몰포 나비의 날개는 다윈의 자연선택에 도전한다.
(Brilliant Butterfly Feature Challenges Darwinian Selection)
나비의 날개는 어떻게 빛나는 것일까? 몰포(Morpho) 나비는 다른 거의 모든 나비들처럼 인분(scales)으로 덮여있는 날개를 가지고 있다. 일반적으로 날개의 색을 이러한 인분들을 가로지르는 색소 패턴으로 만들어지지만, 몰포 나비의 인분에는 부가적 기능이 장착되어 있다.
몰포 나비는 그들의 인분 꼭대기에 빛의 파장을 조절하는, 뻗어있는 가지 팔들을 가진, 무수히 많은 초미세한 작은 나무 같은(tree-like) 구조들을 가지고 있다. 가지들 사이의 공간은 특정한 빛의 파장, 예를 들어 파란색의 파장과 일치시키는데 도움을 주고 있다. 어떤 각도에서 볼 때, 같은 파장 빛의 반복적인 반사는 간섭 효과를 일으키고, 이것은 아름다운 무지개 빛깔을 만들어낸다. (사진은 여기를 클릭).
이 시스템의 믿을 수 없도록 정교한 구조를 고려해볼 때, 이들 정밀하고 나무 같은 초미세 구조는 광학 및 나노공학의 전문적 지식을 가진 누군가에 의해서 설계된 것처럼 보인다.
그러나 늘 그렇듯이 세속주의자들은 기원에 관한 옵션에서 하나님은 고려될 수 없다고 말하며, 그러한 결론은 과학이 아니라고 주장한다. 최고 장인의 솜씨가 그 증거에 대한 최선의 설명임에도 불구하고 말이다.[1]
진화론의 해결책?
1859년 찰스 다윈은 포식자나 서식지 같은 외부 요인이 식물과 동물의 특성을 형성하는 과정으로서 '자연선택'을 주장했다.[2] 그러나 몰포 나비는 탁한 색깔의 나비와 동일한 서식지에서 서로 같이 살아가고 있다. 이것은 서식지가 무지개 빛 색깔을 유도하지 않았음을 가리킨다. 더군다나 화려한 색깔은 포식자에게 발견되기 더 쉽다. 따라서 화려한 색깔의 나비는 만들어지기보다 사라지기 더 쉬웠을 것이다. 진화론에 따르면, 자연은 생존을 향상시키는 특성을 선택한다. 하지만 밝게 빛나는 날개는 그 반대였을 것이다. 따라서 진화론적으로 파란 몰포 나비가 여전히 존재하는 것은 하나의 의문이다.
연구자들은 최근 몰포 나비에 내재되어 있는, 생존에 이점이 있는지는 알려지지 않은, 또 다른 고유한 특성을 발견했다고 보고했다. 그것은 나무 같은 인분 구조가 각 인분에 부착되는 곳에서는 비극성이지만, 꼭대기는 강한 극성을 띤다는 것이다.[3, 4] PNAS 지에 게재된 논문에서 연구의 저자들은 이렇게 썼다. ”이러한 표면의 극성 기울기(polarity gradient)는 나비의 생존에 필수적이지 않은 것처럼 보인다. 오히려 그것은 인분의 발달 과정에 부산물인 것처럼 보인다는 것이다. 생물학적 패턴 디자인에 대한 이러한 관점은 다양한 기술적 응용의 기회를 제공할 수 있다.”[3]
단도직입적으로 말해서, 새로 발견된 이러한 극성 기울기가 나비의 생존에 필수적이지 않는 것이라면, 어떻게 자연은 그것을 선택했던 것일까?
이러한 종류의 딜레마를 해결하기 위한 시도로서, 후에 다윈은 ‘성선택(sexual selection)’이라는 것을 발명해냈다.[5] 동물들은 오랜 시간에 걸쳐서 선호도에 기초하여 짝을 선택했고, 이것은 반대 성에 새로운 특성을 만들어내었다는 것이다. 그리고 이러한 새로운 특성은 보다 쉽게 번식하여 그 종이 생존하는데 도움이 되었다는 것이다. 하지만 이 단순한 이야기는 주요 관측들과 맞지 않는다.
예를 들어, 성선택을 생물학적 실제로 가정하고 있지만, 그것은 이미 존재하는 다양한 형질 중에서 단지 선택하는 것이다. 따라서 그것은 여러 다양성들이 제거되는 것을 설명할 수는 있지만, 어떻게 만들어지는 지를 설명하지 못한다. 또한 성선택은 상대편 짝이 좋아할 수 있는 특성 변화만으로 작동될 것이다. 그리고 좋아하는 선호도는 어떻게 기원한 것인가?[6]
PNAS 지의 연구 저자들은 썼다 : ”몰포 나비는 자연이 만들어낸 광자공학(photonic engineering)의 능력을 보여주는 멋진 장면이다.”[3] 그러나 이것은 매우 편견을 가진 주장이다. 최고급 두뇌의 과학자들이 특급 장비와 시약들을 가지고도 복제할 수조차 없는, 최첨단 정밀 광자공학을 자연이 우연히 만들어냈다는 주장은 믿을 수 없어 보인다.[1, 7]
여기에서 성경의 창조주 하나님은 실제 엔지니어로 빛을 발하고 계시는 것이다.
References
1.Naturalist Richard Lewontin once wrote, 'We are forced by our a priori adherence to material causes to create an apparatus of investigation and a set of concepts that produce material explanations, no matter how counter-intuitive, no matter how mystifying to the uninitiated. Moreover, that materialism is absolute for we cannot allow a divine foot in the door.' See: Lewontin, R. C. Billions and Billions of Demons. The New York Review of Books. Posted on nybooks.com January 9, 1997.
2.Lyell, C. et al. 1858. On the tendency of species to form varieties; and on the perpetuation of varieties and species by natural means of selection. Journal of the Proceedings of the Linnean Society of London: Zoology. 3 (9): 45-62.
3.Potyrailo, R. A. et al. Discovery of the surface polarity gradient on iridescent Morpho butterfly scales reveals a mechanism of their selective vapor response. Proceedings of the National Academy of Sciences. Published online before print, September 9, 2013.
4.Polar molecules contain an uneven distribution of electrons. Non-polar molecules, used near the base of each tiny tree-structure, have evenly distributed electrons.
5.'Sexual selection' came from Darwin's book titled The Descent of Man. Also, Darwin touched on the butterfly color dilemma in a letter to Nature. See: Darwin, C. 1880. The Sexual Colours of Certain Butterflies. Nature. 21 (Jan. 8): 237.
6.Bergman, J. 2004. Problems in sexual selection theory and neo-Darwinism. Journal of Creation. 18 (1): 112-119.
7.Vukusic, P. and J. R. Sambles. 2003. Photonic structures in biology. Nature. 424 (6950): 852-855.
*morpho butterfly (구글 이미지)
번역 - 미디어위원회
링크 - http://www.icr.org/article/7710/
출처 - ICR News, 2013. 9. 20.
구분 - 3
옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=5752
참고 : 4151|3394|5438|5727|5359|2363|4737|3313|5142|4739|3593|2988|1939|5740|4241|3934|4692|4639|5767|4827|5005|5026|5081|5130|5420|5443|5499|5516|5683|5826|5954|5979|5991|5994|6098|6132|6258|6366|6438|6490|6501
고속 점프를 하는 멸구에서 기어가 발견됐다!
('Living Gears' Might Have Evolutionists Hopping Mad)
by Brian Thomas, Ph.D.
