동면의 계절
단풍이 곱게 물드는 가을철이 되면 분주해지는 동물들이 있다. 추워서 먹이를 더 이상 구할 수 없는 겨울이 다가오기 때문에 아직 먹을 것이 많이 남아 있는 가을에 부지런히 먹이를 섭취하여 체내에 영양분을 저장하고, 차가운 겨울이 오면 땅속이나 굴속으로 들어가 동면하는 곰이나 다람쥐 같은 동물들이다. 겨울철이 되면 기온이 낮기 때문에 열 손실이 많아지고 이를 보충하기 위해서는 체내 영양분을 대사시켜 열을 발생해야 체온을 유지할 수 있다. 그런데 겨울에는 먹을 거리가 별로 없는 반면에 체온유지를 위해 대사작용은 더 활발히 해야 하기 때문에 동물들은 생존에 위협을 느낄 수밖에 없다. 그래서 깊은 겨울잠을 자며 땅밑에서 웅크리고 한겨울을 나는 게 생존을 위한 최상의 선택이다.
곰의 경우 동면기간은 3개월 동안 이루어지는데 동면기간에는 먹지도 않고 마시지도 않는다. 하지만 결실의 계절인 가을철에 과실과 나무 열매, 물고기, 곤충 등을 실컷 먹고 에너지를 피하지방에 비축해두기 때문에 문제가 없다. 피하지방은 동면을 하는 동안 중추신경을 자극하는 역할을 하여 곰은 편안하게 잘 수가 있다. 그리고 동면 중에는 일절 배설도 하지 않는다. 마시지도 않고 먹지도 않으니 배설하지 않을 것이라 생각할지 모르지만 체온이 35도 정도로 유지되므로 에너지 대사가 멎은 것이 결코 아니어서 배설이 있어야 하는 게 당연하다. 그리고 3개월간이나 혈액 속의 요소를 배출시키지 않으면 몸이 온통 통통 붓기 때문에 이 문제가 해결되어야 한다. 그래서 조사해 본 결과 곰은 동면을 하는 동안에 몸 속에 요소의 생성을 억제해주는 물질인 크레아티닌이 생긴다. 이것이 혈액 속에서 증가하여 요소의 증가를 최소한도로 억제한다. 그러므로 요소가 몸 속에 돌아서 요독증을 일으키는 일이 생기지 않으면서, 곰은 안심하고 동면을 할 수 있는 것이다. 그래서 곰은 나무나 바위로 된 자연 구덩이에서 동면하는데 체온이나 대사는 거의 저하되지 않고 얕은 수면상태로 가을에 저장한 지방을 소모하면서 지내고 임신한 암컷은 동면하는 중에 새끼를 낳아 봄이 될 때까지 새끼에게는 젖을 먹이며 자라게 한다.
그리고 동면하는 동물 가운데 가장 신비로운 종류 중의 하나는 추운 북극 땅에 사는 다람쥐이다. 캐나다와 시베리아 툰드라 전역에 서식을 하는데 이 지역은 8월이면 벌써 겨울에 접어들어 한겨울에는 최저 영하 50도까지 떨어지는 혹한의 계절이 된다. 그래서 북극 땅 다람쥐는 추위를 피해 땅을 파고 겨울잠에 들 채비를 한다. 워낙 얼어붙은 땅이라 기껏해야 60cm 깊이가 한계인데 이곳에서 8개월간이나 기나긴 잠에 빠져든다. 곰은 동면을 하는 중에도 체온이 유지되는 반면 북극 땅 다람쥐는 체온이 영하로 떨어진다. 놀라운 사실은 체온이 영하 3도까지 떨어져도 혈액이 얼어붙지 않는다는 점이다. 북극 땅 다람쥐 외에 대부분의 다른 다람쥐들은 체온이 영하로 떨어지지는 않고 영상 1-2도 가까이 떨어지면서 내장의 기능을 중단한다. 심장박동도 평소 일분에 수백 번 뛰다가 5번 정도로 뚝 떨어진다. 체온이 영하로 떨어지면 혈액이 냉각되고 심장 박동을 거의 할 수 없어서 몸의 각 조직이 얼어 ‘동사’ 해 버리는 일이 생겨나기 때문이다. 이에 반해 북극 땅 다람쥐는 체온이 영하 수준인데도 혈액이 얼지 않는다.
알래스카 페어뱅크스 대학의 브리언 반스 박사 팀은 다년간 북극 땅 다람쥐의 생리를 연구해 왔는데 반스 박사는 그 동안 100여 마리의 다람쥐 배에 컴퓨터 칩을 이식해 겨울잠을 자는 동안의 체온 변화를 조사했다. 그는 처음에 북극 땅 다람쥐의 체온이 영하 3도까지 떨어져도 얼어 죽지 않는 것은 몸 속에 정교한 ‘부동액 시스템’을 갖췄다고 생각했다. 왜냐하면 개구리는 동면하기 전에 먹이를 많이 섭취하여 혈액 속에 포도당의 농도를 높임으로써 혈액의 어는점을 낮춰 추운 겨울을 견디기 때문이다. 마치 겨울철이 되면 자동차에 겨울용 부동액을 넣어 엔진의 냉각수가 얼지 않도록 하는 것과 같은 원리이다. 하지만 북극 땅 다람쥐는 혈액에 특별한 물질의 양을 증가시키는 것이 아니었다. 반스 박사가 동면 중인 다람쥐의 혈액을 채취해 실험실에서 온도를 서서히 낮추어 보니 영하 0.6도에서 얼어버렸다. 이는 특별한 초강력 부동액이 존재하지 않았다는 증거이다. 그래서 반스 박사는 다람쥐가 자신의 체온을 매우 천천히 낮추는 시스템을 가져 어는점 이하의 온도에서도 얼지 않는 ‘과냉각’ 상태를 유지할 수 있을 것으로 추측하며, 이러한 과냉각 상태에 도달하기까지 아마도 뇌에서 분비되는 여러 화학물질에 의해 몸의 생리현상이 조절되리라 믿고 있다. 뇌에서 분비되는 호르몬 가운데 멜라토닌이 관여하는 것으로 알려지고 있지만 그 외 다른 화학물질도 작용할 것으로 보고 있다. 따라서 이런 사실을 잘 활용하면 사람의 경우도 동면을 하지는 않지만 오랜 시간 잠을 자게 해야 할 때 활용할 수 있을 것이다.
예를 들어 수십 년 동안 우주를 비행해야 하는 경우가 있다면 냉동캡슐에 들어가 동면을 할 수 있다면 지루한 우주여행을 극복할 수도 있을 것이다. 그리고 북극 땅 다람쥐의 경우 뇌에 혈액이 아주 느리게 소량씩 공급되더라도 뇌세포가 상하지 않는다. 만일 사람의 뇌에서 뇌혈관이 막히거나 터져서 뇌조직에 혈액이 공급되지 않게 되면 영양분과 산소의 공급이 원활하게 되지 않아 즉시 뇌세포가 죽게 된다. 따라서 다람쥐의 동면 상태를 잘 연구하면 뇌경색이나 뇌출혈이 일어나더라도 뇌 세포의 손상을 막을 수 있는 물질을 찾을 수 있을 지도 모른다. 이렇듯 동물들이 추운 계절 동안 생존하며 자손을 퍼뜨리며 살아가는 모습을 바라보면 경이로운 마음이 들고 하나님의 설계에 감탄을 하게 된다.
추위를 슬기롭게 넘기는 동물들의 행동을 보면서 신앙인들도 환난과 핍박의 시기가 올 때 지혜롭게 대처해야겠다는 생각이 든다. 초대교회 성도들도 로마 황제의 극심한 핍박 앞에서 민중봉기를 일으켜 칼과 창으로 무장하여 맞서서 싸운 게 아니라 공동묘지의 은밀한 장소인 카타코움으로 모여 들었다. 지하로 땅을 파고 핍박을 피해 숨어 들었다. 비록 햇빛을 보지 못하고 습기로 눅눅한 환경이었지만 그곳에서 하나님을 경배하며 찬양하는 것을 즐거워했다. 환난의 날이 얼마나 길게 이어지고 핍박의 강도가 얼마나 거세어 질지 아무도 예측할 수 없는 상황이었지만 주님 앞에서 신앙의 순수성을 견지할 수 있음에 기뻐하고 칠흑같이 어두운 카타코움에서도 감사의 삶을 살아갈 수 있었다. 우리도 어려운 일이 닥칠 때 조용히 엎드려 기도하는 사람이 되어야 하겠다. 우리에게 닥친 환난이 속히 지나가기를 구해야 할 것이다.
