연어에서 발견된 정교한 나침반 세포
(Salmon Use Sophisticated Compass Cells)
by Brian Thomas, Ph.D.
연어(salmon)는 크고 넓은 바다에서 수백 마일 멀리 떨어져 있는, 자기가 태어난 작은 강을 어떻게 찾아가는 것일까? 이전 연구에 의하면, 연어는 그들의 코에 특정 화학물질을 감지할 수 있는 화학수용기 세포(chemoreceptor cells)가 있어서 항해 시에 후각을 사용하는 것이 밝혀졌다. 다른 연구는 연어와 다른 동물들은 또한 내부 나침반(internal compass)을 사용하는 것을 밝혀냈다. 연구자들은 마침내 그것을 발견했던 것이다.
연어의 나침반은 너무도 작기 때문에, 발견하기 어려운 일이었다. 개별 세포들은 휴대용 나침반에서 사용되는 것과 동일한 광물인, 미세한 자철광 결정(magnetite crystals) 덩어리를 포함하고 있었다. 과학자들은 연어 코의 조직 세포에서 그것을 분리했고, 현미경으로 관찰했다. 조직 주변에 큰 자기장의 회전은 동시에 자기세포(magnetic cells)의 회전을 일으켰다. 그들은 PNAS 지에서 썼다. ”그 세포는 외부 자기장의 구동 주파수와 동일한 주파수에서 회전되는 것이 관측되었다.”[1]
분명히, 자철광 함유 세포의 주변 세포는 회전 데이터의 각도를 감지해서, 연어의 뇌로 연결된 감각신경에게 전송한다. 뇌는 화학물질, 자기장, 다른 정보들을 종합하여, 성공적으로 고향을 찾아가는 항해를 할 수 있도록 해준다.
덧붙여서, 연어의 비강 조직세포 10,000개 중 단지 하나가 자철광을 함유하는 자기수용체(magnetoreceptors) 였다. 연구의 수석 저자인, 뮌헨에 루드비히 막시밀리언 대학(Ludwig-Maximilians-University)의 마이클 빈크로퍼(Michael Winklhofer)는 Live Science 지에서 말했다. ”만약 망막에 있는 광수용체 세포(photoreceptor cells)처럼, 또는 내이에 있는 유모세포(hair cells)처럼, 그 세포들이 가까이에 근접해있다면, 그들은 서로 강하게 간섭할 것이다. 왜냐하면 그들의 내부 나침반 바늘은 국소적으로 강한 자기장을 만들어내어, 이웃한 자기 세포들에 영향을 끼칠 것이기 때문이다. 그러한 근접성은 자기력 감지 능력을 떨어뜨릴 것이다.”[2] 이 탁월한 미세 나침반 세포들이 연어에서와 같이 주변 세포들 사이에 위치하는 것처럼 배치되어 있지 않았다면, 작동되지 않았을 것이다!
회전하는 바늘과 함께 모든 부품들이 우연히 생겨나고, 완전히 기능을 하는 하나의 나침반이 우연히 정렬 조립되어 생겨날 수 있을까? 노스 캐롤라이나 대학의 생물학자이며 동물 자기장 행동의 전문가는 Live Science 지에서 말했다. ”다른 동물(비둘기, 철새, 거북이, 박쥐 등)들도 역시 나침반에 의한 자기장 정보로 항해하는 것으로 나타나기 때문에, 그들도 연어와 유사한 내부 나침반을 가지고 있음에 틀림없다.” 그러므로 그는 자기수용체와 같은 것이 독립적으로 각기 여러 번 진화했을 수 있다고 제안하고 있었다.
그러나 이에 대한 증거는 없다. 그것은 언제나처럼 진화론이라는 기존의 믿음체계에 기초한 주장이다. 나침반이 진화했다는 주장은 나침반 기능을 정지시킴 없이 핵심적인 나침반 부품들이 결여되거나 수정될 수 없다는 사실을 무시하는 것이다. 진화론은 우연한 돌연변이들이 축적되어 기능을 하는 하나의 기관이 생겨났다고 주장한다. 그러나 하나의 부품이라도 부족하다면, 기능을 할 수 없다. 이것은 ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성’으로 알려져 있다. 자철광 결정, 자기수용체 세포, 자기수용체 세포의 배치, 자기장 정보를 뇌로 전송하는 수단 등 모든 나침반 부품들이 동시에 모두 존재해야만 했다. 그리고 이러한 초정밀 나침반 부품들과 조립을 이끈 기가 막힌 우연한 돌연변이들이 여러 동물들에서 독립적으로 여러 번 일어날 수 있었을까? 연어의 고도로 정밀한 초미세 나침반은 초월적 지성의 설계자에 의해서 창조되었음을 가리키는 것이다.
References
1. Eder, S. et al. Magnetic characterization of isolated candidate vertebrate magnetoreceptor cells. Proceedings of the National Academy of Sciences. Published online before print on pnas.org July 9, 2012.
2. Wolchover, N. Likely Source of Animals' Magnetic Sense Identified. Live Science. Posted on livescience.com July 9, 2012, accessed July 17, 2012.
*관련기사 : 연어, 지구자기장을 나침반 삼아 태어난 고향 찾는다 (2013. 2. 8. 조선일보)
https://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2013/02/07/2013020702684.html
나침반 들고 다니려면 불편하지 않니? (2008. 10. 3. 한겨레)
https://www.hani.co.kr/arti/PRINT/313909.html
"무지개송어 주둥이엔 천연나침반 달려있다" (1997. 12. 30. 조선일보)
https://biz.chosun.com/site/data/html_dir/1997/12/30/1997123070359.html
지구 자기장 GPS로 고향가는 연어...민물 가둬도 능력 이어져 (2018. 10. 10. 중앙일보)
https://www.joongang.co.kr/article/23032688#home
물고기 코에 들어 있는 자석 (2022. 8. 29. 중앙일보)
https://www.joongang.co.kr/article/25097682#home
번역 - 미디어위원회
링크 - http://www.icr.org/article/6930/
출처 - ICR News, 2012. 7. 30.
차세대 리더는 식물과 동물이다!