멸구(planthoppers)는 고속으로 튀어나갈 때, 정말로 튈 수 있었다. 이 작은 생물은 갑자기 튕겨지며 고속으로 점프할 수 있다. 이러한 일은 멸구의 점프 메커니즘이 적절하게 조율되어 있지 않다면 불가능할 것이다. 예를 들어, 한 다리가 다른 다리보다 조금 먼저 튕겨지거나, 또는 다른 다리보다 조금 큰 힘으로 튕겨진다면, 그 곤충은 옆으로 던져질 것이다. 멋진 작은 기어(gears)들이 그들의 뒷다리에서 동시에 작동되고 있음이 발견되었다. (사진 및 동영상은 아래 References 및 관련기사를 클릭).
자, 이 놀라운 멸구는 어린 멸구(학명 Issus coleoptratus)이다. 브리스톨의 생물학자인 그렉 서튼(Greg Sutton)은 곤충의 다리 기저부에서 서로 맞물리는 작은 이빨들의 두 열을 발견했다. 이 멸구 유충이 점프할 때, 기어들은 맞물려져 두 다리는 잠금 상태를 유지한다. 서튼은 고속카메라를 사용하여, 수 밀리 초 동안 지속되는 기어의 작동을 포착했다. 이 놀라운 메커니즘은 멸구가 한 번의 점프로 자신의 몸체 길이의 수백 배 거리를 점프할 수 있도록 해준다. (점프 시 2개의 뒷다리는 서로 30마이크로초 단위로 움직이며, 초속 3m의 빠른 속도로 공중으로 튕겨져 나간다.)
NPR의 보도에 따르면, 서튼은 말했다. ”이제까지 자연에서 볼 수 없었던 최초의 기계적 기어 시스템이다.”[1]
그것은 이제까지 실제로 관측된 최초의 기어 시스템일 수는 있지만, 최초로 알려진 것은 아니다. 과학자들은 상당 기간 동안 분자 기어(molecular gears)들을 조사해오고 있었다.
예를 들어 박테리아의 편모(flagella)는 여러 속도로 변속되며 앞으로도 뒤로도 나갈 수 있는 기어 시스템을 사용하고 있었다. 심지어 그것은 편모 프로펠러로부터 모터를 분리 할 수 있는 클러치를 가지고 있었다.[2] 또한 2008년에 생화학자들은 바이러스의 DNA 포장 모터 (DNA packaging motor) 내에 분자 기어가 들어있음을 보고했다.[3]
이러한 장치들은 (초소형 기계 상점에서 구입한 것처럼 보이는) 모두 세밀하게 의도적으로 디자인된 것처럼 보인다. 진화론자들이 이것을 설명하기에는 너무도 어려워 보인다. 생물체 내에서 발견된 초소형 정밀 기어들은 무작위적인 돌연변이로 우연히 생겨났다기보다, 창조되었다고 보는 것이 더 합리적일 것이다.
References
1.Cole, A. Living Gears Help This Bug Jump. NPR Morning Edition. Posted on npr.org September 13, 2013, accessed September 14, 2013.
Malcolm Burrows†, Gregory Sutton. Interacting Gears Synchronize Propulsive Leg Movements in a Jumping Insect. Science, Vol. 341 no. 6151 pp. 1254-1256, 13 September 2013. http://www.sciencemag.org/content/341/6151/1254
2.Thomas, B. Bacterial Clutch Denotes Design. Creation Science Update. Posted on icr.org July 1, 2008, accessed September 16, 2013.
3.Thomas, B. Virus Motors Impossible for Evolution. Creation Science Update. Posted on icr.org January 9, 2009, accessed September 16, 2013.
*관련기사 : ‘기어’ 사용해 고공 점프하는 멸구 최초 확인 (2013. 9. 17. 나우뉴스)
http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20130917601005
곤충이 1m 점프, 비법은 톱니바퀴 (2013. 9. 24. 한겨레)
http://ecotopia.hani.co.kr/174325
Researchers find gears in nature– on planthopper insects (Los Angeles Times. 2013. 9. 13.)
http://www.latimes.com/science/la-sci-leg-gears-20130914,0,1476077.story
Toothed gears in jumping insects (CMI, 2013. 9. 19.)
http://creation.com/toothed-gears-jumping-insects
번역 - 미디어위원회
링크 - http://www.icr.org/article/7711/
출처 - ICR News, 2013. 9. 23.
공포새는 초식성일 수 있다.
(Fearsome-Looking Terror Bird May Have Been Vegan)
책의 표지만을 보고 내용을 판단할 수 없다. 같은 논리로, 멸종된 커다란 부리를 가졌던 한 새를 무서운 포식자로 가정했던 것은 틀렸을 수 있다는 것이다.
과학자들은 크고 날카로운 부리를 가진 2m 높이의 멸종된 새를 소위 공포새(Terror Bird, Gastornis, 이전에는 Diatryma)로 불러왔다. 그 새는 공룡들이 멸종한 이후 5천5백만~4천만 년 전에 작은 포유동물을 사냥하도록 진화했다고 상상했었다. Science Daily(2013. 8. 29) 지는 말했다 :
”공포새는 거대한 부리를 먹이 동물의 목을 잡아 찢는 데 사용했을 것으로 생각했었다. 이것은 부리의 힘에 대한 생체역학 모델링에 의해서 지지되었다.” 본 대학의 토마스(Thomas Tütken) 박사는 말한다. ”공룡들이 멸종한 이후에, 비교적 작은 포유류들이 살았던, 포유류 진화의 초기에 그 새는 살았다. 따라서 공포새는 그 시기에 육상에서 최상의 포식자였다고 생각했었다.”
그러나 이제 그 뼈에 대한 새로운 연구는 아마도 그 새는 초식성이었음을 보여주고 있었다. 독일 과학자들은 한 표본의 뼈에서 동위원소들을 측정하고, 공포새의 뼈에서 칼슘 동위원소의 구성이 육식성 포유류나 육식성 공룡의 것이 아닌, 초식성 포유류나 초식성 공룡의 것과 유사하다는 것을 발견했다. 그들은 그 결과를 2013. 8. 29일 플로렌스에서 개최된 골드슈미트 컨퍼런스(Goldschmidt Conference)에서 발표했다. 추가적인 작업이 새로운 결론을 확정하기 위해서 필요할 것이다. 이제 그 새의 이름이 ‘평화새’로 바뀔 것인가?
독일 화석에 대한 이 보고는 2012년 미국 종에 대한 부리, 발톱, 다리의 평가에 기초한 보고(11/23/2012)와 일치한다. 이러한 사례는 첫 인상이나 선호도를 가지고 결론으로 비약하지 말라는 경고가 되고 있다. 한 과학자가 작년에 인정했던 것처럼, ”정직하자. 무섭고 난폭한 포식자는 온순한 초식동물보다 사람들의 더 많은 주의를 끌 수 있다.”
*참조 : 공포새 - 위키백과
http://ko.wikipedia.org/wiki/공포새
번역 - 미디어위원회
링크 - http://crev.info/2013/08/terror-bird-may-have-been-vegan/
출처 - CEH, 2013. 8. 30.
구분 - 3
옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=5739
참고 : 5132|3624|4692|3840|5083|4188|2450|3400|1928|5360|5031
나비는 어떻게 독을 피할 수 있는 것일까?
(How Do Mother Butterflies Avoid the Poison?)
by Brian Thomas, Ph.D.
