"샤키텍처"는 상어 골격의 지적설계를 보여준다. : 창조 설계-동물 [한국창조과학회 자료실]

미디어위원회

창조설계-동물

2025-09-26

"샤키텍처"는 상어 골격의 지적설계를 보여준다.

(“Sharkitecture” Displays Intelligent Design in Shark Bones)

by Jerry Bergman, PhD

강력한 미네랄과 스프링으로 지지되는 상어 골격은 이러한 바다 포식자를 위해 최적화되어 있었다.

플로리다 애틀랜틱 대학(Florida Atlantic University) 연구자들은 상어(sharks)의 유영 동작을 분석했다. 그 결과 상어의 기원에 대한 진화론적 설명에 의문이 제기되었다.

플로리다 애틀랜틱 공과대학과 컴퓨터 과학대학의 6명으로 구성된 연구팀은 소규모 기계적 시험 장치를 사용하여 상어가 수영을 할 때 상어의 운동역학을 연구했다. 또한 싱크로트론 X선 나노단층촬영(synchrotron X-ray nanotomography)과 이미지 분할 분석을 사용하여, 광물화된 상어 척추의 미세 구조와 변형 메커니즘을 조사했다. 그들은 상어의 척추가 내부 장기를 안정시킬 뿐만 아니라, 이동 중에 에너지를 저장하고 방출하는, 생물학적 스프링 역할을 한다는 것을 발견했다.[1] 이러한 설계는 이 바다 포식자가 수영을 하는 동안 끊임없는 움직이는 극한의 신체적 요구를 견뎌낼 수 있도록 도와주고 있었다.

.유선형 디자인의 상어는 물속에서 쉽게 미끄러져 나갈 수 있다. <From Wikimedia Commons>

상어는 연골어류이지만, 이것보다 더 잘 된 설계는 없어 보인다.

상어 골격은 뼈가 아닌, 연골(cartilage)로 이루어져 있지만, 뼈 골격과 매우 유사한 기능을 수행한다. 소무(Somu) 등의 분석 결과, 상어의 광물화된 연골 내에는 두 개의 뚜렷한 영역이 있는데, 즉 corpus calcareum(석회화된 연골 조직)과 intermediale(연골 중간층)이 존재하고 있다. 두 영역 모두 콜라겐과 바이오아파타이트(bioapatite, 생체인회석)이 빽빽하게 밀집되어 있었다. 이 두 영역의 구체적인 기능은 아직 연구 중이다.

연구자들은 투과전자현미경(TEM)을 이용하여 특별하게 배열된 바늘 모양의 바이오아파타이트 결정립(bioapatite crystallites)과, 미세섬유내 광물화로 인해 형성된 콜라겐 II형 미세섬유의 D-밴드 패턴(d-band patterns of collagen type-II fibrils)을 분석했다. 연구팀은 이 골격 구조를 ‘샤키텍처(sharkitecture)’라고 명명했다.

인간 뼈에서도 발견되는 생체인회석 결정은 콜라겐 가닥들과 정렬되어 있다.[2] 이 복잡한 구조는 연골에 상당한 강도를 부여하는 동시에, 유연성을 제공한다.

광물화된 판들은 다공성 구조로 배열되어 있으며, 두꺼운 지지대로 보강되어, 골격이 여러 방향에서 가해지는 압력을 견뎌낼 수 있도록 도와준다. 미네랄로 강화된 척추는 스프링처럼 작용하여, 헤엄칠 때 휘어지고, 에너지를 저장한다. 이는 상어에게 매우 중요한 특징인데, 끊임없는 헤엄치는 동작이 척추에 지속적으로 스트레스를 주기 때문이다.

.상어 '골격', 또는 '샤키텍처'. <From Wikimedia Commons>

연구 목표 및 진화론적 주장

이 연구의 핵심 목표는 연구 결과를 화학자들이 차세대 공학적 소재를 개발하는 데 도움이 되도록 하는 것이었다.[3]

늘상의 일이지만, 연구자들은 자신들이 분석한 구조가 지적설계에 의한 것이 아니라, "수억 년의 진화"를 거쳐 자연선택에 의해 진화해온 것이라고 주장했다.[4] 그러나 이러한 설명은 문제가 있다. 진화론자들이 고생대 데본기인 약 3억8천만~3억7천만 년 전에 살았다고 믿고 있는 가장 오래된 상어인 클라도셀라케(Cladoselache)는 어뢰 모양의 유선형 몸체, 갈라진 꼬리, 등지느러미를 이미 갖고 있었고, 이 연구에서 분석한 종을 포함하여 현대 상어와 매우 유사했기 때문이다. 오늘날의 화석 증거들과 구조적 분석은 이 소위 "원시" 상어가 현대 상어와 동일한 기본적인 "샤키텍처" 디자인을 사용하고 있었음을 시사한다.

해부학자들은 동물 골격계의 우수한 설계를 인정하고 있다.

연구자들은 상어 골격의 기발한 구조에 감탄하고 있으면서도, 그 발달은 무작위적 돌연변이와 자연선택이라는 진화적 메커니즘에 의해서 생겨난 것이라고 생각하고 있었다. 그럼에도 불구하고, 그들은 이 연구가 화학공학 분야에 혁신을 가져올 통찰력을 제공할 수 있을 것으로 기대하고 있었다.

다른 해부학자들은 더 합리적인 설명을 하고 있었다. 1952년 Life Magazine 지에 실린 한 기사는 동물의 골격계가 "공학적 경이로움"이라고 인정하면서, 다음과 같이 결론지었다.

현대인은 뛰어난 기술적 지식을 바탕으로 세상을 멋진 공학적 작품들로 가득 채웠다. 하지만 역사상 가장 경이롭게 만들어진 것들은 인간이 만들어낸 것들보다 더 오래된 것들이다. 바로 생물들의 뼈와 골격이다. 작은 벌새부터 거대한 고래에 이르기까지, 동물의 뼈 구조는 현수교, 캔틸레버 건물, 둥근 천장의 공연장과 같이 인간이 공학적 원리를 사용하여 만든 것과 비교할 수 없을 정도로 매우 정교하게 만들어졌다. 독사의 골격은… 구불구불 나아가는 움직임을 위해 정확하게 설계되었다. 인간의 대퇴골은 제련된 철처럼 단단하고, 무게는 약 15배 가벼우면서도, 하중을 견딜 수 있도록 완벽하게 만들어져있다.[5]

이 글에서 검토한 소무(Somu) 등의 연구는 위 인용문의 결론을 뒷받침하며, 골격계의 설계에 대한 또 다른 놀라운 사례를 제시한다. 상어 골격계의 설계는 고도로 통합된 단위로 기능하는 상어의 전체 설계의 일부일 뿐이다.

References

[1] Somu, Dawn, et al., “A Nanoscale View of the Structure and Deformation Mechanism of Mineralized Shark Vertebral Cartilage,” American Chemical Society Nano 19(14):14410–14421 14 April 2025.

[2] Galoustian, Gisele, “‘SHARKITECTURE:’ A NANOSCALE LOOK INSIDE A BLACKTIP SHARK’S SKELETON,” https://www.fau.edu/newsdesk/articles/blacktip-shark-skeleton-nanoscale.php, 20 May 2025.

[3] Galoustian, 2025.

[4] Galoustian, 2025.

[5] Feininger, Andreas, “Bones: They Are Marvels of Engineering and Natural Esthetic Design,” Life Magazine, pp. 126-133, 6 October 1952.

*참조 : 상어 비늘과 골프공은 설계를 가리킨다.

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