: 연꽃 잎, 나비 날개, 전자 코, 거미줄, 오징어 모방 옷
(Follow the Leader: Plants and Animals)
David F. Coppedge
공학적 문제에 대한 해결책이 필요한가? 당신 주위의 식물과 동물을 살펴보면 될 것이다. 그것이 바로 점점 더 많은 과학자들이 하고 있는 일이다.
효과적인 물의 제거 : 연꽃 잎(lotus leaves)과 도마뱀붙이 발가락(gecko toes)은 매우 효과적으로 물을 떨어내기 때문에, 깨끗하고 건조한 상태를 늘 유지한다. 그들은 나노미터 크기의 구조를 지니고 이것을 수행한다. BBC News(2012. 4. 26)는 호주의 화학연구 팀이 연꽃 잎과 도마뱀붙이 발을 모방해서 어떻게 '물에 젖지 않는' 초소수성 표면(super-hydrophobic surface)을 만들 수 있었는지를 보도하고 있었다. 짧은 비디오 클립은 어떻게 물이 표면에서 구슬처럼 떨어지는 지를 보여주고 있다. 이 기술은 성능 좋은 우의(raincoat)와 스스로 세탁되는 직물의 제조를 이끌 수 있을 것이다.
나비의 청색날개의 모방 : Nature News(2012. 5. 2)는 한국의 연구팀이 몰포나비(Morpho butterfly) 날개의 미세구조를 성공적으로 모방하여, 곤충이 날아갈 때 여러 각도에서 볼 수 있는 동일하게 빛나는 청색을 만들 수 있었다고 보도했다. 그 나비는 규칙적 간격의 마루(ridges)와 임의성을 조합하여 사용하고 있었다 : ”그 마루의 촘촘한 반-임의적인(semi-random) 배열은 나비의 날개가 광범위한 시야 각도에 걸쳐서 밝게 보이도록 한다”는 것이다. 한국의 연구팀은 ”실리카 마이크로스피어(silica microspheres)를 표면에 침전시키고, 다음에 그 위로 이산화티타늄(titanium dioxide)과 이산화규소(silicon dioxide)의 분무 층을 만들었다. 그 결과 필름(film)은....균일한 청색을 만들어내는 규칙성과 무질서의 적절한 혼합을 가지게 되었다”고 Nature 지는 밝혔다.
전자 코 : 미국 물리학 연구소(American Institute of Physics)의 연구 결과에 의하면 전자 코(electronic nose)의 실현이 가까워 오고 있다. 그들은 전기를 전도하는 탄소 나노튜브(nanotubes)에서 특정 화학물질에 반응하도록 DNA 분자를 특별히 설계하여 위치시켰다. PhysOrg (2012. 5. 2) 지는 ”연구자들의 다음 관심은 후각수용체로서 동일한 역할을 수행하는 많은 개개의 DNA에 기초한 센서들로 구성된 실제적 전자 코와 유사한 것을 만드는 것”이라고 말했다. 생물학적 코에서는 다양한 화학물질들이 (암호를 통해 입력신호들이 확장 압축되어) 단일 회로에 의해 분화될 수 있다. 전자 코는 1:1 형식의 신호를 사용하는 것으로 나타났다.
스파이더맨 : 정원의 거미(spiders)가 만들어내는 드레그라인 거미줄(dragline silk, 그물망을 지지대에 묶는 거미줄)은 그것을 정말로 모방하고 싶어하는 과학자들을 계속 당황시키는 재료가 되고 있다. 문제는 그 거미줄의 약 10%는 질서정연하고, 90%는 무질서하기 때문이다. 아르곤 국립연구소(Argonne National Lab)의 연구원들은 단서를 찾기 위해 그 무질서한 부분을 조사하였고, ”거미줄의 미스터리를 해결했다”고 PhysOrg(2012. 5. 3) 지는 보도했다. 한 연구자는 그 거미줄의 ”무정형 부분은 매우 복잡한 단백질들로 구성되어 있었다”고 말했다. 또 다른 연구자는 ”실크를 만들 때, 인간은 그 재료의 질적인 측면에서 자연보다 훨씬 뒤떨어져 있다”고 밝혔다. 거미 실크의 미스터리를 해결함으로써, 신축성과 강도를 지닌 놀라운 신제품을 시장에 내놓을 수 있을 것이라는 것이다. 다른 연구팀은 또 다른 ‘이상적인’ 재료를 얻기 위해 누에(silkworms)를 연구하고 있다고 PhysOrg(2012. 5. 3) 지는 밝혔다. 그 장점을 생각해 보자 : ”거미와 곤충에 의해 만들어지는 자연의 실크는 온화한 조건 하에서 만들어진다. 일상적인 온도, 일상적인 압력, 용매로서 물의 이용 등이다. 이것은 확실히 미래의 섬유를 디자인하고 만들 때, 우리가 반드시 모방해야하는 것이다.”
오징어를 모방한 옷 : 색깔이 빠르게 변하는 옷을 입는다면 멋지지 않을까? 오징어, 문어, 갑오징어는 이러한 기술을 쉽게 사용하고 있다. 브리스톨 대학(University of Bristol)의 엔지니어들은 ‘그것을 만들고 있다’고 Science Daily(2012. 5. 2) 지는 보도했다. 그들은 오징어와 제브라피시(zebrafish)처럼 놀라운 위장술을 가진 동물들을 모방하여, 스위치로 색깔이 변환될 수 있는 인공근육을 만들었다는 것이다. 오징어와 제브라피시에 있는 색소체(chromatophores)를 모방하여, 연구팀은 전기회로에 연결된 폴리머로 구성된 인공 옷을 개발했다. 이것은 자연의 위장술을 흉내낼 수 있는 ”현명한 옷'을 만들어서, 미래의 언젠가는 군인들이 변화하는 환경 속으로 보이지 않게 할 수도 있다는 것이다. 연구팀의 리더인 조나단 로시터(Jonathan Rossiter)는 ”우리는 자연의 디자인으로부터 영감을 얻어, 동일하게 시각적 효과를 인상적으로 변환시킬 수 있는 인공근육을 개발하고 있다”고 말했다.
철로 위를 걷기 : 영국의 과학자들은 미세소관(microtubules)을 따라 짐을 운반하는 세포내 분자기계로부터 영감을 받아, 분자선로와 그것을 따라 움직일 수 있는 두 다리의 '보행보조기” 분자를 개발해 왔다. ”그것은 실제 기계와 비교하면 막대기 모양으로 어색합니다. 그러나 이제부터 시작입니다”라고 PhysOrg(2012. 4. 27) 지는 보도하고 있었다.
