나비는 학습을 하고, 기억을 한다. : 창조 설계-동물 [한국창조과학회 자료실]

미디어위원회

2024-12-25

나비는 학습을 하고, 기억을 한다.

(Butterfly Learning and Memory)

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

나비목(order Lepidoptera)에 속하는 날개 달린 곤충들은 동물학자들이 척추동물에게만 있다고 생각했던 몇 가지 놀라운 능력을 갖고 있음이 계속해서 밝혀지고 있다.

최근 곤충학자들은 "인지 혁신(cognitive innovation)과 관련된 신경 확장의 매혹적인 모자이크 패턴을 보여주는, 비정상적으로 확장된 뇌 구조를 갖고 있는 열대 나비(Heliconius, 헬리코니우스 속)를 조사하고 있었다.[1]

버섯체(mushroom bodies, corpora pedunculata)는 절지동물(arthropod)의 뇌에서 쌍을 이루고 있는 구조이다. 버섯체의 고유 세포는 케년 세포(Kenyon cells)라 불려지며, 더듬이엽 투사 뉴런(antennal lobe projection neurons) 및 기타 신경 구조로부터 입력 신호를 수신하도록 설계되어있다. 최근 Current Biology 지의 한 논문에 따르면,

버섯체는 주로 케년 세포, 도파민 뉴런(opaminergic neurons), 버섯체 출력 뉴런(mushroom body output neurons)으로 구성된, 보존된 배선 논리회로(conserved wiring logic)로 구성되어 있다. 이러한 보존형 구성에도 불구하고, 버섯체의 크기와 모양은 곤충마다 매우 다양하다. 그러나 진화가 이 회로의 기능과 구조를 어떻게 변경시켰는지에 대한 실증적 데이터는 크게 부족하다.[2]

과학자들은 진화가 "이 회로의 기능과 구조"를 변경시킬(modify) 수 있었다고 말한다. 그러나 보존된 논리회로가 어떻게든 구성되기 위해서, 무작위적 돌연변이라는 우연한 과정에 호소하는 것은 단순히 희망 사항일 뿐이다. 진화가 새로운 기능적 목적을 위해서 뇌 구조를 변경시킬 수 있었다는 주장에 대한 과학적 근거는 없다.

또한 위의 인용문에서 사용되고 있는 "보존된(conserved)"이라는 단어는 주장되는 수천만 년의 진화를 통해 변하지 않는다는 것을 의미한다는 점을 명심해야 한다. 이러한 특징은 진화를 뒷받침하기보다는 수천 년 전 예수님이 절지동물(즉, 곤충)들을 완전한 기능을 가진 절지동물들로 창조했다는 창조 모델과 부합한다. 그 이후로 실질적인 변화(macroevolution, 대진화)는 없었다.[3] 곤충은 항상 곤충이었으며, 곤충이 되기 위해 필요한 모든 보존형 뇌 구조를 갖고 있었다.

헬리코니우스 나비의 인지 혁신 연구와 프로젝트의 공동 저자인 스티븐 몽고메리(Stephen Montgomery) 박사는 이렇게 말했다,

"이 나비들은 무작위적 경로로 먹이를 찾는 것이 아니라, 넥타인 꽃들 사이의 고정된 경로(fixed routes)를 선택하는 것 같다. 즉 시내버스처럼 경로를 이동하는 것과 유사하다. 이러한 행동에 필요한 계획과 기억 과정은 버섯체 내부의 뉴런 집합체에 의해 수행되므로, 우리는 내부 회로에 매료되어 있다.

"우리의 결과는 이들 회로의 특정 측면이 헬리코니우스 나비의 능력을 향상시키도록 개조되었다는 것을 시사한다."[1]

나비의 내부 회로를 통해서, 나비가 고정된 경로로 다닌다는 것에 매료되지 않을 사람이 있을까? 중요한 질문은 무엇이 이러한 "계획 및 기억 과정"을 생성할 수 있었느냐는 것이다. 결국 브리스톨 대학(University of Bristol)의 논문은 "신경 회로는 각 세포들이 특정 목표를 가지고 모여있고, 그물망처럼 연결되어 있기 때문에, 전기회로와 매우 유사하다. 그런 다음 이 그물망은 회로를 구성하여 특정 기능을 이끌어낸다."[1] 전자제품 공장에서 폭발이 일어나, 미시적 스케일의 특정 전기회로들이 우연히 생겨날 수 있을까? 이러한 특수한 내부 회로가 지식이 없고, 계획이 없는, 무작위적인 과정에 의해서, 오랜 시간이 지나면, 우연히 생겨날 수 있을까? 아니면 마스터 설계자의 목적과 계획을 보고 있는 것일까?

