위장의 천재 문어는 피부로 빛을 감지하고 있었다!
: 로봇 공학자들은 문어의 팔은 모방하고 있다.
(The Octopus: Invertebrate Designs)
David F. Coppedge
두족류(cephalopod)인 문어(octopus)는 무척추동물 중에서 가장 복잡한 생물 중 하나로 알려져 있다. 문어는 사람의 눈과 비슷한 디자인된 눈을 가지고 있고, 피부의 모양과 색깔을 순간적으로 바꾸는 위장술의 천재이며, 8개의 고도로 능숙하고 움직이는 팔을 가지고 있다. 아제 또 다른 경이로운 특성이 발견되었는데, 문어(그리고 다른 두족류들)는 놀랍게도 피부로도 볼 수 있다는 것이다! Science(2015. 5. 20) 지에 의하면, 로돕신(rhodopsin) 분자가 피부에서 발견되었는데, 이것은 분명 문어에게 빛을 감지하는 능력을 제공하고 있을 것이라는 것이다. (이 능력은 진화론적으로 전혀 친척이 아닌 극피동물인 거미불가사리(brittlestar)도 가지고 있다. 캘리포니아 대학 샌타바버라의 언론 보도에 의하면, 문어의 피부는 눈과 뇌로 입력하는 일 없이도 볼 수 있다는 것이다. 피부는 단지 명암(brightness) 만을 감지할 수 있지만, 비디오 영상이 보여주는 것처럼, 문어가 빠르게 위장술을 펼치는데 충분한 도움이 될 수 있다는 것이다.
이러한 능력은 어떻게 진화될 수 있었을까? 진화론자들이 늘 말하고 있는 것처럼, 수렴진화(독립적으로 우연히 두 번)가 일어났던 것일까?
오클리에 따르면, 이 새로운 연구는 진화론적 적응을 가리키고 있다....
라미레즈는 이 두 그룹의 생물(문어와 불가사리)이 어떤 관련이 있는지를 이해하고자 애쓰고 있었다. ”그들은 모두 같은 조상에서 진화되었는가? 아니면 여러 번 진화되었는가?”라고 묻고 있었다.
Science 지는 이렇게 추정하고 있었다 : ”빛 감지 능력은 한 조상 연체동물에서 유래했을 수 있다. 시간이 지나면서 두족류는 그들의 독특한 행동을 용이하게 하도록 선발되었다.”
문어에 관한 또 다른 소식으로, 로봇 공학자들은 문어의 팔은 모방하기를 원하고 있었다. 최근의 세 기사는 문어의 팔을 집중적으로 다루고 있었다. PhysOrg(2015. 5. 13) 지는 ”문어는 미래의 외과수술 도구에 영감을 주고 있다”, Live Science(2015. 5. 15) 지는 ”문어에서 영감을 받은 로봇 팔은 수술 중에 여러 임무를 수행할 수 있다”, The Conversation(2015. 5. 18) 지는 ”문어에서 영감을 받은 수술 로봇을 커피를 사용하여 만들 수 있을까?” 등의 제목으로 보도되고 있었다. 커피? 카스파(Kaspar Althoefer)는 그들의 로봇이 커피를 용기에 담는 데에 사용되는 '과립 막힘(granular jamming)' 방법과 동일한 방법을 사용한다고 설명했다. STIFF-FLOP 로봇(코끼리 코를 닮은 수술용 팔 로봇)에서 사용되는 과립은 실제로 갈아진 커피 과립으로 되어있는데, 그들의 뛰어난 막힘(jamming) 행동 때문이다. 그것은 로봇 팔이 특별한 위치에서 멈춰지도록 해준다는 것이다. 문어는 팔을 항상 움직이고 있지만, 카페인을 필요로 하지는 않는다.
이들 세 기사는 문어의 뛰어난 기술을 모방하는 것에 집중하고 있었기 때문에, 문어가 어떻게 진화될 수 있었는지를 추정해보는 모험을 하지 않고 있었다.
진화론자들은 문어의 이러한 경이로운 특성들이 목적이 없고, 방향이 없고, 지성이 없고, 지시되지 않은, 무작위적인 과정(돌연변이)으로, 우연히 생겨났다고 말한다. 그러나 창조론자들은 과학자들도 모방하고 싶어하는 이러한 경이로운 특성들은 지적설계된 것이라고 주장한다. 당신은 어떤 주장이 더 합리적이라고 생각하는가?
*관련기사 1 : '넌 눈으로 보니? 난 피부로 본다” 문어의 비밀 (2015. 5. 21. 나우뉴스)
http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20150521601023
거미불가사리 다리는 움직이는 '光 센서' (2001. 8. 27. 동아사이언스)
http://news.donga.com/3/all/20010827/7731191/1
파란빛 발광하는 문어, 만지기만해도 ‘맹독노출’ (2015. 5. 26. 매일경제)
http://news.mk.co.kr/newsRead.php?year=2015&no=504281
*관련기사 2 : 수술 도구에 영감을 제공하는 문어 다리 (2015. 5. 19. KISTI)
http://blog.naver.com/jopd64/220364242605
Granular Jamming, 혹은 미립자 고체화를 통한 로봇 손의 설계에 관하여
http://www.joysf.com/?page=10&mid=forum_sf&category=2044944&document_srl=4399212
*문어 동영상 : A Truly Astonishing Natural Illusion - Disappearing Octopus
https://www.youtube.com/watch?v=7NQUqR_YpsA
The Indonesian Mimic Octopus (youtube 동영상)
https://www.youtube.com/watch?v=os6HD-sCRn8
Octopus escaping through a 1 inch diameter hole
https://www.youtube.com/watch?v=949eYdEz3Es
The Octopus and the Beer Bottle
https://www.youtube.com/watch?v=DT97tS_XeaU
번역 - 미디어위원회
링크 - http://crev.info/2015/05/invertebrate-designs/
출처 - CEH, 2015. 5. 21.
귀의 경이로운 복잡성이 계속 밝혀지고 있다.
그리고 박쥐에 대항하여 방해 초음파를 방출하는 나방들.
(The Parts List for Hearing)
David F. Coppedge
소리를 들을 때 어떤 일이 일어나는지 듣고 싶은가? 청각신경과 연결되어 있는 유모세포(hair cells)는 특정 주파수에 반응하여 유체에서 파도를 친다. 그리고 수백 종의 단백질들이 이 소리를 듣는 과정에 관여한다. 하버드 의과대학(2015. 5. 7)의 연구자들은 청력에 관여하는 유모세포에 관한 몇 가지 놀랄만한 사실을 발표하였다 :
균형을 위해, 유모세포의 다섯 개로 분리된 패치(patches)들은 움직임을 감지하고, 중력의 끌림을 해석하면서, 유모에 공간이 있는 곳을 뇌에게 말해준다.
소리를 듣기 위해, 16,000개의 유모세포에 있는 세포-폭의 다섯 개의 리본들이, 유모세포가 음파에 반응하여 진동하는 달팽이 모양의 구조인 달팽이관(cochlea) 내에서 나선으로 움직인다. 음파의 각 주기는 유체로 채워진 두 공간 사이에 부유되어 있는 일종의 세포들의 트램펄린(trampoline)을 타고, 이들 세포들의 앞 뒤쪽 끝에 있는 미세한 섬모(cilia)들로 보내진다.
움직임은 세포들에 있는 기공(pores)들을 열고, 전류가 안쪽으로 흘러가도록 한다. 전기 신호로의 이러한 기계적 변환은 뇌로 신경자극을 보내고, 소리를 듣게 되는 것이다.
유전성 난청의 원인을 이해하기위한 노력으로, HMS 연구자들은 청력을 위한 '부품 목록(parts list)'을 최초로 만들어보고자 했다. 생쥐(mice)를 사용해서, 그들은 지금까지 청각에 관여하는 300여 개의 유전자들을 확인했다. 하지만 연구자들은 그들 단백질의 1/3만이 알려져 있다고 생각하고 있었다.
