 아침 노래에 합류하는 또 다른 친숙한 소리가 있다. 그 주인공은 딱따구리(woodpecker)이다. 딱따구리는 목소리가 아닌, 나무를 두드리며, 리듬을 타는 타악기로 노래에 동참한다.

ScienceDaily 지의 글에 따르면, 노래하는 명금류는 복잡한 근육 협동(muscle coordination)을 통해 노래를 만들어내며, 어린 새였을 때 노래를 배운다는 것이다. 근육 협동은 뇌의 특수 영역에 의해 제어되는데, 파발부민(parvalbumin, PV)이라는 한 표지유전자(marker gene)에 의해서 발현된다. 과학자들은 노래하지 않는 새들에게서 PV 유전자를 검사했다. 노래를 부르지 않는 조류 중 유일하게 PV 유전자가 있는 것으로 밝혀진 새는 딱따구리였다.[1] 딱따구리는 부리로 나무를 뚫을 뿐만 아니라, 노래 대신 부리로 리듬을 타며 의사소통을 하고 있었다. PLOS Biology 지에 발표된 한 연구는 이렇게 말한다 :

"딱따구리는 보컬 학습자의 노래핵(song nuclei)이 있는 뇌의 영역에, 특화된 PV 상향 조절(up-regulation) 기능을 가진 여러 개의 외투핵(pallial nuclei)들이 포함되어 있다. 그러나 이 영역은 발성 중에 활성화되는 대신에, 드럼을 칠 때 활성화되는 것으로 나타났다."[2]

딱따구리에게 북소리는 그들의 노래이다.

Nature 다큐멘터리에 따르면, 딱따구리는 전 세계 거의 모든 유형의 산림에서 발견되며, 총 239 종(species)이 서식하고 있다. 각 종마다 고유한 북소리 패턴을 갖고 있는데[3], PLOS Biology 지에 의하면, "여러 딱따구리 종에 대한 연구에 따르면, 북소리는 개체의 정체성을 암호화할 수 있으며, 딱따구리는 이웃이 내는 북소리와 처음 접하는 북소리를 구별할 수 있다“는 것이다.[2] 딱따구리는 자신을 알리기 위해서, 그리고 영역을 주장하며, 짝을 감동시키기 위해서 북을 치는 것으로 나타났다.[3]


딱따구리는 앞쪽으로 뻗은 2개의 발가락과 뒤로 뻗은 1~2개의 발가락을 가진, 커다란 대지족 발(zygodactyl feet)을 갖고 있다.[4] 딱따구리는 갈고리처럼 발을 사용하여, 나무줄기를 붙잡고 있다. 딱따구리는 또한 나무를 지지하기 위해 특별히 고안된, 뻣뻣한 꼬리 깃털을 갖고 있다. 이러한 특징들이 결합되어 하나의 삼각대(tripod)가 만들어져, 새를 안정시키고, 나무에 구멍을 뚫으며 북을 치는데 필요한 적절한 지렛대를 제공한다.[3]

진화론자들은 명금류와 딱따구리가 동일한 PV 유전자를 공유하고 있기 때문에, 거의 같은 시기에 진화했을 것이며, 단지 노래와 타악기 연주라는 서로 다른 길을 택했을 뿐이라고 생각하고 있었다.[2]

특히 딱따구리에 관한 진화에는 많은 문제점들이 있다. 딱따구리는 단순히 노래 대신에 나무를 두드리는 것이 아니다. 딱따구리는 나무를 뚫어, 먹이를 찾고, 집을 짓는다. 딱따구리는 생태계 내에서 특별한 역할을 수행하기 위해서, 특화된 모습을 갖추고 있다. 나무에 구멍을 뚫도록 설계되지 않은 동물이 딱따구리가 하는 일을 시도한다면, 부상을 입고 죽게 될 가능성이 높다.