Current Biology 지에서 판스워스(Farnsworth) 등은 이렇게 말했다 : "종합해보면, 우리의 결과는 기능적으로 관련된 신경계와 세포 유형의 모자이크 진화(mosaic evolution)를 입증하고, 구조적으로 보존된 병렬 회로에서 진화적 순응성(evolutionary malleability)이 인지 능력의 적응을 안내했다는 것을 확인했다."[2] 헬리코니우스 나비 연구의 저자들은 진화되었다는 결론을 내렸지만, 진화를 직접적으로 지지하거나 입증하는 증거는 제시하지 못하고 있다. 오히려, 연구 결과는 실제로 다양한 곤충들이 창조주에 의해 맞춤화된 유사한 구조를 사용하여, 각자의 필요를 충족시킨다는 것을 보여준다. 이들은 처음부터 이러한 놀라운 능력으로 설계되었기 때문에, 약간의 변형(‘진화적 순응성’)이 있지만, 그것들은 "구조적으로 보존된(변경되지 않은)" 것이다.

2023년 Nature 지의 한 논문도, 이전 연구들에서 나비의 버섯체가 장기간 기억(long term memory)에 관계되어 있다고 언급하고 있었다. 그들은 이렇게 썼다,

헬리코니우스속 나비는 독특한 식이 혁신(dietary innovation), 꽃가루 먹이, 그리고 공간 기억에 의존하는 (발전된) 먹이 찾기 행동을 보여주며, 극도의 (버섯체의) 확장을 보인다. 이러한 확장은 주로 시각 처리 영역의 증가와 관련이 있으며, 시각 처리의 정밀도 향상과 장기 기억력 향상과 일치한다.[4]

그들은 버섯체가 실제로 확장되는 것을 본 적이 없다. 이러한 확장 결론은 데이터로부터 온 것이 아니라, 진화가 일어났을 것이라는 가정, 즉 헬리코니우스속 나비들이 "독특한 먹이"를 섭취할 수 있도록 시각적 처리를 증가시키는 방식으로 뉴런의 확장, 조직, 통합이 진화했을 것이라는 가정에서부터 온 것이다. 그러나 대신, 하나님이 헬리코니우스를 학습된 먹이 찾기 경로와 기억된 공간 위치를 사용하여 먹이를 찾도록 설계하신 것이다. 이러한 능력은 "더 큰" 버섯체에 기인한다. (비록 이것은 주관적인 것이지만, 그것이 정말 확장된 것인지, 원래 크기는 얼마였는지는 질문되어야 한다.)

연구들은 곤충의 뇌와 신경계라는 놀라운 분야에서 계속되고 있다. 우리는 오랜 시간, 우연, 유전적 오류에 영광을 돌리는 것이 아니라, 마스터 설계자에게 영광을 돌리는 것이다.

References

1. Butterfly Brains Reveal the Tweaks Required for Cognitive Innovation. University of Bristol. Posted on phys.org October 18, 2024.

2. Farnsworth, M. et al. 2024. Mosaic Evolution of a Learning and Memory Circuit in Heliconiini Butterflies. Current Biology. 34 (22): 5252–5262.

3. Sherwin, F. 2011. Defending a ‘Fact.’ Acts & Facts. 40 (12): 18.

4. Couto, A. et al. 2023. Rapid Expansion and Visual Specialisation of Learning and Memory Centres in the Brains of Heliconiini Butterflies. Nature. 14, article 4024.

*참조 : 나비는 기억할 수 있다.

https://creation.kr/animals/?idx=16188285&bmode=view

생물학자들도 놀라고 있는 곤충들의 경이로운 업적 : 대서양을 건너는 나비와 피레네 산맥을 넘어가는 날벌레들

https://creation.kr/animals/?idx=40803118&bmode=view

제왕나비의 장엄한 장거리 비행 : 제왕나비의 놀라운 항해술에 대한 전자공학자의 사색

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