잠자리의 항공공학과 물리학 : 창조 설계-동물 [한국창조과학회 자료실]

잠자리의 항공공학과 물리학

미디어위원회

2022-06-05

잠자리의 항공공학과 물리학

(Aerial Engineering and Physics of the Dragonfly)

by Frank Sherwin, D.SC. (HON.)

잠자리(dragonflies, order Odonata)는 아마도 오늘날 세계에서 가장 많이 연구되고 인정받고 있는 곤충 중 하나일 것이다. 벌새(hummingbird)처럼 잠자리는 비행술의 달인이다. 새로운 연구는 이 네 날개를 가진 경이로운 생물에 대한 순전한 놀라움을 증가시켰을 뿐이다.[1]

최근 코넬대학 과학자들의 잠자리 연구는 "잠자리들이 떨어지는 동안 스스로 똑바로 자세를 갖도록 하는 복잡한 물리학과 신경조절 장치를 어떻게 알아냈는지"에 관한 것이다.[2]

동물학자들은 직립 비행의 메커니즘이 초당 200개의 이미지를 수신할 수 있는 곤충의 놀라운 눈에서 시작된다는 것을 발견했다.

잠자리의 시각계는 경이로운데, 머리 전체가 이제 겨우 이해되기 시작한 첨단 공학 기술이 탑재된 시각 센서들로 구성되어 있다. 그것은 개안(ommatidia, 홑눈)이라고 불리는 개별적 시각 감각 단위로 구성된 매우 복잡한 눈을 갖고 있다. 하나의 겹눈(compound eye)에는 최대 30,000개의 개안들이 들어 있는 통합적 렌즈 시스템이 존재한다. 각각의 개안들은 시각 정보들을 자체적으로 수집하여 잠자리 뇌로 전달한다. 거기에서 그 정보는 해독되고 처리되어, 복잡한 시각적 깊이와 세부사항들을 가진 모자이크 이미지를 형성한다.[3]

경이로운 광학 시스템을 통해서 얻어진 정보들로부터, 신경 신호들이 생성되어, 잠자리 날개로 전달된다. 단지 1초보다 훨씬 적은 순간에 말이다.

이 시각 신호는 잠자리의 네 날개에 신경 신호를 내보내는 일련의 반사(reflexes)를 시발하는데, 이 반사 행동은 좌측 및 우측 날개의 피치(pitch) 비대칭을 조절하는 일련의 근육에 의해 유도된다. 서너 번의 날개짓으로, 떨어지던 잠자리는 180도 회전할 수 있고, 오른쪽 위로 다시 날 수 있다. 전체 과정에 걸리는 시간은 약 0.2초에 불과하다.[2]

분명히 날개가 달린 곤충이 극히 짧은 시간 만에 비행을 제어하는 공학적 능력은 초월적 지혜의 창조주로부터 온 설계를 가리키는 것이다.

"수십 밀리초 또는 수백 밀리초 만에 비행을 제어하는 것은 공학자들에게 어려운 일이다"라고 College of Arts & Sciences의 기계공학과 물리학 교수인 제인 왕(Jane Wang)은 말했다. "작은 날갯짓 비행체들은 이륙하고 회전할 수 있지만, 여전히 공기 중에 있다는 것이 문제이다. 그들이 기울어지면 바로잡기가 어렵다. 동물들이 해야만 하는 일 중 하나는 이런 종류의 문제를 정확하게 해결하는 것이다."[2]

물론 복제 오류인 돌연변이가 "이러한 종류의 문제를 해결"하지 못한다. 창조주 예수님은 잠자리의 비행을 포함하여, 모든 생물들이 잠재적 문제를 해결할 수 있도록 선천적 능력을 장착시켜 놓으셨다.

그러한 순식간에 일어나는 비행 조절은 이해하기 위해서는 "곤충 비행의 역학(mechanics)에 대한 복잡한 수학적 모델링"이 필요했다고 말한다. 이러한 능력이 무작위적인 과정으로 우연히 생겨날 수 있었을까? 아니면, 목적과 계획의 결과인가?

References

1. Wang, Z. et al. 2022. Recovery mechanisms in the dragonfly righting reflex. Science. 376: 754.

2. Dragonflies use vision, subtle wing control to straighten up and fly right. ScienceDaily. Posted on sciencedaily.com May 13, 2022, accessed May 22, 2022.

3. Tomkins, J. Intricate Animal Designs Demand a Creator. Creation Science Update. Posted on ICR.org June 28, 2019, accessed May 22, 2022.

*Dr. Sherwin is Research Scientist at the Institute for Creation Research. He earned an M.A. in zoology from the University of Northern Colorado and received an Honorary Doctorate of Science from Pensacola Christian College.

*관련기사 : 새롭게 밝혀진 잠자리 비행의 비밀 (2021. 2. 12. 더사이언스플러스)

http://thescienceplus.com/news/newsview.php?ncode=1065576935566645

*참조 : 놀라운 곡예비행 - 잠자리 : 이들은 수억 년(?) 전부터 동일하다

http://creation.kr/LivingFossils/?idx=1294737&bmode=view

잠자리들의 경이로운 항해 능력 : 바다를 건너 14,000~18,000 km를 이동한다.

http://creation.kr/animals/?idx=1291056&bmode=view

잠자리의 놀라운 비행능력

http://creation.kr/animals/?idx=1290947&bmode=view

곤충 로봇 : 잠자리를 모방한 초소형 비행체

http://creation.kr/animals/?idx=1291144&bmode=view

먹장어, 도마뱀, 잠자리의 생체모방공학

http://creation.kr/animals/?idx=1291142&bmode=view