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창조설계

식물은 사람에게 설계를 가르치고 있다. : 리그닌, 교통 통제, 빛을 수확하는 놀라운 방법들.

식물은 사람에게 설계를 가르치고 있다. 

: 리그닌, 교통 통제, 빛을 수확하는 놀라운 방법들. 

(Plants Teach Humans About Design)


      식물을 자세히 살펴본다면, 그들은 의사소통에 필요한 대학원 수준의 정보를 갖고 있음을 발견하게 된다.


식물에 있는 리그닌(lignin). 식물 폐기물은 개발되기를 기다리는 일종의 보물 상자이다. 그러나 그것은 제지공장에서, 그리고 에탄올 처리센터에서 폐기되거나 불태워진다. Science Daily(2017. 9. 7) 지는 식물은 ”폐기물보다는 훨씬 가치가 있다”고 말하며, 쌓여있는 밀짚 더미의 가치를 생각해보라고 말한다 :

”바이오 연료가 현실화된다면, 우리는 리그닌의 산업적 잠재력을 깨닫고, 그것으로부터 더 많은 가치를 얻을 필요가 있다”고 그녀는 말한다. ”식물 기능의 다양성과 복잡성을 살펴보면, 리그닌은 고성능의 탄소섬유(carbon fibre), 바이오 오일(bio-oil), 바닐린(vanilin)과 같은 고부가가치의 여러 제품 유형으로 변환시켜 다양하게 사용할 수 있다”는 것이다.

리그닌은 광부에게는 원광석과 같은 것이다. 그리고 그것은 세상에 널려 있다. 보다 좋은 '바이오리파이닝(biorefining, 생물정제)' 방법으로 보석을 얻기 위한 경쟁이 치열하다. Science Advances(2017. 9. 15) 지의 한 연구 논문에서는, ”재활용이 가능한 산성 향수성물질(recyclable acid hydrotrope)에 의해 목재 리그닌을 80°C(176°F) 이하에서 신속하게 거의 완전히 용해하여 얻을 수 있는” 새로운 한 방법을 발표했다. 이것은 기존 공정에 비해, 거의 절반의 온도이다. 이 새로운 방법으로 ”포플러 목재(NE222) 리그닌의 약 90%를 80℃에서 20분 만에 용해”시킬 수 있었다.


식물의 교통 통제. 여러분은 매일 교통체증으로 짜증이 나고 있는가? Science Daily(2017. 9. 5) 지는 ”식물은 식물 내부의 교통정체를 피할 수 있는 방법을 알고 있는데, 이것은 힘들어하는 출퇴근 운전자들과 도로교통 설계가에게 영감을 줄 수도 있다”고 보도하고 있었다. 영국과 일본의 연구자들은 식물은 ”교통체증이 전혀 없다”는 연구 결과를 발표했다. 그러나 식물들은 움직일 수 없는데, 어떻게 이것이 가능할까? 사실, 식물의 구성 물질이 세포 내부와 도관으로 이동한다. 연구자들은 실험된 식물이 붕소(boron)를 토양 밖으로 운반하는 것을 관측했다.

연구팀은 토양에 있는 붕소가 갑자기 변하지는 않지만, 식물은 붕소에 빠르게 반응하는, 정교하고 에너지를 소모하는 시스템을 발달시켜온 것에 주목했다. 여기에는 뿌리 주변의 붕소 농도 변화에 매우 빠르게 반응하는, 유전적으로 프로그램 된 수송체(transporters)가 포함되어 있었다.

과학자들이 식물의 조절 시스템을 느리게 만들었을 때, 교통체증은 고속도로의 교통정체와 유사한 결과를 가져오는 것을 발견했다. 한 연구자는 다윈(Darwin)에게 공을 돌리면서, ”식물은 내부 교통체증을 피하기 위한 시스템을 진화시켜 왔다”고 그들은 말했다. 베로니카(Veronica Grieneisen) 박사는 잘못된 인용문헌을 두 번이나 언급하고 있었다 :

”이 연구는 식물이 혹독한 환경에 어떻게 적응하는지를 우리에게 알려주었다. 우리는 식물이 외부 환경을 다루는 방법에 초점을 맞출 뿐만 아니라, 식물이 본질적인 교통체증과 같은 극복해야하는 내적인 몸부림을 고려해야 한다”.