만약 과학자들이 지적설계(intelligent design)를 사용하여 생물에 들어있는 것을 모방한 물질과 기계들을 만들어냈다면, 인공적인 것보다 뛰어난 생물의 기관과 구조들이 어떻게 지적이지도 않고, 목적도 없고, 방향도 없는, 지시되지 않은, 무작위적인 과정들에 의해서, 우연히 어쩌다 생겨날 수 있었겠는가? 대신에 그것들은 지적설계의 산물이라고 추론하는 것은 합리적이지 않겠는가?
이들 논문의 어디에도 진화에 대한 어떠한 언급도 없었다. 이것은 급격히 발전하는 생체모방공학(biomimetics) 분야에서 진화론은 쓸모가 없는 것임을 다시 한번 보여주고 있었다. 다윈의 ‘만물 우연의 법칙’이 인류에 공헌한 것이 있다고 말할 수 있는 사람이 누가 있겠는가?
*참조 : 생체모방공학
번역 - 문흥규
링크 - http://crev.info/2012/05/follow-the-leader-plants-and-animals/
출처 - CEH, 2012. 5. 7.
사람은 개에서 진화되었는가?
(Humans Evolved from Dogs)
지능 테스트에 대한 한 새로운 연구 결과에 의하면, 개(dogs)는 침팬지(chimpanzees)보다 지적 능력이 더 우수하다는 것이다. 인간의 지능은 다른 동물들과 사람을 구별해주는 주요한 특성이라고 진화론자들은 주장해왔다. 따라서 개가 침팬지보다 더 현명하다면, 진화론적으로 개가 사람과 더 가까운 친척이 되는 것이다. 그렇지 않다면, 진화 생물학자들이 지능을 진화의 사례로 사용하는 것은 유효하지 않다.
PLoS ONE에 게재된 한 새로운 논문의 제목은 다음과 같았다. ”지시 사항을 이해하는 것은 침팬지가 아니라 개였다”.[1] 막스 플랑크 진화인류학 연구소의 연구원들은 다양한 품종의 32마리의 개들과 독일과 우간다에 있는 20마리의 침팬지들을 대상으로, 조금 떨어진 곳의 물체를 손으로 가리키고 제대로 가져오면 보상으로 먹이를 주는 실험을 실시했다. 예비지식이나 다른 산만한 것들을 배제시킨 엄격한 시도에서, 개들은 높은 점수를 받았고, 침팬지는 받지 못했다. Live Science 지에서 제니퍼(Jennifer Viegas)는 그 이야기의 제목을 다음과 같이 뽑았다. ”개들은 침팬지보다 더 잘 이해한다”.
이러한 결과를 놓고 진화론을 구조하기 위한 언급들이 있었다. 제니퍼는 ”침팬지는... 목적을 달성하려고 할 때 인간에게 주의를 기울이도록 진화하지는 않은 것처럼 보인다”라고 말했다. 원 논문의 저자들은 진화를 언급하지 않았다. 그들은 단지 개들은 가축화되는 과정에서의 이런 능력을 가진 개체가 선택받았기 때문으로(인공선택) 제안했다.
1. Kirchhofer KC , Zimmermann F , Kaminski J , Tomasello M , 2012 Dogs (Canis familiaris), but Not Chimpanzees (Pan troglodytes), Understand Imperative Pointing. PLoS ONE 7(2): e30913. doi:10.1371/journal.pone.0030913.
새들은 실제로 개보다 똑똑하다. 그리고 돌고래는 새보다 똑똑하다. 따라서 사람은 비둘기로부터 진화했을 것이라는 최근 보고(12/26/2011)를 업데이트 되어야만 한다. 수정된 새로운 진화계통수에 의하면, 침팬지는 새로 진화했고, 새는 돌고래로 진화했고, 돌고래는 사람으로 진화했다!!! 진화론에 의하면, 수소로부터 우연히 어쩌다 지적 능력을 포함한 모든 것들이 생겨났다!!! (See Evolution News & Views.)
*참조 1 : 개와 문어 누구 머리가 좋을까 (2012. 2. 24. 한겨레)
http://ecotopia.hani.co.kr/44677
*참조 2 : 박자에 맞추어 춤을 추는 앵무새 (동영상)
http://www.youtube.com/watch?v=N7IZmRnAo6s
노래하는 앵무새 (동영상)
http://www.youtube.com/watch?v=YYmEviJK5Hs&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=K7ht0a2-OnA
까마귀의 놀라운 지능 (동영상)
http://www.youtube.com/watch?v=sU7Ye3wCxyc
http://www.youtube.com/watch?v=SzEdi074SuQ&NR=1&feature=endscreen
현명한 문어 (동영상)
http://www.youtube.com/watch?v=AP_dpbTbess&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=9kuAiuXezIU
동물들의 놀라운 위장술 (동영상)
http://www.youtube.com/watch?v=3WHUTL4fujo
Very Smart Animals (동영상)
http://www.youtube.com/watch?v=8tmh2yUwhIA
번역 - 미디어위원회
링크 - http://crev.info/2012/02/humans-evolved-from-dogs/
출처 - CEH, 2012. 2. 10.
구분 - 3
옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=5361
참고 : 5087|3005|5360|5359|5351|5258|5022|4802|4853|4676|4705|4359|3999|3942|3870|3674
조류 뇌와 양자역학
(Bird Brains and Quantum Mechanics)
Frank Sherwin
'새 대가리'라는 말은 우둔하거나 지능이 떨어지는 것을 빗대어 하는 말이다. 그러나 수십 년 동안 조류학자들은 새들의 경이로운 설계와 능력들을 확인해오고 있다. 그들의 호흡계로부터 복잡한 발성 패턴에 이르기까지, 새들의 매우 정교하고 복잡한 기능들이 계속 밝혀지고 있다.
