LIBRARY

KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

창조설계

메타물질로 처리되어 있는 나방의 스텔스 날개

미디어위원회
2022-08-29

메타물질로 처리되어 있는 나방의 스텔스 날개  

(The Passive Stealth Wing of the Moth)

by Frank Sherwin, D.SC. (HON.) 


    아름다운 나비(butterfly)는 고맙지만, 성가신 나방(moth)은 고맙게 생각하지 않는다. 하지만 두 생물체의 날개 구조는 놀랍다, "나방과 나비의 날개는 복잡한 모양과 조각된 나노구조를 보여주는 인편(scales, 작은 비늘)으로 촘촘히 덮여 있다."[1]

덧붙여 먹이인 나방을 찾기 위해서, 어둠 속에서 비행하며 사냥하는 박쥐(bat)의 놀라운 능력에 대한 많은 연구들이 수행되어왔다.

박쥐는 어둠 속에서 먹이를 찾기 위해서, 믿을 수 없을 정도로 복잡한 형태의 반향정위(echolocation)를 사용한다. 박쥐들은 빠르게 날아가며, 끊임없이 초음파를 방출하고 감지하여, 움직이는 대상(나방과 같은)들의 위치를 정확하게 파악한 다음, 공중에서 빠르게 낚아채서 먹는다. 박쥐가 내보내는 초음파의 주파수는 30,000~100,000 Hz로 측정되었다. 이에 비해 사람이 들을 수 있는 주파수의 상한은 20,000 Hz이다.[2]

그러나 박쥐의 초음파만큼 효과적으로, 야행성 나방(예: 산누에나방, Chinese silk moth, Antheraea pernyi)의 일부 종은 날개에 있는 인편 때문에, 박쥐의 매우 정교한 추적 시스템을 피할 수 있다는 것이 밝혀졌다.

과학자들은 나방 날개의 표면이 메타물질(metamaterial)이라고 불리는, 놀라운 흡음 표면(sound-absorbing surface)으로 설계되었다는 것을 발견했다. 그들은 이것이 자연에서 발견된 최초의 음향 메타물질이며, 실제로 "박쥐의 반향정위에 대항하는 음향 위장"을 만들어낸다고 믿고 있었다.[1] "나방의 날개 표면은 날개 막을 장식하는 수많은 공명 인편(resonant scales)들의 작용을 통해 효율적인 흡음기로 기능한다."[3]

과학자들은 극도로 미세한 구조들로 인해 놀랄 수밖에 없었는데, 날개는 다른 크기(나노 수준)의 인편들로 덮여 있고, 다른 공명 주파수를 갖게 되어, 광대역 음향 흡수를 제공한다. 즉, 다시 반사되는 맥동과 반대로, 인편은 박쥐의 초음파를 흡수하고 붙잡는다. 

나방의 날개는 다양한 크기의 인편들로 장식되어 있으며, 각각은 자신의 공명 주파수를 갖고 있다. 각 인편은 주 공진 모드의 주파수에서 소리를 흡수한다. 크기가 다른 수많은 인편들로 인해 공명 주파수가 날개 막을 덮을 때, 결과는 깊은 하위파장(deep-subwavelength) 영역에서 광대역 음향 흡수가 일어난다.[3]

박쥐의 음파 탐지기는 완전히 독특한 방법으로, 사실상 모든 단계(약 3옥타브의 소리)에서 초음파를 흡수하여, 나방은 사실상 박쥐에게 보이지 않게 된다!

어떻게 이런 놀라운 음향 위장(acoustic camouflage)이 이 나방들에서 생겨났을까? 무작위적인 우연한 돌연변이들로 어쩌다가 생겨났는가? 창조론자들은 진화론자들이 '진화해왔다'와 같은 문구가 사용할 때, 위축될 필요가 없다. 센(Shen) 등은 "나방 날개의 인편은 박쥐에게 되돌아가는 메아리를 줄이도록 진화했다"고 말했다.[1] 그러나 이 말보다 "나방 날개의 인편은 박쥐에게 되돌아가는 메아리를 줄이도록 설계되었다"라고 말하는 것은 더 과학적이다.

더 나아가 "아마도 이 자연의 메타물질은 수천만 년의 진화를 통해 조각되어 왔다..."와 같은 말 대신에, "아마도 이 자연의 메타물질은 창조주의 손으로 조각되었다..."라고 말해야 할 것이다."