그 논문에 게재된 달팽이관의 내부 그림은 마치 고도로 조직화된 구조를 가진 세포들의 배열처럼 보인다. (이미지는 여기를 클릭). 유모세포는 녹색으로 표시되어있다. 파이프 오르간의 건반을 닮은 이 배열은 달팽이관의 코일로 점점 가늘어지는데, 특정 주파수에 반응하는 유모세포의 각 열(rank)를 가지고 있다.
*관련기사 : 달팽이관에서 소리 주파수 구별해주는 세포 발달과정 규명 (2015. 3. 10. 연합뉴스)
https://www.yna.co.kr/view/AKR20150309133900017
박쥐처럼 만들라.
만약 당신이 양호한 고주파 청력을 가지고 있다면, 당신은 박쥐가 하는 것처럼, 소리와 함께 주변을 볼 수 있는 반향(echoes)을 사용할 수 있다는 것이다. 사우샘프턴 대학(University of Southampton, 2015. 5. 8)의 연구자들은 고주파 반응이 가장 좋은 결과를 얻을 수 있음을 발견했다. 이것은 귀의 음성 반응의 정밀성을 상승시킴으로서, 시각장애인이 시력 소실을 보상할 수 있는 방법이라는 것이다.
박쥐(bats)는 돌고래(dolphins)처럼 먹이의 위치를 찾기 위해서 음파탐지장치(biosonar)를 사용한다. PNAS(2015. 5. 26) 지의 한 논문은 박쥐들이 초음파를 방출할 때 마치 줌렌즈를 작동시키는 것처럼, 그들 입의 벌림(gape)을 어떻게 조정하고 있는지를 기술하고 있었다. 또한 먹이 생물들은 박쥐의 공격을 저지하기 위한 자신들의 방법을 가지고 있음이 밝혀졌다. PNAS 지의 또 다른 논문에 의하면, 박각시 나방(hawkmoths)들은 박쥐의 음파탐지기를 방해하는(jamming) 초음파(ultrasound)를 방출한다는 것이다. 그 논문은 (고도로 정교한) 이 방해 초음파의 발사 능력을 가진 나방들도 독립적으로 각각 두 번 진화했다고 주장하고 있었다.
*관련기사 : 박쥐 vs 나방 ‘초음파’로 싸운다 (2015. 5. 10. 나우뉴스)
http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20150510601002
*5/13/2015 추가 : Science Daily(2015. 4. 22) 지는 고막(eardrums)은 포유류와 파충류/조류에서 독립적으로 각각 진화했다고 한 진화론자는 말하고 있었다 : ”수렴진화(convergent evolution)는 서로 매우 유사한 구조들을 종종 각기 만들어낼 수 있었다.”
진화 이야기(수렴진화 등)는 그냥 무시해 버려라. 중요한 것은 귀(ears)는 놀랍도록 복잡한 기관이라는 것이다. 청각시스템은 ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성(irreducible complexity, 환원 불가능한 복잡성)’을 가리킨다. 이러한 구조는 돌연변이들이 하나씩 일어나, 점진적으로 만들어질 수 없다. 생각해보라. 서로 같이 협력하는 두 개의 단백질들이 (그리고 그 암호를 가지고 있는 유전자들이) 우연히 만들어질 가능성도 매우 희박하다. 그런데 같이 협력하여 일사불란하게 움직이는 300~1000개의 단백질들과 유전정보들이 우연히 모두 만들어질 수 있을까? 그 그림을 보라. 우아하고 정교한 모습들은 무작위적인 과정들에 의해서는 도저히 생겨날 수 없는 것들이다. 그리고 그 전기적인 신호를 받아서 해석해줄 수 있는 뇌가 없다면, 완전히 쓸모없는 것이다.
고도로 정밀한 사양과 특수성을 가지는, 수많은 단백질들과 유전자들을 필요로 하는, 이러한 경이롭고 고도로 복잡한 기관은 절대로 우연히 생겨날 수 없다. 그것은 너무도 아름답고 기능적 한계를 뛰어넘는 지적설계(intelligent design)를 가리키는 것이다. 진화론자들이 이러한 경이로운 청각시스템이 무작위적인 자연적 과정으로 한 번도 아니고, 여러 번 우연히 생겨날 수 있다고 말하고 있는 진정한 이유는 무엇 때문일까? 독자들은 그 답을 알고 있을 것이다.
번역 - 미디어위원회
링크 - http://crev.info/2015/05/parts-list-for-hearing/
출처 - CEH, 2015. 5. 12.
생물권 전역에서 공학적 설계가 발견되고 있다.
: 생체모방공학의 계속되는 행진
: 식물 잎, 피부, 생물 조직, 드럼스틱나무, 박테리아, 청개구리, 거북, 열대과일의 모방
(Engineering Designs Found Throughout the Biosphere)
David F. Coppedge
생체모방공학(biomimetics) 뉴스들은 너무도 빠르게 증가하고 있어서, 가치있는 생물 모방 사례들을 자세히 소개할 시간도 없을 정도이다.
1. 식물 잎을 모방한 광촉매제 (2013. 12. 10. PhysOrg) : 공학자들은 ”광 활성화된 수소 생산을 위해 고도로 통합된 빛-수집과 촉매 구성요소의 광촉매(photocatalyst) 구조를 구축하기 위한 생물학적으로 영감된 자가조립(self-assembly) 방법을 사용하고 있었다”. 또 다른 PhysOrg(2013. 11. 28) 지의 논문은 시아노박테리아 광합성 기계의 재구축이 얼마나 위압적인지를 보여주었는데, 그것을 시도하는 PARC는 천재적이었다는 것이다. ”그것은 매우 복잡한 데이터 분석으로, 말 그대로 수 만 개의 펩티드(peptides)를 만들어내는 것으로, Hao Zhing와 Michael Gross의 감독 하에 학생들과 연구원들이 분석에만 수개월이 걸리는 일이었다.”
2. 피부를 모방한 밧데리 (2013. 11. PNAS) : ”여기에 우리는 밧데리 전극(battery electrodes)으로 이용 가능성이 있는 생물학적으로 얻어진 색소(멜라닌 등)와 관련하여 중요한 발견들을 보고한다”. New Scientist지의 글을 참조하라.
3. 생물 조직을 모방한 소프트 로봇 (2013. 12. 9. PhysOrg) : ”만약 내가 미래의 로봇을 생각한다면, 떠오르는 것은 크레인의 기계적인 팔이나, 내부에 시계가 작동되는 로봇이 아니라, 문어의 촉수나 코끼리의 코가 같은 로봇일 것이다. 그리고 만약 내가 극도로 작은 마이크로 로봇을 생각한다면, 물속에서 움직이는 단세포 유기체와 같은 로봇을 생각할 것이다. 미래의 로봇들은 생물체 같은 것들이 될 것이다.”
4. 바퀴벌레를 모방한 고속 로봇 (2013. 12. 5. PhysOrg) : ”그것들을 사랑하거나 혹은 미워하라. 바퀴벌레(cockroaches)는 악명 높은 탈출 예술가이며, 놀라운 속도로 도망할 수 있다”. 존스 홉킨스 대학의 공학자들은 바퀴벌레의 안테나를 모방한 인공 로봇 안테나를 만들었다.
5. 드럼스틱나무를 모방한 깨끗한 물의 생산 (2013. 12. 5. Science Daily) : 단지 아프리카 뿐만 아니라 유럽에서도 마찬가지이다. 모링가 올레이훼라(Moringa oleifera) 나무의 물 정화 특성에 대한 더 많은 좋은 뉴스들이 있다. 문자 그대로, '생명의 나무'이다. (3/09/2010참조). ”한 연구 그룹은... 그 나무의 씨앗 물질(재료)은 오늘날 사용하는 기존의 인공 합성물질보다 더 효율적인 정화 처리를 할 수 있음을 발견했다”.