예수님의 제자들이 감람산에서 주님께 세상 끝의 징조에 대해 물었다. 주님께서는 세상 끝 날에 되어 질 다양한 징조에 대해 말씀을 하시면서 마태복음 24장 15-16절에 이렇게 언급하셨다. “너희가 선지자 다니엘의 말한 바 멸망의 가증한 것이 거룩한 곳에 선 것을 보거든 그 때에 유대에 있는 자들은 산으로 도망할찌어다.” 심각한 핍박의 때가 오면 산으로 도망하라는 말이다. 핍박의 소용돌이 속에서 위협에 굴복하거나 세상과 타협하여 신앙에 손해를 당하지 말고 믿음을 지키라는 말이다. 우리는 살아 가면서 크고 작은 어려움을 당하게 된다. 그럴 때마다 핍박에 넘어지지 말고 주님을 바라보면서 신앙의 깊이를 추구하여 견고히 서 있어야 한다. 엄동설한의 동물들이 땅속에 웅크려 있는 것은 따뜻한 봄이 올 것을 믿기 때문이다. 우리의 삶 속에서도 환난은 잠시 있을 뿐이고 환난의 바람이 지나고 나면 희락의 날이 올 것이다. 오늘 하루도 나를 괴롭게 하는 일이 있더라도 그 일이 나를 부러뜨리지 못할 것은 주님이 나와 함께 함이다. 나를 힘들게 하는 일로 인해 좌절하지 말고 믿음의 전투에서 승리하는 우리가 되길 원한다.
출처 - '과학으로 하나님을 만나다' 중에서
구분 - 3
옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=3082
바다의 폭격수 딱정벌레
(Bombardier of the Sea)
창조론자들은 폭격수 딱정벌레(bombardier beetle, #1, #2)의 폭발을 일으키는 구성성분들이 모두 동시에 완벽하게 돌연변이로 생겨나지 않았다면, 연소실은 폭발해버렸을 것이라고 말해 왔다. 이제 그것과 비슷한 경우가 바다 달팽이(sea slug)에서 발견되었다. EurekAlert는 조지아 주립대학 과학자들의 연구를 보고하였는데, 그들은 바다 달팽이인 군소(Aplysia)가 방어를 위한 보라색의 끈적끈적한 분비물을 만들기 위해서 3 종류의 비활성인 성분들을 혼합한다는 것을 발견하였다.
”Aplysia는 이 무해한 전구체 물질들을 각각 별도로 분리되어 가지고 있다. 그리고 그것들이 필요한 정확한 시점에 동시에 외투강(mantle cavity) 안으로 분비된다”고 찰스 더비(Charles Derby)는 설명했다. ”포식자의 공격에 대항하여 이러한 강력한 분비를 할 수 있게 하는 메커니즘은 바다 달팽이가 도망가는 것을 가능하게 한다.”
그 분비물은 치료 물질들을 포함하고 있는 것처럼 보인다. ”항균 특성은 아마도 포식자에 대항하다가 진화했을 것입니다.”라고 더비는 말했다. ”그것은 Aplysia 자신의 상처를 위한 항균성 연고(antimicrobial salve)의 기능을 할지도 모릅니다.”
이러한 신화와 같은 진화론적 이야기는 어떠한 근거도 제공하고 있지 않다. 지적 정직성과 과학적 완전성의 기반 위에서, 우리는 진화론자들에게 다음과 같은 질문을 할 필요가 있다. 어떻게 이러한 한 요소도 제거 불가능한 복잡한 시스템이 어떻게 생겨났는지에 대해 전혀 언급하지 않으면서, 그러한 기관이 진화로 생겨났다고 쉽게 말할 수 있는가? 이것은 진화론자들이 이해되지 않는 애매하고 끈적끈적한 보라색 말들을 쏟아낸 후에, 이러한 문제로부터 도망하고자 하는 치졸한 전략인 것이다.
번역 - 미디어위원회
링크 - http://www.creationsafaris.com/crev200601.htm
출처 - CEH, 2005.12. 28
구분 - 3
옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=3069
참고 : 3050|425|377|1470
폭격수 딱정벌레 아이디어
(Bombardier idea)
폭격수 딱정벌레(Bombardier beetle)는 그 후미에 자기를 공격해 오는 포식자를 향해 고압의 뜨겁고 따끔거리는 액체(boiling irritating liquid)를 발사할 수 있는 ‘대포(cannon)‘를 가지고 있다. 그것은 군인들이 사용하는 대포보다 훨씬 더 복잡하다. 폭격수 딱정벌레는 1초에 500회 정도로 그 폭발적인 분출물을 발포한다! [1, 2]
그 메커니즘은 매우 복잡하다. 그러나 간단히 폭격수 딱정벌레는 2 개의 화학물질(과산화수소와 하이드로퀴논)을 빠르게 섞고, 그것들을 주로 물을 포함하고 있는 심장 모양의 연소실(combustion chamber) 안으로 주입한다.[3] 그 다음 폭격수 딱정벌레는 세 번째 화학물질(카탈라제)을 주입한다. 이것은 통상적으로 온화하게 일어나는 반응이 폭발력을 가지도록 매우 가속화시킨다. 주로 물/증기의 분사는 놀랍게도 20m/s의 속도로 노즐을 통하여 반복적으로 발사된다.
이제 폭격수 딱정벌레의 놀라운 폭발의 비밀이 엔지니어들에게 더 좋은 항공기 엔진을 설계하도록 영감을 준 것처럼 보인다.[4] 폭발 과정은 제2차 세계대전 동안 독일의 V1 로켓트를 추진시켰던 펄스연소 기술(pulse combustion technique)과 유사하다. 폭격수 딱정벌레는 훨씬 더 큰 펄스 효율을 얻고 있다. 그 이유는 무엇일까? 그것은 실(chamber)의 치수와 뒤쪽으로 나오는 노즐(nozzle)이 결정적으로 중요한 역할을 한다는 것이 밝혀졌다. 리즈(Leeds) 대학의 열역학과 연소 이론 교수인 매킨토시(Andy McIntosh)는 New Scientist 지에서 이러한 이야기를 하고 있다. [4]
폭격수 딱정벌레의 뛰어난 연소 메커니즘을 모방함에 있어서, 매킨토시 교수는 높은 분사 효율을 보이는 딱정벌레의 1 mm(0.04 인치) 크기의 연소실이 항공기 엔진의 재점화 장치(reigniters)를 위해 같은 축척으로 만들어질 수 있기를 희망하고 있다. (만약 비행기가 높은 고도에서 갑자기 엔진이 멈춘다면, 이 작은 고안 장치는 엔진 안으로 강렬한 화학물질들을 분사할 것이다).
그러나 폭격수 딱정벌레의 독특한 연소 과정은 단순히 딱정벌레의 연소실의 치수를 복사하는 것에 의해서 재현되어질 수 없다. 실제로 연소 과정은 연소실 근육 안쪽에서 일어나는 촉매과정(catalytic processes)들에 의해서 복잡하게 이루어지고 있다.[5]
그럼에도 불구하고, 매킨토시 교수는 폭격수 딱정벌레의 비밀을 연구하면서 배우게 된 지식들은 그러한 새로운 점화장치와 같은 혁신적인 디자인의 돌파구를 열게 했다고 믿고 있다.[6] 초기의 연구자들은[1] 폭격수 딱정벌레가 자신을 날려버리는 폭발을 피하기 위해서, 정확한 시간에 연소실 밸브를 열고 닫는 것이 연소실에서 중요함을 발견하였다. 그리고 이들은 압력과 방향성에 대하여 한치의 오차도 없는 정밀성을 가지고, 새, 개구리, 다른 포식자들에게 분사하고 있는 것이다.
그것은 또 다시 하나님이 자연에 설계하셨던 모든 복잡한 기계들은 사람이 만든 기계보다 훨씬 복잡하다는 사실을 보여주고 있다. 이것은 수년 동안 엔진공학을 연구하였던 매킨토시 교수도 인정하고 있는 사실이다. ”그것들은 심지어 수리될 수도 있으며, 재생산될 수도 있습니다”[7]
폭격수 딱정벌레는 ”그의 영원하신 능력과 신성”을 선포하고 있는 것이다. (로마서1:20)
References and notes
1. Dean, J., Aneshansley, D.J., Edgerton, H.E. and Eisner, T., Defensive spray of the Bombardier Beetle: a biological pulse jet, Science 248(4960):1219–1221, 1990.