조브 마틴(Jobe Martin) 박사는 ‘한 창조론자의 진화(The Evolution of a Creationist)’에서, 딱따구리가 진화했을 것이라는 진화론의 문제점을 설명했다. 딱따구리의 조상은 나무를 쪼아 나무 안에 있는 곤충을 찾으려고 시도했다. 그 새는 곧바로 문제에 부딪혔다. "나무에 부딪혀 부리가 부러지고, 꼬리 깃털이 부러졌으며, 편두통 수준의 두통이 생겼다. 부리가 부러져버린 새는 먹이를 먹을 수 없었고, 결국 죽었다."[5] 죽은 동물은 더 이상 진화할 수 없다.

브라이언 토마스(Brian Thomas) 박사는 2011년 ICR 논문에서, "딱따구리는 오랫동안 큰 그림의 진화에 대한 살아있는 반박(a living refutation)으로 여겨져 왔다... 필수적이고 특정한 특징들이 한꺼번에 '한데 모이는' 자연스러운 방법은 없다"[6]라고 썼다.

딱따구리가 어떻게 그러한 특징들을 갖게 되었는지에 대해 진화론자들은 곤혹스러워 하지만, 창조과학자들은 만물의 설계자이신 예수 그리스도를 가리키는 것으로 본다. 창조주간 다섯째 날에 "하나님이... 날개 있는 모든 새를 그 종류대로 창조하시니 하나님이 보시기에 좋았더라"고 말씀한다.[7] 여기에는 나무에 구멍을 뚫으며, 북을 치는, 특별히 설계하신 딱따구리도 포함된다.


References

1. Drumming in Woodpeckers Is Neurologically Similar to Singing in Songbirds, Study Finds. Posted on ScienceDaily.com September 20, 2022, Accessed June 28, 2023.

2. NATURE: Woodpeckers - The Hole Story. PBS, 2022.

3. Schuppe, Eric R. Et al. Forebrain Nuclei Linked to Woodpecker Territorial Drum Displays Mirror Those that Enable Vocal Learning in Songbirds. Posted on PLOS Biology September 20, 2022, Accessed June 28, 2023.

4. Merriam-Webster.com Dictionary, s.v. “zygodactyl,” accessed June 28, 2023.

5. Martin, J. 2002. The Evolution of a Creationist. Rockwall, TX: Biblical Discipleship Publishers, 265.

6. Thomas, B. Woodpecker Inspires Designers, Knocks Evolution. Posted on ICR.org February 23, 2011, Accessed June 28, 2023.

7. Genesis 1:21.


*참조 : 진화론을 쪼고 있는 딱따구리는 설계자를 가리킨다. 

https://creation.kr/Topic102/?idx=13859641&bmode=view

앵무새의 박자를 맞추는 능력은 어떻게 진화되었는가?

https://creation.kr/Mutation/?idx=1289790&bmode=view

노래의 박자에 맞추어 춤을 추는 새

https://creation.kr/animals/?idx=2098113&bmode=view

까마귀와 앵무새가 똑똑한 이유가 밝혀졌다! : 새들은 2배 이상의 조밀한 뉴런의 뇌를 가지고 있다.

https://creation.kr/animals/?idx=1291199&bmode=view

음악가처럼 행동하는 새들은 진화론을 부정한다 : 때까치는 새로운 곡조를 만들어 노래할 수 있다.

https://creation.kr/animals/?idx=1291200&bmode=view

새들의 합창

https://creation.kr/animals/?idx=1291137&bmode=view

새들의 놀라운 비행 거리와 합창 능력

https://creation.kr/animals/?idx=1290995&bmode=view

시베리아 어치 새는 복잡한 의사소통을 할 수 있다.

https://creation.kr/animals/?idx=1291054&bmode=view

흔히 보는 새들도 과학자들을 놀라게 한다 : 박새의 기억력, 벌새의 휴면, 까마귀의 재귀 인지능력

https://creation.kr/animals/?idx=14757631&bmode=view

새들로 인해 놀라고 있는 진화론자들. : 공작, 앵무새, 벌새, 타조에 대한 진화 이야기

https://creation.kr/animals/?idx=1291178&bmode=view

▶ 딱따구리

https://creation.kr/Topic102/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6493169&t=board

▶ 동물의 경이로운 기능들

https://creation.kr/Topic102/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6488433&t=board


출처 : ICR, 2023. 8. 7.

