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KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

창조설계

설계를 가리키는 동물들의 경이로운 적응 : 북극곰, 개미, 고래, 물곰, 코끼리, 거북

미디어위원회
2022-11-22

설계를 가리키는 동물들의 경이로운 적응

: 북극곰, 개미, 고래, 물곰, 코끼리, 거북

(Animal Magic: Awesome Adaptations by Design)

David F. Coppedge


  북극곰의 발바닥에서부터 개미의 발에 이르기까지, 자연은 공학적 경이로움으로 가득 차 있다.

 

북극곰의 발바닥에 있는 돌기(paw papillae)들에 대한 연구는 북극곰이 얼음 위에서 어떻게 견인력을 유지하는지 보여준다(Phys.org, 2022. 11. 2). 밥 이르카(Bob Yirka)가 쓴 기사는 곰 발바닥의 사진을 보여주고 있었다. 유두(papillae)라고 불리는 그들의 발바닥에 있는 작은 미세한 돌기들은 곰이 미끄러지지 않고 얼음 위를 걸을 수 있게 해준다. 기사는 오하이오 애크론 대학(University of Akron)의 연구자들이 어떻게 이것을 알아냈는지를 말해준다.

돌기들이 특정한 목적을 갖고 있을 것으로 의심하면서, 연구자들은 북극곰(polar bear, 흰곰) 발바닥의 3D 모델을 만들어냈다. 이 모델은 돌기들은 대부분의 시간을 얼음 위를 걷는 곰에게 중요한 특징인 견인력(traction)을 더 좋게 만든다는 것을 보여주었다. 더 구체적으로, 그들은 돌기들이 불곰이나 흑곰보다 1.5배 더 크다는 것을 발견했다. 또한 그들은 북극곰이 키가 클수록 발 표면적이 1.3배 더 넓어져, 북극곰 발의 마찰 전단 응력(frictional shear stress)이 30~50% 증가한다는 것을 발견했다.

*관련기사 : 북극곰 ‘발바닥 젤리’…미끄럼 방지 양말 같은 존재였어 (2022. 11. 8. 한겨레)

https://www.hani.co.kr/arti/animalpeople/ecology_evolution/1066237.html

 

개미는 어떻게 벽을 기어다닐까? 한 생물학자는 개미의 접착력 있고, 뾰족하며, 중력에 저항하는 그립(grip)을 설명한다(The Conversation, 2022. 9. 12). 여러분은 개미들이 어떻게 벽을 기어오르고, 심지어 천장을 쉽게 걸어갈 수 있는지 궁금해한 적이 있는가? 사우스 플로리다 대학(University of South Florida)의 생물학자 데비 캐실(Deby Cassill)이 제공하고 있는, 개미 발의 전자현미경을 사진을 보라. 그리고 갈고리, 가시, 털이 어떻게 거칠고 매끄러운 표면을 붙잡는지에 대한 그녀의 설명을 읽어보라. 중력은 실제로는 개미들이 벽을 붙잡는 것을 도와준다. 특히 흥미로운 것은 발끝에 있는 가역적 접착제 패드(reversible glue pads)이다.

개미가 벽을 기어오르거나, 천장을 가로질러 걸을 때, 중력은 개미의 발톱을 넓게 선회시켜, 뒤로 당겨지게 한다. 동시에 그것의 다리 근육은 발끝에 있는 패드(pad) 안으로 액체를 펌프질하여 부풀어지게 한다. 이 체액은 혈림프(hemolymph)라고 불리는데, 이것은 개미의 몸 전체를 순환하는 여러분의 혈액과 비슷한 끈적끈적한 액체이다.

혈림프가 패드로 펌핑된 후, 그것의 일부가 패드 외부로 새어 나오는데, 이것이 개미들이 벽이나 천장에 달라붙을 수 있는 방법이다. 하지만 개미가 발을 들어올릴 때, 다리 근육은 수축하고 대부분의 액체를 다시 패드 안으로 빨아들이고, 다리를 다시 들어올린다. 이런 식으로 개미의 혈액은 몇 번이고 재사용되어(다리에서 패드로 펌핑된 다음 다시 빨려 들어가), 어떤 것도 남겨지지 않는다.

*관련기사 : 중력을 거스른 개미·파리, 비법은 발끝에 있다? (2022. 9. 20. 한겨레)

https://www.hani.co.kr/arti/animalpeople/wild_animal/1059324.html

 

왜 고래는 수영할 때 뇌 손상을 입지 않는가?(University of British Columbia, 2022. 9. 22). 고래가 거대한 꼬리 지느러미(tail fluke)를 움직이려면 많은 노력이 필요하다. 근육의 노력은 모세혈관을 통해 고압의 맥박(pulses)을 보내 포유류의 뇌를 손상시킬 수 있다. 말(horses)은 그러한 맥박을 막기 위해 숨을 쉬지만, 수영하는 동안 숨을 참아야 하는 고래는 어떻게 할까? 마고 릴리(Margo Lillie)가 이끄는 버클리 대학 연구팀은 어떻게 이 일이 일어나는지를 알아냈다고 보고했다. 고래들은 그들의 뇌를 둘러싸고 있는 괴망(retia mirabilia, 기적의 그물)라고 불리는 혈관들의 연결망(networks of blood vessels)을 갖고 있었다.