최근에 스미소니언 지는 새들의 장거리 항해에 관한 간단한 글을 게재했다. 그 글은 이렇게 시작하고 있었다. ”새들은 천재임이 분명하다. 왜냐하면 새들은 항해를 위해 양자역학(quantum mechanics)을 사용하고 있기 때문이다.”[1]
양자역학은 아원자 수준(subatomic level)에서의 에너지와 물질의 행동에 관한 연구이다. 양자역학은 간단한 말로 정의되고 있지만, 이 '새로운 물리학' 분야는 매우 복잡하다. 구글에서 '이중 슬릿 실험(double-slit experiment)'을 검색해 보면, 양자 수준에서의 물체는 파동이나 입자가 아니라, 이 둘의 혼합(hybrid)이라는 논문을 발견할 수 있을 것이다.
수십 년 동안 조류의 행동을 연구해온 사람들은 비둘기의 경이로운 귀소(보금자리를 찾아오는) 능력에 감탄해왔다. 그러나 그 능력에 대한 실제적인 이해는 거의 없었다. 그리고 이 장거리 귀소 능력은 여전히 오늘날의 동물학자들을 당황시키는 하나의 미스터리이다. 양자 역학은 새들이 지구 자기장(earth's magnetic field)을 아원자 수준에서 사실상 볼 수 있으며, 북쪽 방향을 알고 있음을 설명할 수 있다.
진화론은 (진화계통수 상에서 멀리 떨어져 있는 여러 동물들에서) 그러한 아원자 감지 기관들에 대한 설명을 가지고 있지 못하다. 하지만 이러한 설계적 특성에는 창조주의 영원하신 능력과 신성이 분명히 보여지는 것이다.[2]
References
1. Helmuth, L. 2012. Flight plan. Smithsonian. 22.
2. Romans 1:20.
번역 - 미디어위원회
링크 - http://www.icr.org/article/6771/
출처 - ICR News, 2012. 5. 4.
비둘기와 제왕나비는 위성항법장치를 가지고 있다.
(Animals Have Biological GPS)
David F. Coppedge
지구상 위치파악 시스템(Global Positioning System, GPS, 위성항법장치)는 하나의 기능이다. 그 기능을 달성하기 위해서는 인공위성을 띄워야만 한다. 그러나 우리가 살고 있는 이 자연세계에는 다른 방법이 사용되고 있다. 매우 다른 두 동물들이 지구의 자기장(magnetic fields)을 사용하여 자신들의 위치를 파악하고 있었다.
비둘기의 GPS : 베일러 대학의 연구원들은 비둘기(pigeon)의 뇌에 전극을 삽입했고, 시각 신호를 차단시킨 상태에서 인공 자기장에 노출시켰다. New Scientist(2012. 4. 27) 지에 따르면, 그들은 비둘기의 내이와 관련된 53개의 특정 뉴런(neurons)들이 자기장이 변화되었을 때 특별하게 활성화되는 것을 발견했다. 그들은 이들 뉴런들이 ”생물학적 GPS로 작동하는” 비둘기의 청각 지도의 일부라고 추론했다. 그 뉴런들은 심지어 자기장의 극성에 반응했다. 이것은 적도 아래 지역에서 날려 보낸 한 비둘기가 정확하게 자기의 집이 있는 방향으로 날아가도록 해준다.
BBC News(2012. 4. 27)는 비둘기의 자기장 감지능력이 부리 또는 눈에 위치한다는 이전 연구와 이 새로운 연구 결과가 어떻게 모순되는 지에 초점을 맞추고 있었다. ”당황하지 않을 수 없었습니다”. 연구 저자 중 한 사람인 데이비드 딕맨(David Dickman)은 말했다. 또 다른 미스터리는 비둘기는 어떻게 지구 자기장을 처음에 감지할 수 있었을까 하는 것과, 비둘기는 머리를 기울였을 때 어떻게 방향을 혼동하지 않을까 하는 것이다. ”한 가능성은 비둘기는 자신의 위치를 삼각 측량하기 위해서, 자기장 GPS와 중력적 인력의 조합을 사용한다는 것이다”라고 그 기사는 추측했다. 또한 비둘기의 항해에 관해서 4/24/2007 기사를 읽어보라.
나비의 GPS : 2009년 9월에 BBC News가 보도했던 또 다른 기사는 대륙을 횡단하여 이동하는 제왕나비(Monarch butterflies)들의 생물학적 GPS에 관한 것이었다. 그 연구는 나비의 GPS가 더듬이(antennae)에 위치해있음을 가리켰다. 제왕나비의 항해에 관해서는 이전 글을 읽어보라(5/09/2005). Illustra Media가 만든 다큐멘터리 ‘변태(Metamorphosis)’는 제왕나비의 경이로운 항해를 화면으로 생생하게 볼 수 있게 해준다.
조류와 곤충 외에도 물고기, 파충류, 포유류와 같은 많은 동물들이 장거리 이동을 한다. 그들은 GPS 기능을 달성하기 위해 여러 다양한 생물학적 방법들을 사용할지도 모른다. 생물학적 GPS에 대한 이전 이야기들 중에서 개미에 관한 것(6/29/2006)과 잠자리(dragonfly)에 관한 것(7/15/2009)을 읽어보라. 심지어 인체도 GPS와 같은 장치를 가지고 있다(12/27/2008을 보라).
이들 기사에서 진화에 대한 언급은 전혀 없었다. 어떻게 진화계통수 상에서 멀리 떨어진 동물들에서 이러한 놀라운 최첨단 GPS 기능이 발견되는가? 이들 GPS 기능은 무작위적인 돌연변이들에 의해서 우연히 여러 번 생겨났는가? 자연의 경이로움? 진화라는 표현은 없었고? 이상할 것도 없다.
