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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Did eyes evolve by Darwinian mechanisms?
*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.
놀라운 해마
(The amazing sea horse)
수컷이 출산을 한다. 그리고 진화의 연결고리가 전혀 없다. 해마는 아마 세계에서 가장 불가사의한 어류일 것이다!
살아있는 해마(sea horse)처럼 믿을 수 없으리 만치 창조주가 정교한 아름다움을 부여한 생물도 드물 것이다. 해마는 해초의 잎을 쥘 때 꼬리를 앞으로 꼬아서 꼿꼿이 선 자세로 천천히 헤엄치면서 그의 경계하는 눈은 음식이나 위험을 살핀다.
해마는 해양수족관의 인기 있는 애완동물이고, 해마가 있는 모든 공공 해양수족관에서 그들에게 매료된 군중들은 이 우아한 물고기가 떠다니는 탱크 주위로 물밀듯이 밀려든다. 때때로 그들은 도중에 서로 만나 꼬리를 서로 얽어맨다. 그리고 나서 그들은 또한 우아하게 얽힌 꼬리를 서로 풀고 침착하게 각자 헤엄쳐 간다.
해마는 보통 연안을 따라 해초나 다른 식물들 사이에 산다. 그들은 단지 하나의 짝을 가지고 일반적으로 수 미터 이상은 여행하지 않는다. 그들의 크기는 대략 4~30 cm으로 다양하고, 대략 3년 동안 성장을 계속한다.
그들의 종류는 다양한데, 난장이 해마(dwarf sea horse, 대서양에 살며 다른 것보다 작음), 유럽의 갈색 해마(brown sea horse), 태평양의 큰 갈색 혹은 검정 해마, 그리고 호주의 중간 크기의 해마 등이 있다.
독특한 창조
해마는 매우 독특함으로, 이들이 목적 없는 진화의 힘(purposeless evolutionary forces)에 의해서 만들어졌다는 것은 우리만큼이나 진화론자들도 받아들이기 힘들 것이다. 사실 주의 깊게 해마를 관찰해보면, 창조주 하나님이 얼마나 멋지게 고안하였는지 그 증거를 발견할 수 있게 된다.
보호용 뼈 갑옷(bony armour)은 임박한 위험으로부터 그것을 영리하게 보호한다. 그 갑옷이 얼마나 단단한지, 말라버린 해마를 사람이 손으로 부순다는 것은 거의 불가능하다. 그 단단한 뼈 갑옷 덕분에 해마는 육식어류들이 그다지 즐기는 먹이가 되지 않아서 대게 홀로 남겨진다.
암컷 해마는 몸 전체가 이 갑옷으로 완전히 감싸여져 있는 반면, 수컷 해마의 경우 배의 아랫부분은 감싸여 있지 않다. 이 몸체를 감싸고 있는 갑옷은 자주 다수의 뼈 고리(bony rings)들을 보여준다.
해마의 머리는 몸통과 직각을 이루고 있다는 점에서 물고기들 중에서 유일하다. 해마는 수영할 때 몸을 꼿꼿이 세우고 수영을 한다. 해마는 그 머리를 위 아래로 구부릴 수는 있으나, 옆으로 돌릴 수는 없다. 머리를 좌우로 돌릴 수 없다는 것이 다른 피조물들에게는 문제가 되었을 것이나, 창조주의 지혜는 해마의 눈이 독자적으로 움직이며 회전하도록 하여 모든 방향을 볼 수 있도록 고안하셨다.
해마는 수직으로 수영을 할 때 지느러미(fins)를 이용하며, 부레(bladder)에 채우는 공기의 양을 영리하게 바꾸며 가라앉거나 위로 올라간다. 만약 이 부레가 손상되어 작은 양의 기체라도 잃게 되면, 바닥으로 가라앉게 되며 죽을 때까지 움직일 수 없게 된다.
만약 이 해마가 진화의 산물이라면, 이 부레가 진화로 생겨나기까지 해마가 어떻게 살아남을 수 있었는지 물어보아야 한다. 해마의 이 복잡한 부레가 시행착오로 이루어졌다는 것은 상상할 수가 없다. 확실히 이것은 창조주의 작품 창작 과정을 통하여 고안되었다고 생각하는 것이 합리적이다.
수컷이 새끼를 낳는다!