6. 박테리아에서 정치 기술을 배우기 (2013. 12. 12. Current Biology) : 세균의 바이오 필름에서 ”공공재화의 딜레마”에 대한 해결책을 발견하면서. 프린스턴 대학의 연구자들은, ”우리의 결과는 정치적 협력의 진보를 촉진하기 위해서, 세균들이 자연 서식지의 물리적 상황에 대처하기 위해 협력적 진화를 증진시키는 세균의 생리학을 배워야함을 보여주었다”고 말했다.
7. 청개구리를 모방한 전자공학 (2013. 12. 12. Science Daily) : 청개구리(tree frogs)와 딱정벌레(beetles)가 젖은 나뭇잎에 어떻게 매달리는 가를 연구한 덕분으로, ”최고급 전자장치를 위한 고품질 그라핀(High-Quality Graphene) 성장이 새로운 바이오 영감 방법으로 개발되었다”고 밝혔다.
8. 양서류 피부를 모방한 자가-치유 갑옷 (2013. 12. 12. BBC News) : ”피츠버그 대학의 공학자들은 합성 겔(synthetic gel)을 만들기 위한 모델에서, 양서류들이 자신의 몸체를 재생하는 방법을 복제했다. 그것은 결국 부러진 다리를 다시 자라도록 할 수 있게 될 것이라고 대학의 관계자는 말했다”.
9. 문어를 모방한 접착 장치 (2013. 11. 28. PhysOrg) : 문어 빨판(octopus suckers)의 소재는 해파리처럼 매우 부드러워 방수용 밀봉재 역할을 한다. 이탈리아 연구원들은 ”이 들러붙는 빨판의 속성을 파헤쳐서, 새로운 세대의 부착 장치를 만들기를 희망하고 있었다”.
10. 바다거북을 모방한 구조 로봇 (2013. 12. 6. Live Science) : ”실험실의 연구는... 바다거북과 도마뱀이 모래(마치 고체, 액체, 기체처럼 작용할 수 있는) 위를 걸을 수 있는 것처럼, 이들을 모방하여 불안전한 고르지 못한 지형을 통과해야만 하는 (예를 들면, 재해 현장에서 수색 및 구조 작업에 사용되는) 로봇의 설계와 공학기술을 지원하고 있었다” (4/29/2013 참조).
11. 열대과일을 모방한 무지개 빛깔의 옷감 생산 (2013. 11. 25. Live Science) : ”열대 딸기(Margaritaria nobilis)의 윤기 있는 피부에서 영감을 받은 새로운 무지개 빛깔의 실이 결국 근육이나 무릎의 구부러지는 곳에서 색상변화를 주는 옷으로 짜여질 것이라고 발명자들은 말했다”.
12. 생물학에서 모든 것에 이르기까지 (2013. 12. 12. PhysOrg) : 프토닉스(photonics, 빛을 이용한 정보 전달을 다루는 연구 분야)와 음소론(phonomics, 언어학에서 한 언어의 음소와 음소체계를 연구하는 학문)에 관한 이 기사들은 생물학을 말하지 않고 있다. 그러나 많은 이전의 생체모방공학 이야기들은 어떻게 나비, 새, 굴(oysters)과 다른 살아있는 생물들이 재료물질의 혁명을 고무시키고 있는 지를 보여주고 있었다(다음 목록 참조). ”거대 크기에서 나노 크기에 이르는 구조 폴리머들로 빛과 소리를 모을 수 있는 새로운 능력은 우리의 생활방식에 큰 변화를 제공할 수 있다.... 그러한 발전된 재료물질들은 컴퓨팅과 센싱(감지) 기술의 혁명뿐만 아니라, 방음건물, 방음차, 보온, 방한 관리, 그리고 수중음파 탐지기에 포착되지 않는 잠수함을 만들기까지 새로운 전략을 가져올 수 있다”.
생물들에 들어있는, 과학자들이 모방하려는 최첨단 기술들이, 목적도 없고, 방향도 없고, 계획도 없고, 지능도 없는 무작위적인 복제 실수들에 의해서 우연히 모두 생겨날 수 있었을까?
학생들을 위한 숙제 : 1)앞의 기사들에서 진화라는 단어는 얼마나 언급되어 있는가? 2)생물들의 첨단 기술을 설계하고 모방하려는 시도와 진화라는 단어는 논리적으로 같이 사용될 수 있는가?
*참조 : 생체모방공학
번역 - 문흥규
링크 - http://crev.info/2013/12/engineering-designs-found-throughout-the-biosphere/
출처 - CEH, 2013. 12. 16.
경이로운 생물들과 새로운 특성의 발견
: 관해파리, 심해물고기, 뻐꾸기, 까마귀, 염소, 곰...
(Bizarre Animal Discoveries)
David F. Coppedge
우리가 알지 못했던 특이한 생물들이 발견되고 있으며, 알고 있던 생물들에서도 새로운 사실들과 기괴한 특성들이 밝혀지고 있다.
바다민들레 : The Conversation(2014. 3. 26) 지에서 레베카(Rebecca Helm)는 바다민들레(ocean dandelion)라는 과학계에서 거의 알려지지 않은 생물에 관심이 있었다. 그것은 바다 말미잘인가? 바다 꽃인가? 이 화려한 생물체는 고깔해파리(Portuguese Man-o’ War)와 친척인 관해파리(siphonophores)의 전체 집락임이 밝혀졌다. '꽃잎(petals)'들은 독립적으로 살 수 있지만, 거의 이해되지 않은 공동배열을 한 채 살아간다. 레베카의 기사는 집단적으로 모여 있는 이들 생물의 사진을 게재하고 있었다.
새로운 눈 형태 : 심해 800~1,000m 깊이에 사는 물고기인 투명머리의 배럴아이(glasshead barreleye) 물고기는 포식자의 위치를 파악하는 데에 도움이 되는 위로 향한 (이전에 알려지지 않은 형태의) 한 눈을 가지고 있었다고 PhysOrg(2014. 3. 20) 지는 보도하고 있었다. 이 원통형의 눈은 측면과 아래쪽의 심해 생물들이 내는 생물발광 빛(bioluminescent flash)을 감지할 수 있는 거울과 같은 또 다른 둘째 망막(second retina)을 가지고 있었고, 그 기사는 설명하고 있었다. 그것은 어떻게 작동되고 있을까? ”아래에서 오는 빛은 구아닌 결정(guanine crystals)으로 만들어진, 많은 층의 작은 반사판들로 구성된 휘어진 거울에 의해서 둘째 망막 위에 초점이 맞춰진다.” 이것은 척추동물에서 반사경 눈(reflector eyes)을 가진 것으로 알려진 두 눈 중에 하나이다.(일부 연체동물과 갑각류가 가지고 있다). 그러나 이들 두 생물은 다른 속(genera)에 속하는 생물이다. ”그것은 두 친척, 그러나 다른 속의 생물이 유사한 해결책에 도달하기 위해서(기존의 굴절 원통형 눈의 시력을 보완하기 위해서 반사광학 및 둘째 망막을 만들어냄), 다른 경로를 취했음을 가리킨다.” (수렴진화 즉 두 번 진화했음을 가리킨다는 것이다.)