주소 : https://www.icr.org/article/Natures-Drummer/

번역 : 미디어위원회

미디어위원회
2023-07-30

경이로운 꿀벌과 그들의 집짓기 기술

(Incredible Honey Bees and Their Nest Constructing Skills)

by Frank Sherwin, D.SC. (HON.)


    꿀벌에 관한 놀라운 발견이 하루가 멀다 하고 쏟아져 나오고 있다.


    꿀벌(honey bee)은 기본적인 수학, 공간 기억을 사용한 탐색, 숫자 세기, 얼굴 인식, 학습에 의한 개선, 축구를 할 수 있고, 상징을 숫자와 연관시킬 수 있음이 밝혀졌다.[1] 또한 곤충학자들은 꿀벌이 각도를 측정하고, 수학적 계산을 할 수 있다는 사실을 발견할 수 있을까? 시간이 지나면 알 수 있을 것이다.

현재 "오번 대학(Auburn University)의 생명과학부 연구자들은 꿀벌 군집이 심각한 혼란에도 불구하고, 그들의 둥지 구조에 적응하고 유지하는 놀라운 능력을 갖고 있다는 사실을 발견했다."[2]

Proceedings of the Royal Society B 지의 최근 호에는 이 연구가 자세히 설명되어 있다 :

꿀벌은 3차원 구조를 반복적으로 비파괴적으로 이미지화할 수 있기 때문에, 둥지의 형태와 기능을 연구하는 데 매우 적합한 시스템을 제공한다. 45일 동안 6개 군집(대조군집)의 벌집 전체 성장을 추적한 결과, 군집은 구형 벌집 형태를 유지하는 정형화된 발달 과정을 거치는 것으로 나타났다.[3]

벌집의 놀라운 3차원 구조는 꽃가루, 꿀, 꿀벌의 애벌레가 저장된 육각형 프리즘 왁스 방들로 구성되어 있다는 점에 주목해야 한다. 개별 방들은 원으로 시작한다(어떤 기하학적 모양으로 시작해야 함). 대칭적인 육각형 형태가 되는 것은 창조주의 계획과 설계를 반영한다.

꿀벌의 벌집은 가장 많이 연구되어있는 자연의 방 구조(cellular structure)이다. 각 방들의 둥근 육각형 모양은 수세기 동안 자연 철학자들의 호기심을 자극해 왔으며, 그들 중 일부는 벌이 수학적 계산을 수행하는 기묘한 능력이나, 길이와 각도를 측정할 수 있는 마법 같은 능력을 갖고 있어야 한다는 난해한 설명을 제시했다. 한 간결한 역사적 설명은 피르크(Pirk) 등의 논문에서 찾을 수 있으며, 여기에는 꿀벌이 벌집의 육각형 세포를 구성하는 메커니즘을 설명하려는 많은 시도들에 대한 개요도 나와 있다. 신선한 벌집 방은 원으로 시작하지만, 금방 친숙한 둥근 육각형 형태를 취한다는 사실을 알았다면, 이렇게 난해하고 기괴한 추측은 필요하지 않았을 것이다...[4]

카리할루(Karihaloo) 등은 꿀벌이 "수학적 계산을 수행"하거나 "길이와 각도를 측정"할 수 있다는 생각을 비웃었지만, 지속적인 연구를 통해 꿀벌이 수학적 계산을 할 수 있다는 사실이 확실히 밝혀지고 있다.[5]

실제로 앞서 언급한 바와 같이 마팅(Marting) 등의 연구에 따르면, 꿀벌은 그들의 집 구조를 조작할 수 있으며, 이러한 구조는 "이전에 생각했던 것보다 더 유연하며, 이들 슈퍼유기체(상호작용하는 꿀벌 집단)는 급격한 구조적 교란을 보완하고, 군집 기능을 유지하는 메커니즘을 갖고 있다"[3]는 것을 시사한다.