2. Armitage, M.H. and Mullisen, L., Preliminary observations of the pygidial gland of the Bombardier Beetle, Brachinus sp., TJ 17(1):95–102, 2003.
3. The reaction is C6H4(OH)2 + H2O2 → C6H4O2 (quinone) + 2H2O, producing a boiling water solution of quinones. This is hotter than 100ºC, because of the dissolved substances and higher pressure.
4. NewScientist.com, Beetle’s jet may inspire new engines, <www.newscientist.com/news/news.jsp?id=ns99994461>, 24 December 2003.
5. Engineering and Physical Sciences Research Council, Beetle jet—studying a species of beetle could lead to advances in combustion, EPSRC Newsline, Summer 2003, p. 02.
6. The UK’s Engineering and Physical Sciences Research Council has given a three-year research grant to Professor McIntosh to fund the numerical modelling of the bombardier beetle’s combustion device, and to investigate possible biomimetic applications (whereby one ‘copies’ designs in nature for useful engineering purposes).
7. McIntosh, A., 100 years of airplanes—but these weren’t the first flying machines! Creation 26(1):44–48, 2003.
*참조 : Preliminary observations of the pygidial gland of the Bombardier Beetle, Brachinus sp.
http://creationontheweb.com/content/view/1591/
번역 - 미디어위원회
링크 - http://www.answersingenesis.org/creation/v27/i3/bombardier.asp
출처 - Creation 27(3):50–51, June 2005
구분 - 3
옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=3050
참고 : 1470|377|425|1108
매혹적인 갑오징어
(Fascinating cuttlefish)
Paula Weston
녹색의 혈액, 세 개의 심장, 그리고 살의 색깔을 바꿀 수 있는, 그것은 영화 ‘공포의 에얼리언’에 나오는 생물체처럼 들린다. 실제로, 갑오징어(cuttlefish)는 맛있는 해산물이다.
세계의 대양은 놀랍도록 복잡한 생물체들로 가득 차 있다. 아마도 갑오징어는 어떤 바다생물체들보다도 놀랍다. 이 매혹적인 연체동물의 등쪽에 있는 딱딱한 뼈(cuttlebone, 석회질의 갑. 갑옷같다 하여 갑오징어라 함)는 앵무새 새장 아래쪽에서 보통 발견된다. 그러나 갑오징어는 단지 새장 안의 새들을 위한 칼슘 공급원 이상이다.
.오징어(squid)의 눈처럼 갑오징어의 눈은 사람의 눈과 매우 비슷한 디자인을 가지고 있다. 그러나 진화론자들은 양쪽의 눈 형태가 각각 분리되어 별도로 진화되었다고 믿고 있다. 그래서 그 유사성은 단지 ‘우연의 일치(coincidence)’ 라는 것이다.
환경에서 자신을 위장할 수 있는 것에 더하여, 갑오징어는 흥분할 때 눈부시게 그 색을 노란색에서부터 주황색, 그리고 청녹색에 이르기까지 빠르게 변화시킬 수 있다.
또한 갑오징어는 복잡한 추진 시스템과 부력 시스템(이것은 잠수함에서 사용하는 것과 유사함)을 가지고 있다. 그리고 날카로운 ‘부리(beak)’는 한 쌍의 가위처럼 살(flesh)을 자르고 열 수 있게 한다. 그리고 갑오징어의 촉완(tentacles)은 고기를 찢어내는데 사용할 수 있다.
대게 겁많은 바다 생물들이 움직이게 되는 번식 계절에, 거대한 호주의 갑오징어들은 수중다이버들에게 인기가 있다. 다이버들은 물 속에서 갑오징어들을 따라가며 자주 손으로 가볍게 두드리기도 하고 만지기도 한다.[1]
갑오징어는 연체동물 강(mollusk class)인 두족강(Cephalopoda)에 속한다. Cephalopoda는 그리스어인 kephale(head, 머리)와 podes(feet, 발)로부터 유래된 ‘head-footed’(頭足)을 의미하는데, 길이는 2.4cm에서 90cm에 이른다 (거대한 호주 갑오징어는 어린이 크기만하다).
갑오징어의 혈액은 청녹색(blue-green)으로 보인다. 왜냐하면 붉은색 색소인 헤모글로빈(hemoglobin)을 사용하는 우리의 피와 같지 않게, 갑오징어는 산소를 운반하는데 헤모시아닌(hemocyanin)을 사용하기 때문이다. 갑오징어는 3개의 심장을 가지고 있다. 한 쌍의 아가미에 하나씩, 그리고 몸의 나머지 부분을 위해 하나가 있다.
갑오징어는 빨판(sucker, 흡반)들이 정렬되어 있는 8개의 팔(arms)과 2개의 휘감기 쉬운 촉완(tentacles, 눈 아래 주머니로 후퇴시킬 수 있다)를 가지고 있다. 그리고 주로 물고기, 갑각류들, 다른 연체동물을 먹는다. 그것은 주간에 사냥을 하는데, 누두(funnel)로 불어내어 모래들을 치워냄으로서 야행성 새우(prawns)들을 사냥한다. 갑오징어는 문어와 같이 ‘잉크(ink)’를 만든다. 이 잉크는 오징어먹(sepia)이라고 불리는 갈색의 액체이다. 그러나, 그것은 단지 방어를 위한 최후의 수단으로 사용하며, 주로 먹이를 사냥하거나 상어나 돌고래와 같은 포식자들로부터 피할 때는 광범위한 위장 능력에 더 의지한다.
오징어는 표피 근처에는 밝은 노란색 층, 그 아래에는 주황색 층, 맨 아래에는 어두운 층으로 된 3층의 색소체(chromatophores, 색이 있는 색소 세포)로 구성된 피부(skin)를 가지고 있다. 한 색에서 다른 색으로의 변형은 신경계(nervous system)에 의해서 조절되어진다. 이 변화는 일 초 이내에 일어날 수 있다. 단지 수 초 만에 전체의 색깔을 바꿀 수 있다.
갑오징어는 머리 아래에 있는 누두(funnel) 밖으로 물을 분출하기 위하여, 압착할 수 있는 압력 챔버(compression chamber) 안으로 물을 끌어들였다가, 일련의 분출(spurts)을 이용하여 자신을 추진시킨다. 방향 변화는 이 누두 주둥이(nozzle)를 회전시킴으로서 이루어질 수 있다. 그리고 누두의 분출 구멍을 좁힘으로서 속력을 조절한다.
잠수함처럼, 갑오징어는 갑옷같은 오징어뼈(cuttlebone)에 있는 작은 구획(compartments)들에 가스(gas)를 채워서 중성부력(neutral buoyancy)을 유지하는데 도움을 받는다. 이것은 두족강들이 대양바닥을 배회하는 것을 도와준다. 왜냐하면 비록 그것이 정교한 추진 시스템을 가지고 있지만, 커다란 갑옷같은 뼈는 물 속에서 활발하게, 또는 빠르게 움직이는 것을 허락하지 않기 때문이다. 이러한 느린 걸음의 생물종이 매우 중요한 위장술을 진화로 발달시키기 전에, 어떻게 수천만 년 동안의 진화를 거치며 생존할 수 있었을지는 잘 상상이 안 된다. 그러나 진화론자들은 그러한 모습이 어떻게 발달되었는지를 보여주는 아무런 증거가 없음에도 불구하고, 그들은 진화되었다고 믿고 있다.
갑오징어는 또한 사람의 눈과 구조적으로 매우 유사한 눈을 가지고 있다. 그러나 진화론자들은 갑오징어의 눈과 사람의 눈은 어떠한 직접적인 진화론적 관계도 없다고 믿고 있다 (즉, 그러한 눈을 가지게 했을 갑오징어와 사람의 공통 조상은 가능하지 않다고 믿고 있다). 따라서 이러한 유사성은 ‘수렴진화(convergent evolution)’로서 둘러대고 있다. 즉 갑오징어와 다른 두족강들의 눈들은 사람의 눈과는 서로 ‘독립적으로 진화’ 했는데, 우연히 비슷하게 되었다는 것이다. 바꾸어 말하면, 그것은 단순히 진화론적인 우연한 일치(evolutionary coincidence)라는 것이다.