*관련기사 : 심해 괴물고기, 눈 4개· 360도 회전까지!…심해 1000m서 포착! (2014. 3. 26. 조선일보)
http://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2014/03/26/2014032602069.html
바다 생물의 경이로움 : 아드리안 바넷(Adrian Barnett)는 New Scientist(2014. 3. 24) 지에 ”가장 이상한 해양생물들을 찾아서”라는 제목의 새로운 책에 대한 리뷰 글을 게재했다. 스티븐과 앤서니의 ‘바다의 극한 생물(Extreme Life of the Sea)’에서, 바넷은 몸체 말단이 80°C의 열수공 근처에서도 견디는 폼페이 벌레(Pompeii worm), 노화 문제를 해결한 해파리, 지느러미로 먹이들을 가두는 돛새치(Sailfish)를 언급했다. 그 책은 얕은 석호에서부터 극지방 얼음 아래까지, 대양 표면에서부터 심해 협곡까지 여러 서식지들에서 살아가는 믿을 수 없을 만큼의 다양한 생물들을 소개하고 있었다. 지구에서 가장 풍부한 생물은 아마도 ”1980년대에 발견된 작은 시아노박테리아(cyanobacteria)인 Prochlorococcus일 것이다.”
뻐꾸기에 관한 새로운 이론 : 뻐꾸기는 다른 새의 둥지에 자신의 알들을 넣어놓아 부화시키도록 하는, 일종의 기생 생물처럼 말해왔었다. 그러나 Science(2014. 3. 21) 지는 이러한 계획에 상호 좋은 점을 발견했다. 스페인의 연구자들은 ”기생에서 상리공생으로 : 뻐꾸기와 둥지 주인 사이의 예상치 못한 상호관계”라는 제목의 글에서, 비록 적은 수의 까마귀가 부화되더라도, 뻐꾸기 새끼의 분비물은 둥지 주인(까마귀)의 새끼들이 포식자로부터 피하는 데에 도움을 준다는 것을 발견했다.
이솝(Aesop) 우화의 까마귀 : 그것은 더 이상 우화가 아니다. New Scientist(2014. 3. 26) 지의 한 비디오 영상물은 뉴칼레도니아 까마귀(New Caledonian crow)의 놀라운 지능을 보여주고 있다. 까마귀는 부리가 닿지 않는 시험관 내의 물표면 위에 떠 있는 먹이를 먹기 위해서, 물체를 집어넣어 수면이 높아지도록 한 후에 떠오른 먹이를 먹고 있었다. 그들은 까마귀의 지능이 5~7세 어린이 수준이라고 말하고 있었다.
*관련기사: 이솝 퍼즐 푼 까마귀…지능 7세 아동수준 '인증' (2014.3.28. 뉴스1)
http://news1.kr/articles/1606024건망증 대명사 까마귀 '환골탈태기' (2014. 4. 1. 동아사이언스)
뉴질랜드-英 연구진, '뉴칼레도니아 까마귀 지능 5~7세 어린이 수준”
http://www.dongascience.com/news/view/4145/news
경이로운 새들 : ”어떻게 북극제비갈매기(Arctic tern, 바다 조류)는 남극에서 북극 지역으로 128,000km의 엄청난 거리를 왕복 여행할 수 있는 것일까?” Science Daily(2014. 3. 24) 지는 ”비행 : 천재적인 새(Flight : The Genius of Birds)”라는 제목의 글에서 북극제비갈매기에 관한 이야기를 게재하고 있었다. ”황제펭귄은 남극의 겨울 추위에서 수개월 동안 먹지도 않으면서 어떻게 알들을 부화시키는 것일까? 동전보다도 가벼운 갈색벌새(Rufous hummingbird)는 어떻게 브리티시 컬럼비아에서 멕시코로 먼 거리를 항해하는 것일까?” 이와 같은 새들의 업적들은 부분적으로만 이해되고 있었다. 왜냐하면 체지방 저장을 조절하는 단백질인 렙틴(leptin, 식욕과 배고픔, 물질대사, 행동을 포함한 에너지 섭취, 소비 조절에 중요한 역할을 하는 단백질 호르몬)이 새들에서는 탐지되지 않았기 때문이었다. 이제 그것은 애크런대학의 연구자들에 의해서 검출됐다고 기사는 전하고 있었다.
현명한 염소 : 염소(goats)는 왠지 멍청해 보인다. 하지만 그들은 적어도 10개월 또는 그 이상 동안 문제의 해결책을 기억할 수 있었다고, PhysOrg(2014. 3. 25) 지의 기사는 보도하고 있었다. ”염소는 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 영리하다” 그 기사는 전하고 있었다. 그러면서 일부 농부들은 그것을 이미 알고 있었다는 것이다. 런던 퀸메리 대학 연구자들의 실험을 소개하면서, 염소들은 다른 염소들이 문제를 해결하는 것을 보게 되었을 때, 자신들의 문제도 빠르게 해결한다는 것이다. 염소들은 꽤 긴 기억력을 가지는 것으로 나타났다는 것이다.
수컷 곰의 Y 염색체 분포 : 수컷 곰(bears)의 Y 염색체(Y chromosomes) 연구는 그들이 매우 먼 곳까지 여행했음을 가리킨다고, PhysOrg(2014. 3. 25) 지의 기사는 말한다. 연구원들은 ”엄청난 지리학적 거리를 가로질러 일부 갈색 곰의 Y 염색체 분포를 이끌었던 광범위한 수컷 유전자 흐름의 증거를 발견했는데, 두 갈색 곰은 노르웨이와 알래스카 ABC 섬까지 매우 유사한 Y 염색체를 운반했다”는 것이다. 그것은 징기스칸이 아시아를 넘어 그의 제국을 확장시켰을 때에 발생했던 것보다 더 큰 Y 염색체 유전자 이동이었다는 것이다.
매머드 문제 : Science(2014. 3. 25) 지는 매머드(mammoths)의 멸종에 대한 새로운 이론인 ‘근친교배(inbreeding)’의 장점과 단점을 조사하고 있었다. 북해지역에서 발굴된 일부 매머드 뼈들은 근친교배에 의해서 생겨날 수 있는 결함, 즉 유전적인 급격한 악화를 나타내는 손상을 보여주었다는 것이다. 그것은 '매혹적인 개념'이지만, 다른 과학자들은 확신하지 않고 있었다. 아직까지 우리가 생각하는 매머드의 모습은, 3m 높이에 6톤이나 나가는 짐승들이 북부 유럽을 무리지어 다니며, 위협적인 엄니를 가지고, 사람 사냥꾼들을 막아서는 모습이라고, 그기사도 인정하고 있었다.
이 기사들은 생물들의 놀라운 능력들을 보여주고 있을 뿐만 아니라, 켄햄(Ken Ham)이 최근의 창조-진화 논쟁(2/05/14)에서 강조했던 것처럼 작동과학(operational science)과 기원과학(origin science) 사이의 차이를 극명하게 보여주고 있다. 이러한 경이로운 특성들이 목적도 없고, 방향도 없고, 계획도 없는 무작위적인 돌연변이들로 우연히 생겨날 수 있었을까? 연구자들은 물고기의 눈, 곰의 염색체, 조류 단백질 등에 대해 연구하고 더 알게 될 것이다. 그러나 그들은 이러한 것들이 어떻게 존재했는지에 대해 관측할 수 없다. 이 기사들은 과학자들이 좋은 관측을 하고 있음을 기술하고 있었다. 그러나 진화에 대해서 언급하는 기사는 거의 없었다. 그것은 어쨌든 시간 낭비일 것이다. 왜냐하면 창조모델이 진화모델보다 이들 사실에 더 적합하기 때문이다. 창조론자들은 관측할 수 있고, 실험할 수 있고, 반복될 수 있는, 진정한 과학을 사랑한다.
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번역 - 미디어위원회
링크 - http://crev.info/2014/03/bizarre-animal-discoveries/
출처 - CEH, 2014. 3. 26.
초파리의 후각은 경이로운 나노 시스템으로 작동된다.
(Fruit Fly Smell via Incredible Nanopore System)
Frank Sherwin and Jeffrey Tomkins
초파리(과일파리, fruit flies)는 생물학 연구에서 수십 년 동안 사용되어온 기본적 무척추동물이다. 초파리는 변화하지 않았을 뿐만 아니라, 화석기록도 없고, 어떤 조상 절지동물에서부터 진화된 것인지 알려져 있지 않으며, 다른 어떤 생물과 친척 관계인지 분명하지 않다.[1~3] 그들은 항상 초파리였다.