놀라운 일도 아니지만, "연구자들은 차세대 첨단 메타물질을 설계할 실마리를 찾기 위해서, 자연을 살펴보고 있으며, 생물에서 영감을 받은 메타물질에 대한 관심이 증가하고 있다"는 것이다.[3] 과학자들은 이러한 초미세 나노공학을 높이 평가하고 있으며, 자연이 아니라 하나님이 불과 수천 년 전에 나방에 설계해 놓으신 것을 모방하려고 시도하고 있는 것이다.


References

1. Shen, Z. et al. Biomechanics of a moth scale at ultrasonic frequencies. PNAS. Posted on pnas November 12, 2018, accessed August 17, 2022.

2. Tomkins, J. Complex Creatures Engineering Requires a Creator. Creation Science Update. Posted on ICR.org July 31, 2019, accessed August 17, 2022.

3. Neil, T. et al. 2022. Moth wings as sound absorber metasurface. Proceeding of the Royal Society A. 478:2262.

4. Cassella, C. 2020. Moth Wings Have Evolved a Rare 'Metastructure' We've Been Trying to Make in The Lab. ScienceAlert. Posted on sciencealert November 28, 2020, accessed August 17, 2022.

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


*참조 : 경탄스런 나방 날개의 디자인 : 날개에 포유류의 안면 모습이 무작위적 돌연변이로?

http://creation.kr/animals/?idx=1291034&bmode=view

나방들은 암흑 속에서도 바람을 거슬러 항해한다.

http://creation.kr/animals/?idx=1291031&bmode=view

귀의 경이로운 복잡성이 계속 밝혀지고 있다 : 그리고 박쥐에 대항하여 방해 초음파를 방출하는 나방들.

http://creation.kr/animals/?idx=1291187&bmode=view

정글 귀뚜라미는 정교한 설계로 박쥐의 반향정위를 피한다.

http://creation.kr/animals/?idx=3968408&bmode=view

식물의 수분에 중요한 역할을 하고 있는 나방 

http://creation.kr/animals/?idx=3946839&bmode=view

후추나방에서 밝혀진 새로운 사실 : 생물의 색깔 변화는 설계되어 있었다.

http://creation.kr/NaturalSelection/?idx=3424353&bmode=view

진화를 거부하는 나비 날개의 설계

http://creation.kr/animals/?page=#6076031

나비가 펄럭거리는 이유는? 

http://creation.kr/animals/?idx=1290962&bmode=view

미션 임파서블 : 제왕나비

http://creation.kr/Mutation/?idx=1289731&bmode=view

제왕나비의 장엄한 장거리 비행 : 제왕나비의 놀라운 항해술에 대한 전자공학자의 사색

http://creation.kr/animals/?idx=1290985&bmode=view

제왕나비의 장거리 항해를 도와주는 내부 시계

http://creation.kr/animals/?idx=1290930&bmode=view

제왕나비에서 경도 측정 시계가 발견되었다.

http://creation.kr/animals/?idx=1291060&bmode=view

발광다이오드는 나비들이 최초로 발명했다

http://creation.kr/animals/?idx=1290973&bmode=view

나비 날개의 경이로운 나노구조

http://creation.kr/animals/?idx=1291023&bmode=view

아름다운 파란색의 딱정벌레, 새, 그리고 나비들

http://creation.kr/animals/?idx=1290988&bmode=view

나비 날개에 나타나는 창조주의 광학설계

http://creation.kr/animals/?idx=1291151&bmode=view

나비의 날개 : 방수 옷에 영감을 불어넣다. 

http://creation.kr/animals/?idx=1291154&bmode=view

생물에서 발견되는 경이로운 기술들 : 나비 날개의 광흡수, 소금쟁이의 부양성, 생물학적 배터리

http://creation.kr/animals/?idx=1291291&bmode=view

나비 날개가 빗방울에 견딜 수 있는 이유는?

http://creation.kr/animals/?idx=4673741&bmode=view

박쥐의 음파탐지기는 창조를 가리킨다. 

http://creation.kr/animals/?idx=1290992&bmode=view

박쥐의 반향정위는 "아마도 진화했을 것이다(?)”

https://creation.kr/animals/?idx=11200864&bmode=view

첨단레이더 '박쥐 초음파'

http://creation.kr/animals/?idx=1290924&bmode=view

진화론자들의 난제를 해결해 준 박쥐 화석? : 초기 박쥐들은 레이더 없이 날았다고?