*관련기사 1 : "비둘기, `GPS'로 자기 집 찾아" (2009. 6. 26. 노컷뉴스)
https://www.nocutnews.co.kr/news/4139510
“비둘기 귀소본능은 ‘GPS’ 때문” (2009. 6. 26. 경향신문)
https://m.khan.co.kr/it/it-general/article/20090626095650A#c2b
0.45g 몸으로 8000㎞ 이동…3세대 걸쳐 북미 왕복하는 제왕나비 (2021. 12. 31. 한겨레)
https://www.hani.co.kr/arti/animalpeople/wild_animal/1025508.html
4000㎞ 제왕나비 이동, 미국-멕시코 국경장벽도 못 막는다 (2019. 2. 98. 중앙일보)
https://www.joongang.co.kr/article/23356154
*관련기사 2 : 소ㆍ사슴도 체내 나침반 있다 (2008. 8. 26. KBS)
http://world.kbs.co.kr/service/news_view.htm?lang=k&Seq_Code=108363
똥개의 재발견… "내 안에 나침반 있다" (2014. 1. 9. 조선비즈)
https://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2014/01/08/2014010804614.html
"지구자기장 남북 축 따라, 잉어들 정렬" -관찰분석 (2012. 12. 6. 사이언스온)
http://scienceon.hani.co.kr/72182
상어도 바다거북처럼 지구 자기장 'GPS'로 활용해 장거리 이동 (2021. 5. 7. 동아사이언스)
https://www.dongascience.com/news.php?idx=46396
사막 개미의 길찾기 비결…알고보니 ‘생체 나침반’ (2018. 5. 1. 나우뉴스)
https://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20180501601005
번역 - 미디어위원회
링크 - http://crev.info/2012/04/animals-have-biological-gps/
출처 - CEH, 2012. 4. 30.
주걱철갑상어는 플랑크톤만 먹도록 설계되었다.
(Paddlefish Are Tuned to Eat Only Plankton)
by Brian Thomas, Ph.D.
주걱철갑상어(Paddlefish)는 대리석상어라고도 알려져 있으며, 담수호에 서식하는 연골어류이다. 주걱철갑상어는 염수새우와 물벼룩과 같은 작은 갑각류를 포함하는 물에 사는 먹이류인 플랑크톤만을 먹는다. 주걱철갑상어는 코처럼 생긴 주걱에 있는 센서를 이용해서 먹잇감을 사냥하는데, 이 센서는 작은 먹잇감이 있는 곳을 정확히 알려준다. 최근 오하이오 대학의 생물학자들은 이 시스템이 효과적으로 작동하는 이유를 발견했다.
주걱철갑상어의 긴 코 표면에 있는 미세한 구멍들 속에는 전기수용세포(electroreceptors)라고 하는 특수한 세포들이 매몰되어 있다. 전기수용세포는 약한 전류를 감지하는데, 이 신호는 뇌로 보내져서 다른 뉴런의 신호처리과정을 거치지 않으면 쓸모가 없다. 연구팀은 주걱철갑상어의 신경계가 가장 효과적으로 처리할 수 있는 전기자극의 강도 범위를 규명했다.
연구팀은 살아 있는 주걱철갑상어에서 전류의 패턴과 강도에 따라 반응하는 뉴런의 활성도를 측정했다. 동물성 플랑크톤의 심장 박동은 미세한 전류를 생산한다. 연구팀은 플랑크톤의 것과 유사한 약한 전류에 대한 주걱철갑상어의 반응을 더 강한 전류에 대한 반응과 비교했다. AIP Physics News Highlights의 보고에 따르면, ”주걱철갑상어의 센서는 동물성 플랑크톤이 내보내는 전류를 가장 잘 감지한다”는 것이다.[1] 이 연구 결과는 학제간 논문 지인 Chaos 지에 게재됐다.
또한, 연구팀은 전기수용세포가 감지한 신호를 파형 펄스로 전환시켜 주걱끝에서 아가미로 전달하는 '내부 발진기(internal oscillator)'의 존재를 관찰했다.
연구팀이 전기 자극의 강도를 증가시키자, 주걱철갑상어의 감지기는 패턴 없는 소음 속에서 신경 활성도가 폭발적으로 증가하는 것이 아니라, 대신 파형의 펄스를 잃어버렸다. 이러한 결과는 전기수용세포 전체가 플랑크톤의 전기 신호를 받았을 때, 더 강한 신호를 뇌로 보내고 있다는 사실을 보여준다.
주걱철갑상어는 이와 같은 방식으로 플랑크톤의 존재를 알아낼 뿐 아니라, 자신의 입으로부터 먹이까지의 거리도 알아낼 수 있었다. 이 정교한 시스템이 플랑크톤의 전기 신호 강도를 거리로 바꾸고, 전기수용세포의 계속적인 발진을 통해 거리를 비교하고, 거리 정보를 계속 업데이트하는 것이 분명하다. 이런 신호는 깜깜한 물속에서도 주걱철갑상어가 정확히 먹이를 찾을 수 있게 해준다.
연구자들은 이 독창적인 시스템이 플랑크톤이 내보내는 신호를 감지한다는 것을 알아냈다. 그리고 주걱철갑상어의 뇌, 주걱, 아가미, 입의 구조를 포함한 나머지 신체 모두가 협력하여 동물성플랑크톤만을 먹기에 적합하게 되어 있었다는 것이다. 실제로, 주걱철갑상어는 곤충이나 벌레를 먹지 않기 때문에, 낚시꾼들의 미끼에 걸리지 않는다.
이것은 최초의 주걱철갑상어는 먹이를 찾는데 필요한 모든 구조들이 처음부터 완전하게 서로 협조적으로 존재하고 있어야함을 의미하며, 주걱철갑상어는 의심의 여지없이 창조되었다는 것을 의미하는 것이다.
References
1. Paddlefish sensors tuned to detect signals from zooplankton prey. Physics News Highlights. American Institute of Physics news release, January 4, 2012. ScienceDaily, Jan 12, 2012. Reporting on research published in Neiman, A. B. and D. F. Russell. 2011. Sensory coding in oscillatory electroreceptors of paddlefish. Chaos. 21 (4): 047505
번역 - 조연진
링크 - http://www.icr.org/article/6602/
출처 - ICR News, 2012. 1. 24.
생체모방공학을 통한 강렬한 희망 1
: 문어 모방 물고기, 현명한 비둘기, 개의 발바닥, 코뿔소의 발, 밀착 물고기
(Living Surprises, Living Hopes)
David F. Coppedge
여기 놀라움과 감동을 주는 동식물에 관련한 10가지 최근 발견이 있다. 그들 중 일부는 우리의 삶을 향상시킬 수 있는 기술을 이끌어낼 수 있다.