릴리 박사와 동료들은 그 괴망이 이동하는 동안 고래의 뇌에서 혈압의 차이가 없도록, 평균적 차이 상한에서 '맥 전달(pulse-transfer)' 메커니즘을 사용한다고 이론화했다. 본질적으로, 괴망은 혈액에서 발생하는 맥압을 감소시키는 대신, 뇌로 들어가는 동맥혈의 맥박을 정맥혈로 전달하여, 맥박의 '진폭'이나 강도를 동일하게 유지하고, 따라서 뇌 자체의 압력의 차이를 없앤다.

 일러스트라 미디어(Illustra Media)의 영상물 ‘리빙 워터스(Living Waters)’는 고래 괴망의 또 다른 기능을 보여준다. 동맥과 정맥의 네트워크는 수컷에서 고환의 열을 멀리로 전달하여, 정자 생산을 손상시키는 과도한 열이 정맥을 통해서, 꼬리지느러미와 지느러미로 옮겨지게 하고, 몸 밖의 바다 환경으로 배출될 수 있도록 한다.

<Credit : Illustra Media and Captain Dave’s Whale and Dolphin Safari>

*관련기사 : 고래가 고혈압으로 ‘뒷목’ 잡고 쓰러지지 않는 이유는? (2022. 10. 4. Sciencetimes)

https://www.sciencetimes.co.kr/news/%EA%B3%A0%EB%9E%98%EA%B0%80-%EA%B3%A0%ED%98%88%EC%95%95%EC%9C%BC%EB%A1%9C-%EB%92%B7%EB%AA%A9-%EC%9E%A1%EA%B3%A0-%EC%93%B0%EB%9F%AC%EC%A7%80%EC%A7%80-%EC%95%8A%EB%8A%94-%EC%9D%B4/

 

미세 생물의 내구성에 대한 새로운 발견(University of Wyoming, 2022. 10. 17). 이 작고 귀여운 "물곰(water bears)"은 완보동물(tardigrades)이라고 불리는 0.5mm 정도 길이의 절지동물로, 거의 모든 곳에서 살아간다. 그들은 거의 모든 곳에서 살아남을 수 있다. 과학자들은 그들이 어떻게 극심한 더위, 극심한 추위, 건조, 방사능, 기타 환경 등 대부분의 동물들을 죽일 수 있는 극한의 환경들에서 살아남는지 오랫동안 궁금해 해왔다. 연구자들은 물곰은 트레할로스(trehalose)라고 불리는 이당류를 사용하는, 생존 전략 중 몇 가지 전략을 갖고 있다는 것을 발견했다.

건조 환경에서 살아남을 수 있는 완보동물의 능력은 과학자들을 어리둥절하게 만들고 있었다. 왜냐하면 일시적 활동정지에 들어갈 수 있는 능력을 갖고 있는 다른 많은 생물들과는 다른 방식으로 그렇게 하기 때문이다. 한때 과학자들은 완보동물이 건조에 견디기 위해 트레할로스를 생산하지 않는다고 생각했었지만, 토마스 부스비(Thomas Boothby)와 그의 연구팀은 완보동물이 그 당을 생산한다는 것을(단지 다른 생물체보다 낮은 수준에서) 발견했다.

또한 연구자들은 완보동물에서 트레할로스는 CAHS D라고 불리는 또 다른 완보동물-특이 단백질(tardigrade-specific protein)과 상승작용을 한다는 것을 발견했다.

덧붙여서, 트레할로스는 전쟁 지역과 같은 곳에서 수혈을 위해(4 March 2004), 상온에서 혈액의 수분을 제거하고 보존하는데 사용될 수 있는 가능성에 대해 연구되고 있다. 

.완보동물은 물에 사는 미세한 생물로서 길이가 0.5mm도 되지 않는다. <From Wikimedia Commons>.