최근 연구자들은 창조주가 있음을 가리키는, 초파리의 비행에 있어서 새로운 설계적 특성을 발견했다. 그것은 초파리 몸체의 감각모(sensilla, 무척추동물의 작은 감각 탐지기)에서 발견된 극히 작은 나노구멍(nanopores, 나노기공)들이었다.[4] 곤충은 이러한 나노기공을 통해서, 공기 중의 냄새를 내는 생체분자들을 감지할 수 있다. 나노미터는 1밀리미터의 백만 분의 일이다. 또한 생물학자들은 나노구멍이 다른 생물(식물에서 공작과 같은 척추동물에 이르기까지)의 표면에 정교한 구조들이 형성되어 있다는 것을 발견했다.
최근 일본의 학술원과 민간 연구자들의 협력으로, 이들 나노기공의 발달에 중요한 역할을 하는 유전자들이 확인되었다.[4] 최첨단 현미경 및 DNA 분석 기술을 사용하여, 그들은 그 유전자들과 그것의 발현 패턴을 분리하여, 고어텍스 유전자(gore-tex gene)라고 명명했다.
이 새로운 고어텍스 유전자는 이러한 작은 구멍의 형성에 중요한 역할을 하고 있었다. 그것들은 단순한 구멍이 아니라, 냄새를 갖는 데에 중요한 몇몇 분자들의 유입을 허용하지만, 더 큰 공기 중의 입자들은 차단되는, 일종의 살아있는 필터였다. 사실, 나노구멍 그 자체는 전지전능하신 창조주에 의해서만 발생될 수 있는, 많은 복잡한 특성들을 포함하고 있는, 정교한 신호 감지 및 처리 시스템의 한 부분인 것이다. ICR의 과학자 랜디 굴리자(Randy Guliuzza) 박사는 지속적 환경추적(Continuous Environmental Tracking), 또는 CET라 불리는 적응공학의 중요한 이러한 특성을 광범위하게 문서화 해왔다.
고어텍스 유전자는 곤충의 발달에 필수적인 24가지 다른 유전자들로 구성되어있는 한 커다란 유전자 집단인, 오시리스 유전자(Osiris genes)들의 한 구성원이다. 오시리스 유전자들은 진화론 전구체 없이, 곤충에서 갑자기 나타난다. 오시리스 유전자는 곤충들 사이에서 "고도로 수렴되어 있다(여러 번 독립적으로 생겨났다)"고 진화론자들이 말하는 것은 놀라운 일이 아니다.[5] 창조론자들은 서로 관련이 없는, 서로 다른 곤충 종류들 사이에서, 공통 암호가 유사한 기능을 수행할 것이라는 데에 아무런 문제가 없다. 이것은 초파리가 메뚜기로 진화할 수 있다는 것을 의미하는 것이 아니다. 초파리는 항상 초파리이며, 오시리스 유전자는 곤충들을 위한 공통 암호 패키지로서, 설계된 시스템에서 예측될 수 있는 것이다.
곤충들은 전혀 진화하지 않은 생물 그룹이다. 초파리와 같이 다양한 종류의 곤충들에서 진화는 일어나지 않았다.
곤충들은 전혀 진화하지 않은 생물 그룹이다. 초파리와 같이 다양한 종류의 곤충들에서 진화는 일어나지 않았다. 그것들은 독특한 유전자 세트와 나노기공을 가진 채로, 완전하고 완벽하게 창조되었던 것이다.
References
1. Thomas, B. 2010. No Fruit Fly Evolution Even after 600 Generations. Creation Science Update. Posted on ICR.org November 16, 2010.
2. Sherwin, F. 2006. Fruit Flies in the Face of Macroevolution. Acts & Facts. 35 (1).
3. Sherwin, F. 2019. Are People and Fruit Flies Related? Acts & Facts. 48 (2): 16.
4. Ando, T. et al., 2019. Nanopore Formation in the Cuticle of an Insect Olfactory Sensillum. Current Biology. 29: 1-9. doi.org/10.1016/j.cub.2019.03.043.
5. Smith, C. et al. 2018. Conserved roles of Osiris genes in insect development, polymorphism and protection. Journal of Evolutionary Biology. 31 (4): 516-529.
*Mr. Frank Sherwin is Research Associate at ICR and received a master’s in zoology from the University of Northern Colorado. Dr. Jeffrey Tomkins is Director of Life Sciences at ICR and earned a Ph.D. in genetics from Clemson University.
*관련기사 : 초파리,촉각구조도 사람과 비슷…5감 모두 인간과 유사 (2017. 11. 4. 연합뉴스)
https://www.yna.co.kr/view/AKR20171103119300009
출처 : ICR News, 2019. 3. 7.
주소 : https://www.icr.org/article/fruit-fly-smell-nanopore-system
번역 : 미디어위원회
노래의 박자에 맞추어 춤을 추는 새
(Bird with a Beat)
David F. Coppedge
여러분은 노래의 박자에 맞추어 춤을 추는 앵무새 스노우볼(Snowball)을 보면서 감탄할 것이다.
사람은 노래의 박자를 맞출 수 있다. 모두가 알고 있듯이, 사람은 빠른 노래에 맞추어 스텝을 밝고, 머리를 흔들며, 춤을 출 수 있다. 그러면 새도 이러한 행동이 가능할까? 하얀색의 앵무새인 스노우볼은 그것은 할 수 있다. 이 새는 음악이 나올 때 14가지의 별도의 움직임을 보여주고 있었다. 그 새는 정말로 음악을 즐기고 있었다. 그 새는 음악의 박자에 맞추어 자신의 발을 들어올리고, 머리를 까닥거리며, 앞뒤로 흔드는 등, 여러 행동을 하고 있었다. 머리의 볏은 멋진 쇼를 위해 치장한 장식처럼 보인다. 당신은 그 새의 행동을 Current Biology(2019. 7. 8) 지에 게재된 “음악에 대한 자발적이고 다양한 움직임은 사람에게만 유일한 것이 아니다"라는 논문에서 볼 수 있다. 거기에서 네 명의 연구자들은 앵무새의 그러한 행동에 대한 비디오 영상물을 공개하고 있었다. The Guardian 지에 게재된 동영상은 YouTube(14가지 행동을 볼 수 있음)에서 볼 수 있다. Sky News 지에 게재된 또 다른 YouTube에는 스노우볼의 이러한 행동을 설명해보려는 과학자들의 시도가 포함되어 있다.
일부 바다사자(sea lions)도 머리를 위 아래로 흔들면서, 이러한 행동을 할 수 있다.(Pinneped Lab) 그러나 많은 동물들은 음악에 관심이 없는 것처럼 보인다. 이들 과학자들은 스노우볼의 음악에 맞추어 몸과 발을 움직이는, 이 다양하고 자발적인 행동에 대해 깊은 감명을 받고 있었다. 그리고 앵무새가 사람과 같이 이러한 행동을 하는 이유를 설명해보려고 애쓰고 있었다. 앵무새의 이러한 행동은 동물의 인식력, 본능, 심지어 미학에 관한 질문을 불러일으키고 있다. 이 새는 그러한 동작을 즐기고 있는 것일까?