모방의 천재인 문어를 모방하는 물고기 : 인도네시아의 해역에 사는 모방의 달인이 있다. 문어(octopus)는 한 물고기를 모방하여 포식자를 빠져나갈 수 있다. 하지만 그것은 단지 이야기의 시작일 뿐이다. 과학자들은 이제 물고기를 ‘모방하는 문어’를 모방하는 물고기를 발견했다! Science News에서는 후악치(Jawfish, 털옥돔과의 입이 큰 물고기)가 문어의 방어 전략을 공유하여 ‘모방의 천재인 문어’와 함께 모방문어의 촉수 사이에 숨어 헤엄치고 있었다. 어두운 갈색과 흰색이 교차된 후악치의 무늬는 문어와 구별이 불가능할 정도였다는 것이다.
*참조: 변신의 제왕 ‘모방문어’ (2012. 1. 10. 중앙일보)
https://www.joongang.co.kr/article/7096016#home
영장류와 비슷한 두뇌를 가진 비둘기 : 독일의 과학자들은 4 종류의 영장류인 유인원, 침팬지, 보노보(bonobos), 오랑우탄을 연구하였다. Science Daily(2012. 1. 3) 지는 모두는 아니지만, 일부 영장류는 행동하기 이전에 위험을 계산할 수 있는 것처럼 보인다는 것이다. 그 실험은 가까운 곳에 놓여있는 작은 바나나와, 여러 장소에 감추어 놓은 큰 바나나 조각을 선택하는 것이 포함되어 있었다. 고릴라는 잘하지 못했다. 오히려 새들이 이런 종류의 수수께끼를 더 잘 푸는 것처럼 보였다는 것이다. 연구자들은 이 결과에 대해 놀랐다는 것이다. 지난달 Live Science(2011. 12. 23) 지는 비둘기(pigeon)의 지능은 영장류와 비슷하다고 보도했다.
*참조 : 비둘기 두뇌 "새대가리라고 무시 말라! 숫자 지능 원숭이와 비슷" (2011. 12. 25. 헤드라인제주) http://www.headlinejeju.co.kr/news/articleView.html?idxno=136441
동상에 안 걸리는 개 발바닥 : 왜 개들은 눈 속을 걸어 다녀도 발에 동상이 걸리지 않는 것일까? 이디타로드(Iditerod)에 사는 용감한 알래스카 개들을 생각해 보자. 실제로 개는 품종에 따라 발에 동상이 걸릴 수도 있으나, 거의 동상에 걸리지 않는다. PhysOrg(2012. 1. 13) 지는, ”도쿄의 과학자들이 4마리의 개 품종의 발을 조사하여 혈관 속에 있는 독창적인 열 교환 시스템을 발견했는데, 그것은 발의 노출표면에 온기를 전달할 뿐만 아니라, 심장으로 돌아오는 혈액을 충분히 따뜻하게 하도록 보장해주고 있다”고 발표했다.
*참조 : 개 발바닥은 한겨울에도 왜 안 얼까 (2012. 1. 31. 조선비즈) https://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2012/01/30/2012013002694.html
코뿔소의 발의 수수께끼 : 왕립 수의과대학(The Royal Veterinary College)에서는 코뿔소의 그 포동포동한 작은 발이 어떻게 엄청난 무게를 지탱할 수 있는지를 알아보기 위해 긴밀히 연구하고 있었다. 코뿔소의 무게를 지탱하는 방식은 분명 코끼리의 방식과는 다르다. BBC (2002. 1. 10) 뉴스에 따르면, 존 후킨슨(John Hutchinson) 박사는 이러한 미공개된 경이로움을 조사하는 다른 이유가 있다는 것이다. ”큰 육상동물의 사례로서 코뿔소의 발을 이해함으로써, 우리는 어떻게 무거운 하중을 다룰 수 있고, 그것을 움직이면서 가지고 다닐 수 있는 기계적 장치를 만들 수 있을 것인가에 대한 이해와 영감을 이끌어낼 수 있다”는 것이다.
놀라운 밀착 물고기 : 클링피시(clingfish)에 대하여 들어본 적이 있는가? 북태평양 해안에 사는 이 작은 물고기는 그들의 먹이를 찾을 때 해안의 바위에 붙어있는 놀라운 기술을 가지고 있다. Science 지(2012. 1월)에 따르면, 그 작은 물고기는 변형된 지느러미를 이용하여 도마뱀붙이(geckos)와 유사한 밀착 기술을 사용하고 있다는 것이다. 그들의 변형된 배지느러미는 원자 힘을 이용하는 미세한 털을 가지고 있어서, 거친 표면에 흡착판(suction cups)보다 더 잘 달라붙을 수 있다는 것이다. 한 연구자는 그 밀착물고기가 자신의 무게의 180배를 지탱할 수 있음을 발견했다는 것이다.
*참조 : 생체모방공학
번역 - 문흥규
출처 - CEH, 2012. 1. 21.
주소 - https://crev.info/2012/01/living-surprises-living-hopes/
코끼리의 여섯 번째 발가락
(The Elephant’s Sixth Toe)
R. L. David Jolly
여러 가지 면에서 코끼리(elephants)는 독특하다. 그들의 몸통의 복잡함에서부터 부채처럼 생긴 거대한 귀까지, 그들은 수많은 세월동안 일반 대중들과 생물학자들의 마음을 사로잡아왔다. 하지만 300년이 넘게 계속되고 있는 하나의 미스터리는 발 뒤쪽에 자라는 것으로 보이는 뼈였다.
이 뼈는 1706년에 코끼리를 해부했던 첫 과학자였던 스코틀랜드 외과의사에 의해서 최초로 발견되었다. 그 뼈의 성장과 기능은 3세기 동안 과학계를 혼란하게 만들고 있었다. 오랫동안 그것은 뼈처럼 단단해지는 연골의 성장이라고 믿어왔다. 하지만 최근의 한 연구까지 그것의 기능은 확실히 알 수 없었다.
왕립 수의과대학 구조 행동 연구소의 연구자들은 이 미스터리를 해결하기 위해 해부학, 조직학, 전자현미경, 컴퓨터 단층촬영 등을 사용했다. 존 허친슨(John Hutchinson) 교수가 이끄는 연구팀은, 그 덩어리는 사실 불규칙 모양의 뼈들로 구성되어 있다는 것을 발견했다.