http://creation.kr/animals/?idx=1291029&bmode=view

박쥐와 돌고래의 음파탐지 장치는 우연히 두 번 생겨났는가? : 진화론의 심각한 문제점 중 하나인 '수렴진화' 

http://creation.kr/Mutation/?idx=1289805&bmode=view

수렴진화의 허구성 : 박쥐와 돌고래의 반향정위 능력은 두 번 진화되었는가?

http://creation.kr/Mutation/?idx=1289809&bmode=view

돌고래와 박쥐의 유전적 수렴진화 : 200여 개의 유전자들이 우연히 동일하게 두 번 생겨났다고?

http://creation.kr/NaturalSelection/?idx=1290309&bmode=view

쥐와 박쥐의 조상은 같을까?

http://creation.kr/animals/?idx=1290931&bmode=view

박쥐 진화 이론의 삼진아웃 

http://creation.kr/LivingFossils/?idx=1294747&bmode=view

부서지지 않는 딱정벌레는 과학자들을 놀라게 한다.

http://creation.kr/animals/?idx=5234648&bmode=view

포유동물의 놀라운 능력들 : 바다표범의 GPS, 생쥐의 후각, 동물들의 시간 관리

http://creation.kr/animals/?idx=1291179&bmode=view

동물과 식물의 경이로운 기술들 : 거미, 물고기, 바다오리, 박쥐, 날쥐, 다년생 식물.

http://creation.kr/animals/?idx=1291150&bmode=view

놀라운 능력의 동물들 : 코끼리, 돌고래, 물고기, 꿀벌, 거미, 무당벌레.

http://creation.kr/animals/?idx=1291155&bmode=view

고양이의 수염과 일각고래의 엄니는 감각기관. 그리고 바다뱀, 초파리, 캐나다두루미의 놀라운 특성들.

http://creation.kr/animals/?idx=1291164&bmode=view

과학자들도 놀라는 기능들이 우연히 생겨날 수 있을까? : 거미, 빗해파리, 개미, 새, 삼나무, 개구리, 문어, 상어..

http://creation.kr/animals/?idx=1291168&bmode=view

동물과 식물의 경이로운 기술들 : 거미, 물고기, 바다오리, 박쥐, 날쥐, 다년생 식물

http://creation.kr/animals/?idx=1291150&bmode=view

동물들의 새로 발견된 놀라운 특성들 : 개구리, 거미, 가마우지, 게, 호랑나비, 박쥐의 경이로움

http://creation.kr/animals/?idx=1291169&bmode=view

생물들의 정교한 공학기술과 최적화 : 박쥐, 말벌, 물고기, 꿀벌, 개미, 얼룩말과 생체모방공학

http://creation.kr/animals/?idx=1291170&bmode=view

생물에서 발견되는 경이로운 기술들 : 나비 날개의 광흡수, 소금쟁이의 부양성, 생물학적 배터리

http://creation.kr/animals/?idx=1291291&bmode=view

생물에서 발견되는 초고도 복잡성의 기원은? : 나방, 초파리, 완보동물, 조류와 포유류의 경이로움

http://creation.kr/animals/?idx=1291208&bmode=view

돌을 갈도록 디자인된 성게의 이빨

http://creation.kr/animals/?idx=1291051&bmode=view

작은 물고기는 수마일 밖에서도 냄새를 맡는다.

http://creation.kr/animals/?idx=1290999&bmode=view

물 위에서 걸을 수 있도록 하는 설계 : 소금쟁이 다리에서 발견된 최적화된 기하학

http://creation.kr/animals/?idx=1291165&bmode=view

동물들이 혹한의 추위에도 견딜 수 있는 이유는? : 펭귄이 물에 젖어도 얼어붙지 않는 비밀이 밝혀지다.

http://creation.kr/animals/?idx=1291193&bmode=view

바다의 카멜레온인 갑오징어는 스텔스 기술도 갖고 있었다.

http://creation.kr/animals/?idx=1291196&bmode=view

생물에 있는 복잡한 감지기와 '아마존 고'

http://creation.kr/animals/?idx=1291205&bmode=view

하나님의 놀라운 접착제 : 물속에서 달라붙는 한 편형동물의 경이로운 능력

http://creation.kr/animals/?idx=1290970&bmode=view


출처 : ICR, 2022. 8. 22.

주소 : https://www.icr.org/article/stealth-wing-moth/

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 2021-서울종로-1605 호

주소 : 서울특별시 종로구 창경궁로26길 28-5

대표전화 : 02-419-6484

개인정보책임자 : 김광