LIBRARY

KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

창조설계

생물은 성장을 멈출 때를 어떻게 아는가?

미디어위원회
2022-06-22

생물은 성장을 멈출 때를 어떻게 아는가?

(How Organisms Know When to Stop Growing

David F. Coppedge


    흔히 보는 것이지만, 자세히 조사해보면 미스터리가 된다.

 

    자녀를 둔 부모들은 아이들의 키가 얼마나 빠르게 자라는지를 보기 위해, 문이나 벽에 표시해 놓거나, 생일에 아이의 키를 적거나, 사진을 찍어 성장 과정을 기록하곤 한다. 신생아는 젖을 뗄 때까지 급격히 몸집이 커지고, 약 18년 동안 계속 커져서 성인 몸체가 된다. 청소년기에는 급격한 성장을 한다는 것을 사람들은 알고 있다. 초등학생 아이들과 10대 청소년들은 학교에서 자신들의 키를 비교하며, 키 작은 아이들은 걱정을 하고, 키 큰 아이들은 수줍음을 타기도 한다. 그러나 성년이 되면, 유전적 문제를 제외하고, 대부분은 그들 민족 집단의 정상적인 키에 도달하고, 대부분은 중간 범위에 속하며, 소수는 키가 크거나 작은 사람이 된다.

왜 우리는 성장을 멈추는 것일까? 왜 성장은 같은 비율로 무한정 지속되지 않는가? 과학자들은 일반인들이 당연하게 여기는 이러한 질문을 하는 것을 좋아한다. 생각해보면, 모든 동식물 종들은 일반적인 성체 크기를 가지고 있다 – 삼나무는 수십 m, 나비는 7cm 정도, 애완고양이는 30cm(꼬리를 계산하지 않고) 정도... 심지어 미생물들도 어느 순간에 성장을 멈추고, 공룡 울트라사우루스(Ultrasaurus)도 수백 m 크기로 자라지 않았다.

세포와 조직 수준에서 DNA는 그 생물체의 전체적 성장을 감시하는 눈이나, 크기를 측정할 수 있는 자를 갖고 있지 않다. 무언가가 성장을 추적하고, 정상적인 크기에 도달하면, 생물에게 성장을 멈추라고 말하고 있는 것이다. 그것은 무엇일까? 새로운 두 연구는 이것이 심오한 생물학적 미스터리라는 데에 동의하고 있으며, 그것을 설명하려고 애쓰고 있지만, 겉핥기에 불과한 것이었다.

  

동물

어떻게 동물들은 정확한 크기에 도달하는가? (Friedrich Miescher Institute, 7 June 2022).

이스라엘과 독일에서 공부한 벤자민 토빈(Benjamin Towbin) 교수는 이 "놀라운" 현상을 알아내기 위한 프로젝트에 착수했다 : 어떻게 동물들은 정확한 크기에 도달하는 것일까?

대체로 같은 생물 종의 개체들은 같은 크기로 자란다. 발달 과정과 환경 조건의 내재적 무작위성이 개체의 성장 속도에 상당한 차이를 만들어내기 때문에, 개체 크기의 이러한 균일성은 놀라운 것이다. 게다가 동물의 성장은 종종 지수함수적이기 때문에, 성장기의 작은 차이도 큰 크기 차이로 증폭될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 어떻게 동물들은 정확한 크기에 도달하는 것일까? 그리고 그것을 어떻게 확인하는 것일까?

.성체 동물들은 놀랍도록 일정한 자신들의 크기 범위를 갖고 있다.

 

토빈과 그의 동료들은 연구용의 자주 사용되는 예쁜꼬마선충(Caenorhabditis elegans)을 사용했다. 그는 수백 마리의 작은 예쁜꼬마선충들이 자라는 것을 지켜보았다. 발달 중의 벌레는 같은 속도로 자라지 않는다. 초기 성장률에서 10% 차이가 나면, 100% 크기 차이가 날 수 있다. 그러나 왜 대부분의 벌레들은 이 종의 정상적 크기 분포 안에 들어가는지 궁금해 했다. 그는 관찰을 통해, "유전적 진동자(genetic oscillator)"가 원인이라고 가정했다.

이 메커니즘은 크기 자체를 측정하는 것으로 보이지 않는다. 대신에, 그것은 개체가 얼마나 빨리 자라는지를 감지하고, 그 개체가 성체가 되는 시간을 적절하게 조절한다. 따라서 천천히 성장하는 개체는 빠르게 성장하는 개체와 같은 크기에 도달하는데, 이는 더 많은 시간이 주어지기 때문이다.