.음악에 맞추어 춤을 추는 앵무새 스노우볼(Current Biology, 29:13, 8 July 2019)
스노우볼만 그런 것이 아니다. 음악에 따라 몸을 움직이는 여러 앵무새들을 인터넷에서 찾아볼 수 있다.(Supplemental Information에 있는 링크 참조). 그러나 핵심 질문은 그러한 행동이 어떻게 생겨나게 되었는가 하는 것이다. 앵무새는 움직임을 모방할 수 있다. 음악에 대한 앵무새의 행동이 모방에(사람의 춤을 보고) 기인한 것이라면, 그것은 앵무새가 놀라울 정도로 복잡한 반응인 ‘대응 문제(correspondence problem)’를 해결할 수 있음을 가리키는 것이다.(매우 다른 몸체 형태의 개체가 움직이는 패턴을 보고 생물학적 특성을 가로질러 자신의 운동 시스템에 그 운동 패턴을 모방하는 것). 또 다른 가능성은 일부 창의성을 나타낼 수 있다는 것이다. 이것이 사실이라면, 먹이나 짝짓기와 같은 물리적 이익을 얻기 위한 목적의 행동만을 보여주는 비인간 동물이 창의성을 갖고 있다는 것은 놀라운 일일 수 있다. 스노우볼은 먹이를 얻기 위해, 또는 짝짓기를 하기 위해 춤을 추는 것이 아니다. 대신 그 새의 춤은 보호자인 사람과 상호작용을 하기 위한 행동인 것으로 보인다.
새의 뇌에서 무슨 일이 일어나고 있는지 간에, 스노우볼의 행동은 순전히 재미로 그러한 행동을 하고 있는 것처럼 보인다. 물론 애완동물과 많은 다른 동물들은 끊임없이 장난으로 우리를 즐겁게 한다. TV로 새를 보는 고양이, 시소를 타는 까마귀, 물에서 노는 수달, 첫 눈을 경험한 개... 많은 새들도 재미로 몸을 움직이는 것처럼 보인다. Happiness Kingdom의 YouTube를 보라.
--------------------------------------------------
진화론자들은 이러한 새의 행동이 어떻게 진화되었는지 전혀 알지 못한다. 그러나 우리는 그러한 행동을 보면서 감탄하며, 놀라지 않는다. 진화론자들은 그것을 설명하지 못해서 당황하고 있다. 그 기사는 그러한 행동의 진화에 대해서 언급하지 않고 있었다.
하지만 자비로우신 창조주는 기쁨을 사랑하신다. 어쩌면 새들에게도 기쁨을 제공하기 위해서 그들의 뇌에 본능으로 심어놓으셨을 수 있다. 살아있는 생물들의 즐거움을 보여주고 있는 일러스트라의 “Ode to the Animals”을 보라. 이제 스노우볼에게 클래식 음악을 감상하도록 가르쳐보라.
*참조 : 앵무새의 박자를 맞추는 능력은 어떻게 진화되었는가?
http://creation.kr/Mutation/?idx=1289790&bmode=view
까마귀와 앵무새가 똑똑한 이유가 밝혀졌다! : 새들은 2배 이상의 조밀한 뉴런의 뇌를 가지고 있다
http://creation.kr/animals/?idx=1291199&bmode=view
까마귀는 도구를 얻기 위해 도구를 사용한다 : 도구를 사용하는 동물들의 지능은 어디서 왔는가?
http://creation.kr/animals/?idx=1291018&bmode=view
영리한 까마귀에 대한 이솝 우화는 사실이었다.
http://creation.kr/animals/?idx=1291057&bmode=view
출처 : CEH, 2019. 7. 11.
링크 : https://crev.info/2019/07/bird-with-a-beat/
번역 : 미디어위원회
동물들의 새로 발견된 놀라운 특성들.
: 개구리 혀, 거미의 음향 조율, 젖지 않는 가마우지, 게의 청력, 모방하는 호랑나비, 노래하는 박쥐
(New Amazing Animal Discoveries)
David F. Coppedge
거미에서부터 포유동물에 이르기까지 살아있는 생물들에서 새롭게 발견되는 경이로운 특성들은 우리를 계속 놀라게 만들고 있다. 일부는 새로운 공학기술에 영감을 불어넣고 있었다.
1. 개구리의 혀(frog’s tongue)는 자기 체중의 3배를 들어올 수 있다. (Jonathan Webb in the BBC News. 2014. 6. 12.). 개구리의 혀는 근육이 아니다. 그러나 모양과 코팅은 개구리를 혀 역도 챔피언으로 만들고 있었다. 연구자들은 개구리의 새로운 일면을 찾아내는 것에 재미를 붙였다고 고백하고 있었다.
2. 거미(spiders)는 음향적으로 조율된 거미줄을 짓는다. (Thomas Sumner in Science Magazine. 2014. 6. 3). 거미줄은 단지 먹이만을 포획하는 도구가 아니다. 거미줄은 일종의 악기이다. 거미는 그들의 거미줄을 하프(harp)처럼 짓고, 그것을 조율하고, 포획된 곤충의 죽음의 몸부림을 음악으로 듣고 있었다. 연구팀은 ”거미는 마치 기타 줄을 조율하는 것처럼, 실크 실을 뽑고 그 반향 결과를 들음으로써, 포획된 먹이로부터의 진동 신호를 생성할 수 있도록, 거미줄의 긴장 강도를 조절한다고 제안했다.” 그 발견은 새로운 경량 센서 개발에 영감을 불어넣을 수 있다는 것이다.
3. 물고기를 잡아먹는 거미들이 있었다. (BBC News. 2014. 6. 18). 거미들은 대게 곤충을 잡아먹는다. 그러나 새로운 연구에 의하면, 물가에 사는 거미들 중에 물고기를 잡아먹는 거미들이 널리 퍼져 있다는 것이다. 그들은 거의 모든 대륙에 있었으나 알려지지 않고 있었다는 것이다. ”과학자들은 다수의 거미 종들이 물고기를 포획하고 먹는 것을 발견했다.” 거미들은 심지어 자신보다 훨씬 큰 물고기도 사냥한다. 낚시를 하기 위해서, 거미들은 땅(돌이나 식물)에 뒷다리를 닻처럼 고정시키고, 매복하여 수면을 정찰한다. 독으로 물고기를 마비시키고, 끌어 당겨, 땅으로 올린 다음, 식사를 한다는 것이다.
4. 가마우지(cormorants)는 깊은 다이빙 후에도 건조 상태를 유지한다. (MIT press release. 2014. 6. 16). ”모델링 및 실험실 테스트 결과, 가마우지가 깊은 잠수 후에도 마른 상태를 유지할 수 있는 것은 화학(새들이 사용하는 몸단장 기름)과 깃털의(깃과 깃가지와 함께) 미세구조 때문인 것으로 나타났다.” 그 발견은 과학자들에게 영감을 주고 있었다. ”이것은 동일한 성능을 가진 인공 표면의 설계로 이어질 수 있다.” 또한 10년 전에 있었던 한 보고에 의하면(5/24/2004), 가마우지의 눈은 잠수 동안 공중과 물속에서 정확한 시각을 확보하기 위해서 빠르게 재 초점을 맞춘다는 것이다.
5. 펄게(mud crabs)도 들을 수 있었다. (Northeastern University. 2014. 6. 18). 게들은 자신을 노리는 포식자가 만드는 소리를 들을 수 있으며, 그것에 따라 그들의 행동을 변경한다는 것을 노스이스턴 대학의 연구자들은 발견했다. 이것은 이전까지 바다 게에 대해서는 알려지지 않았던 사실이다. ”게들은 우리가 동일한 방식으로(청각기의 음파 전달로) 들을 수는 없지만, 평형포(statocysts, 평형석이 존재하는 세포) 내의 미세한 털에 부딪치는 무수한 이동된 입자들에 의해서 듣는다.”
