해파리 : 바다에서 가장 효율적인 수영선수!
(The Ocean’s Most Efficient Swimmer Is… A Jellyfish)
David F. Coppedge
파도 사이를 떠다니는 해파리(jellyfish)는 매우 게을러 보이지만, 고도로 효율적인 메커니즘으로 구동되고 있어서, 미 해군은 그들의 추진 방법을 모방하려 하고 있었다.
Nature(2013. 10. 7) 지는 설명했다. ”왜 해파리가 바다에서 가장 효율적인 수영선수일까?” 부제목은 이렇게 설명하고 있었다. ”문젤리피쉬(moon jellyfish, Aurelia aurita, 무럼해파리)의 탄력 있는 몸체는 에너지 소모 없이 추가 거리를 여행할 수 있도록 허락한다.” 에드영(Ed Yong)은 다음과 같이 쓰고 있었다 :
홍연어(sockeye salmon)는 강력한 근육을 사용하여 폭포를 뛰어 오르는 매끄러운 어뢰 같은 물고기다. 이에 반해 문젤리피쉬는 부드럽게 박동하는 종처럼 떠다니는 엉성한 젤리 같은 생물이다. 연어는 분명 강력한 수영선수이지만, 한 연구에 의하면 효율성에 있어서는 해파리가 더 뛰어나다는 것이다. 해파리는 주어진 거리를 여행하는 데에 있어서, 다른 수영하는 생물들보다 몸무게 대비하여 더 적은 에너지를 사용한다는 것이다.
종처럼 생긴 해파리 몸체의 휴식(relaxation)은 해파리가 아무런 에너지 소모 없이 80%를 더 여행할 수 있게 한다고 그 기사는 설명하고 있었다. 용(Yong)은 결론지었다. ”문젤리피쉬의 에너지절약 기술은 바다를 항해하는 기계(떠다니는 부표로부터 자동 잠수정까지)를 설계할 때 유용하게 사용될 수 있을 것이다.” 확실한 것은 해군이 그것을 연구하고 있다고, Science Daily(2013. 10. 17) 지는 보도했다.
버지니아 공대의 공학자들은 해파리가 어떻게 가장 낮은 저비용으로 이동하는지를 연구하는 한 국책 연구에 참여하고 있다. 그 발견은 연구자들이 미국 해군에서 해파리에 영감을 받은 물속 이동 장치의 설계에 사용될 수 있을 것이다.
해군은 이미 77kg의 초기 타입을 시험 중에 있다. 또한 New Scientist(2013. 10. 7) 지는 해파리의 수영 효율성 뒤에 있는 물리학의 일부를 설명하고 있었다. 그 동작을 모델화 하는 것은 해파리의 부드러운 몸체 때문에 매우 어려운 일이었다. Science Daily 지는 이 ‘원시적(primitive)’으로 보이는 바다 생물체에 관한 더 놀라운 사실들을 보도하고 있었다 :
”해파리는 모방하고 싶은 매혹적인 생물체이다. 왜냐하면, 해파리는 낮은 대사율에 기인하여, 다른 바다생물 보다 거의 에너지를 소모하지 않는 생물이기 때문이다. 해파리는 다양한 물속 상황에서도 생존할 수 있고, 몸체 하중을 운반하기 위한 적절한 모습을 가지고 있다.” 프리야(Priya)는 여러 작은 해파리 모방 로봇들이 발표되던 해인 2012년에 말했다. ”해파리들은 세계의 모든 주요 바다에서 살아가고 있고, 넓은 범위의 온도 변화와 염분 농도 변화(민물과 바닷물)에 견딜 수 있는 능력을 가지고 있다.,. 해파리 종의 대부분은 얕은 해안가 바닷물에서 발견된다. 그러나 일부 해파리들은 해수면 아래 7,000m 깊이에서도 발견되었다.”
이 초라해 보이는 해파리가 생체역학(biomechanics)과 관련되어 Nature(2013. 10. 16) 지의 주제로 보도될 줄을 누가 생각이라도 했겠는가?