기괴하다고 하기는 그렇지만, 해마의 특징 중 가장 놀라운 것은 수컷 해마가 새끼 해마를 출산한다는 것이다. 이 이상한 현상은 알려진지가 불과 100여년 밖에 되지 않는다.
수컷해마는 아랫배에 갑옷 껍질이 없는 부분에 커다란 피부주머니(skin pouch)와 찢어진 틈(slit-like opening)을 가지고 있다. 암컷 해마는 이 수컷 해마의 주머니에 직접 알을 낳고, 이 주머니에서 수컷해마는 수정을 시킨다.
암컷해마는 이 주머니가 가득 찰 때까지 계속 알을 낳는데 대략 600개 정도나 된다. 주머니 내부는 스펀지 같이 되어있고, 알들을 양육하는 데 필요한 혈관들이 가득하다. 이것이 수컷해마의 매우 비상한 특징이다. 산란이 끝나면, 아빠가 될 해마는 살아있는 새끼들의 운반차량이 된 불룩한 주머니를 가지고 헤엄쳐 가버린다.
1, 2 개월 후에 해마는 어른 해마의 축소판인 어린 해마들을 낳는다. 주머니를 비워내며 작은 기쁨들을 분출시키게 된다. 때때로 아빠 해마는 상당히 강한 근육 수축을 하여 마지막 어린 해마들까지도 배출한다. 어린 해마들이 나오는 과정동안 아빠해마는 기진맥진해지며 이 과정은 정말로 믿을 수 없이 놀라운 광경이다. 아기 해마는 ‘새끼 해마’ 대신 ‘어린 해마’로 불려진다.
진화론은 해마의 이 생식 기능을 설명하기 어렵다. 이 전체 과정은 너무도 정통적인 방법이 아니다. 정말로, 진화의 결과물로 이것을 설명을 하려면, 해마의 이 전체 과정은 도저히 풀 수 없는 수수께끼이다. 몇년 전 한 권위자에 의하면 이 해마(sea horse)는 진화와 관련되어서는 오리너구리(platypus)와 유사한 카테고리로 분류하였다. 이것은 그것을 설명하려는 모든 이론들을 좌절시키고 난감하게 만드는 수수께끼라는 것이다! 설계자이신 하나님을 인정하라. 그러면 모든 것이 설명된다.[1]
진화론자들이 당면한 화석문제
해마가 디자인되었다는 것은 분명하다. 그러나 해마가 진화되었다고 믿는 이들에게 화석 기록은 또 하나의 문제이다. 진화론자들은 오늘날의 해마가 수백 수천만 년에 걸친 진화의 결과로 만들어졌다는 것을 입증하기 위해, 하등의 생물체로부터 고등의 복잡한 해마로 점차 발전했다는 것을 보여주기 위한 화석들이 필요했다. 그러나 진화론자들에게는 불행하게도 해마의 화석은 알려진 것이 없다.[2]
바다, 하늘, 육지의 다른 수많은 생명체들과 마찬가지로, 해마는 그 어떤 다른 형태의 생물체와 연결 고리를 가지고 있지 않다. 모든 다른 기본적인 종류의 생물들처럼, 이 복잡하고 정교한 생명체인 해마는 창세기에서 언급된 것처럼 갑자기 창조된 것으로 나타난다.
References
[1] Fred John Meldau, quoted in: Homer Duncan, Evolution the incredible hoax, Missionary Crusader, Lubbock (Texas), 1978, p. 86.
[2] Encyclopaedia Britannica, Vol. 19, 1992, p. 255.
