거미줄이 강한 이유가 밝혀졌다.

2012-03-19

거미줄이 강한 이유가 밝혀졌다.

(Scientists Decode Key to Spider Web Strength)

by Brian Thomas

손상된 후에 더 강해지는 옷을 상상해보라. 그것이 최근 과학자들이 거미줄의 강도를 측정해 보았을 때 발견한 것이다.

연구팀은 거미집에서 지지하는 가닥인 방사형 거미줄과 더 얇은 원형 거미줄의 저항성을 비교 시험해보았다. 그들은 단지 한 줄에 어떤 압력이 가해졌을 때, 그것은 갑자기 경화되면서 그 압력을 망의 나머지 부분으로 분포시키는 것을 발견했다.

물론, 너무 많은 손상은 결국 거미줄을 약화시켰지만, 초기 손상은 반대 효과를 나타냈다. 연구자들이 더 많은 압력을 적용시켰을 때, 부가된 스트레스는 전체 거미줄로 전달되는 것이 아니라, 표적 줄에 위치하도록 작동되는 작은 단백질 결정들로 전달되는 것을 발견했다. 과학자들이 방사형 거미줄을 밀든지 또는 원형 거미줄을 밀든지, 다른 거미줄들은 완전하게 남겨놓은 채 단지 그 줄만 끓어졌다.

사실, 전체 거미집은 몇몇 끊어진 가닥들로 더 강해진다! 연구 저자들은 썼다. “최종 부하 용량(load capacity)은 손상이 일어남으로써 3~10% 증가되었다.”[1]

Nature 지에 게재된 보고에 의하면, “거미집 전체를 재건하기위해 거미의 신진대사가 활발하게 일어나는 것으로 추정되며, 지역적 실패는 거미집의 구조적 완전성을 위태롭게 하지 않도록 우선시 되어, 손상에도 불구하고 먹이를 포획하기 위한 기능은 계속되는 것이다.”[1]

만약 한 곤충을 잡을 때처럼, 한 부분의 압력 때문에 전체 거미줄이 끊어진다면, 거미는 지속적으로 새로운 거미줄을 짜고 개조해야할 것이다. 거미는 그 모든 작업에 필요한 에너지 비용을 감당하지 못하고 살아남지 못할 것이다.

그러나 우수한 공학적 재료 및 구조적 배치 때문에, 거미는 같은 거미줄로 여러 번의 먹이를 잡을 수 있으며, 거미줄은 매우 강한 바람에도 전반적인 강도를 보유할 수 있는 것이다. 연구 저자들은 이것을 일종의 "최적" 시스템이라고 불렀다. 이것은 더 이상 개량될 수 없음을 의미한다. 만약 공학자들이 거미의 설계 전략을 복사하려 한다면, 그들은 “재료공학과 구조적 건축기술을 모두 고려하는 설계 조건”을 일치시켜야만 할 것이다.[1]

무작위적인 돌연변이에 의해서 이러한 최적화된 거미줄이 생겨날 수 있었을까? 아니면 어떤 지적설계자가 프로그램 한 것일까? 거미줄 구조를 단순히 복사하는 것에도 특별한 조건들을 고려하는 것이 필요하다면, 거미줄이 어떻게 생겨났을까 하는 기원 문제도 특별한 조건들을 고려해야하는 것이 아닐까? 사실 자연(Nature)은 생각할 수 없으며, 아무것도 고려할 수 없다. 진정 공학자만이 생각하고 고려하고 만들 수 있기 때문에, 지적설계자이신 우리의 창조주 하나님만이 우수한 기계적 성능을 보이는[1] 거미줄에 대한 합리적인 이유가 될 수 있는 것이다.

Reference

1. Cranford, S. W. et al. 2012. Nonlinear material behaviour of spider silk yields robust webs. Nature. 482 (7383): 72-76.

*참조 : 자신보다 몇 배 큰 뱀 잡아먹는 거미 포착 (2012. 3. 1. 서울신문)

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?ref=nc&id=20120301601004

거미줄의 열전도율, 금속과 맞먹어 (2012. 3. 6. 사이언스타임즈)

https://www.sciencetimes.co.kr/news/%EA%B1%B0%EB%AF%B8%EC%A4%84%EC%9D%98-%EC%97%B4%EC%A0%84%EB%8F%84%EC%9C%A8-%EA%B8%88%EC%86%8D%EA%B3%BC-%EB%A7%9E%EB%A8%B9%EC%96%B4/

거미줄과 염소 젖으로 총알도 뚫을 수 없는 인공피부 개발 (2011. 8. 17. 조선비즈)

https://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2011/08/17/2011081700997.html

총알도 뚫을 수 없는 인공피부 개발... '슈퍼맨' 탄생하나? (2011. 8. 17. 머니투데이)

https://news.mt.co.kr/mtview.php?no=2011081713415225640

24m짜리 ‘강철 거미줄’…괴물거미 발견 (2011. 5. 24. 나우뉴스)

https://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20110524601011