화려한 색깔의 헬리코니우스(Heliconius) 나비들은 열대 지방에서 아름다운 날개를 가지고 있는 멋진 나비이다. 그들의 생존은 단순히 자신의 육체적 구조뿐만이 아니라, 더 많은 특성들에 의존하고 있다. 그들 자신의 신체 부위들은 서로 완벽하게 맞물려 있을 뿐만이 아니라, 나비의 행동과도 서로 완벽하게 맞물려 있어야하기 때문에, 그들의 기원에 대한 설명은 진화론에 커다란 도전이 되고 있다.
시계꽃덩굴(Passion flower vine)은 헬리코니우스 나비에 먹이를 공급한다. 유충은 잎을 먹고, 성체는 시계꽃의 과즙과 화분을 먹는다. 많은 식물들처럼, 시계꽃의 잎들은 화학적 방어물질을 포함하고 있다. 따라서 암컷 나비는 꼼꼼하게 살펴서 너무 많은 독성 화학물질을 포함하고 있는 잎을 피하고, 알을 낳기 위해하는 적절한 잎을 선택한다. 또한 나비는 이미 유충이 있는, 그리고 너무 오래 되었거나 건강하지 못한 잎을 피한다.
암컷 나비는 이 모든 복잡한 탐지 작용과 결정을 어떻게 수행하는 것일까? 나비 전문가들은 최근 헬리코니우스 나비가 잎을 맛보는 행동에 들어있는 유전학을 연구했다. 그들은 그 결과를 PLoS Genetics 지에 보고했다. ”암컷 나비는 알을 낳기 전에 잎 표면을 발로 두드린다. 이 행동은 암컷이 맛을 보는 것으로 추정되고 있다... 이 행동과 일치하여 성체 님팔리드(nymphalid) 나비의 다리는 미각 감각기(gustatory sensilla)를 가지고 있는 것으로 알려져 있다.”[1]
미각 감각기는 곤충의 다리 위에 있는 작은 섬유 안에 파묻힌 싹들을 맛보는 것과 비슷할 수 있다. 그 연구에 의하면, 암컷은 자신의 다리에 더 많은 감각기를 가지고 있었으며, 감각기 조직에서 다른 종류의 더 많은 미각 수용체 유전자들이 같은 종의 수컷보다 더 많이 발현되는 것이 발견되었다.
헬리코니우스 암컷은 완벽한 몸체 구조와 장기들을 가지고 출현하고 있다. 그들은 여행을 위한 눈과 날개, 미각 센서가 부착된 착륙기어 다리, 내부에 알을 만들 수 있는 공장, 올바른 식물을 고를 수 있는 적절한 통찰력, 미래에 유충의 필요를 채워줄 수 있는 적절한 식물 잎을 선택할 수 있는 능력 등을 가지고 있다.
이 미각 감각기와 잎-맛보기 행동은 얼마나 중요할까? UC Irvine News에 따르면, ”나비가 정확한 종류의 잎을 고르는 일은 유충의 생존에 있어서 결정적으로 중요하다.”[2] 선임 저자인 아드리아나 브리스코(Adriana Briscoe)는 캘리포니아 어바인 대학의 생태 및 진화생물학과에서 일하고 있다.
이 나비의 숙주 식물의 특수화는 곤충들에 특별한 감각기(센서)를 요구한다고, PLoS Genetics 글의 저자들은 말한다.[1] 센서가 없다면, 나비도 없었다. 나비의 미각 감각기를 포함하여 센서를 제거한다면, (시계꽃의 독으로 인한) 유충들의 죽음이 초래될 것이다.
연구의 저자들은 이렇게 썼다. ”이러한 곤충과 숙주식물의 모든 상호작용은 주로 성체 암컷 나비에 의해서 조정되는데, 숙주식물의 적절한 위치를 확인하여, 정확한 곳에 알을 낳을 수 있어야만 한다. 그렇지 않다면, 나비의 후손들은 위험에 처해질 것이다.”[1] 이러한 상호 관계는 물리적 그리고 비물리적 요소들이 같이 포함된다. 암컷은 잎의 화학을 어느 정도 탐지할 수 있어야할 뿐만이 아니라, 그 탐지 결과에 대해서 판단을 내릴 수 있는 정보를 미리 가지고 있어야만 한다. 연구의 저자는 썼다 : ”각 헬리코니우스 종의 성체 암컷은 숙주식물의 제한된 수의 장소에다가 알을 낳는다. 그러므로 크고 다양한 시계꽃 과(Passifloraceae)에 속하는 나비들 중에서 다른 종을 확인할 필요가 있다.”[1] 그리고 그러한 확인 작업에는 잎의 화학물질들을 구별할 수 있는 능력과, 그것이 무엇이라는 것을 알고 있어야만 하는 정보가 포함된다.
나비의 작은 유충들은 맛-감각에 대한 대응 방법을 암컷 나비가 천천히 이해하기까지 수백만 년을 기다릴 수 없다. 이러한 관측은 장구한 시간에 걸쳐서 하나씩 하나씩 장기들이 점진적으로 추가되었다고 주장하는 진화론적 기원 개념을 기각시켜 버린다. 날개, 눈(시각), 알(번식), 화학 센서, 식물 선택 행동... 등을 포함하여 이러한 요인들은 기본적인 생존을 위해 모두 필요하다. 그러므로 이 나비가 살아가기 위해서는 이 모든 것들이 동시에 즉각적으로 갖추어져 있어야만 했다. 그리고 모든 요소들이 한 번에 생겨났다는 개념은 성경에 기록된 이들의 기원과 정확히 일치하는 것이다.
References
1. Briscoe, A., et al. 2013. Female Behaviour Drives Expression and Evolution of Gustatory Receptors in Butterflies. PLoS Genetics. 9 (7): e1003620.
2. 'Taste sensor' genes in female butterflies vital to species' survival, UCI study finds. UC Irvine News. Posted on news.uci.edu July 11, 2013, accessed July 28, 2013.
번역 - 미디어위원회
링크 - http://www.icr.org/article/7682/
출처 - ICR News, 2013. 8. 21.
개구리 발바닥을 모방하라!
: 더러운 곳과 물속에서도 사용할 수 있는 접착 테이프
(A Sticky Solution : God Invented It First)
Don DeYoung
만약 먼지가 묻거나 젖었을 때, 자동적으로 깨끗해지는 테이프나 접착제를 만들 수 있다면?
이런 모습을 생각해 보자. 청개구리 한 마리가 열대 우림 속을 팔짝거리며 뛰어다닌다. 어디든지 기어올라 원하는 곳에 달라붙기도 한다. 그러다 무언가 소리가 들린다. 한밤중에 먹을거리를 찾아다니던 근처에 있던 뱀이다. 개구리는 재빠르게 움직이며 나뭇잎이 무성한 덤블 아래에 숨으려고 기어간다.
그러나 그때 생각지 못했던 일이 일어난다! 개구리의 발이 미끄러진다. 개구리는 떨어져서 뱀의 먹이가 되어버린다. 개구리의 발이 집에서 우리가 쓰는 테이프처럼 되어 있었다면 아마도 그렇게 미끄러졌을 것이다. 접착용 테이프를 먼지에 한번 갖다 대보라. 얼마 되지 않아 먼지들이 접착면에 달라붙어서 테이프는 접착력을 잃어버릴 것이다.
청개구리는 먼지 속이든, 젖은 곳이든, 심지어는 진창 속에서도 뛰어다닌다. 그러면서도 개구리들은 나뭇가지나 잎들에 안전하게 달라붙을 수 있다. 개구리들이 살 수 있는 최대 수명인 8년에서 10년까지 나뭇가지나 잎들에 달라붙을 수 있다(심지어 거꾸로도). 어떻게 진창 속이나 젖은 곳에서도 떨어지지 않고 달라붙을 수 있을까?