마팅은 이렇게 말했다,

"뒤섞여있는 군집이 이렇게 잘 일을 수행한다는 사실에 우리 모두 놀랐다... 일부 뒤섞인 군집은 여름을 넘기지 못할 것이라고 예상했다. 꿀벌의 회복력 덕분에, 일벌들이 벌집을 만들기 위해 정확히 어디에 어떻게 새 벌집을 추가하는지 면밀히 살펴볼 수 있었고, 궁극적으로 벌집 성장 예측 모델을 개발할 수 있었다."[2]

이러한 '복잡한 시스템에서의 집단 지성과 회복 탄력성에 대한 통찰력'은 무작위적 진화 사건과는 정반대이다. 꿀벌 벌집의 이러한 적응과 탄력성이 우연과 시간의 결과인지, 아니면 목적과 계획의 결과인지, 사람들은 질문을 해보아야할 것이다.

꿀벌들은 벌집의 내부 구조를 지속적으로 추적하고, 벌집의 필요에 따라 시스템을 수정하는 것으로 보인다. 이러한 과정은 창조주로부터 선천적 적응력을 부여받은 개별 생물체 내에 반영된, 군집 전체의 적응력을 나태내고 있는 것일까? 많은 부분(꿀벌)들이 모여, 하나의 몸(벌떼)을 이루고 있다!


References

1. Watson, T.  Bees Learn Soccer from Their Buddies. Scientific American. Posted on scientificamerican.com February 23, 2017, accessed June 10, 2023.

2. Science Writer.  Study reveals honey bee nest structure is surprisingly adaptive, resilient. Phys.org. Posted on phys.org June 6, 2023, accessed June 11, 2023.

3. Marting, P. et al. 2023.  Manipulating nest architecture reveals three-dimensional building strategies and colony resilience in honeybees. Proceedings of the Royal Society B. V 290, Issue 1998.

4. Karihaloo, B. et al. 2013.  Honeybee combs: how the circular cells transform into rounded hexagons. Journal of the Royal Society Interface. V 10, Issue 86.

5. Sherwin, F.  Bee Brains Aren’t Pea Brains. Creation Science Update. Posted on ICR.org July 11, 2019, accessed June 10, 2023.

* Dr. Sherwin is science news writer at the Institute for Creation Research. He earned an M.A. in zoology from the University of Northern Colorado and received an Honorary Doctorate of Science from Pensacola Christian College.


*참조 : 추론 능력이 있는 똑똑한 쌍살벌

https://creation.kr/animals/?idx=12619562&bmode=view

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

https://creation.kr/animals/?idx=5457788&bmode=view

벌은 정말로 정말로 현명하다.

https://creation.kr/animals/?idx=1291224&bmode=view

춤추기로 의사 전달을 하고 있는 벌들

https://creation.kr/animals/?idx=1290996&bmode=view

놀라운 벌의 시각

https://creation.kr/animals/?idx=1290989&bmode=view

벌처럼 될 수 있을까? : 놀라운 벌의 비행과 항법 장치들

https://creation.kr/animals/?idx=1290987&bmode=view

벌들의 바람 속 비행기술

https://creation.kr/animals/?idx=1291052&bmode=view

꿀벌은 컴퓨터보다 더 빨리 수학적 문제를 해결한다.

https://creation.kr/Topic102/?idx=13859780&bmode=view

말벌은 태양전지로 움직이고 있었다 : 태양에너지를 사용하는 동물의 발견

https://creation.kr/Topic102/?idx=13859840&bmode=view

새로 발굴된 화석들에 진화는 없었다 : 거대 거북, 거대 백상어, 1억년 전 꿀벌, 뗏목 이동 카멜레온, 포유류 척추, 거대 쥐... 

https://creation.kr/LivingFossils/?idx=3119539&bmode=view


출처 : ICR, 2023. 6. 19.