코끼리는 코끼리의 무게를 지탱하기 위해서 커다란 발바닥을 가지고 자신의 발가락 끝으로 걷는다는 것은 오랫동안 알려져 왔다. 그리고 우리의 발가락처럼, 코끼리의 다섯 발가락 모두는 전면을 향하고 있다. 발끝으로 걷는 것이 무엇과 같을지 상상해 보라. 당신은 얼마나 오래 그렇게 할 수 있을까? 그러나 코끼리들은 내내 그렇게 하고 있다.
발끝으로 걷는 것을 시도하는 동안, 당신의 발은 앞을 향하며 뒤로 잡아당겨지는 경향이 있다는 것을 느끼는가? 허친슨과 그의 연구팀은 코끼리 발의 뒷부분에서 자라는 뼈는 여섯 번째 발가락처럼 작동하여, 코끼리의 거대한 무게를 지탱하도록 돕고 있다고 믿고 있었다. 이것은 발끝으로 걷는 것과 발 뒤쪽을 지탱해주는 하이힐을 신고 걷는 것과의 차이 같은 것이다.
코끼리는 여섯 번째 발가락이 있는 유일한 동물이 아니다. 판다(Pandas) 곰도 앞다리에 여분의 손가락이 있다. 판다 곰은 그것을 마주보는 엄지손가락처럼 사용하고, 종종 판다의 엄지손가락으로 불려지곤 한다. 두더지들은 땅을 파는데 도움을 주는 여분의 손가락을 가지고 있다. 이런 두 경우에서, 여분의 손(발)가락은 한쪽 다리에만 있는 것으로 제한된다. 그러나 코끼리의 경우에 이것은 앞발과 뒷발 모두에서 발견된다.
이 여섯 번째 발가락 같은 뼈는 코끼리가 거대한 동물로 진화할 때 진화시킨 것으로 설명되고 있었다. 그리고 그것은 코끼리가 발끝으로 설 수 있도록 하는 코끼리의 능력에 필수적인 요소라는 것이다.
최초의 코끼리는 약 5천5백만 년 전에 출현했다. 우리는 초기 코끼리를 살펴보았다. 그들은 다른 종류의 발을 가지고 있었는데, 꽤 평평한 발로서, 발아래에 많은 공간이 남겨져 있지 않은 것처럼 보였다. 이 구조는 약 4천만 년 전에 진화한 것으로 보여진다. 그리고 점점 더 커지고 지상에서 곧게 선 발을 가지도록, 발끝으로 서는 자세를 가지도록 진화된 것처럼 보인다. 이것은 다른 기능(이 경우에 여분의 발가락처럼 사용되기 위해서 상호 선택된)을 제공하기 위해서, 진화가 어떻게 조직을 수선하고, 비트는지를 보여주는 한 좋은 사례이다.
이에 반해서, 여분의 뼈 부속기관은 하나님이 거대한 코끼리들을 위해서 태초에 설계하셨던 구조로 설명될 수 있다. 코끼리들은 번식되면서 하나님이 처음에 창조하셨던 것과 다른 방향으로 나아갔다. 그들은 다른 방향으로 적응했고, 나아갔던 다른 환경에 적응했다. 주변 환경에 적응하는 과정이며, 진화와는 아무런 관련이 없는 자연선택은 코끼리들의 커다란 몸체를 유지하도록 하며, 발 뒤에 있는 거대한 뼈 구조를 성장시켜 발끝으로 걷는 것을 고무시켰다. 작은 크기로 자라나며 평평한 발로 걷는 동물들은 그러한 커다란 뼈의 지지 구조가 필요 없었다.
코끼리의 여섯 번째 발가락은 태초부터 있었던 하나의 설계적 모습이지, 수백만 년에 걸친 진화의 산물이 아닌 것이다.
Reference
.Morelle, Rebecca, Elephant’s sixth ‘toe’ discovered, BBC News, Dec. 22, 2001.
.Elizabeth Pennisi, Elephants Have a Sixth 'Toe'. Science, 22 Dec. 2011.
번역 - 우진희
링크 - http://creationrevolution.com/2011/12/the-elephant’s-sixth-toe/
출처 - CreationRevolution, 2011. 12. 27.
올챙이의 얼굴은 생체전기적 무늬에 의해서 형성된다.
(Tadpole Faces Form by Bioelectric Patterning)
by Brian Thomas
어떻게 하나의 단세포인 수정란(egg)이 수영을 하고, 물질대사를 하고, 사냥을 하는 올챙이로 변신될 수 있을까? 상식적 이해로는 개구리의 DNA가 그것에 필요한 모든 구조적 설치 계획을 운반하고 있다는 생각이었다. 그러나 발생생물학자들은 뜻밖에도 개구리의 작은 얼굴 특징이 개구리 알의 내부에서 형성되기 바로 직전에 생체전기(bioelectricity)로 그려진다는 것을 발견했다.
터프츠 대학(Tufts University)의 생물학자인 대니 아담스(Dany Adams)는 개구리 배아(embryo)의 생체전기적 활동의 저속도 촬영 영상 이미지를 보았을 때 “완전히 감동적이었다”고 말했다[1]. 그 연구는 Developmental Dynamics 저널에 소개되었고[2], 관련 대학뉴스는 저널의 기사와 함께 멋진 동영상을 링크해 놓았다.
그 이미지는 배아 개구리의 “빛의 쇼”를 빠른 재생 속도로 보여주고 있었다. 아담스는 “개구리의 배아가 막 발달하고 있을 때, 즉 얼굴을 가지기 전에, 개구리의 얼굴이 배의 표면에서 빛을 내는 무늬가 있다”고 말했다.[1]
이러한 무늬형성 과정에서 한 이온 전하가 생화학적 양성자 펌프에 의해 개구리 피부 표면에서 발생한다. 이러한 생체전기적 무늬가 배아 정상적 발달에 필수적인지, 아니면 그저 흥미로운 부산물인지를 평가하기 위하여, 연구자들은 전위(electric potential)를 만드는 생화학적 펌프를 중단시켰다. 그러자 이것이 배아 발달의 특이적 중요유전자에 영향을 끼쳐 비정상적인 올챙이 얼굴로 발달하는 결과를 초래했다[2]. 분명히, 그 유전자는 생체전기에 의해 활성화되고 있었던 것이다.