연구원들은 개구리들의 접착력이 어떻게 작동하는지 실험해보았다. 청개구리들이 어떻게 더러운 표면을 기어가는지를 다음과 같은 실험을 통해 살펴보았다. 개구리들을 먼지가 많고 평평한 곳에 두었다. 그리고 나서 바닥을 천천히 기울이기 시작해서 수직방향으로 만들었다. 기울기가 커지자 개구리도 마침내 미끄러지기 시작했다. 그러나 몇 걸음 기어오르자 개구리는 마찰력을 되찾고 꼼짝도 하지 않았다.[1]
세밀한 조사를 통해 개구리의 발은 아주 작은 기하학적 모양의 수많은 패드(pad)들인 것을 알게 되었다. 개구리 발은 이러한 패드들 사이에 소량의 점액을 분비한다. 미끄러지지 않기 위해 개구리는 먼저 발을 앞뒤로 움직여 점액을 방사하고 주변 먼지들을 흡수해서 청소한다. 그리고 나서 점액을 패드 위로 더 분비하는데, 이것이 새로운 얇은 막을 형성해서 악력(grip)을 회복하게 한다.
개구리 발의 패드는 또 다른 중요한 특징을 가지고 있다. 기존의 테이프는 당겼다 놓으면, 작은 균열들이 잘 생긴다. 이것은 테이프를 쉽게 제거할 수 있게 하지만, 오래 사용하기 어렵게 한다. 이와는 대조적으로 개구리 발의 패드는 이미 분리되어 있어서 그런 균열을 방지한다. 그 결과, 한걸음 걸을 때마다 발은 원래 모양을 유지하면서도 깨끗해진다.[2]
도대체 무엇이 개구리의 발에 접착력을 가지게 하는가? 접착력을 가지는 원인은 아주 광범위하다. 접착력의 화학은 매우 복잡하다. 분자 사이의 힘, 원자 결합, 고분자 화학, 마찰과 관련이 있다. 이유는 더 많다. 접착은 아주 다양하고 폭넓은 이유들로 존재하고 있으며, 우리는 ‘접착(stickiness)’에 대하여 아주 제한된 이해만을 하고 있을 뿐이다. 결국 한 가지 답만 존재하는 것은 아니다.
예를 들어, 도마뱀붙이(gecko)의 발은 수 천 개의 붓털 같은 털로 이루어져 있어서, 어떤 것에든 강하게 달라붙을 수 있다. 도마뱀붙이의 발은 청개구리의 발과 똑같은 기능을 하지만 완전히 다른 물질을 사용하도록 설계되어 있다.
우리는 빌딩 건축에서나 제품 제조, 항공우주공학, 의료 분야 등에서 매일 접착제를 사용하고 있다. 글라스고 대학 연구원들이 발견했듯이, 개구리의 발처럼 재사용이 가능하고 스스로 청소되는 접착제는 여러 산업 분야에서 수많은 적용이 가능한 잠재력이 있다. 예를 들어 개구리의 발이 젖은 곳에서도 접착력을 가지는 걸 보면 젖었을 때도 접착력을 잃지 않는 반창고를 만들 수 있지 않을까? 이러한 방수 접착제는 사용 후에 끈적거리는 찌꺼기를 남기지 않고 아픔도 없이 제거해낼 수 있을 것이다.
아주 튼튼한 '개구리 테이프'가 보트 선체나 수영장의 새는 곳을 수중에서 막아내는 데에 적용되는 것을 상상해 보라. 의류에서도 재사용 가능한 접착 테이프는 신속한 응급조치를 제공할 것이다. 자동차의 타이어가 젖은 도로나 눈길에서도 미끄러지지 않고 달라붙어 달리는 것을 생각해 보라. 이런 제품들은 청개구리의 셀프 청소 기능을 모방한 액체 겔을 포함할 수 있다. 이런 적용들은 아직 꿈같은 일로 접착력에 대한 이해의 증가와 함께 가능성도 커지고 있다.
하나님은 그분의 창조물들에 일상의 문제들을 해결할 수 있는 귀중한 아이디어들과 새로운 장치들을 장착시켜 놓으셨다. 그 가능성들은 우리의 상상력을 뛰어 넘는 것이다.
달라붙는 개구리 발바닥. 과학자들은 개구리의 발에 접착력을 가져다준 물리학을 이해하기 위해 노력해왔다. 패드는 표면장력에 의해서 결합하는 겔(gel)을 분비한다. 그러나 이 겔이 비가 오거나 더러운 상태에서도 어떻게 작동되는 것일까? 한 단서에 의하면, 각 발바닥 패드(b)는 많은 다변의 부분들로 나뉘어져 있고(c), 많은 작은 스파이크들로 세분되어 있다. 패드가 이동함으로서, 패드의 모양이 변하고, 새로운 깨끗한 표면이 만들어져 달라붙음을 회복할 수 있다. .
Footnotes
1. Roxanne Khamsi, 'Friction Helps Frogs Stick to Ceilings,” New Scientist website, April 12, 2007.
2. Abhijit Mujumder et al., 'Microfluidic Adhesion Induced by Subsurface Microstructures,” Science 318(5848): 258–261, 2007.
3. 'Frog Feet Could Solve a Sticky Problem,” Biomimicry News website, July 5, 2011.
*관련기사 : 도마뱀·청개구리 “스파이더맨, 꿇어” (2007. 4. 30. 조선비즈)
https://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2007/04/30/2007043001079.html
개구리 발바닥 모사한 생체 삽입형 전자패치 개발 (2022. 1. 26. 특허TV)
https://www.e-patentnews.com/8157
번역 - 미디어위원회
링크 - http://www.answersingenesis.org/articles/am/v7/n1/sticky-solution
출처 - Answers, December 6, 2011.
곤충 로봇 : 잠자리를 모방한 초소형 비행체
(Bug Bots : God Invented It First)
Stuart Burgess
만약 기존의 비행기 엔진 없이 날개를 퍼덕이며, 소음 없는 비행을 하는 초경량 로봇을 만들 수 있다면?
길고 더운 여름 동안 호수들은 붐빈다. 여기저기 휙휙 날아다니는 잠자리들은 작고 하찮은 곤충이다. 비록 보잘 것 없는 모습일지라도, 잠자리들은 엔지니어들에게 그야말로 매력의 원천이다.
왜 잠자리가 그렇게 흥미로울까? 잠자리는 매우 기민하게 움직일 수 있고 매우 놀라운 비행술을 가지고 있다. 뒤로도 옆으로도 날 수 있다. 또한 잠자리는 매우 빠르다. 어떤 종은 시속 50km로 날 수 있다. 잠자리에 붙어 있는 아름다운 두 쌍의 날개는 평균 초당 30회 펄럭인다.
이러한 여러 가지 이유로 공기역학 엔지니어들은 잠자리들의 비행 능력을 모방하려고 한다. 이미 비행기뿐 아니라 헬리콥터까지 가지고 있는 우리들이 왜 또 다른 비행술을 필요로 하는 것일까? 이유는 간단하다. 날갯짓 초소형 비행체(flapping Micro Air Vehicles)는 큰 덩치의 비행체들에게는 적합하지 않은 여러 가지의 특수 분야의 업무를 더 잘 수행할 수 있는 잠재적 가능성이 있기 때문이다. 예를 들면 탐사, 구조, 교통량 조사, 정찰 등이 있다. 비록 엔지니어들이 미니어처 헬기를 만들 수도 있지만, 곤충 같은 날갯짓 비행체는 많은 이점이 있다. 미니 헬기와 비교해서 훨씬 조용하고 효과적이다. 또한, 이 초소형 무인 비행체는 곤충으로 위장할 수도 있다. 이것이 군에서 수백만 달러를 투자하는 이유이다.