해파리는 다른 많은 동물들과 함께, 고생대 가장 초기 지층인 캄브리아기 지층에서 갑자기 폭발적으로 나타난다. Evolution News & Views(2013. 7. 26) 지가 설명했던 것처럼, 캄브리아기의 해파리는 오늘날과 동일한 몸체를 처음부터 갖추고 있었고, 어떠한 중간 전이형태도 발견되지 않았다. 이들의 조상은 어디에 있는가? 어떤 해파리는 매우 복잡한 눈을 가지고 있음이 보도됐었다.(4/28/11. 아래 관련자료 링크 1번 참조). 진화론은 이러한 것들이 모두 무작위적인 돌연변이로 우연히 어쩌다가, 그것도 빠르게 폭발적으로 생겨났다고 주장한다. 증거도 없고, 논리적이지도 않고, 그저 주장만 있다. 그러한 주장이 과학일 수 있을까? 과학 교과서들은 이러한 주장만을 실어야 하는가? 이에 반해 창조론은 이러한 것들이 어떤 목적을 가지고 세밀하게 창조된 것이라고 주장한다. 창조론은 자연에서 발견되는 정밀하고 정교한 공학적 설계들을 모방하고 응용하여, 실생활에 유용하게 적용할 수 있도록 하는, 과학을 더 깊이 연구할 수 있게 하는 하나의 자극제가 되고 있는 것이다.
*관련기사 : "해파리, 바닷물 흐름따라 움직인다" / YTN 사이언스 (youtube 동영상)
https://www.youtube.com/watch?v=iRPKosbk7fc
해파리 발광원리 규명…양자효율 높일 가능성 열린다 / YTN 사이언스 (youtube 동영상)
https://www.youtube.com/watch?v=LjDnWxYqpy0
번역 - 미디어위원회
링크 - http://crev.info/2013/10/most-efficient-swimmer-jellyfish/
출처 - CEH, 2013. 10. 19.
나비 날개에 나타나는 창조주의 광학설계
허진우
아마 대부분의 사람들은 초등학생 시절 여름방학 때 나비를 채집하여 표본을 해본 기억이 한두 번쯤은 있을 것으로 안다. 나비의 모양도 모양이지만 나비 날개의 화려하고 아름다운 색상에 매료되어서일 것이다. 나비 날개에서 보이는 그 아름다운 색의 비밀은 어디서 오는 것일까?
옛날 사람들은 붉은 꽃잎을 으깨면 붉은 색소가 묻어나듯이 나비날개도 비슷할 것으로 생각하여 나비 날개를 으깨어 보았지만 색을 얻을 수 없었다. 나비의 몸에서는 분명 화려한 색깔이었는데, 그것을 으깨면 아무런 색이 묻어나오지 않았다. 왜냐하면, 나비 날개에는 처음부터 색소가 없었기 때문이다. 색소가 없는데 어떻게 색을 만들어 낼 수 있을까? 그것은 바로 구조색(structural color)이라는 것으로, 색소가 없어도 나비 날개에 있는 매우 정교하고 독특한 나노구조로 인해 빛을 만들어내기 때문이다.
중앙 및 남 아메리카에 서식하는 몰포(Morpho) 나비는 영롱하고 아름다운 파란색 날개로 유명한데, 이는 보는 각도에 거의 무관하게 여전히 아름다운 청색을 가지기 때문이다. 앞에서 언급한 바와 같이 나비의 날개에는 색소가 전혀 없다. 다만 날개의 표면구조가 독특해 파란색 파장의 빛만을 반사함으로써 그렇게 보이는 것이다. 이러한 구조색은 보통 다층박막과 회절격자 구조에 의해 나타난다. 스넬(Snell)의 법칙과 프레넬(Fresnel)의 법칙에 의하면, 빛이 굴절율이 서로 다른 박막으로 입사할 때, 박막의 각 경계면에서는 빛의 반사가 일어나며 이때 반사되는 빛들은 일정한 위상차를 가지게 된다. 그런데 이때 반사를 최대한으로 하기 위해서는 반사하는 각 빛이 서로 위상차가 없게 되는 조건, 즉 보강간섭(constructive interference)의 조건을 만족시켜야 하는데, 입사각에 따라 박막의 두께, 굴절율의 조건이 잘 만족되어야 하며, 이에 따라 반사가 극대가 되는 파장이 결정된다.
또 다른 빛의 간섭 현상으로 회절격자에 의한 것이 있는데, 이는 마치 다중 슬릿과 같은 일정한 주기의 광구조에 빛이 입사하면, 광구조의 크기 및 입사, 회절 각도에 따라 특정한 파장의 빛이 반사되므로, 예를 들어 파란색 파장을 반사시키기 위해선 각 조건이 이에 맞게 기하 광학적으로 잘 설계되어야 한다.