주소 : https://www.icr.org/article/honey-bee-nest-constructing/

번역 : 미디어위원회

미디어위원회
2023-07-06

반딧불이의 생물발광

(Chasing Fireflies)


    반딧불이(fireflies, 개똥벌레)를 쫓고 잡았던 일은 어린 시절의 소박한 즐거움이었다. 진화 곤충학자인 크리스토퍼 헤크셔(Christopher Heckscher)는 거의 20년 동안 반딧불이에 관한 논문을 발표해 왔지만, 반딧불이가 창조주에 의해 설계되었다는 사실은 결코 고려한 적이 없다.

반딧불이는 사실 파리(flies)가 아니라, 딱정벌레(beetles, Coleoptera, 딱정벌레목)이다. 헤크셔는 스미소니언 보도자료에서 "반딧불이는 경외심을 불러일으킨다"고 말했다.[1] 그러나 정확하게 말해서, 이 벌레가 불러일으키는 경외심은 우리의 눈을 놀라운 창조주 예수 그리스도께로 향하게 한다.

2004년부터 헤크셔는 포투리스(Photuris) 속에 속하는 5종의 반딧불이를 새로 발견했다: P. mysticalampas, P. anna, P. eliza, P. sheckscheri, and P. sellicki.[1] 연구자의 훈련된 눈은 반딧불이의 섬광 패턴과 지속 시간으로 종을 구분할 수 있다.[1] 대부분의 반딧불이는 의사소통과 짝을 찾을 때 섬광을 이용한다. 수컷 반딧불이는 날아갈 때 번쩍이며, 암컷이 번쩍이며 화답할 때까지 기다린다. 반딧불이가 내는 빛을 생물발광(bioluminescence)이라고 한다.[2] 빛을 내는 아랫배의 기관을 발광기(lanterns)라고 불려진다. 반딧불이는 발광기로 향하는 공기의 흐름을 제어하여, 화학 반응을 일으켜, 여름 밤에 흔히 볼 수 있는 반짝이는 빛을 만들어낸다. 일부 반딧불이는 노란색, 녹색, 빨간색과 같은 다양한 파장의 빛을 방출할 수도 있다.[3]

진화론자들은 반딧불이가 어디에서 왔는지 알지 못한다. 진화론자들은 반딧불이가 암석 기록에 완전히 형성된 채로 나타나며, 거의 1억 년 전에 알려지지 않은 공통 조상으로부터 유래했다고 주장한다.[4] 반면 창조과학자들은 이 화석들이 약 4,500년 전에 발생한 전 지구적 대홍수의 산물이라는 사실을 알고 있다. 화석 반딧불이는 밀려오는 파도와 퇴적물에 갇혔던 것이다.

반딧불이는 다양한 서식지에서 발견되지만, 북미의 습지나 습한 지역에서 번성한다. 반딧불이는 중요하지 않은 작은 벌레처럼 보이지만, "포식자와 먹이로서 중요한 역할을 수행하며, 먹이사슬 안정에 기여한다."[3] 애벌레 단계의 많은 반딧불이는 달팽이와 민달팽이를 잡아먹는 탐욕스러운 육식성 동물이다. 모든 동물들은 최초의 창조(창 1:30) 시에 식물만 먹도록 창조되었지만, 이러한 육식 활동은 타락 이후에 생겨난 습성이다. 성충 반딧불이는 꽃가루와 같은 식물 재료를 계속 먹기 때문에, 반딧불이는 농부와 뒤뜰 정원사 모두에게 친숙한 존재이다.[3]

과학자들은 전 세계에 최소 2,000여 종의 반딧불이가 있는 것으로 추정한다(많은 반딧불이가 성경에 나오는 '같은 종류'일 가능성이 높다). 모든 반딧불이는 애벌레 상태에서 빛을 발하지만, 성충이 되었을 때 모든 반딧불이가 빛을 발하는 것은 아니다. 이러한 종을 암반딧불이(dark fireflies)라고 한다. 플로리다 농업 및 소비자 서비스 부서의 생물학자 올리버 켈러(Oliver Keller)는 반딧불이 종의 25~40%가 암반딧불이라고 추정한다. 성체 암반딧불이는 발광기 대신에 페로몬(pheromones)을 사용하여 의사소통을 하고 짝을 찾는다.[1]