*관련기사 : 극강 동물 ‘물곰’ 유전자 분석 : 동형진화 단백질 TDPs 생성해 물 없이 생존 (2017. 3. 20. Sciencetimes)

https://www.sciencetimes.co.kr/news/%EA%B7%B9%EA%B0%95-%EB%8F%99%EB%AC%BC-%EB%AC%BC%EA%B3%B0-%EC%9C%A0%EC%A0%84%EC%9E%90-%EB%B6%84%EC%84%9D/

 

코끼리의 안면 운동 제어(Science Advances, 2022. 10. 26). 여러분은 아프리카 코끼리가 코(trunks) 끝에 일종의 손가락(피부 주름)을 갖고 있다는 것을 알고 있는가? 두 개의 "코 끝 손가락(trunk tip fingers)"은 미세한 운동 제어로 물체를 붙잡고, 조일 수 있다. 그것은 어떤 인상적인 하드웨어와 소프트웨어가 코끝에서 뇌까지 존재한다는 것을 암시한다.

또한 독일 과학자들은 아프리카 코끼리에서 인상적인 얼굴 근육(facial muscles)을 발견했다. 그것은 코로 물체를 굴리는 경향이 있는 아시아 코끼리보다 더 인상적이다. 두 종 모두 다른 육상 포유류보다 안면 신경세포가 더 많다. 코끼리에서 그 뉴런들은 코를 따라 멀리 아래로 내려간다.

.동물원의 코끼리들. (DFC)

 

코끼리의 안면핵뉴런(facial nucleus neurons, 아시아코끼리의 경우 ~54,000개, 아프리카코끼리의 경우 ~63,000개)은 다른 육지에 사는 포유류의 뉴런보다 수가 더 많았다. 큰 귀를 가진 아프리카코끼리는 아시아코끼리보다 내측안면아핵 뉴런(medial facial subnucleus neurons)을 더 많이 갖고 있었고, 이는 수치적으로 더 광범위한 귀 운동 제어를 반영한다. 코끼리의 등쪽과 측면의 안면아핵은 길이, 뉴런의 수, 근위-원위까지 뉴런 크기 증가 등에서 특이했다. 우리는 이 아핵 조직이 긴 길이의 코 끝을 관장하는 거대한 원위신경 세포와 함께, 코의 표현과 관련이 있다고 제안한다. 아프리카코끼리는 두 개의 코 끝 손가락으로 물체를 집는 반면, 아시아코끼리는 코의 더 큰 부분으로 물체를 잡거나 감싼다. 손가락 "모터 중심와(motor foveae)"와 아프리카코끼리 안면핵에서 코 끝 표현에 대한 뉴런의 위치 편향은 그들의 운동 전략을 반영한다. 따라서, 코끼리의 뇌는 얼굴 형태, 몸체 크기, 미세운동기술(dexterity)에 대한 신경적 적응을 보여준다.

*관련기사 : 코끼리가 코를 자유자재로 활용할 수 있는 이유 밝혀졌다. (2022. 11. 2. the Science plus)

http://m.thescienceplus.com/news/newsview.php?ncode=1065577912762697


침묵한다고 생각했던 53마리의 동물에서 음성 의사소통이 기록되었다(New Scientist, 2022. 10. 25). 크리스타(Christa Lessé-Lasserre)는 그림으로 그려진 나무 거북의 귀여운 사진으로 그녀의 기사를 시작하고 있었다. 그녀는 연구자들이 어떻게 거북(turtles)과 투아타라(tuatara)와 같은 다른 파충류에서, 목소리 의사소통을 발견했는지에 대해 이야기하고 있었다.

연구팀이 연구한 53종의 생물들은 찍찍거리는 소리와 딸깍거리는 소리와 같은, 다양한 음색의 더 발달되고 복잡한 소리를 낼 수 있는 다양한 음향 능력을 갖고 있었다. 연구자들은 동물들이 호흡기를 사용하여 서로 다른 소리나 조화로운 소리들을 만들 때, 그들은 서로 의사소통을 하고 있다는 데에 동의하고 있다고 가브리엘 조르게비치 코헨(Gabriel Jorgewich-Cohen)은 말한다.

또한 그는 소리를 녹음하는 동안 수중카메라로 촬영하면서, 소리와 어떤 행동이 연관될 수 있는지를 조사했다. 가장 분명한 의사소통의 형태는 수컷이 암컷에게 구애하거나, 다른 수컷과 충돌할 때 만들어졌다.

 

.두더지잡기 게임에서 언제나 튀어나오는 다윈.

 

기자 크리스타와 과학자 가브리엘은 이것을 진화론에 적합시키기 위해, 소리 의사소통이 수억 년 전에 시작되었음이 틀림없다고 말했다. 그러나 이를 주장하기 위해서는, 레드 라인을 넘어 ‘아마도혹시그럴지도’ 지수를 높여야 한다.

이 연구는 소리 의사소통(vocal communication)이 많은 동물들에서 독립적으로 진화했다기 보다, 4억 년 이상 전에 공통조상으로부터 발생했음을 시사한다. 