그러나, 갑오징어와 사람 눈의 디자인의 유사성은 쉽게 설명이 된다. 그것은 같은 디자이너를 갖고 있기 때문이다! 만약 우리가 그것을 창조주의 또 다른 기적적인 작품의 예로서 받아들인다면, 갑오징어의 놀랄만한 모습의 기원은 쉽게 설명될 수 있는 것이다.
갑오징어의 진화? 다시 생각해 보라.
분류[2] :
문(Phylum) : 연체동물문(Mollusca)
강(Class) : 두족강(Cephalopoda)
아강(Subclass) : 이새아강(Dibrachiata)
목(Order) : 갑오징어목(Sepioida)
과(Family) : 갑오징어과(Sepiidae)
속(Genus) : 갑오징어속(Sepia)
모든 동물 문(phylum, 생물체의 주요한 구분)처럼, 연체동물(mollusks)은 소위 캄브리아기 암석(Cambrian rocks)에서 어떠한 조상도 없이 갑자기 나타난다. (모든 연체동물의 조상으로서 가설적인 원시연체동물(archimollusc)이 말해지고 있다. 그러나 화석기록에서는 발견되지 않는다) [3]. 브리태니카 백과사전은 두족강의 계통발생적(phylogenetic, 진화론적) 연결고리는 아직도 매우 가설적이라고 말하고 있다.[4] 갑오징어 목(Sepioids order)은 쥐라기에서 다시 한번 어떠한 전이형태도 없이 나타난다. 모든 화석과 살아있는 갑오징어들은 화석들에서 보여지는 구조적 변화에 의거하여, 한 조상인 창조된 종류(created kind)의 후손일 가능성이 있다. [5]
References
1. ‘Dolphins frolic as a seasonal tragedy unfolds beneath’, Sydney Morning Herald, September 14, 1996.
2. R. Moore, C. Lalicker, and A. Fischer, Invertebrate Fossils, McGraw Hill, New York, 1952.
3. Clarkson, Invertebrate Paleontology and Evolution, George Allen & Unwin, London (7th impression), 1984.
4. Encyclopædia Britannica, (fifteenth edition), 24:322, 1992.
5. Ref. 1., chapter 8, ‘mollusks’.
중립적으로 머물러 있기
Redrawn after Clarkson, E., Invertebrate Palaeontology and Evolution, George Allen and Unwin, London, 1979 (Seventh impression 1984), p.167.
갑오징어는 대양 바닥에 거주하며 작은 동물들을 잡기 위해 자주 매복해 있다. 이러한 생활 양식을 위해, 그들은 중성 부력(neutral buoyancy)을 유지할 필요가 있다. 그래서 그들은 가라앉지도 떠오르지도 않는다. 흘끗보면, 창조주가 갑오징어에 고정된 전체 밀도(fixed overall density)를 부여했던 것처럼 보인다. 그래서 그들의 무게는 정확하게 주변 물의 떠오름과 정확하게 균형잡혀져 있다. 그러나 만약 깊이가 바뀐다면, 물로부터 들어올리는 양이 변화될 것이다. 그러므로 변화하는 깊이와 물의 밀도에 적응할 수 있기 위해서, 갑오징어는 물 속에서 항상 ‘중립(neutral)’을 유지하기 위해서, 그들의 전체 밀도를 조절할 필요가 있다. 갑오징어는 이것을 정교한 메커니즘에 의해서 수행한다. 뼈 외피(bony shell)는 실제로 많은 좁은 방(chambers)들을 가지고 있다. 만약 이곳이 모두 가스로 채워진다면, 갑오징어 무게의 4% 정도의 떠오르는 힘을 받게 된다. 그러나 그들은 단지 부분적으로 가스가 차있다. 윗 그림의 어두운 부분은 부분적으로 물로 채워져 있는 부분이다. 갑오징어는 정확한 부력을 유지할 수 있도록 그 구획의 안과 밖으로 액체를 펌프할 수 있다.
Other resources:
- ‘The Giant Australian Cuttlefish’, Geo 9(1), March–May 1987, pp. 58–71.
- Encyclopedia Britannica, (fifteenth edition), 3:814, 1992.
*Can Cuttlefish camouflage in a living room? - Richard Hammond's Miracles of Nature - BBC One (youtube 동영상)
https://www.youtube.com/watch?v=pgDE2DOICuc
*추천 : Masters of Disguise
https://answersingenesis.org/aquatic-animals/masters-disguise/
번역 - 미디어위원회
링크 - http://www.answersingenesis.org/creation/v19/i2/cuttlefish.asp
출처 - Creation 19(2):26–28, March 1997.
개미는 고등 수학으로 자신의 길을 찾아간다.
(Ants find their way by advanced mathematics)
Jonathan Sarfati
사하라 사막의 개미인 Cataglyphis fortis는 자주 먹이를 찾아 지그재그 경로로 수백 미터를 여행한다. 그러나 근처에 경계표시가 없음에도 불구하고 다른 경로로 자신의 집으로 돌아올 수 있다.
이것에 대해 몇몇 그럴듯한 설명들이 있었다. 그러나 독일과 스위스의 연구자들은[1] 시각적 단서, 시간, 또는 에너지 사용 등을 배제한 신중한 실험을 실시했다. 예를 들면, 개미는 균일하게 회색이고, 매끄러운 환경 위에서 실험되었다. 그러나 개미는 자신의 길을 정확하게 발견했다.
이러한 증거는 개미들이 ‘궤도 적분(path integration)’이라 불리는 복잡한 수학적 연산을 수행하는 주행거리계(odometer)를 태어날 때부터 가지고 있다는 것과 일치한다. 즉 여행은 어떤 길이와 방향을 가지고 있는 작은 벡터(vectors)들로 나누어지고, 그것들은 집으로 가는 방향과 전체 거리를 얻기 위한 ‘귀환 벡터(homing vector)‘를 계산하기 위해 더해진다.
그러나 개미들이 언덕과 계곡과 같을 지형을 만나게 되면 어떻게 될까? 개미들은 평탄한 곳보다 훨씬 멀리 걷게 될 것이다. 이것을 조사하기 위해, 연구원들은 21 마리의 개미들이 먹이 공급처까지 많은 대칭적인 높은 언덕들과 깊은 계곡(개미의 스케일에서)들을 지나가도록 훈련시켰다. 지상(수평적) 거리에서는 단지 5.2m 떨어져 있는 거리지만, 개미들은 먹이 공급처까지는 8.7m를 걸어가야 했다. 그리고 장애물 지형을 평탄한 표면으로 변형시켰다. 그러자 개미들은 지상 거리와 매우 가까운, 가장 짧은 거리로 걸어갔다.
.톱날 패턴으로 정렬된 U자 모양 경로는 이 실험의 기초였다 (윗 그림). 개미들은 끝에 위치한 먹이 공급처로 가기 위해 이 모의실험적 언덕 지형 위를 찾아다니도록 훈련되었다 (중간 그림). 개미들은 평탄한 지형에 놓여졌을 때, 먹이를 찾아가기까지 수평적 평면 위를 언덕 지형에서 투사된 것과 동일한 짧은 거리로 걸어갔다 (아래 그림).
그 반대로, 17 마리의 개미들이 평탄한 지형에서 5.2 m 떨어진 곳에 먹이 공급처를 두고 훈련되었다. 그리고 그 지형을 언덕과 계곡들로 변형시켜 버렸다. 개미들은 지상 거리와 동등한 거리(8.7 m)에서 매우 가까운 거리로 걸어갔다. 비대칭적 언덕에서 유사한 실험들을 수행함으로서, 실험은 개미들이 단지 오르막길(또는 단지 내리막길) 만을 사용할 가능성을 배제하였다.
이것은 개미들이 여행하는 거리에 대한 ‘수평적 투사(horizontal projection)’를 계산할 수 있음을 의미한다. 즉, 개미의 여행 벡터들의 이미지는 개미가 지나가는 지형 아래쪽에 가공의 평면 스크린으로 투사되어진다. 그리고 경로에 대한 적분(integration)이 x-y 면에 대해 수행된다. 이것을 하기 위해서, 개미는 경사도를 평가하는 방법을 가지고 있어야만 하며, 경사각과 여행한 거리에 의한 코사인(cosine) 값으로 지상거리를 구할 수 있는 방법을 가지고 있어야만 한다.