그렇다면 몰포 나비 날개의 구조를 살펴보도록 하자. 그림에서 보이는 것처럼 나비의 날개는 ‘scale’과 scale 내부의 ‘cuticle’로 이루어져 있다. 실제, 날개의 scale은 ~100um 크기이며 마치 꽃잎처럼 보이는데 이것이 마치 기와와 같이 규칙적인 배열을 하고 있으며, 하나의 scale의 단면을 전자 현미경으로 확대해보면, 높이 2um 정도의 여러 개 다층박막이 마치 세로로 빽빽이 약 700nm 간격으로 세워져 있는 ‘ridge’(산등성이) 구조로 형성돼 있는데, 이를 좀 더 확대하면, 하나의 ridge는 그림에서처럼 정교한 주름구조를 가지며, 각 주름의 너비는 수십 나노 정도에 불과한 라멜라(lamella)구조로 이루어져 있다.[1] 즉, 몰포 나비의 날개는 표면이 scale로 이루어져 있는데, scale 내부에 다층박막 구조가 있고, 이를 이루는 박막 하나가 그 단면이 실제 박막이 아닌 회절격자의 형태를 가짐으로 파란색의 구조색을 가지며, 앞에서 언급한 광학적 조건에 의해 파란색 파장만을 잘 반사시키도록 다층박막의 두께와 날개의 굴절률 및 회절격자의 주기성 등이 최적으로 설계되어 있는 것이다.
.몰포 나비 날개의 표면구조 형상과 실제 나비 날개의 표면 이미지
한 가지 더 놀라운 것은 라멜라의 주름 구조가 마치 나뭇가지의 형상으로 이루어져 있는데, 가지의 뻗어나간 위치나 너비는 그 어느 것 하나도 동일하지 않아 이 구조를 구현하기 위해서는 복잡한 변수들에 의해서도 다 표현될 수 없을 정도이다. 즉 나비 날개의 구조는 마이크로 크기의 다층박막 배열에서는 규칙성을 가지지만 동시에 그것을 구성하는 나노 구조에서는 불규칙성을 가진다는 것이다. 이러한 구조는 도저히 인위적으로 모방할 수 없는 구조라 할 수 있는데, 미국의 한 대학에서 이를 모방하여 파란색만을 반사시키는 구조를 제작하였으나, 불규칙적인 나노구조를 구현할 수 없었고, 그렇게 제작한 구조는 몰포 나비의 날개와 비교했을 때, 시야각에 따라 반사 파장과 빛의 강도가 불안정한 특성을 보여주었다.[2] 규칙성 속의 불규칙성, 복잡하나 정교한 이러한 나노구조를 통해 안정적인 반사특성을 얻을 수 있다는 것이 그저 놀라울 따름이다.
이러한 구조와 특성이 우연에 의해 만들어진 것이라고 누가 말할 수 있겠는가? 영롱하고 아름다운 파란색을 안정적으로 나타내기 위해, 기하 광학적으로 이에 맞게 독특한 나노구조로 설계되었다고 밖에는 말할 수 없을 것이다. 그동안 자연에 감춰졌던 나노세계의 형상과 현상들은 나노과학이 발달된 현 시대에서는 더 이상 숨길 수 없는 것이 되었으며, 이를 설계하고 만드신 창조주의 지혜와 능력을 분명히 보여주는 증거가 된다. 어느 누구도 자연에 나타나 있는 창조주 하나님의 섭리를 볼 수 없다고 핑계하지 못할 것이다.
”창세로부터 그의 보이지 아니하는 것들 곧 그의 영원하신 능력과 신성이 그가 만드신 만물에 분명히 보여 알려졌나니 그러므로 그들이 핑계하지 못할지니라” (롬 1:20)
참고자료
1. Kyungjae Chung et al, 'Flexible angle-independent structural color reflectors inspired by morpho butterfly wings', Adv mat., 24, p 2375-9 (2012)
2. Rebecca E. Coath, 'Investigating the use of replica morpho butterfly scales for colour displays', University of southhampton, school of electronics and computer science, p 1-9, MAY (2007)
동물과 식물의 경이로운 기술들
: 전기 거미줄, 점핑 물고기, 자가청소 바다오리 알, 박쥐의 배터리, 날쥐의 점프, 개화 조절 식물
(Animal and Plant Tricks)
David F. Coppedge
생물계에서 그들의 성공을 돕는 적응의 놀라운 비법에는 끝이 없다. 그것들을 발견하는 것과, 그것들이 어떻게 생겨나게 되었을까를 설명하는 것은 별개의 문제이다.
전기 거미줄 : 거미줄 주변에는 전기(electricity)가 흐르며, ”거미줄은 공중에서 전기적 전하를 띤 곤충을 잡는다”고 Science Now(2013. 7. 4) 지는 말하고 있었다. 날아다니는 곤충들은 날아갈 때 정전기를 발생시킨다(꿀벌은 200볼트나 된다). 거미줄은 전하를 띤 먹이가 다가올 때, 초당 2m의 속도로 2mm 까지 굽혀질 수 있다는 것이다. 거미가 정전기로 파리를 잡는 것처럼, 모든 날아다니는 곤충들을 정전기로 잡는지를 알기 위해서는 더 많은 연구가 필요하다고 Live Science(2013. 7. 5) 지는 주의 깊게 말했다.