연구팀의 결과와 결론은 Nature Communications 지(2022. 6. 6)에 게재되었다. 하지만 확실히 이 가설은 동물들이 어떻게 그들의 정확한 크기에 도달하는지에 대한 겉만 핥을 뿐이었다. 그는 아주 작은 무척추동물인 벌레만을 관찰했다. 기린, 도롱뇽, 고릴라, 코알라, 문어, 쥐, 용각류에서는 무슨 일이 일어나고 있는 것일까? 타우빈은 진화라는 단어를 거의 사용하지 않았다. "적절한 크기로의 성장은 정말로 강한 선택적 압력하에 있다"라는 지나가는 언급을 제외하고, 이 논문은 지적설계에서 더 나은 설명을 찾고 있었다 :

전사진동(transcriptional oscillations)은 수많은 생물들에서 발견된다. 가장 유명한 것으로 생체시계(circadian clocks)는 일주기와 일치되도록 진동을 제어한다. 예쁜꼬마선충의 성장 시계와는 달리, 24시간의 일주기 시계는 성장 속도나 온도의 변동에 잘 영향을 받지 않는다. 우리는 성장률 변화에 대한 발달진동(developmental oscillations)의 견고성이 명백하게 결여된 것이, 신체 크기에 대한 견고성을 제공한다고 제안한다. 이 설계된 원리가 척추동물의 체절생성 시계(somitogenesis clock)와 같은, 다른 다세포 시스템의 크기 항상성에도 적용되고 있는지를 보는 것은 흥미로울 것이다.

  

식물

식물은 얼마나 크게 자라야하는 지를 어떻게 알고 있는 것일까? (Carnegie Science, 7 June 2022).

위의 논문과 거의 동시에, 식물 성장에 관한 새로운 논문은 비슷한 질문을 조사했다. 캘리포니아 팰로앨토(Palo Alto)에 있는 연구자들은 "생물들은 그들의 환경에서 이용할 수 있는 공간과 자원에 알맞게 성장하며, 같은 종의 한 개체군 내에서도 신체 크기와 모양이 다양해진다"는 것을 알고, 식물들에 대해 같은 질문을 하고 있었다 : "생물체가 얼마의 크기로 성장해야하는 지를 결정하는 유전적 생리적 메커니즘은 무엇인가?" 식물들에 대한 이 미스터리는 "수 세대에 걸쳐 과학자들에게는 수수께끼였다".

.뉴질랜드의 자이언트 카우리 나무(Giant Kauri tree). (DFC)

 

연구팀은 일반적 실험실 식물인 애기장대(Arabidopsis thaliana)를 조사하였고, 그것에 책임이 있다고 믿고 있는 한 유전자를 발견했다. 그들은 그것을 ‘CHIQUITA1’라고 이름 지었고, 그것이 식물의 크기를 제어하는 유전자군의 일부라는 것을 발견했다. 이 유전자는 세포의 증식을 멈추는 스위치처럼 작동하여, 세포들은 증식을 멈추고, 조직과 기관으로 분화되어 나갔다. 그들은 그들의 결과를 "CHIQUITA1은 애기장대의 증식과 분화 사이의 시간적 전환을 유지한다"라는 제목으로 Development 지(June 2022)에 발표했다.

그러나 이 연구도 단지 한 종의 초본식물(herbaceous plant)에 대해 수행된 것이다. 소나무, 다시마, 곰팡이, 우산이끼, 야생화들, 채소, 과일나무들은 어떻게 자신의 크기를 알고 있는 것일까? "우리의 연구는 최종 크기 결정의 기초가 되는 세포와 기관 수준의 과정들 사이의 상호의존성을 드러냈다"고 그들은 말할 수 있지만, 겉만 핥았을 뿐이다. 그리고 이 팀 역시 진화론에 호소하지 못하고 있었다. 대신 과정을 관리하는 규칙을 찾고 있었다. "이 연구는 세포 증식에 대한 대부분의 연구와는 달리, 개체군 수준이 아닌, 개별 세포 수준에서 이루어졌으며, 식물 생물학을 지배하고 있는 법칙에 대해 더 많은 것을 배울 수 있었음을 강조하는 바이다." 이러한 말은 공학적 설계를 지지하는 말처럼 들린다.