개미는 아마도 자기수용감각(proprioception)이라고 불리는 내부 감각(internal sense)을 사용하는 것으로 보인다. 이것은 동물과 사람들이 자기 몸의 위치를 결정하는 데에도 사용된다. 개미들은 이동하는 부위 사이에 있는 여러 관절들에 있는 자기수용기(proprioceptors)와 같은 것에 의해서 중력(gravity)을 감각하는 것과 똑같은 방법에 의해서 경사도를 측정한다. 이것들은 다수의 털판(hairplates)들이다. 그리고 어떤 대체된 설계가 있을 수 있어서, 만일 그것이 외과적으로 제거되더라도, 또 다른 기능이 대신할 수 있다. 이것이 지상거리를 정확하게 결정하는 데에 관여하는 정확한 메커니즘이 무엇인지를 결정하는 것을 어렵게 만들고 있다.
수평적 투사에 대한 다른 대안적 메커니즘은 훨씬 더 정교한 ‘3차원적 궤도 적분(three-dimensional path integration)’이다. 연구원들은 이것을 조사할 계획이다. 제안된 한 가지 조사방법은 개미를 경사로의 끝에서 먹이를 발견하도록 훈련하는 것이다. 그리고 나서 완전한 수평 경로 끝에서, 수평적 투사가 제로인 완전한 수직 경로를 개미들이 가도록 지형을 만들어 시험하는 것이다. 만약 수평적 투사가 맞는다면, 그들은 수직적 경로를 무시할 것이고, 지상 거리에 해당하는 수평적 경로의 끝에서 먹이를 찾을 것이다. 만약 그들이 3차원 적분을 수행할 수 있다면, 그들은 먹이를 찾아 수직 경로를 기어오를 것이다. [2]
.만약 램프의 끝에서 먹이를 발견하도록 훈련된 개미가(a) L-모양의 구획 바닥보다 꼭대기에서 먹이를 찾는다면(b), 이것은 개미가 수평적인 면에서 그들의 위치를 투사하는 것보다 오히려 3차원적으로 적분을 할 수 있음을 보여주는 것일 것이다.
함축적인 의미
개미들이 수평적 궤도 적분을 사용하든지, 또는 완전한 3차원적 궤도 적분을 사용하든지, 이것은 고도의 프로그램이 개미 안에 들어있음을 의미하는 것이다. 프로그램은 이것을 만든 프로그래머(programmer)가 있다는 것이 일반적인 상식이다. 그러나 자연주의라는 종교를 믿고 있는 진화론자들은 이러한 일반적인 상식을 거부한다. 개미에 들어있는 복잡한 귀소 감각은 무작위적인 돌연변이와 자연선택에 의한 점진적인 개량에 의해서 우연히 생겨날 수 있었다고 그들은 주장한다.
그러나 이러한 생각이 오류인 것은, 프로그램에서 한 작은 변화가 작은 결과의 변화를 가져올 것이라고 가정하는 데에 있다. 사람 프로그래머들은 연산(algorithm)에서 단 하나의 스텝이 자주 광범위한 결과를 초래한다는 것을, 그리고 잘못된 한 스텝이 자주 전 프로그램을 망쳐버리게 하는 원인이 된다는 것을 잘 알고 있다. 오히려 궤도 적분은 완전히 기능적이어야 하며, 그렇지 않다면 완전히 쓸모없는 것이 되는 것이다.
References
1. Wohlgemuth, S., Ronacher, B. and Wehner, R., Ant odometry in the third dimension, Nature 411(6839):795–798, 2001.
2. Srinivasan, M.V., Homing in on ant navigation [comment on Ref. 1], Nature 411(6839): 752–753, 2001.
*관련기사 : 개미들 행진 때 발걸음 세며 간다 (2006. 6. 30. 한겨레)
https://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/137387.html
사막 개미의 길찾기 비결…알고보니 ‘생체 나침반’ (2018. 5. 1. 나우뉴스)
https://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20180501601005
사막개미의 뇌에 GPS가 있다 (2019. 7. 29. ScienceTimes)
*참조 : Very Smart Animals (동영상)
http://www.youtube.com/watch?v=8tmh2yUwhIA
번역 - 미디어위원회
주소 - https://creation.com/ants-find-their-way-by-advanced-mathematics
출처 - TJ 15(2):11–12, August 2001.
혹등고래의 놀라운 지느러미
(Flighty flippers)
Jonathan Sarfati
혹등고래(humpback whale)의 지느러미(flipper) 앞에 튀어나와 있는 돌기(bumps)들이 보이는가? 어떤 종류의 설계자(designer)가 매끄럽고 요철이 없는 지느러미 대신에 그러한 디자인을 할 수 있겠는가?
미국 해군의 과학자들과 엔지니어들은 그 질문에 대해서, 그것은 믿어지지 않는 정도로 탁월한 설계자에 의한 것이라고 무심코 대답하였다. 항공기 설계자들이 이것으로부터 많은 것을 배울 수 있다는 것이다! [1]
(사진출처 Animal Port)
그들은 56cm 길이의 지느러미 모형을 만들어 실험을 하였다. 하나는 매끄럽게, 다른 하나는 작은 돌기(tubercles(작은 혹들) 이라고 불려짐)들을 갖는 지느러미를 만들었다. 풍동(wind tunnel) 실험에서, 매끄러운 지느러미는 전형적인 비행기 날개처럼 행동했다. 그러나 작은 돌기들을 가진 지느러미는 8%의 더 나은 양력(lift)과 놀랍게도 32%의 더 적은 항력(drag)을 나타내었다. 그것은 또한 40%의 가파른 날개 각도에서 실속(stalling, 급격히 양력을 잃어버리는 현상)에 저항하였다. (ScienceDaily, 2004. 5. 13.)
만일 그것이 비행기에 적용된다면, 더 나은 양력은 이륙과 착륙을 더 쉽게 만들 것이고, 적은 항력은 연료를 적게 사용하게 할 것이다. 그리고 더 나은 실속 저항은 안전성(safety)을 크게 높여줄 수 있을 것이다. 연구자들은 작은 돌기 디자인은 또한 프로펠러, 헬리콥터의 회전날개, 선박 키(ship rudders) 등에 상당한 도움이 될 것으로 제안하였다 [2].
그러면 이 돌기 구조가 그러한 많은 장점들을 가지는 이유는 무엇인가? 지느러미 앞쪽에 있는 작은 혹들은 유체(액체 또는 기체)의 흐름을 깨뜨린다. 그리고 홈이 있는 돌기들 사이의 계곡 안으로 유체가 밀려 들어가게 한다. 이것은 유체 흐름이 지느러미의 윗쪽 표면에 달라붙도록 하는 소용돌이(vortices, eddies)를 생성한다. 이것은 양력을 증가시키고, 실속에 저항하도록 하게 한다.
혹등고래는 길이가 9–18m 에 무게가 40톤이 나갈 정도로 거대하다. 그러나 그들은 매우 민첩하다. 이 지느러미는 그 이유를 설명해주고 있다. 오늘날의 타락한 세상에서, 혹등고래는 독특한 ‘거품 그물(bubble net)‘ 방법으로 한 무리의 물고기들을 사냥한다. 혹등고래는 먹이 아래에서 원을 그리며 수영하면서, 분수공(blowhole)을 통하여 공기를 내뿜는다. 이것은 공기 벽(air walls)을 가진 원통형의 올가미(trap)를 만든다. 그 다음에 입을 넓게 벌린 채로 그 중심부를 통과하여 나아가면서 물고기들을 입속으로 집어넣는 것이다.
살아있는 창조물들을 연구할 때마다, 설계자들은 창조주 하나님의 놀라운 설계에 대해서 얼마나 많은 것을 배울 수 있는지 경탄하게 되는 것이다. (롬 1:18-32).
References
1. Miklosovic, D.S., Murray, M.M., Howle, L.E. and Fish, F.E., Leading-edge tubercles delay stall on humpback whale (Megaptera novaeangliae) flippers, Physics of Fluids 16(5):L39–L42, May 2004.
2. Hill, D., Mimicking humpback whale flippers may improve airplane wing design, Duke News and Communications, <www.dukenews.duke.edu/news/design_0504.html>, 11 May 2004.
*관련기사 : 혹등고래 지느러미 본뜬 에어컨 팬 (2015. 11. 5. 한경뉴스)
https://www.hankyung.com/news/article/2015110568261
혹등고래의 지느러미를 모방한 축류팬 [핫클립] / YTN 사이언스 (동영상)
https://www.youtube.com/watch?v=VjBuq1qLHx8
번역 - 미디어위원회
주소 - https://creation.com/flighty-flippers
출처 - Creation 27(2):56, March 2005.