6. 모방의 대가 아프리카 산호랑나비의 유전적 비밀이 밝혀졌다. (University of Exeter. 2014. 6. 11). 연구팀은 아프리카 산호랑나비(African swallowtail butterfly)의 암컷에서 다른 제왕나비(Monarch butterflies)처럼 보이게 하여, 먹혀짐을 피하게 하는, 유전자 스위치를 발견했다. 생물학자들은 놀라고 있었다. ”스위치를 정확히 파악함으로써, 우리는 독특한 메커니즘을 밝혀냈다”고 보도 자료는 말했다. ”이러한 모든 다양성이 단지 한 유전자의 변이에 의해서 결정된다는 것을 보는 것은 정말로 흥분되는 일이다. ”
7. 박쥐도 노래를 한다. (Virginia Morell in Science Magazine. 2014. 6. 20). 박쥐(bat)에서 완전히 새로운 차원의 기능이 밝혀졌는데, 그들은 노래할 수 있다는 것이다! 새처럼 그들은 암컷에게 세레나데를 부르고, 경고의 소리를 내고 있었다. 그 기사는 새들의 노래와 거의 구별할 수 없는 박쥐들의 지저귐, 울음, 재잘거림과 같은 다수의 소리 파일(sound files)을 독자들이 들을 수 있도록 포함시키고 있었다. 이러한 소리들은 초음파가 아니다. 한 연구원은 말했다. ”각 수컷의 노래는 독특하다. 그것은 마치 곡조에 맞춰 부르는 재즈 가수처럼 들린다.”
마지막으로, 수리남(Suriname) 남동쪽의 완전히 새로운 '열대 에덴(tropical Eden)'이 과학자들에 의해서 탐사되고 있는 중이다. 그곳은 사람의 손길이 닿지 않았던 남미의 마지막 열대 보호지역 중 한 곳이다. 독자들은 보트를 타고 올라가며 촬영된 영상물을 PhysOrg(2014. 6. 17) 지에서 볼 수 있다. 그곳에는 새로운 분류 작업이 필요한 미보고된 식물과 동물들이 기다리고 있었다. 그곳에 도착하기 위해서 많은 계획과 작업이 필요했다 :
탐사팀은 낮은 범람원에서부터 고립된 산봉우리까지 이동하면서, 파루머 강(Palumeu River) 유역에 있는 네 개의 장소들을 조사했다. 그들은 현지 사회와 30명의 원주민으로부터 지원을 받았는데, 그들은 2톤의 식사와 장비의 운반, 캠프 장소 설치, 숲을 통한 안내, 보트로 위험한 급류 탐사 등 매우 귀중한 일들을 도와주었다. 과학자들은 파라마리보(Paramaribo)에서 수리남 남동부에 있는 마을로 비행기로 가고, 거기에서 다시 헬기로 1차 캠프 장소에 도착했다.
과학자들은 수질 데이터와 식물, 개미, 딱정벌레, 여치, 물고기, 양서류, 조류, 포유류 등 총 1,378종의 놀라운 생물들에 대한 데이터를 수집했다.
수질은 좋았고, 보호지역 외부로부터 날아오는 오염물을 제외하곤, 인위적 오염은 거의 없었다.
우리는 이러한 과학적 발견을 기뻐하고, 창조의 경이로움에 대한 연구들에 박수를 보낸다. 생물들의 이러한 경이로운 능력들이 모두 무작위적인 돌연변이들에 의해서 우연히 어쩌다 생겨났다는 진화론의 이야기는 이제 점점 설 자리가 없어지고 있다.
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: 나방, 초파리, 완보동물, 조류와 포유류의 경이로움
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David F. Coppedge
작은 생물들이 응용수학, 물리학, 유전학에 대한 지식을 필요로 하는 경이로운 일들을 수행하고 있었다.
나방 : 곤충은 어둠 속에서 어떻게 볼 수 있을까? 몇몇 나방(moths)들과 벌(bees)들은 단지 약간의 광자(photons)만으로도 물체를 보는 것이 가능한 것처럼 보였다. 곤충은 신체적으로 불가능한 일을 해내고 있는 것 같다고, 룬드(Lund) 대학의 동물학 교수인 에릭 워런트(Erik Warrant)는 The Conversation(2017. 3. 13) 지에서 말했다. 그는 밝은 색 때문에 곤충 세계의 벌새(hummingbirds)라고 불리는 박각시나방(hawkmoths)를 연구해왔다. 나방들은 더 많은 빛을 모으기 위해서, 카메라의 셔터를 오랫동안 열어두는 것과 같은, 광자 가중(summation)을 수행할 수 있었다. 이 방법은 예민함은 떨어지지만, 동료를 찾거나 포식자를 피하는 데에는 충분하다고 워런트는 말했다. ”사실, 이러한 신경 메커니즘 덕분에, 박각시나방은 그렇지 않은 것보다 약 100 배는 더 희미한 빛도 볼 수 있다.”
초파리 : 이 작은 쌍시류 곤충은 그들의 곡예비행에서 ”영상 흐름(optic flow, 광학 흐름)”이라 불리는 속성을 사용한다. Current Biology(2017. 3. 20) 지에 따르면, 빠른 비행은 광자 잡음(photon noise)을 발생시키고, 암흑처럼 신호 대 잡음비(signal-to-noise ratio)를 낮춘다. 이것을 해결하기 위해서, 초파리(fruit flies)는 제미 테오발드(Jamie Theobald)가 기술했던, ”선택적 가중(facultative summation)”이라는 기술을 사용하고 있었다 :
광수용체(photoreceptors)는 빠른 움직임에 대처하기 위해서, 일시적으로 빠른 동력학을 필요로 한다. 더불어 이상적인 필터링은 공간적으로 일어나야 한다. 초파리가 배경 영상흐름에 의한 필터링을 구현하는지를 확인하기 위해서, 우리는 주파수-의존 방향전환(frequency-dependent steering)을 테스트한 결과, 흐름이 일시적으로 높은 공간 주파수 반응을 제거한다는 사실을 발견했다. 이 효과는 전방에서 측방 시각 영역으로 증가하였고, 흐름 방향과 평행하게 작용하였으며, 일시적이지 않은, 고도의 공간적 반응을 필터링하고 있었다. ‘선택적 가중’은 빠른 비행 동안에 감도를 향상시킴으로써 시각 정보를 최대화하고 있을 수 있었다. 하지만 초파리가 정지되어 있을 때는 시력의 정밀성은 떨어질 수 있다.
완보동물(Tardigrades, 물곰)은 건조 상태에서도 오랜 기간 생존할 수 있다. Live Science(2017. 3. 17) 지는 완보동물이 건조 상태에서 살아남기 위해서, 독특한 '본래 무질서한 단백질(intrinsically disordered proteins)' 또는 TDPs의 특별한 공급을 어떻게 유지하는지 설명하고 있었다. ”TDPs(tardigrade-specific intrinsically disordered proteins)는 트레할로오스(trehalose, 이당류 중의 하나)가 유리(glass)와 같은 구조를 형성함으로써, 탈수 상태에 있는 세포를 보호하여, 다른 동물을 보호하는 것과 동일한 방식으로 완보동물을 보호한다.”
*관련기사 : 극강 동물 ‘물곰’ 유전자 분석 (2017. 3. 22. Science Times)
http://www.sciencetimes.co.kr/?news=극강-동물-물곰-유전자-분석
냉동된 지 30년 만에 부활해 새끼도 낳은 물곰의 비밀 (2016. 1. 24. 나우뉴스)
http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20160124601013
Tardigrades Use Intrinsically Disordered Proteins to Survive Desiccation. Mol Cell. 2017 Mar 16;65(6):975-984.e5. doi: 10.1016/j.molcel.2017.02.018.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28306513
조류와 포유류들은 더 많은 털과 깃털을 성장시키고, 재생산하고, 다른 중요한 생체 기능들을 수행해야 할 시기를 파악해야할 필요가 있다. PhysOrg(2017. 3. 6) 지는 브리스톨 대학(University of Bristol)의 과학자들이 양(sheep)에서, 일광의 길이에 의존하는 다른 효소들과 유전자들의 스위치를 켜는, 호르몬 멜라토닌(melatonin)의 분비와 밤에 만들어지는 것을 어떻게 모니터링 했는지를 보도하고 있었다. 이것은 뇌하수체 근처의 혈관에 영향을 미치고 있었으며, 번식력과 같은 기능을 조절하는 뇌하수체의 다른 부분에 신호를 보내고 있었다.