생체전기적 무늬는 유전적인 것이 아니다. 그렇다면 어떻게 그것은 신다윈주의적 유전적 돌연변이를 통해 생겨날 수 있었을까? 바꾸어 말하면, 생체전기적 신호는 올챙이의 형성에 필요한 것이고, 그것은 전기적(electric)인 것이고 유전적(genetic)인 것이 아니기 때문에, 돌연변이나 자연선택은 그것의 형성과 관계가 없다는 것이다.
이 실험은 매우 능력 있는 생체전기 공학자가 살아있는 생물체의 재생에 필요한 복잡한 과정의 배후에 계시다는 사실을 가리키고 있는 것이다.
References
1. The Face of a Frog: Time-lapse Video Reveals Never-Before-Seen Bioelectric Pattern. Tufts Now. Tufts University news release. Posted on now.tufts.edu July 18, 2011, accessed July 19, 2011.
2. Vandenberg, L. N., R. D. Morrie and D. S. Adams. 2011. V-ATPase-dependent ectodermal voltage and ph regionalization are required for craniofacial morphogenesis. Developmental Dynamics. 240 (8): 1889-1904.
출처 : ICR News, 2011. 7. 27.
주소 : http://www.icr.org/article/6244/
번역 : 문흥규
원래 껍질을 가진 채로 발견된 바닷가재 화석
(Teen Finds Lobster Fossil with Original Shell)
by Brian Thomas, M.S. *
영국남부 해안에서 화석을 찾던 불과 15세 소년인 제임스 디킨슨(James Dickinson)은 아주 기가 막힌 화석을 발견했다. 라임 레지스(Lyme Regis)로 알려진 발견 지역은 화석의 “보물창고”로 잘 알려진 곳이다. 그러나 제임스가 발견한 한 작은(성인 엄지손가락 정도) 바닷가재(lobster) 화석은 매우 드물게도 원래 껍질(original shell)을 그대로 간직하고 있었다.
제임스의 가족은 그들이 발견한 그 독특한 시료를 차머스 유적 해안센터(Charmouth Heritage Coast Centre)의 지질학 위원인 필 데이빗슨(Phil Davidson)에게 가져갔고, 그는 다시 런던 자연사박물관에서 감정 전문가를 찾았다. 거기서 조 콜린즈(Joe Collins) 박사는 그 화석이 Coleia brodei 라는 멸종된 바닷가재의 한 종류로 확인하였다. 이 일로 데이빗슨은 디킨슨에게 다음과 같이 소식을 주었다:
보내주신 표본은 흔치 않은 것으로 뭔가 특별한 방식으로 보존되었습니다. 이곳 도셋(Dorset) 지역에서 발견되는 몇 안 되는 바닷가재 화석은 그 잔해물이 인산으로 치환되어 단단한 석회암에 화석으로 보존되어 있습니다. 그러나 귀하의 표본은 부드러운 혈암(셰일) 속에서 원래의 껍질 부분이 보존되어 일부만 압착되어 있습니다.[1]
딱정벌레, 나비 혹은 새우처럼, 바닷가재는 ‘키틴(chitin)’이라고 하는 딱딱한 외피 생체물질로 덮여 있는데, 이 물질은 특별한 조직에서 분비되어 바로 굳어서 동물의 몸 바깥을 감싸고 있다. 따라서 제한된 크기 이상으로 성장하기 위해서 이런 동물은 키틴 재질의 외골격을 벗어버리고 좀 더 큰 골격을 재생해야 한다.
키틴은 인공 합성수지보다 생분해성이 높다. 즉, 키틴의 구성성분은 효과적으로 분해되고 재순환되어 주변 환경으로 되돌아간다. 이것이 왜 해양이나 삼림의 바닥이 절지동물의 잔해로 뒤덮여지지 않았는지에 대한 이유이다. 이것은 또한 키틴은 자연적으로 분해된다는 것을 의미한다.
2009년 지질학(Geology) 저널에 게재된 한 논문은 이상한 한 화석화된 진균류(fungus)를 다루고 있었는데, 그 화석은 실상 진균의 세포벽을 이루는 키틴 형태였다. 그 논문의 저자는 다음과 같이 기술하고 있었다, “키틴은 그 내구성이 약하므로, 통상 키틴질 구조는 보존 가능성이 상대적으로 낮다고 여겨진다.”[2] 다시 말해서, 키틴은 보존수명이 짧다는 것이다.
키틴이 오랜 기간 그대로 남아 있을 수 없기 때문에, 전문가들이 제임스의 잘 보관된 작은 바닷가재 시료를 살펴보고 그 껍질이 아직도 멀쩡한 것에 대해서 깜짝 놀랐던 것이다. 게다가 더욱 놀라운 것은 그 화석이 발견된 혈암은 “부드러운 암석”이라는 사실 때문이다.[3] 이것은 물의 투습과 세균 분해작용으로 인해 이 갑각류의 외골격 분해는 촉진되었었다는 것을 의미한다.
따라서 이 화석이 “수백만 년 전의 것”이라는 주장은[1] 증거와 조화되지 않는다. 어떻게 그 장구한 기간 동안 원래 껍질이 그대로 남아있는지, 그것도 생분해성이 매우 높은 재질의 껍질이 하필 다공성 암석 속에 묻혀서 보존될 수 있었는지?
키틴은 인간이 추정해놓은 수백만 년보다 (성경적 기록과 좀 더 일치하는) 단지 수천 년 동안 존속한다고 말하는 것이 좀 더 이치에 맞는다. 가장 그럴듯한 결론은, 이 화석은 유일무이한 전 지구적 대격변이었던 노아 홍수의 한 작은 흔적물이라는 것이다.
References
1. Haworth teenager discovers rare fossil. Keighley News. Posted on keighleynews.co.uk September 26, 2010, accessed September 27, 2010.
2. Sephton, M. A. et al. 2009. Chemical constitution of a Permian-Triassic disaster species. Geology. 37 (10): 875.
3. Well preserved fossil lobster. ID service fossil donations. NaturePlus, a blog of the Natural History Museum of London. Posted on nhm.ac.uk September 20, 2010, accessed September 27, 2010.
출처 : ICR News, 2010. 9. 30.
주소 : http://www.icr.org/article/teen-finds-lobster-fossil-with-original/
번역 : 손광희