초대형 조가비
(Super shells)
Jonathan Sarfati
유명한 진화론적 학술지인 Nature 지는 거대한 소라 껍질(giant conch shell)에 대해 경탄하였다. 이 조개껍질은 자연의 가장 위대한 공학적 걸작품 중에 하나라고 Nature 지는 말한다 [1]. 무엇이 그것을 그렇게 특별하게 만드는가?
이 생물은 각피(periostracum) 라고 불리는 유기적 외부층(organic outer layer)에 최초 물질을 침착시키면서 껍질을 키워간다. 이것은 성장을 위해 층에 대해 직각으로 길어지는 작은 결정들의 기초를 형성한다. 이 층(layer)은 단지 1 미크론(1/25,000 인치) 두께이다. 더 많은 광물들이 꼭대기에서 자라나서 수 밀리미터(대략 1/8 인치)의 두께가 된다.
이것은 3층으로 된 십자형 구조(three-layered criss-crossing structure)를 가진다. 그것은 단백질 접착제에 의해서 함께 붙잡혀진, 방해석(CaCO3)의 한 형태인 아라고나이트의 막대기(rods of aragonite)들로 이루어져 있다. 이것은 99%의 광물과 1%의 단백질을 가진 조개껍질을 만든다. 각 막에 있는 막대기들은 인접한 층과 90° 로 정렬한다. 더 나가, 각 막대는 더 작은 막대들로 이루어져 있다. 그리고 이것들은 계속해서 더 작은 막대기들로 이루어져 있다 [2].
Case Western Reserve 대학의 재료 공학자인 발라리니(Roberto Ballarini) 박사는 그 조개의 강도를 조사했다. 그는 그러한 정렬이 조개 전체 구조에 일어날 수 있는 균열에 대해서 잘 견딜 수 있게 한다는 것이다. 그래서 아라고나이트가 매우 깨어지기 쉽다하더라도, 그 건축물은 부서지기 쉬운 성질의 구성물들을 이용해서 가장 단단한 구조물을 만든 것 중의 하나라는 것이다. 사실 그것은 순수한 광물 자체보다 30배 더 강하고, 부서짐(fracturing)에 대한 저항에서 100배 더 견고하다 [3]. 그는 작은 전자 부품들을 더 견고하고 탄력 있게 만들기 위해서 이러한 구조를 복사할 수 있기를 희망하고 있다 [2].
그리고 살아있는 소라는 사람이 만든 구조물들이 할 수 없는 일을 하고 있다. 그것은 스스로 수리(repair)를 한다는 것이다. 발라리니 박사의 동료인 수 샤오 웨이(Su Xiao-Wei) 박사는, 소라가 어떻게 구멍을 수리하는 지를 보여주었다. 24시간 내에 소라는 투명한 막(membrane)으로 상처를 밀폐(seal) 시킨다. 그리고 작은 아라고나이트 결정들을 침착시켜 많은 미세한 층(many fine layers)들을 형성한다. 단지 6-8일 만에 소라는 놀랄 만큼 견고한 십자형 층구조를 가진 기다란 결정들을 만들어낸다 [1].
수리 과정(repair process)은 유기물질 그리고 광물질 층들의 미세한 조정을 필요로 한다. 수 박사와 동료들은 이 연구가 견고한 인공 구조물들을 어떻게 설계하여야 하는 지를 보여줄 것으로 희망하고 있다. 그러나 그들은 아직도 이러한 과정이 어떻게 분자 수준(molecular level)에서 조절되는지를 발견할 필요가 있다. 그리고 유전자들이 이것을 프로그램화 하는 방법을 발견했을 때, 그들은 프로그래머(Programmer)로부터 또 다른 교훈을 배워야할 것이다. (롬 1:18-23)
References
1. Daw, R., Give a shell a break, Nature 427(6976):691, 19 February 2004.
2. Ballarini, R., Cracking the conch conundrum: tough ceramics at the seashore, Distinguished Lecture Series, Cornell University, 11 February 2003; .
3. Queen conch shell suggests new structure for ceramics, , 30 June 2000; based on Kamat, S., Su, X., Ballarini, R. and Heuer, A.H., Structural basis for the fracture toughness of the shell of the conch Strombus gigas, Nature 405(6790):1036–1040, 29 June 2000. <ScienceDaily, 2000. 7. 12>.
번역 - 미디어위원회
주소 - https://creation.com/the-giant-conch-an-engineering-masterpiece
출처 - Creation 27(3):19, June 2005.
하나님의 놀라운 접착제
: 물속에서 달라붙는 한 편형동물의 경이로운 능력
(God's amazing glue)
Alexander Williams
자 여기에 하나의 과제가 있다. 그 과제는 극도로 강한 접착제(glue)를 설계해 보라는 것이다. 이 접착제는 젖은 표면이나, 미끄러운 표면, 그리고 물 속에서도 달라붙을 수 있어야만 한다. 이것은 작고 유연한 입 주둥이(1백 분의 몇 mm 직경)에서 그 숙주(host)와 연결될 수 있어야 한다. 접착제는 끈끈하지 않은 형태로 배달되어야만 한다. 그래서 숙주와 적절한 접촉점을 찾기 전에 입 주둥이는 달라붙지 않아야 한다. 접착제는 빨리 부착되어야만 하고, 안정적이어야 하며, 쉽게 떨어지지 않아야 한다. 그러나 그것은 또한 가역적이어야 한다. 그래서 필요할 때에 연결은 쉽게 해제되어야만 한다. 이와 같은 접착제를 만들 수 있겠는가? 그러나 단생목 흡충류인 단생류(monogeneans)라고 불리는 작은 편형동물(flatworms)이 정확하게 이와 같은 것을 가지고 있다.[1]
단생류는 물고기의 아가미, 지느러미, 피부에 살아가는 기생충(parasites)이다. 그들은 처음에는 뒤쪽 끝에 있는 갈고리(hooks)를 사용하여 달라붙는다. 그러나 식사를 위하여 그들의 입은 이 놀라운 접착제를 사용하여 달라붙는다. 접착제는 머리 부근에 있는 두 종류의 샘(glands)에서 만들어지는데, 입의 측면과 앞쪽에 있는 작은 구멍들을 통하여 밀려 나온다. 그들 서로 다른 두 물질들은 각각은 접착력이 없다. 그래서 잘못된 곳에서는 들러붙지 않는다. 하나는 막대(rod) 형태로, 다른 하나는 구(sphere)의 형태로 포장되어 있다. 마치 두 부분으로 나뉘어져 있는 에폭시 수지(epoxy resin)처럼, 원하는 시점과 장소에서 오로지 두 물질이 함께 나올 때만 접착제가 되는 것이다.
퀸스랜드(Queensland) 대학의 연구자들은 호주의 대보초(Great Barrier Reef)에 모여 있는 종들로부터 이 놀라운 이야기를 털어놓았다. 그들은 이 자연의 초접착제(superglue)가 상업적 접착제로서 수중 건설에서부터 외과수술 후에 상처의 봉합까지 거의 무한한 잠재성을 가지고 있을 것이라고 믿고 있다. 팀 리더인 이안 휘팅톤(Ian Whittington) 박사는 말한다.
”이 접착제의 놀라운 성질에 대해서는 경탄하지 않을 수 없습니다. 우리의 과학기술이 하나님의 솜씨에 가까이 다가갈 때에만 오로지, 하나님이 사용하셨던 경이스러운 설계를 이해할 수 있을 것입니다!”
Reference
Flatworm Superglue, Australian Geographic 57:120, January–March 2000.
번역 - 미디어위원회
링크 - https://creation.com/gods-amazing-glue
출처 - Creation 24(2):27, March 2002.
어떻게 ‘상자’가 수영을 하는가?
: 놀라운 거북복의 유체역학적 안정성
(How does a ‘box’ swim?)
David Catchpoole
상자 모습(boxy shape)을 가지고 있으며, 가시가 있는 단단한 등껍질로 몸의 대부분이 덮여 있는 거북복(boxfish)은 다른 대부분의 물고기들과 비교할 때 꽤 어색해 보인다. Science 지가 최근에 논평한 것처럼, 'boxfish 라는 이름은 적절한 것처럼 보인다. 그리고 헛간이 날아다니는 것처럼, 그 물고기는 수영할 것이라고 생각할 수도 있다.” [1]
실제로는 거북복은 상당히 유연하게 수영할 수 있다. 이것은 그들이 살아가는 장소가 매우 거칠고 예측할 수 없는 물이 흐르는 암초들이 있는 곳이라는 것을 고려해볼 때 더욱 현저하다. 심지어 소용돌이치는 물 흐름에 의해 지속적으로 괴롭힘을 당하고 있을 때에도, 거북복은 눈에 보이지 않는 소용돌이와 난류를 정정함으로서, 수영 경로로부터 단지 약간의 벗어남만을 허용한 채 나아갈 수 있다.