얻게 될 이득이 상당하지만, 해결해야하는 기술적인 문제 역시 상당하다. 비록 벌새(hummingbirds)의 경우 곤충과 상당한 유사점이 있음에도 불구하고, 곤충의 비행은 조류의 비행보다 훨씬 더 복잡하다. 날개를 퍼덕임에 있어서, 조류들은 날개를 비틀면서 퍼덕이지 않지만 잠자리는 비틀면서 난다. 자 다음과 같은 장면을 그려 보자; 팔을 뻗어서 손을 위 아래로 흔들어 퍼덕여 보라. 그것이 새들이 나는 방식이다. 그런데 그렇게 퍼덕여 흔들면서 손을 나란하고 비스듬하게 기울여 보라. 그러면 작은 회오리바람인 소용돌이가 일어난다. 이 작은 소용돌이가 강한 상승기류를 만들어내서 잠자리가 하늘 높이 날 수 있게 한다.
엔지니어들은 그 비행술을 시뮬레이션을 통해 세밀하게 발전시켰다. 그러나 엔지니어들은 잠자리가 가진 효율성과 안정성 수준에 도달하기 위해서 아직도 애쓰고 있다.
영국에 있는 동안 나는 개인적으로 MAV 연구팀을 이끌기도 했다. 고속카메라를 통해 잠자리 날개의 움직임을 자세히 연구했다. 놀랍도록 복잡하고 정밀하게 잠자리가 디자인되었다는 것을 이해하게 된 과정은 내가 겸손해지는 것을 경험한 시간이었다.
진화론적 사고로 보면 잠자리는 ‘원시시대’의 생물이다. 그러나 그 놀라운 디자인은 세계 최고의 엔지니어들을 여전히 당황하게 만든다. 공학자들은 그 이상의 발전된 어떤 것들도 만들어내지 못한다. 그 놀라운 잠자리의 설계가 보여주는 것은 잠자리가 날 수 있도록 만드신 최초의 그 분, 즉 창조주의 지혜와 창조성이다.
잠자리는 어떻게 나는가?
새일까? 비행기일까? 아니다. 그저 그것은 잠자리이다. 비행기와 달리 잠자리는 유연한 날개를 가지고 있다. 또, 새와 달리 두 쌍의 날개를 가지고 있다. 잠자리 날개들은 다른 순서로 퍼덕이고 비틀어진다. 그리하여, 독특하고 효율적인 움직임을 만들어낸다. 이는 공기역학자들이 모방하려고 하는 부분이다.
초소형 비행체
초소형 날갯짓 비행체(FMAV)의 초기 모형은 브리스톨 대학에서 Stuart Burgess에 의해 설계되고 테스트되었다. 그것은 무게 20g 남짓의 솔방울 보다 작은 땅콩만한 크기였다. 이를 만드는 데에는 확대경이나 정밀한 핀셋 같은 특수한 도구가 필요하다. 날개를 펼친 길이가 15cm, 초당 날개는 10회 정도 퍼덕일 수 있다. 휴대폰 배터리를 이용해서 날개는 5분 가량 움직일 수 있다.
*Stuart Burgess is professor of engineering design in the department of mechanical engineering at Bristol University (UK). He is author of three books: Hallmarks of Design, He Made the Stars Also and The Origin of Man, all published by Day One publications .
Footnotes
1.A. T. Conn, S. C. Burgess, and C. S. Ling, 'Design of a Parallel Crank-Rocker Flapping Mechanism for Insect-Inspired Micro Air Vehicles, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C,” Journal of Mechanical Engineering Science, Vol. 221, Part C, pp. 1211–1222; A. T. Conn, C. S. Ling, and S. C. Burgess, 'Biomimetic Analysis of Insect Wing Kinematics for Flapping MAVs,” International Journal of Micro Air Vehicles, Vol. 3, Number 1, 2011.
번역 - 미디어위원회
링크 - http://www.answersingenesis.org/articles/am/v7/n1/bug-bots
출처 - Answers, 2011. 1. 1.
매미를 위대한 수학자로 만든 것은?
(Cicadas Make Great Mathematicians)
by Brian Thomas, Ph.D.
곤충학자들은 곤충과 거미를 연구하고 있다. 그들은 정기적으로 절지동물의 작은 뇌들 안에 내장되어 있는 천재적인 수학적 능력의 사례들을 발견하고 있다. 학생들이 잘 알고 있듯이, 수학은 그렇게 쉬운 것이 아니다.
과학부 기자인 보렌스키(Seth Borenstein)는 AP 지의 한 글에서[1], 최근 미국 동부 해안의 주민들이 한 벌레의 침입이 임박했음을 예견하고 있는 이유를 설명하고 있었다. 2013년 봄은 ‘주기매미(magicicada)’라고 불리는 독특한 종류의 빨간 눈 매미가 대대적으로 출현했던 이후에 17년이 되는 봄이라는 것이다. ‘magicicada’라는 이름은 유충으로 땅속에서 17년을 보낸 후에 마술처럼(magically) 나타나는 것을 반영하여 붙여진 이름이다. 지상의 온도가 정확하게 17.8℃(64℉)에 도달했을 때, 차세대 매미 유충들은 위쪽으로 굴을 파고 나와, 근처 나무나 구조물의 측면을 기어 올라가, 탈피한 외골격 밖으로 비집고 나온 후, 짝을 찾기 위해 날아간다.
차세대 매미들이 함께 출현할 때, 그들의 수는 1조에 이를 것이라고 평가되고 있다. 물론, 매미 내에 장착된 정밀 컴퓨터 장비가 이 모든 일을 가능하게 만든다. 그리고 어떤 종류의 내부 시간 측정기가 정확하게 흘러가는 시간을 측정한다. 그리고 어떤 작은 온도계가 토양 온도를 정밀하게 모니터링 한다. 이 작은 정밀 장치들도 (소프트웨어로 정확히 작동되는) 중앙 프로세서를 통한 커뮤니케이션 능력이 없다면 소용없을 것이다. 오직 이 매미는 입력된 데이터에 따라 모든 것들이 작동되며, 그에 따라 행동한다.
발명가들은 온도계, 중앙 프로세서를 포함하여, 온도 데이터를 전송, 수신, 해석할 수 있는 기계들을 만들어왔다. 그러나 그러한 발명도 이 작은 곤충 몸에 들어있는 초소형 크기로는 결코 만들 수 없을 것이다. 일리노이 대학의 곤충학자인 베렌바움(May Berenbaum)이 AP 지에서 이렇게 말한 것은 놀라운 일이 아니다. ”그것은 놀라운 업적이다. 어느 누가 감탄하지 않겠는가?” 유사하게, 메릴랜드 대학의 곤충학자인 마이크 라웁(Mike Raupp)은 ”이 녀석들은 매우 작은 뇌를 가진 천재들이다”고 말했다.[1]
그래서, 심지어 세속적 과학자들도 곤충의 내부 본능이 천재적인 것을 인식하고 있었다. 하지만 불행히도, 그들은 천재적인 내부 본능의 기원에 대해서는 실수를 하고 있었다. 라웁은 AP 지에서 말했다. ”이 녀석들은 수학적으로 현명한 여러 기법들을 진화시켜 왔습니다.”[1]
세속적 교과서는 외계 지적생명체가 보내는 명확한 신호를 인식하는 방법 중 하나는 지능적 프로그래머가 있다면 보낼 수도 있는 소수(prime numbers)를 추적하는 것이라고 가르치고 있다.[2] 주기매미의 유충들은 땅속에서 17년 또는 13년을 보낸다. 이 두 수는 모두 소수이다. 만약 이러한 일련의 소수들이 외계로부터 왔다면, 세속적 천문학자들은 의심의 여지없이 지능을 가진 생명체가 그것을 보냈을 것으로 생각할 것이다. 그러나 그러한 소수가 자신의 발밑에 살고 있는 생물체에서 발견될 경우, 그들의 추론 기법은 정지되고, 우연히 어쩌다 생겨났을 것이라고 말해버리는 것이다.