----------------------------------------------------------


급격한 성장은 생물체가 이용할 수 있는 자원을 빠르게 소모시킬 수 있다. 그러나 기아(starvation) 자체는 성장을 제한하기 위한 "메커니즘"이 아니다. 엔지니어와 같은 지적설계자는 선견지명을 가지고 원하는 결과로 이어지는 과정들과 규칙을 만들 수 있다. 우리가 생물학에서 "설계 원리(design principles)"가 작동되는 것을 볼 때, 어떤 지성(intelligence)이 벌레, 작은 식물, 고래, 삼나무의 성장을 제어할 수 있는 메커니즘을 설계했다고 추론할 수 있다. 그것이 합리적이다. 진화론자들의 "주술적 사고(magical thinking)"(see Neil Thomas at Evolution News)는 "진지한 토론을 할 만한 충분한 논리적 엄격함이 없다". 그것은 철학적 넌센스(philosophical non-sense)의 한 종류이다. 모든 것들이 우연히 생겨났을 것이라는 주장은 전혀 대답이 되지 못한다.

 


*참조 : 식물은 꽃이 피는 개화 시기를 어떻게 아는가?

http://creation.kr/Plants/?idx=1291381&bmode=view

준비, 조준, 개화 : 개화 시간을 알려주는 식물의 시계

http://creation.kr/Plants/?idx=1291383&bmode=view

식물들은 모래시계 메커니즘을 사용한다.

http://creation.kr/Plants/?idx=1291360&bmode=view

식물은 자세히 볼수록 경이롭다 : 통신과 스위치, 세포벽 건축, 상향 이동성

http://creation.kr/Plants/?idx=1291382&bmode=view

식물의 복잡성은 창조주의 경이로운 설계를 드러내고 있다!

http://creation.kr/Plants/?idx=1291446&bmode=view

다목적의 식물 센서는 과학자들을 당황시키고 있다 : 빛을 감지하는 파이토크롬 단백질은 온도도 감지한다.

http://creation.kr/Plants/?idx=1291440&bmode=view

식물들은 자동온도조절 장치를 가지고 있었다.

http://creation.kr/Plants/?idx=1291354&bmode=view

계속 밝혀지고 있는 식물의 고도 복잡성 : 식물의 썬크림, 광 스위치, 변태, 미생물과의 공생

http://creation.kr/Plants/?idx=1291430&bmode=view

식물의 자외선 탐지기는 진화될 수 없었다.

http://creation.kr/Plants/?idx=1291378&bmode=view

식물의 단백질 상호작용에 대한 가장 큰 유전자 지도가 작성되었다.

http://creation.kr/Plants/?idx=1291375&bmode=view

공학자들은 식물의 세포 구조를 부러워하고 있었다.

http://creation.kr/Plants/?idx=1291388&bmode=view

식물 뿌리의 기원은 창조를 가리킨다.

http://creation.kr/Plants/?idx=1757493&bmode=view

식물의 배 발달은 창조를 지지한다.

http://creation.kr/Plants/?idx=1291390&bmode=view

식물 공변세포의 고도로 복잡한 생합성 과정

http://creation.kr/Plants/?idx=1291394&bmode=view

식물도 수학 계산을 한다.

http://creation.kr/Plants/?idx=1291406&bmode=view

식물도 눈을 가지고 있다.

http://creation.kr/Plants/?idx=1291422&bmode=view

식물을 사랑해야 될 더 많은 이유들

http://creation.kr/Plants/?idx=1291412&bmode=view

파동 성장을 하는 식물

http://creation.kr/Plants/?idx=1291414&bmode=view

탁월한 방법으로 물을 모으고 있는 사막식물 대황 : 이 식물을 모방하여 건조지역의 지면피복재를 개발한다.

http://creation.kr/Plants/?idx=1291451&bmode=view

식물들도 면역계를 가지고 있었다.

http://creation.kr/Plants/?idx=1291343&bmode=view

식물의 그늘 감지 센서와 토양 두께 측정기

http://creation.kr/Plants/?idx=1291436&bmode=view

뿌리의 경로 : 식물에서 발견된 또 하나의 놀라운 경이

http://creation.kr/Plants/?idx=1291349&bmode=view

식물 잎의 놀라운 엽맥 패턴

http://creation.kr/Plants/?idx=1291351&bmode=view

식물의 연속적 환경 추적은 설계를 가리킨다.

http://creation.kr/Plants/?idx=4754280&bmode=view

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

http://creation.kr/Plants/?idx=1291444&bmode=view

식물의 냄새 감지, 대응 물질 생산, 구조 변경 등의 복잡한 적응 능력은 내재되어 있던 설계적 특성이다.