그렇다면 이 꼴사나워 보이는 물고기를 그토록 안정되고 조종 가능하도록 만드는 것은 무엇일까? 어떻게 그들은 소용돌이치고 밀려오는 물결들 속에서 그들의 수영 궤적을 그렇게 효율적으로 유지할 수 있을까?
최근 연구에 따르면, 상자형 모습은 그들의 ‘유체역학적 안정성(hydrodynamic stability)’을 위한 하나의 주요한 이유라는 것이다 [3]. 거북복류인 Lactophrys triqueter (흔히 smooth trunkfish로 알려져 있음) 모델을 수갱(water tunnel)에 적용시켜, 연구자들은 모델이 기울여짐에 따라, 그 상자형 모습이 역회전 흐름(counter-rotating currents, 소용돌이)을 만들면서 물의 흐름을 바꾸는 것을 발견하였다. 이것은 스스로 수정하는 힘(self-correcting forces)을 만들어내어서, 물고기가 자동적으로 안정화되도록 효과적으로 작용하였다. 기본적으로, 흐름이 거북복을 위쪽으로 경사지게 한다면, 위쪽에서 만들어진 소용돌이는 그것을 바로잡는데 도움을 주는 것이었다 [1]. 이러한 발견은 연구자들을 흥분시켰다. 왜냐하면 이것과 똑같은 현상이 콩코드 여객기와 우주왕복선과 같은 델타-날개 항공기(delta-wing aircraft)의 특징이었기 때문이었다 [4].
연구자들은 상하요동(pitch) 또는 좌우흔들림(yaw)을 변경하여도 결과는 같다는 것을 발견하였다. 즉 거북복 몸체 주변에서 발달된 스스로 수정하는 소용돌이가 그 물고기의 평정(unflappability)의 비결이라는 것이다. 명백하게 이 스스로 수정하는 특성은 거북복이 많은 에너지를 절약할 수 있도록 해줄 뿐만이 아니라, 지느러미를 사용하여 그들의 위치를 수정하는 것보다 훨씬 더 빠르게 나아갈 수 있게 한다. 효율적인 해저 로봇(undersea robots)을 연구하고 있는 해군 엔지니어들은 이것에 대해 많은 관심을 보이고 있다 [1].
단순히 상자처럼 보이는 그러한 모습이 산호들과 움푹 파여진 곳과 암초들 사이를 흐르는 소용돌이치는 거친 물 속에서 일생을 보내야하는 한 물고기에게 적합할 것이라고 누가 알 수 있었겠는가? 오직 하늘과 땅과 바다와 그 가운데 모든 것을 만드신(출 20:11) 창조주 하나님 외에는 누가 그것을 알 수 있었겠는가?
*Dr. David Catchpoole, B.Ag.Sc.(Hons.), Ph.D., has worked as a plant physiologist and science educator, specializing in tropical agriculture and horticulture. He works full-time for Answers in Genesis in Australia.
References and notes
1. Boxy swimmers, Science 299(5608):817, 2003.
2. Tilley, S., Smoothly does it, The Journal of Experimental Biology 206(4):637, 2003.
3. Bartol, I.K., Gharib, M., Weihs, D., Webb, P.W., Hove, J.R. and Gordon, M.S., Hydrodynamic stability of swimming in ostraciid fishes: role of the carapace in the smooth trunkfish Lactophrys triqueter (Teleostei: Ostraciidae), The Journal of Experimental Biology 206(4):725–724, 2003.
4. In fact, ‘Lift coefficients of boxfish models were similar to lift coefficients of delta wings, devices that also generate lift through vortex generation.’ Ref. 3.
*관련기사 : 거북복 헤엄 역설은 없었다! (2015. 1. 16. ScienceTimes)
번역 - 미디어위원회
주소 - https://creation.com/how-does-a-box-swim
출처 - Creation 25(3):56, June 2003.
바닷가재의 눈 : 놀라운 기하학적 디자인
(Lobster eyes - brilliant geometric design
; Lobster eyes, X-ray telescopes, and microchips)
Jonathan Sarfati
바닷가재(lobster)의 눈은 (그리고 새우(shrimps), 참새우(prawns)를 포함하여 몇몇 10개의 다리를 가진 갑각류(crustaceans)[1]들의 눈은) 자연계 어디에서도 발견되지 않는 놀라운 기하학(geometry)을 보여주고 있다. 그것은 완전히 정방형(perfectly square)인 작은 개개의 낱눈(facets)들을 가진다. 그래서 그것은 완전한 모눈종이(graph paper)처럼 보인다.[2] 다른 대부분의 눈들이 렌즈에 의한 굴절(refraction, 빛의 구부러짐)에 의해서 초점을 모으는 것과 같지 않게, 바닷가재의 눈은 반사(reflection)에 의해서 빛의 초점을 모으기 때문에 이것은 필요하다. 모눈종이 외관은 하나의 구형 표면(spherical surface) 위에 많은 작은 정방형 관(many tiny square tubes)들의 끝부분에 의해서 원인된다. 관의 측면은 매우 평탄하고, 빛나는 거울로서, 그들의 정확한 기하학적 정렬은 평행한 광선 빛이 한 초점에 모이도록 모두 반사되고 있다.[3,4] (아래의 그림을 보라). 정방형 정렬(square arrangement)은 결정적으로 중요하다. 왜냐하면, 정확한 각도를 가진 반사경들을 가져야만 여러 방향으로 오는 빛으로부터 하나의 상(image)을 맺는 것이 가능하기 때문이다.[4] 또한 대부분의 빛들은 그 관들의 길이가 폭의 두 배 정도일 경우에 한해, 떨어진 두 개의 거울들에 정확하게 반사될 수 있다.[4]
.바닷가재의 눈이 어떻게 빛에 대해서 초점을 맞추는지를 보여주는 그림. (Adapted from Denton, Ref. [5].).
비교적 넓은 지역으로부터 빛을 집중시키는 것은 어두운 곳에서는 꽤 유용하다. 그러나 밝은 빛에서 바닷가재의 눈은 불투명한 색소(opaque pigment)를 이동시켜서, 평행한 관 이외의 망막(retina)으로 가는 모든 광선들을 차단한다.[5]
바닷가재 눈은 우주 엑스선(X-rays)을 포착할 수 있게 했다.
바닷가재의 눈은 전능한 설계자에 의해서 디자인되었을 수밖에 없는 놀라운 특징들을 가지고 있을 뿐만 아니라, 그것은 사람 디자이너들에게도 또한 영감을 불어 넣었다. 천문학자들은 어떤 천체로부터 X-선에 초점을 맞출 수 있는 망원경을 원했었다. 그러나 X-선에 초점을 맞출 수 있는 어떠한 실제적인 렌즈는 없었다. 보통의 오목거울(concave mirror)은 작동될 수 없었다. 왜냐하면, X-선은 단지 통과해 버렸고, 단지 작은 각도에서만 반사되었기 때문이었다. 그러나 애리조나 대학의 로저 앤젤(Roger Angel)은 갑각류 눈의 디자인을 복사한다면 이 문제를 극복할 수 있을지도 모른다고 생각했다.[6,7] 이렇게 해서 인공위성에 실리게 된 ‘랍스터 아이(Lobster Eye)’는 천문학자들에게 하늘의 1/4을 한 번에 관측하는 것을 가능하게 했다.[6]
매우 정교한 과정으로 엑스선 반사 납유리(X-ray-reflecting lead glass)로 만들어진 작은 (10-200 µm) 정방형의 속이 빈 관들이 0.5–1.0 mm 깊이로 5×5 cm 배열을 하도록 만들어졌다.[8] 그리고 열이 가해졌고, 바다가재의 눈처럼 구형이 되도록 곡선화되었다. 이들 100개가 모듈(modules, 기본단위)로 그룹화되었고, 20 개의 모듈이 망원경에 적용되었다.
‘역(reverse)’ 바닷가재 눈은 미세한 마이크로 칩을 디자인하였다.