이 곤충의 놀라운 업적이 목표도 없고, 방향도 없으며, 지능도 없고, 생각도 없는, 무작위적인 복제 실수인 돌연변이들에 의해서 우연히 생겨날 수 있는 것일까? 그럴 수 없다. 수학에 천재적인 곤충은 그것을 창조하신 초월적 지성의 진정한 수학자이신 살아계신 창조주를 가리키고 있는 것이다.
”만물이 그에게서 창조되되 하늘과 땅에서 보이는 것들과 보이지 않는 것들과 혹은 왕권들이나 주권들이나 통치자들이나 권세들이나 만물이 다 그로 말미암고 그를 위하여 창조되었고” (골로새서 1:16)
References
1. Borenstein, S. 'East about to be overrun by billions of cicadas,' Associated Press, Posted on bigstory.ap.org May 7, 2013, accessed May 9, 2013.
2. Pomerance, C. 2004. Mathematical Adventures for Students and Amateurs. Chapter 1: Prime Numbers and the Search for Extraterrestrial Intelligence. Mathematical Association of America.
*관련기사 : 7·13·17…매미가 ‘소수’에 빠진 까닭 (2012. 6. 29. 한겨레)
https://www.hani.co.kr/arti/culture/book/540323.html
재밌는 수학여행-소수는 매미가 발견하였다 (2009. 8. 10. 대전일보)
http://www.daejonilbo.com/news/articleView.html?idxno=835838
번역 - 미디어위원회
링크 - http://www.icr.org/article/7524/
출처 - ICR News, 2013. 5. 22.
먹장어, 도마뱀, 잠자리의 생체모방공학
(Of Hagfish, Geckos and Dragonflies)
David F. Coppedge
몇몇 생물들은 발전적 기술 잠재성 때문에 매스컴의 헤드라인을 장식하고 있었다.
먹장어 점액으로 만든 의류 : 윽! 턱이 없는 해양 생물체인 먹장어(hagfish)는 공포영화에 나오는 어떤 생물처럼 보인다. 공격을 받을 때, 먹장어는 그들의 몸 측면에 있는 땀샘(gland)에서 다량의 끈적끈적한 점액을 토해낸다. 당신은 BBC News(2013. 4. 2)에서, ”먹장어 점액: 미래의 의류”라는 놀라운 제목과 함께, 사진 속의 걸쭉한 물질을 볼 수 있다. 이상하게 보이겠지만, 캐나다의 연구자들은 먹장어의 점액 속에서 부를 창조해내고 있었다. 점액성 섬유를 펼쳤을 때, 그것은 신축성 폴리우레탄섬유(lycra) 혹은 나일론과 같은 부드러운 비단이 될 수 있지만, 재생이 가능하다. ”과학자들은 먹장어 점액 또는 유사한 단백질이 속옷이나 통기성 운동복, 혹은 심지어 방탄조끼로 바꿀 수 있다”고 믿고 있었다. 또 다른 놀라운 사실은 한 마리의 네 발 먹장어는 수백 km의 점액 실을 만들 수 있다는 것이다. 그 비단 실은 거미와 관련이 없음에도 불구하고, 거미의 비단실(spider silk)과 유사성을 지닌다. 먹장어 화석은 3억3천만 년 전에 이미 점액을 만드는 기술을 가지고 있었던 것으로 나타난다.
*관련기사 : 도로를 마비시킨 먹장어의 엄청난 능력...(youtube 동영상)
https://www.youtube.com/watch?v=5RdVuiUOO-Y
먹장어 점액 바이오패브릭 개발(2017. 2. 6. 국제섬유신문)
http://www.itnk.co.kr/news/articleView.html?idxno=52159
도마뱀붙이 발의 물속 접착력 : 이전의 생체모방 항목들(12/06/06, 8/16/12)은 도마뱀붙이(gecko) 발가락의 놀라운 접착 특성을 설명해왔다. 최근 ScienceDaily(2013. 4. 1) 지에 따르면, 이제 새로운 연구는 그 생물의 발가락이 어떻게 수중에서도 접착력을 유지하는 가를 이해하려 한다는 것이다(참조, 10/18/10). 애크런 대학(University of Akron)의 연구원들은 PNAS 지 발표에서 그러한 도전을 하고 있었다. 현 단계에서 그것은 모두 이론적인 것이다. 그러나 그들은 ”우리의 발견은 어떻게 도마뱀이 젖은 상황에서도 기능할 수 있는지에 대한 통찰력과, 또한 물속에서 접착력을 유지하는 도마뱀을 모방한 합성 접착제의 개발에 중요한 의미를 가지고 있다”고 생각하고 있었다. 대학의 한 보도 자료는 연구자들이 어떻게 도마뱀붙이가 물속에서도 달라붙는 발을 가지는지를 기술하고 있었다.
잠자리 모방 헬리콥터 : 갈매기를 닮은 SmartBird 비행 로봇을 개발한 회사인 페스토(Festo)는(참조 3/28/2011), 최근에 잠자리를 닮은 BionicOpter라 불리는 네 날개의 헬리콥터를 개발했다(비디오 클립과 보도자료 참조). 그것은 가볍고, 고도로 조직화되어 있고, 복잡한 비행 조정을 위해 13 자유도(degrees of freedom)를 가지고 있다. 실제로는 잠자리보다 훨씬 크고, 무선 원격제어로 작동된다. 페스토는 그 헬기는 ”잠자리의 고도로 복잡한 비행 특성을 마스터했지만”, 알을 낳거나 새끼를 낳을 수 없다고 말했다. ”자연의 모델(잠자리)과 꼭 마찬가지로, 이 초경량 비행물체는 모든 방향으로 날 수 있고, 공중에서 빙빙 맴돌 수 있고, 날개를 침 없이 비행할 수 있다”고 했다.
잠자리로 말한다면, 그것은 야생생물 관찰자들의 인기 있는 주제가 되고 있다고 Live Science(2013. 4. 4) 지는 말했다. 미국의 Fish and Wildlife Service의 블로그 게시물은 이러한 곤충들(용이나 파리가 아닌)이 어떻게 '증가하는 팬'들을 모을 수 있는지를 설명하고 있었다.
잠자리는 곤충 세계의 스턴트 비행사로 부를 수 있다. 그들은 번쩍이는 색깔의 옷을 입고 있고, 시속 50kmdml 속도로 날아가며, 공룡보다 선행하는 조상임을 자랑하고....... 그리고 심지어 공중에서 짝짓기도 한다.