사실, 소리 의사소통(vocal communication)은 생각보다 훨씬 더 오래된 것일 수 있다고 가브리엘은 말한다. 폐가 없는 물고기들도 소리를 만들어내는데, 이 특성을 진화시켜, 폐를 발달시킨 후대에 물려줬을 가능성이 있다. "그 물고기들의 한 계통이 코아나타류(choanates, 폐어와 사족동물을 포함하는 용어)가 만들어내는 소리 형태의 전구체가 될 수 있다"고 그는 말한다. "그래서 소리 생성의 계통은 내가 발견한 것보다 사실상 더 오래일 수 있다.“

선임연구자는 거북의 발성을 이전에 아무도 발견하지 못했다는 것에 놀라고 있었다. 진화론에 기초한 그의 연구는 Nature Communications 지(2022. 10. 25)에 "코아나타류(choanates) 척추동물에서 청각 의사소통의 진화적 기원"이라는 제목으로 게재되었다.

*관련기사 : 척추동물은 4억년 전에도 음성을 냈다 (2022. 10. 28. Popular Science)

http://www.popsci.co.kr/news/articleView.html?idxno=20154

척추동물은 이미 4억년 전에 소리를 내고 있었다. (2022. 10. 26. the Science plus)

http://m.thescienceplus.com/news/newsview.php?ncode=1065599757215430


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 다윈의 광고가 없는, 사실만을 알려준다면 우리는 행복할 것이다.

 

 

*참조 : 얼어붙은 북극의 바다 곰

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북극곰은 진화를 부정하고, 창조를 가리킨다.

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북극곰은 단지 15만 년에 진화했다?

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북극곰의 진화 시점에 대한 연대 추정과 순환논법

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판다 곰은 한때 유럽에서 살았는가?

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모든 곰 종들은 한 쌍의 곰 종류에서 유래했다.

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개미의 뇌 : 고도로 압축된 소프트웨어

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개미의 보행계측기가 발견되었다.

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소리로 의사소통을 하는 개미는 창조를 증거한다.

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과학자들은 개미의 인터넷을 발견하였다.

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개미는 하노이의 탑 퍼즐을 해결할 수 있었다.

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곤충의 경이로운 능력들 : 말벌, 나비, 나방, 흰개미, 개미

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개미는 고등 수학으로 자신의 길을 찾아간다.

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개미는 고등수학과 물리학을 사용한다 : 그리고 개미의 시각은 포유류보다 우수할 수 있다.

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농부들이여, 개미에게로 가서 : 자연선택은 전체 집단에 대해서도 작동된다?

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흰개미의 둥지에서 보여지는 놀라운 설계

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생물들의 경이로운 능력이 계속 발견되고 있다 : 물고기의 썬크림과 고래와 작은 새의 장거리 항해.

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수염고래에서 늘어나는 신경이 발견되었다 : 고래의 먹이 행동에 관여하는 기관들은 설계를 가리킨다.

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혹등고래의 놀라운 지느러미

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물 위를 살펴볼 수 있는 상자해파리의 눈 : 4가지 형태의 24개 눈을 가진 해파리가 원시적 생물?

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작은 물고기는 수마일 밖에서도 냄새를 맡는다.

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

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

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바다의 카멜레온인 갑오징어는 스텔스 기술도 갖고 있었다.

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생물에 있는 복잡한 감지기와 '아마존 고'

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하나님의 놀라운 접착제 : 물속에서 달라붙는 한 편형동물의 경이로운 능력

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동물의 성체 크기와 장기 비율이 일정한 이유는?

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생물은 성장을 멈출 때를 어떻게 아는가?

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물총고기는 물리학을 이용해 곤충을 사냥한다.

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나방의 놀라운 비행과 나침반

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메타물질로 처리되어 있는 나방의 스텔스 날개

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귀상어는 360도 입체 시각을 가지고 있었다. : 그리고 가오리와 청소물고기들의 상리공생

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해저 활화산 분화구에서 살고 있는 상어

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7,000m 깊이의 초심해에서 문어가 촬영되었다! : 가장 깊은 바다에서 살아가는 하나님의 경이로운 창조물

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 개의 후각이 뛰어난 이유가 밝혀지고 있다.

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짧은꼬리 오징어와 발광 박테리아의 공생은 진화를 부정한다.

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추론 능력이 있는 똑똑한 쌍살벌

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벌은 정말로 정말로 현명하다.

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심해 바닷가재의 마이크로바이옴

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박쥐는 어떻게 그러한 날개를 갖게 되었을까?

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박쥐의 음파탐지기는 창조를 가리킨다.

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놀라운 창조의 사례, 전기물고기

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잠자리의 항공공학과 물리학

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물리학에 정통한 동물들 : 거미, 타조, 꿀벌, 난세포, 치아에서 보여지는 지적설계

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출처 : CEH, 2022. 11. 4.

주소 : https://crev.info/2022/11/animal-magic/

번역 : 미디어위원회



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