또한 바닷가재의 눈 디자인은 오늘날 가능한 것보다 수백 배 더 작은 전자 부품으로 컴퓨터 칩(computer chips)을 만드는 데에 도움을 주었다. 칩은 광식각법(photolithography)으로 만들어진다. 평행한 빛의 광선은 반도체 물질 위로 스텐실 같은 마스크(stencil-like mask)를 통과하여 빛난다. 그리고 그것을 변화시키는데, 산(acid)은 노출된 부분을 식각(etch)하지 않고, 나머지 부분들을 식각하여 없애버리고 원하는 형태를 남긴다. 그러나 형태를 작게 하는 데에는 한계가 있다. 왜냐하면 빛은 가장자리 주위에서 구부러지기(회절, diffraction) 때문에, 형태를 망가트리는 것이다.
.역으로 작동시킨 바닷가재 눈 렌즈가 어떻게 평행한 엑스선 빔(parallel X-ray beam)을 만들어내는 지를 보여주는 그림. (Adapted from Chown, Ref. [9].)
짧은 파장의 빛일수록 회절은 적게 일어난다. 그리고 자외선(ultraviolet light)의 사용은 단지 크기 0.18 µm의 부품을 만들 수 있게 한다. 따라서 엑스선(X-rays)은 이상적일 수 있다. 왜냐하면 파장이 매우 짧기 때문이다. 그러나 평행한 광선(parallel beam)을 만들어 내는 데에 너무도 비용이 비쌌다. 그런데 이 문제가 랍스터 아이 망원경과 같은 고안에 의해서 해결되어졌다. 단지 그것을 거꾸로 사용하는 것이었다. 말하자면 (위의 그림을 보라), 엑스선은 한 작은 금속 점(a small point of metal)에 레이저 충격을 가하여 그것을 섭씨 1백만도 정도로 가열함으로서 만들어진다. 그런데 이 점을 전략적으로 바다가재 눈의 초점에 해당하는 지점에 위치하게 하는 것이다. 그러면 평행한 광선이 눈을 통해서 출현하게 되는 것이다.[9]
바닷가재의 눈 : 우연인가, 설계인가?
진화론자들은 인공 ‘랍스터 아이’를 만들기 위해서 사람들의 엄청난 기술적 노력들이 개입되었다는 것은 인정하면서도, 그러한 것이 생물체 내에 들어있는 것에 대해서는 설계자를 인정하기를 거부한다. 더군다나 생물체에 있는 것은 스스로 수선할 수 있는 능력을 가지고 있음에 틀림없고, 데이터를 처리 해석하는 기구(뇌)와도 잘 연결되어 있다! 설계자는 유물론자들의 법률과도 같은 이기적인 ‘게임의 규칙(rules of the game)’을 거스르고 있다 (참조. 롬 1:18).[10]
대신, 그들은 이 바닷가재의 눈들이 다른 갑각류들이 가지고 있는 원주 또는 육각 관(hexagonal tubes)들의 굴절형 복합 눈(refracting compound eye)으로부터 진화되었다고 믿고 있다. 이것을 지지한다는 그들의 증거는 자유롭게 수영을 하는 바닷가재 유충(lobster larva)들은 굴절형 눈을 가지고 있는데, 이것이 성체가 되면서 반사형 눈으로 변형되었다는 것이다. 그러나 이것은 철저하게 폐기된 발생반복설(embryonic recapitulation theory)의 변형에 불과한 것이다. 발생반복설은 위조된 그림(forged drawings)에 의해서 지지되었던 것이다.[11] 바닷가재는 이미 분명히 변태(transformation)가 일어나도록 유전적으로 프로그래밍 되어 있는 것이다. 그리고 이것은 이 정보가 처음에 어떻게 생겨났는지를 설명하지 못한다! 신다윈주의 이론은 다음과 같은 것을 요구한다 :
1. 유전적 복사 실수(돌연변이)에 의해서 원인된, 각각 새로운 변화를 가지는 많은 작은 단계들의 통로(pathway)가 있어야 한다.
2. 각 단계들은 이전의 개체보다 장점(advantage)을 가지고 있어야만 한다. 그래야 그 소유자는 더 많은 후손을 남길 수 있을 것이다 (자연선택).
바닷가재의 눈은 ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성(irreducible complexity, 또는 환원불가능한 복잡성)’을[12] 설명하고 있는 것처럼 보인다. 모든 부분들이 한 번에 올바른 순서와 각도로 정렬되지 않는다면, 빛은 초점을 맞추지 못할 것이다. 더군다나 정렬된 거울은 똑바른 상(upright image)을 만드는 반면에 렌즈들은 뒤집혀진 상(inverted image)을 만든다. 따라서 뇌(brain)는 이러한 주요한 상 변화를 해석하기 위해서 재프로그램 될 필요가 있다.
이론적으로 반사형 눈(reflective eye)과 굴절형 눈(refractive eye) 사이에는 진화의 중간 단계(intermediate steps)가 있어야 할 것이다. 예를 들면 육각형 관(hexagonal tube)과 정방형 관(square tube) 사이의 중간 단계나, 거울(mirror)과 렌즈(lens) 사이에 중간 단계 같은 것들이다. 그러나 이들 중간 단계들은 매우 나쁜 상을 만들 것이다.[5] 그러한 눈을 가진 생물체는 심각한 단점을 가지게 될 것이고, 따라서 자연선택은 그러한 중간체를 제거하도록 작동될 것이다. 그리고 완전히 형성된 반사형 눈(한 번의 단계로 만들어진다는 것은 수학적 계산으로 불가능하다)도 굴절형 눈보다 선택될 장점이 없는 것처럼 보인다. 왜냐하면 게(crabs, 이들은 바다가재와 비슷한 환경 하에서 거의 같은 생활사를 가지고 살아간다)들은 굴절형 눈을 가지고도 잘 살아간다. 완전히 형성된 반사형 눈도 장점을 거의 가지지 못하다면, 이론적 중간체들은 자연선택에 훨씬 더 불리했을 것이다. 중간체들은 조금의 장점도 가지고 있지 못했음이 틀림없다.[13]
결론
바닷가재의 눈은 놀라운 설계를 나타내고 있다. 그리고 그것은 사람 디자이너에게 영감을 불어 넣어 그것을 복사하여 더 발전적인 기술을 사용하도록 하였다. 이러한 바닷가재의 정교한 눈은 살아있는 생물체들에서 볼 수 있는 수많은 다른 모습들처럼 설계자(Designer) 없이 그것을 설명하려는 모든 시도들을 거부하고 있는 것이다.
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*관련 글 : 겹눈 구조의 이해와 응용
https://www.cheric.org/PDF/PST/PT27/PT27-6-0801.pdf
References and notes
1. 10-legged crustaceans are called decapods, and these particular ones are of the suborder Macrura—see Ref. 4.
2. Hartline, B.K., Lobster-eye x-ray telescope envisioned, Science 207(4426):47, 4 January 1980.
3. Land, M.F., Superposition images are formed by reflection in the eyes of some oceanic decapod crustacea, Nature 263:764–765, 1976.
4. Land, M.F., Animal eyes with mirror optics, Scientific American 239(6):88–99, December 1978.
5. Denton, M.J., Nature’s Destiny: How the laws of biology reveal purpose in the universe, ch. 15, The Free Press, New York/London, 1998.
6. Chown, M., I spy with my lobster eye, New Scientist 150(2025):20, 13 April 1996.
7. See also Angel, J.R.P., Lobster eyes as X-ray telescopes, Astrophysical Journal233:364–373, 1979; and Hartline, Ref. 2.
8. 1 µm (micron) = 10–6 m, so 1,000 µm = 1 mm = 1/25 inch.
9. Chown, M., X-ray lens brings finer chips into focus, New Scientist 151(2037):18, 6 July 1996.
10. Sarfati, J.D., Refuting Evolution, ch. 1, Answers in Genesis (Australia) / Master Books (USA), 1999.
11. Grigg, R., Ernst Haeckel: Evangelist for evolution and apostle of deceit, Creation 18(2):33–36, 1996.
12. A term coined by biochemist Dr. Michael Behe, Darwin’s Black Box: The Biochemical Challenge to Evolution, The Free Press, New York, 1996.
13. Biophyicist Dr Lee Spetner shows mathematically that such weak natural selection could not be responsible for generation of new information, because it would be swamped by chance—see Not By Chance: Shattering the modern theory of evolution, The Judaica Press, Brooklyn, New York, 1997.
번역 - 미디어위원회
주소 - https://creation.com/lobster-eyes-brilliant-geometric-design
출처 - Creation 23(3):12–13, June 2001.