잠자리는 사람에게 무해하고, 또한 낮 시간 동안에 주로 활동하며, 보석같은 날개와 밝은 색상으로 매력적인 관찰 대상이 되고 있다. ”잠자리 축제가 전국적으로 갑자기 생겨나고 있고, 새로운 분야의 가이드들이 미국의 마을과 도시주변으로 일주 순회를 하고 있다”고 그 블로그는 말했다. 블로그에 4회나 등장하는 것처럼 국립야생생물 보호구역(National wildlife refuges)은 그러한 생물들을 관찰할 수 있는 탁월한 장소이다. 더욱 흥미로운 사실은 잠자리는 거의 360도 시각을 가지고 있으며, 늪지의 모기들을 억제하며, 깨끗한 물의 지표가 된다.
기타 생체모방공학 사례 : 귀로부터 스마트폰 앱의 개발(Medical Xpress, 2013. 3. 29), 해파리로부터 해저 지도의 제작(Live Science, 2013. 3. 30), 오징어 주둥이에서 의료 임플란트(PhysOrg, 2013. 4. 3) 개발 등이 있다.
생체모방공학은 혁명을 일으키고 있다. 그것은 자연에 들어있는 경이로운 설계로 사람들의 관심을 되돌리고 있다. 그것은 우리의 삶을 증진시키는 유망한 신기술이다. 그리고 그것은 진화론과는 100% 무관한 것이다! 당신의 아이들을 잠자리로 향하게 하라. 그들이 좋아하는 것을 발견할 수 있는 자연 속에서 아이들과 함께 걸어보라. 그리고 아이들에게 설명해주라. 잠자리는 우연히 생겨난 것이 아니다. 비행을 위해서는 수많은 기술적 문제들이 극복되어야만 한다. 당신이 비행에 관한 전문가라면, 그러한 기술적 설계가 더욱더 뛰어나다는 것을 알 수 있을 것이다. 어떤 잠자리 화석은 날개 길이가 60cm 이상이라는 사실을 아이들이 알게 될 때, 그들은 깜짝 놀랄 것이다!
*참조 : 도마뱀도 사람처럼 '모방 학습'한다 (2014. 10. 1. 미디어다음)
http://media.daum.net/digital/others/newsview?newsid=20141001163208937
생물체 모방 로봇 쏟아진다 (2015. 12. 10. 머니투데이)
https://news.mt.co.kr/mtview.php?no=2015121007184195800&vgb=column&code=column310
번역 - 미디어위원회
링크 - https://crev.info/2013/04/of-hagfish-geckos-and-dragonflies/
출처 - CEH, 2013. 4. 4.
소리로 의사소통을 하는 개미는 창조를 증거한다.
('Talking' Ants Are Evidence for Creation)
Jeffrey Tomkins Ph.D
새롭게 발견된 놀라운 생물공학적 사실들은 진화과학자들에게 ”개미에게로 가서 그 하는 것을 보고 지혜를 얻으라”(잠 6:6, 30:25)는 성경 말씀에 순종할 것을 요구하는 것처럼 보인다. 최근의 생물공학적 발견은 개미 집단의 생존에 핵심 요소가 소리(sound, 음향)에 기초한 통신시스템이라는 것이다.[1]
동물의 의사소통에 대한 오래된 패러다임중 하나는 페로몬(pheromones) 이라는 공기 중의 화학 메세지를 사용한다는 것이다. 개미들은 페르몬으로 화학적 자취를 남기고, 다른 동료들은 그것을 뒤따를 수 있으며, 개미가 어느 둥지를 나왔는지를 확인할 수 있고, 또한 개미 집단 내에서의 사회적 지위를 알 수 있게 한다는 것이다. 이제 과학자들은 음향에 기초한 개미 집단 내의 복잡한 통신수단의 또 다른 사례를 보고하고 있었다.
과학자들은 유럽에서 흔히 발견되는 한 종류의 개미를 연구해 왔다. 이 개미는 배에 특수한 부위가 있어서 뒷다리로 그 부위를 문질러 소리신호(sound signals)를 만들어낸다. 다른 개미들은 이 소리신호를 감지하고 처리할 수 있어서, 결과적으로 그 개미집단의 생존에 열쇠가 되는 여러 복잡한 사회적 반응을 나타낸다. 몇 년 전 연구자들은 성숙개미(adult ants)에서 이러한 신호는 포식자의 위협을 받을 때 비상 신호로 작동될 수 있음을 발견했다.[2]
과학자들은 성숙개미에서 이러한 복잡한 신호의 발견에서 더 나아가, 이제 둥지에 남겨진 성장 중인 애벌레도 이러한 신호를 사용할 수 있는지를(이것은 개미집단의 생존에 중요하다) 알아보고자 했다. 놀랍게도 개미 집단 내의 모두에서 질서정연한 방식으로 수행되고 있었다.
개미 둥지가 방해를 받거나 위협에 놓이게 되면, 일개미들은 즉시 둥지를 구조하기 위해 이동한다. 먼저 그들은 성숙 애벌레를 붙잡아 이동시키고, 다음에는 미성숙 애벌레와 번데기를 이동시킨다. 밝혀진 사실처럼, 성숙 애벌레는 그들의 조기 성숙된 음향기관을 사용하여(그것은 어린 애벌레와 번데기에는 없다) 음향을 일으켜, 일개미들에게 그들의 사회적 신분을 신호하여, 먼저 구출받도록 한다(참조할 그림은 여기를 클릭). 새로운 개미 집단이 정착하여 증식할 때에, 성숙 애벌레는 먼저 부화될 것이고, 따라서 더 많은 자원을 필요로 하는 어린 애벌레보다 더 가치 있는 자산이 될 것이기 때문이다.
그러한 음향 신호는 그것 하나만 수행되는 것이 아니라, 복잡한 내부의 응용생물학적 시스템을 이용한 또 다른 페로몬 감각신호와 함께 공동으로 처리된다는 것을 또한 주목할 필요가 있다. 창조과학연구소(ICR)의 여러 다른 최근의 논문들에서, 개미 집단은 복잡하며 고도로 설계된 응용생물학적 시스템을 통해 관리된다는 것을 논하여 왔다.[3, 4, 5]
여러 감각기관을 통한 의사소통과 정보처리 시스템의 결합은 ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성(irreducible complexity)’으로 말해지는 ‘전부 아니면 무(all-or-nothing)’ 시스템의 분명한 사례가 되는 것이다. 모든 개미들은 다음의 특성들 중 어떤 하나라도 제거한다면 한 세대 안에 죽게 될 것이다 : 1)조기 성숙되는 배의 음향 부속기관, 2)소리를 내는 본능, 3)성숙개미에서 그것을 감지하는 센서, 4)그 소리를 해석하는 개미의 뇌, 5)성숙 애벌레를 보존하기위한 본능 등이다. 따라서 이들 특성들은 모두 동시에 같이 존재해야만 한다. 우연히 발생하는 돌연변이들에 의해서 하나씩 만들어져서는 작동될 수 없다.
이러한 새로운 발견은 진화론적 교리를 완전히 거부하며, 경이로운 생물계를 설계하신 전능하신 창조주 하나님의 지혜를 나타내는 놀라운 증거인 것이다.
References
1.Casacci, L. P. et al. Ant Pupae Employ Acoustics to Communicate Social Status in Their Colony's Hierarchy. Current Biology. Published online before print, February 7, 2013.
2.Barbero, F. et al. Myrmica Ants and Their Butterfly Parasites with Special Focus on the Acoustic Communication. Psyche. 2012 (2012).
3.Thomas, B. Scientists Discover the 'Anternet.' Creation Science Update. Posted on icr.org September 14, 2012, accessed February 11, 2013.