점핑 물고기 : 늪지에 서식하는 맹그로브 리벌루스(mangrove rivulus)라는 물고기는 독특하게 뛰는 방법을 가지고 있다고 Live Science(2013. 7. 8) 지는 보도했다. C-모양으로 구부려 점프를 하지만, 성과가 없는 큰입 배쓰(bass)와는 달리 리벌루스는 전진하려는 경로로 보내는 독특한 꼬리를 움직인다(논문의 비디오 클립참조). 대부분 자웅동체(hermaphroditic)인 이 물고기는 피부를 통해 산소를 흡수하면서 곤충을 먹이로 육지에서 두 달까지 살 수 있다고 한다.
자가 청소를 하는 바다오리의 알 : 바다새인 바다오리(guillemot)의 알들은 물을 내뿜는 작은 원뿔형 돌기로 덮혀 있다고 NBC News(2013. 7. 5)는 보도했다. 이것은 알이 소금물과 혼잡한 새 무리에서 발생되는 폐기물을 피하는데 도움을 준다는 것이다. 또한 껍질의 꺼칠꺼칠함은 암컷이 알을 낳는 바위절벽 위에서 미끄러지지 않도록 좋은 발판을 제공할 수 있다는 것이다.
박쥐의 배터리 : 과일박쥐(fruit bats)는 날개 힘줄에 저장된 탄성에너지를 사용하여, 보다 좋은 연비를 확보할 수 있다고 Science Daily(2013. 7. 5) 지는 발표했다. 이륙할 때, 이전의 날개 짓에서 저장한 ”재생에너지”는 여분의 힘을 제공한다는 것이다. 이 능력은 분명 작은 포유동물 사이에서 독특한 것이다. 그 논문은 ”이 연구는 자동 소형 항공기의 개발에 적합하고, 수륙양용 탐색 및 구조 이동수단을 개발하는 데에 응용될 수 있을 것 같다”고 생체모방공학(biomimetics)으로 끝을 맺고 있었다.
날쥐의 점프 : 날쥐(Jerboa)는 사막의 작은 설치류로서, 생쥐와 캥거루를 교잡시킨 것처럼 보인다. (Science Daily 지의 그림 참조). 그 작은 이족보행(bipedal)의 점퍼(날쥐)는 많이 연구되지 못했다. Science Daily(2013. 7. 5) 지는 그것의 뜀, 깡충거림, 점프는 고대의 사막에 살던 네발 달린 설치류와 경쟁할 수 있게 했을 것이라고 말했다. 그들 궤적의 예측 불가능성은 날쥐가 네발 설치류가 점령했던 국소환경에서 공존할 수 있었던 방법을 제공한다는 것이다.
RNA는 개화 시기를 조절한다 : 다년생 식물들이 충분히 꽃이 필 나이가 되었는지, 그리고 꼭 맞는 계절이 왔는지를 어떻게 알 수 있는 지에 대한 새로운 통찰력을 보여주는 논문이 발표되었다. Science Daily(2013. 6. 10) 지의 논문은 ”고산장대(Arabis alpina, Alpine Rock Cress)은 리보핵산을 이용하여 나이를 측정하고, 꽃이 피는 정확한 개화 시점을 알 수 있다”고 보고했다. 소량의 RNA 농도가 ”모래시계처럼 작동했다”고 논문은 설명하고 있었다.
이러한 생물들의 경이로운 기술들이 모두 우연히 생겨날 수 있었을까? 현화식물에서 RNA 모래시계는 처음부터 프로그래밍이 요구된 시스템으로 보인다. 농도를 측정하고 신호 흐름을 따르는 과정을 측정하기 위한 다른 시스템이 존재하지 않고는 식물에 개화 시그널을 제공하는 작은 RNA 분자는 있을 수 없는 것이다. 이러한 고도로 정교한 시스템의 구성 요소들이 모두 방향도 없고, 생각도 없고, 무작위적 복제 실수인 돌연변이들에 의해서 우연히 생겨났을 것이라는 진화론적 설명은 과학이 아니다. 특히 추론이 시험 가능성을 넘어설 때, 과학적 용어를 사용하고 있는 설명이라고 반드시 과학은 아닌 것이다. 그랬을 지도 모르고, 저랬을 지도 모른다와 같은 진화론의 이야기는 무시해 버려라!
번역 - 문흥규
링크 - http://crev.info/2013/07/animal-and-plant-tricks/
출처 - CEH, 2013. 7. 10.
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.