http://creation.kr/Plants/?idx=1291452&bmode=view

식물의 경이로움이 계속해서 밝혀지고 있다 : 식물의 명령, 통제, 정보, 통신, 오염 조절 기능들.

http://creation.kr/Plants/?idx=1291391&bmode=view

식물의 빠른 변화는 내재된 것임이 입증되었다.

http://creation.kr/Variation/?idx=2268884&bmode=view

수수는 가뭄 시에 유전자 발현을 조절한다 : 식물의 환경변화 추적 및 대응 메커니즘은 설계를 가리킨다.

http://creation.kr/Plants/?idx=3017770&bmode=view

식물의 후성유전체 연구는 진화론을 부정한다 : 유전암호의 변경 없이 환경에 적응하는 식물

http://creation.kr/Plants/?idx=1291400&bmode=view

꽃은 소리를 듣고 있었다 : 달맞이꽃은 벌의 윙윙 소리에 맞추어 꿀의 당도를 더 높인다.

http://creation.kr/Plants/?idx=2752512&bmode=view

극한의 추위에도 견딜 수 있도록 설계된 식물 : 수백의 유전자들이 온-오프 되며, 부동액이 만들어진다.

http://creation.kr/Plants/?idx=1291447&bmode=view

낭상엽 식물은 박쥐를 유인하도록 설계되어 있었다.

http://creation.kr/Plants/?idx=1291434&bmode=view

식물의 냄새 감지, 대응 물질 생산, 구조 변경 등의 복잡한 적응 능력은 내재되어 있던 설계적 특성이다.

http://creation.kr/Plants/?idx=1291452&bmode=view

꽃들은 벌을 위한 ‘전기적 착륙유도등’을 켜고 있었다.

http://creation.kr/Plants/?idx=1291438&bmode=view

느리게 움직이는 포복성 식물들

http://creation.kr/Plants/?idx=1291373&bmode=view

식물의 비순환성 순환계의 획기적 발견.

http://creation.kr/Plants/?idx=1291377&bmode=view

꽃과 깃털의 복잡한 패턴은 설계를 가리킨다.

http://creation.kr/Plants/?idx=1291404&bmode=view

편평한 식물 잎에 숨어있는 놀라운 설계

http://creation.kr/Plants/?idx=1291415&bmode=view

단풍은 하나의 기능을 가지고 있다.

http://creation.kr/Plants/?idx=1291348&bmode=view

소통하는 나무들 - 식물 통신의 비밀

http://creation.kr/Plants/?idx=1291457&bmode=view

숲의 교향곡 : 식물들은 생존경쟁을 하는 것이 아니라, 서로 돕고 있었다.

http://creation.kr/NaturalSelection/?idx=1290270&bmode=view

식물의 경이로움이 계속해서 밝혀지고 있다. : 식물의 명령, 통제, 정보, 통신, 오염 조절 기능들

http://creation.kr/Plants/?idx=1291391&bmode=view

말하는 나무와 식물의 향수들

http://creation.kr/Plants/?idx=1291339&bmode=view

식물은 정교한 이메일 시스템을 사용하고 있다 : 식물의 극도로 복잡한 정보전달 시스템이 우연히?

http://creation.kr/Plants/?idx=1291443&bmode=view

식물에서 이메일 시스템이 확인되었다! : 이러한 고도의 복잡성은 진화론을 부정한다.

http://creation.kr/Plants/?idx=1291442&bmode=view

식물에서 인트라넷이 작동되고 있었다. : 식물 내의 정교한 통신 시스템은 진화론을 거부한다.

http://creation.kr/Plants/?idx=1291432&bmode=view

식물이 전기 신호를 보내고 있다는 충격적 증거!

http://creation.kr/Plants/?idx=1291411&bmode=view

 

출처 : CEH, 2022. 6. 15.

주소 : https://crev.info/2022/06/how-organisms-know-when-to-stop-growing/

번역 : 미디어위원회



서울특별시 종로구 창경궁로26길 28-3

대표전화 02-419-6465  /  팩스 02-451-0130  /  desk@creation.kr

고유번호 : 219-82-00916             Copyright ⓒ 한국창조과학회

상호명 : (주)창조과학미디어  /  대표자 : 박영민

사업자번호 : 120-87-70892

통신판매업신고 : 제 2018-서울중구-0764 호

주소 : 서울특별시 종로구 창경궁로26길 28-5

대표전화 : 02-419-6484

개인정보책임자 : 김광