*참조 :
1. 한국창조과학회/자료실/창조의 신비/동물의 신비
http://www.kacr.or.kr/library/listview.asp?category=A03
2. 한국창조과학회/자료실/화석/화석 순환논법
http://www.kacr.or.kr/library/listview.asp?category=H01
번역 - 미디어위원회
링크 - http://www.answersingenesis.org/creation/v16/i3/seahorse.asp
출처 - Creation 16(3):38-40, June 1994
구분 - 4
옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=2733
참고 : 5438|5430|5426|5432|5335|5351|5352|5359|5317|5382|5327|5287|5224|5158|5128|5104|5088|4764|4762|4849|4856|4759|4728|4693|4219|4212|4197|4151|4056|4041|3947|3806|3976|3855|3394|3803|2988
창조의 신비 18. 진화로 설명 안되는 연어의 불가사의한 「수천㎞ 귀향 여행」
이웅상
연어의 독특한 일생은 시내 상류에 알을 낳고 수정한 후 모래나 자갈로 덮은 다음 시작된다. 물은 알에 충분한 산소를 공급하기위해 반드시 흘러야 한다. 이 자갈 밑에서 부화한 연어의 새끼를 「알리빈」이라고 하는데, 배에는 초기 발생에 필요한 영양을 저장하는 큰 난황을 갖고 있다. 이 난황이 모두 흡수되기까지 이들은 자갈 밑에 숨어 생활하다 3∼4 ㎝ 정도의 치어가 되면 좀더 큰 강으로 이동한다. 종에 따라 차이가 있지만, 대개 이들은 2∼20 개월 정도 강에서 생활한다. 강을 떠날 때가 되면 바다에서 생활하기에 적합한 몸으로 준비하기위한 생리적 변화가 시작된다.
그리고 강어구에서 해수에 적응하는 기간을 가진 후, 대부분의 생애를 보내게 될 바다로 향하게 된다. 연어가 바다에서 보내는 기간은 역시 종에 따라 다르지만, 대개 １∼５년을 바다에서 생활한 후 결국 고향의 작은 시내로 수천 ㎞를 헤엄쳐 돌아가게 된다.
이 신비한 연어의 생애와 귀소능력은 과학으로도 다 이해할 수 없으며, 오직 하나님의 창조섭리로 밖에 설명되지 않는다.
연어의 이같은 귀소능력을 설명하는데는 여러 요인들이 있다. 연어는 지구의 자장과 태양과 달, 그리고 별의 위치를 감지할 수 있고, 해와 달, 별의 위치를 이용해 돌아갈 고향의 위치를 정확히 알 수 있다는 것이다.
그리고 시내 가까이 강어구에 이르러서는 치어 때와 마찬가지로, 이번에는 반대로 강물에 적응하기위한 생리적 변화를 갖게 되면서 산란할 준비를 하게 된다. 강으로 흘러 들어오는 수많은 작은 시내 중에서 어떤 것이 고향으로 가는 줄기인지를 예민한 미각과 후각을 이용해 정확히 구별해 찾아 가게 된다.
여러 상류의 깨끗한 화학성분이 거의 차이가 없는데도, 연어는 고향의 시냇물을 구별하는 하나님이 주신 신비한 능력을 갖고 있는 것이다.
연어가 산란하기위해 고향으로 여행을 시작하는 시기는 가을에 비가 많이 내려 시냇물이 불었을 때다. 수천 ㎞를 헤엄치는 동안 때로는 폭포를 거꾸로 타고 오르기도 하고 장애물을 뛰어넘기도 하면서, 마침내 자신이 태어난 고향의 시내에 도착하게 되면 짝을 찾는다.
짝을 찾은 후 암놈은 꼬리지느러미로 자갈을 파내 좁은 구덩이를 만들고 그 속에 알을 낳는다. 그러면 동시에 숫놈이 정액을 그 위에 뿌려 수정시킨 뒤 자갈로 덮는다. 이런 과정을 여러 차례 반복해 한 마리가 수천개의 알을 낳은 후, 이들은 죽어 생애를 마친다. 물론 태평양 연어와는 달리 대서양 연어는 산란 후 바로 죽지 않고 바다로 돌아갔다 네 차례 정도 돌아와 산란한다.
이처럼 철저하게 설계돼 있는 연어의 생애가 우연히 진화의 결과 생겨날 수 있을까. 그렇다면 수천 ㎞의 바다로 나가 다시 고향으로 정확히 돌아오는 이들의 능력은 어디서 얻었단 말인가?
욥은 우리에게 정확한 해답을 주고 있다.
『이제 모든 짐승에게 물어보라 그들이 네게 가르치리라 공중의 새에게 물어보라 그것들이 또한 네게 고하리라 땅에게 말하라 네게 가르치리라 바다의 고기도 네게 설명하리라 이것들 중에 어느 것이 여호와의 손이 이를 행하신 줄을 알지 못하랴』（욥기 12장 7∼９절）
*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
출처 - 국민일보