더욱이, 발견된 원리는 오늘날 생활 속의 교통시스템 및 다른 운송시스템에 적용될 수 있다고 베로니카 박사는 말한다. 식물은 이러한 교통정체를 극복하기위한 간단한 해결책을 진화시켜 왔으며, 그래서 이것은 전 세계의 도로교통 문제 해결에 영감을 줄 수 있다.

그러나 ‘만물 우연발생 법칙(Stuff Happens Law)’이 어떤 영감을 줄 수 있을지는 의문스럽다. 우리가 알고 있는 해결책은 항상 목적이 있고, 지적인 원인에 의해서, 설계된 것이다.


빛을 수확하기. 훌륭한 과학자들이 모방하기를 원하는 설계가 무작위적인 과정으로 어쩌다가 생겨날 수 있을까? Phys.org(2017. 9. 29) 지는 ”자연의 기술을 빌려 태양에너지를 이용하기”라는 기사에서 그것을 다루고 있었다. 줄리아나 포토풀로스(Julianna Photopoulos)는 효율적인 장치를 만들어낸 엔지니어들을 세속적 창조주처럼 자랑하고 있었다 :

수억 년에 걸쳐서 진화는 식물이 성장하는데 필요한 당 연료(sugary fuel)를 얻기 위해서, 태양에너지를 이용하여 이산화탄소와 물을 당으로 바꾸는 과정을 다듬어 왔다.

이 과정에 포함되어 있는 일련의 우아한 생화학적 반응들은 지구상의 생명체를 구성하는 기본 건축벽돌 중 일부이다.

그러나 과학자들은 진화에 의해 다듬어진(연마된) 구성물질 중 일부를 통합하는, 준-인공적인 잎을 만들어, 6배나 더 효율적인 장치를 생산함으로써, 자연과의 게임에서 이길 수 있었다.

포토풀로스는 자연(Nature)을 만물 우연발생 법칙을 사용하여 정교한 장치를 만들어내는 창조주처럼 의인화하고 있었다. 그러나 그녀는 식물이 전자이동 효율을 독일 과학자들이 했던 것처럼 높게 유지하지 않는 이유가 있을 수 있음을 간과하고 있었다 : 그것은 그들의 기계를 태울 수도 있다는 것이다. 식물은 과열을 막기 위한 다양한 억제 메커니즘이 있다 (Evolution News를 참조하라). 더 중요한 것은, 만약 과학자들이 광합성에서 사용되는 일부 구성물질을 통합하는 한 기법을 자연으로부터 빌렸다면, 그들은 표절을 한 것이다. 만약 그들이 자연에 있는 무기물질들을 긁어모아, 모든 것을 만들었다면, 우리는 더 깊은 인상을 받았을 것이다.



최고의 엔지니어들이 모방하고 싶어하는 고도로 정교하고 복잡한 기술들이, 무작위적인 자연적 과정을 통해서, 어쩌다 우연히 생겨났다는 주장은 정말로 우스꽝스러운 주장이다. 오늘날 생체모방공학(Biomimetics)은 최고의 부가가치를 낳을 수 있는 분야가 되고 있다. 다윈 이론의 절대적 추종자들을 제외하고, 그것은 모든 사람들에게 유익을 가져다줄 것이다.



번역 - 문흥규

링크 - https://crev.info/2017/09/plants-teach-scientists-design/

출처 - CEH, 2017. 9. 29.

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=6732

참고 : 6703|4569|4306|6544|6053|5778|5700|5432|3158|3183|3711|3758|3854|3861|3921|3953|4034|4059|4225|4325|4358|4407|4408|4433|4454|4556|4574|4708|4712|4830|4854|5023|5024|5046|5123|5137|5242|5292|5341|5345|5352|5356|5362|5363|5391|5426|5430|5475|5477|5478|5524|5526|5529|5554|5571|5574|5654|5657|5663|5665|5692|5735|5736|5746|5754|5757|5763|5772|5774|5775|5788|5823|5855|5933|5938|5978|6024|6050|6056|6057|6200|6236|6269|6309|6391|6402|6532|6588|6591|6721|5960|6199|6494|6586|6592|5932|5934|5956|5920|5926



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