지난 50년간의 연구에 따르면, 이 아름다운 빛을 내는 반딧불이의 개체 수는 점점 줄어들고 있다는 것이다.[3] 국제자연보전연맹(IUCN, International Union for Conservation of Nature)의 멸종 위험 기준을 적용한 결과, 반딧불이 전문가들은 18종이 멸종 위기에 처해 있다고 결론 내렸다.[1] 그러나 "이 연구의 주요 시사점은 과학자들이 미국과 캐나다의 170여 종에 대해 아는 것이 놀라울 정도로 적다는 것이다"라고 말한다.[1]

과학자들은 빛 공해, 살충제, 서식지 소실이 개체 수 감소의 주요 원인으로 보고 있다.[3]

찰스 다윈은 ‘종의 기원’에서 생물발광에 대한 진화론적 설명을 갖고 있지 못하다고 말했다.[5] 160여 년이 지난 지금도 진화론자들은 반딧불이의 조상을 밝혀내지 못했으며, 생물발광에 대한 어떠한 진화론적 설명도 갖고 있지 않다. 반면 창조론자들은 반딧불이는 진화론적 조상으로부터 유래한 것이 아니라, 출현한 순간부터 100% 반딧불이였으며, 이들의 화석은 홍수 암석을 가리키며 창세기의 홍수에 대한 성경적 기록을 확증하고 있다고 말한다. 창조주간 동안 예수님은 반딧불이를 포함하여 "땅에 기는 모든 것"을 창조하셨다.[6] 반딧불이는 창조주의 영광스러운 창조성을 상기시켜줄 뿐만 아니라, 반딧불이와 같은 곤충을 포함한 하나님의 창조물들을 돌보고 보살펴야 한다는 사실을 일깨워준다.


References

1. Bodin, M.  The Illuminating Science Behind Fireflies. Smithsonian, June 1, 2023.

2. Thomas, B. 2013.  The Unpredictable Pattern of Bioluminescence. Acts & Facts. 42 (4): 17.

3. Fallon, C. et al. 2019.  Conserving the Jewels of the Night: Guidelines for Protecting Fireflies in the United States and Canada. Portland, OR: Xerces Society for Invertebrate Conservation.

4. Noguchi, Takuro.  A First for Japan, an Intact Fossil of a Firefly from 3.5 Million Years Ago. The Asahi Shimbun. Posted on asahi.com February 16, 2021, accessed June 21, 2023.

5. Darwin, C.  On the Origin of Species. London: J. Murray, 1859. Pdf.

6. Genesis 1:25.


*참조 : 환상적인 반딧불이 : 일러스트라의 새로운 영상물 

https://creation.kr/animals/?idx=11787277&bmode=view

어둠 속에서 빛을 발하는 생물들 : 생물발광과 진화론의 실패

https://creation.kr/animals/?idx=4347816&bmode=view

반딧불 속에 감추어진 창조의 비밀

https://creation.kr/animals/?idx=1290954&bmode=view

생물발광은 진화론을 기각시킨다.

https://creation.kr/NaturalSelection/?idx=1757444&bmode=view

하나님이 설계하신 생물발광 : 발광 메커니즘이 독립적으로 수십 번씩 생겨날 수 있었는가?

http://creation.kr/Mutation/?idx=1289854&bmode=view

계속되는 생체모방공학의 성공 : 반딧불이, 나무, 피부, DNA, 달팽이처럼 만들라.

https://creation.kr/animals/?idx=1291138&bmode=view

발광 박테리아와 오징어 사이의 팀워크는 진화하였는가? 

https://creation.kr/Mutation/?idx=1289788&bmode=view


출처 : ICR News, 2023. 6. 22.

주소 : https://www.icr.org/article/chasing-fireflies/

번역 : 미디어위원회



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