4.Thomas, B. Ant Algorithms Argue Against Evolutionary Origins. Creation Science Update. Posted on icr.org February 17, 2009, accessed February 11, 2013.
5.Tomkins, J. Communal Nutrition in Ants: Strong Evidence for Creation. Creation Science Update. Posted on icr.org July 8, 2009, accessed February 11, 2013.
* Dr. Tomkins is a Research Associate and received his Ph.D. in Genetics from Clemson University.
*관련기사 : 개미도 말을 한다 (2009. 2. 6. 경남신문)
http://www.knnews.co.kr/news/articleView.php?idxno=772294
개미도 위험 알릴 때 '소리'지른다 (2006. 7. 27. 중앙일보)
https://www.joongang.co.kr/article/2368752#home
‘소통’은 인간에게만 중요한 것이 아니다 (2021. 4. 23. 한겨레)
https://www.hani.co.kr/arti/culture/book/992295.html
번역 - 미디어위원회
링크 - http://www.icr.org/article/7280/
출처 - ICR News, 2013. 2. 22.
큰부리새, 굴, 거미를 이용한 생체모방공학
(What Do a Toucan, an Oyster and a Spider Have in Common?
Bio-Engineers’ Drool)
David F. Coppedge
만약 우리가 더 강인하고 가벼운 경량의 소재를 만들기 원한다면, 자연에서 찾아야한다고 두 연구자는 말했다.
10년 동안 생체모방공학 분야에서 일해 온 메이어와 맥키트릭(Meyers and McKittrick)은 Science 지(2013. 2. 15)에 동물로부터 영감을 얻어 만든 새로운 인공 소재에 대한 설계 시방서를 게재하였다(PhysOrg, 2013. 2. 14)
거미줄은 매우 강하며, 연체동물의 껍질과 뼈는 내구성이 있고, 고슴도치의 깃대와 깃털은 비틀리지 않는다. 어떻게 이러한 탁월한 속성을 지니게 되었을까? 이상에서 언급한 재료들의 구성 블럭(building blocks)은 1차적으로 주로 광물질과 생폴리머(biopolymers)을 조합시킨 것으로서, 첫 층은 장력에 약하고, 두 번째 층은 압축에 약하다. 복잡하고 독창적인 계층적 구조는 각 재료물질의 뛰어난 성능을 가져다 준다. 견고성(toughness)은 조절된 두 면의 접촉 특성(마찰, 수소결합, 사슬의 곧은 배열, 신축성)에 의해서 생겨나며, 비틀림 저항성은 가벼운 포말로 채운 가느다란 기둥에 의해서 만들어진다. 여기에서, 우리는 이러한 혹은 다른 생물 재료들에서 선발된 사례들을 제시하고 설명하고자 한다. 생체 영감된 구조물질의 설계는 생물학적 구조를 사용하여, 그것의 본질적인 특성을 유지하면서, 구조 기능을 증가시킨 합성 물질과 과정을 삽입함으로써 이루어질 수 있다. 본 리뷰에서 우리는 몇 가지 특이한 개념을 통해 이러한 아이디어를 설명하고자 한다.
메이어와 맥키트릭은 재료공학자들을 위한 다음의 도전들을 기술하였다 : 자기조립, 다기능성, 계층구조, 수화(hydration), 온화한 합성조건(즉 실온에서), 최적화, 자동복구가 되는 재료가 그것이다. 영감을 얻기 위해서, 그들은 큰부리새(toucan)의 부리, 새의 깃털, 굴의 껍질, 거미줄, 고슴도치의 가시, 뿔복(longhorn cowfish)의 두개골을 조사했다. 생물들이 가지고 있는 강하고, 가볍고, 견고한 이들 생재료들은 7가지의 모든 설계적 특성들을 마스터하고 있었다. 공학자들은 생물들이 자연에서 사용하는 방법처럼 오랫동안 단백질을 사용할 수 없다. ”대자연은 우리에게 주형(templates)을 제공해 준다”고 맥키트릭은 말했다. ”우리는 그것을 보다 잘 이해해서 새로운 재료를 부어 만드는데 도움이 되도록 노력하고 있습니다”.
메이어는 그러한 생체모방공학(biomimetics)이 긴 역사를 가지고 있음을 지적하였다. ”이카루스(Icarus)의 전설에서부터, 새들로부터 영감을 얻은 레오나르도 다빈치의 비행 기계, 그리고 벨크로(Velcro, 접착포) 같은 현대의 발명품에 이르기까지, 생체 영감된 설계는 오랫동안 과학과 공학의 한 부분이 되어 왔습니다.” PhysOrg 지에서 메이어는 말했다. 단지 지난 10년 동안에 생체모방공학 분야는 실제적인 이륙을 시작하였고, 새로운 연구소들이 생겨나며, 많은 논문들이 학술지에 게재되고, 극적인 성공들이 계속해서 이어지고 있다.
다른 생체모방공학 뉴스로서 (1)Science(2013. 2. 8) 지는 어떻게 미생물이 쉽게 수소 분자를 쪼개는지를 복사하려는 노력에 대하여 논의하고 있었다. 수소화효소(Hydrogenase enzymes)는 연료전지(fuel cell) 설계자들에게 선망의 대상이 되고 있지만, 분자생물학자들은 아직도 그것이 어떻게 실온에서 효과적으로 작동되는지 잘 모르고 있다. (2)PNAS (2013. 2. 8) 지는 리뷰에서 ”생체모방 건물”을 대서특필했는데, 그것은 일부는 공학, 일부는 예술, 일부는 작품이라는 것이다. 건축가 찰스 리(Charles Lee)의 생체 모방된 주택은 현재 ”자연의 도구상자: 생물다양성, 예술, 그리고 발명품”의 이름으로 현재 전시 여행 중에 있다. (3)마지막으로, Science Daily (2013. 2. 11) 지는 ”세포 회로가 그들의 역사를 기억하고 있다: 공학자들은 기억과 논리를 결합시킨 새로운 합성 생물 회로를 설계하다”라는 글을 게재하고 있었다. 박테리아의 유전자에서 논리 회로를 구축함으로써, MIT의 연구자들은 ”장기적인 환경 센서, 생물제조를 위한 효율적인 제어, 혹은 다른 세포 형태로 분화되는 줄기세포의 프로그램 개발” 등을 희망하고 있었다.
과학의 미래는 진화론이 아닌 생체모방공학에 있다. 고풍스러운 빅토리아 시대의 신화인 진화론은 확대 발전하고 있는 이 분야에서 더 이상 설 자리가 없다. 찰스 1세의 숭배자들이여, 생체모방공학에서 밝혀지고 있는 고도로 정교한 구조들과 프로그램들을 생각해보라. 이러한 것들이 모두 목적도 없고, 방향도 없고, 계획도 없는 무작위적인 돌연변이들에 의해서 우연히 생겨날 수 있었는가? 이것들은 모두 초월적 지성에 의한 설계를 가리키고 있는 것이다!
*관련기사 : 강철보다 강한 거미줄의 비밀 풀렸다. (2018. 7. 17. 동아사이언스)
https://www.dongascience.com/news.php?idx=22894
자연에서 답을 얻는 '생체모방기술'의 발전 (2022. 4. 14. Chemical News)
http://www.chemicalnews.co.kr/news/articleView.html?idxno=4637
*참조 : 생체모방공학
번역 - 문흥규
링크 - http://crev.info/2013/02/what-do-a-toucan-an-oyster-and-a-spider-have-in-common-bio-engineers-drool/
출처 - CEH. 2013. 2. 17.