누가 이 작은 동물들에게 이러한 기술을 가르쳐주었는가? 이러한 기술을 수행하기 위해서는 양자역학(quantum mechanics)과 미적분학(calculus)을 알고 있어야 한다. 곤충들은 첨단 광학(advanced optics), 정보기술(information technology), 생체역학(biomechanics)을 사용하고 있었다. 이러한 것들이 모두 무작위적인 돌연변이로 우연히 생겨날 수 있었을까? 작은 곤충들은 무슨 일이 일어나는지를 감지할 수 있는 경이로운 감각기관들을 가지고 있었다. ”이들이 수행하고 있는 기술은 아무에게도 배울 수 없는 놀라운 것들이다.”
번역 - 미디어위원회
링크 - http://crev.info/2017/03/clever-critters/
출처 - CEH, 2017. 3. 21.
흰개미의 둥지에서 보여지는 놀라운 설계
(Termite Nest Architectural Design Is Clearly Seen)
Frank Sherwin
흰개미(termites, order Isoptera)는 진화된 사회 조직을 갖고 있는, 진(眞)사회성 동물(eusocial—animals)로 말해진다. 생물학자들은 그들을 하나의 슈퍼 생물(super organism)이라고 부르고 있다. 왜냐하면 그들은 수십만 마리의 집단이 하나의 생물처럼 움직이고 있기 때문이다. 이 곤충은 소화관 내에 공생하고 있는 편모충(flagellates)으로 인해, 나무(wood)를 소화할 수 있는 능력을 갖고 있다. 편모충은 셀룰로오스를 분해할 수 있는 효소를 갖고 있는 단세포 진핵생물이다.
창조론자들은 흰개미는 항상 흰개미였다고 말한다. 화석기록을 보면 흰개미들은 진화론자들이 '2억5천1백만 년' 전이라고 말하는 퇴적지층에서 발견되고 있다.[1] 그러나 그들은 오늘날에도 여전히 흰개미로 살아가고 있다. 다른 진화론자는 3억5천9백만 년 전쯤에 석탄기에서 기원했다고 말한다. 그러나 그들의 주장과 관계없이, 어떠한 공통조상도 발견되지 않았다.
창조론자들은 흰개미는 항상 흰개미였다고 말한다.
미국에서 흰개미는 집들의 기초에 작은 둥지를 만드는 반면에, 호주와 서아프리카에 사는 다른 흰개미들은 흙으로 거대한 둔덕(mounds, termitaria)을 만든다. 그들은 타액, 배설물, 토양을 사용하여, 온도 및 수분이 조절되는, 마치 도시와 같은, 집단이 살아가기 위한 놀라운 구조물을 건설한다. '엔지니어링', '메커니즘', '설계'와 같은 단어들은 흰개미의 둥지를 설명하는 글들에서 지속적으로 사용되고 있다.
예를 들어, 수십만 마리의 흰개미들이 작은 공간에 밀집되어 살게 되면 CO2 농도가 증가하게 된다. 게다가 기르는 곰팡이로 인해 발생하는 CO2도 추가된다.[2] 이 가스의 축적은 환기를 통해 외부로 배출되지 않는 한, 유독할 수 있다. 또한 열을 차단할 수 있는 단열 조절이 되어야 한다. 그러한 조절은 어떻게 이루어지는 것일까? 물론 좋은 엔지니어링과 설계 때문이다.
대기와 CO2는 둔덕의 외벽에 나있는 수천 개의 밀리미터 크기의 외부 '창문(windows)'들을 통해 교환된다. 흰개미들은 바깥의 바람과 둥지 내의 축적된 CO2 농도에 따라, 이 작은 창문들을 자주 열고 닫을 수 있는 능력으로 설계되어있다. 그러나 흰개미들이 임으로 창문을 열고 닫는 것은 비생산적이며, 위험할 수도 있다. 수많은 흰개미들이 모두 하나의 단위처럼 움직여야 한다. 마치 거대한 하나의 생물처럼 말이다. 이러한 환경에 대비하는 집단적 행동이 무작위적 과정으로 우연히 생겨났을까? 아니면 계획과 목적에 의해 생겨났을까?
이 글에서 저자들은 두 종류의 흰개미 둥지 중 하나에 대해 다음과 같이 질문하고 있었다 :
바깥쪽 벽면이 다공성이라면, 기공(pores)들은 연결되어 있는 것일까? 그리고 투과성일까? 그렇다면 그것들은 공기 순환이나 환기에 어떻게 기여하는 것일까? 또한, 벽의 다공성 구조가 어떻게 보온과 둥지의 구조적 안정성을 제공하는 것일까?[2]
이러한 질문은 공학자들이 하고 있는 질문이며, 그에 대한 대답도 공학에 기초한 것이다 :
미세 크기의 많은 구멍들의 커다란 연결망은 단지 하나의 작은 구멍과 비교하여, 수십에서 수백 배로 투과율을 증가시킬 수 있다. 그리고 그 구조는 CO2의 확산을 8배 이상 증가시킨다. 또한 기공 연결망은 보온성을 강화하고, 빗물을 신속하게 배출시킬 수 있어서, 둥지가 젖었을 때 환기를 복원하고, 구조적 안정성을 제공한다.[2]
세속적 과학자들은 흰개미의 둥지에서 명백한 설계를 보고 있었다. 그들은 흰개미 둥지에서 발견되는 구조적 안전성, 환기 조절, 온도 조절에 대한 답을 얻어서, 그 지식을 건축물의 설계에 적용하려고 하고 있었다 :
흰개미의 둔덕은 변화하는 내부 및 외부 환경에 반응할 수 있는, 자가 조절되는 생활환경을 제공한다. 공학자와 곤충학자들로 이루어진 연구팀은 흰개미의 둔덕에서 발견되는 원리를 모방하여, 기계적 설비(예로 난방 및 환기 설비)가 거의 또는 전혀 없는 건물을 설계하고, 기존의 구조보다 적은 에너지 및 다른 자원을 사용할 수 있는지 여부를 연구하고 있다.[3]
우연과 장구한 시간에 기초한 진화론적 설명은 흰개미의 이러한 공학적 구조물에 대한 적절한 설명이 될 수 없어 보인다. 이러한 정교하고 매우 성공적인 흰개미의 둥지에서 볼 수 있는 놀라운 설계는 창조를 가리키는 것이다.(로마서 1:20)
References
1. Weesner, F. M. 1960. Evolution and Biology of the Termites. Annual Review of Entomology. 5 (1): 153-170.
2. Singh, K. et al. 2019. The architectural design of smart ventilation and drainage systems in termite nests. Science Advances. 5(3): eaat8520.
3. Termites could hold the key to self-sufficient buildings. Eurekalert. Posted on eurekalert.org September 21, 2004, accessed March 27, 2019.
*Mr. Sherwin is Research Associate at ICR. He has a master’s in zoology from the University of Northern Colorado.
*관련기사 : 개미·벌·물고기의 ‘떼지능’이 미래 세상 바꾼다 (2013. 05. 19. 중앙선데이)
https://www.joongang.co.kr/article/11554505#home
건축가이자 환경 지킴이인 ‘흰개미’ (2015. 2. 27. Sciencetimes)
흰개미에서 발견한 장수의 비밀 (2018. 5. 9. Sciencetimes)
출처 : ICR, 2019. 4. 4.
URL : https://www.icr.org/article/11266/
번역자 : 미디어위원회
불가능해 보이는 일들을 수행하는 생물들
: 소금쟁이를 모방한 생체모방공학
(Nature’s creatures do ‘impossible’ things)
David Catchpoole
몇 년 전부터 생체모방공학(biomimetics, 생물의 설계를 모방하는 공학)의 영역이 매우 넓어지고 있다. 하나님의 창조물로부터 영감을 받은 새로운 설계와 시스템이 적용된 로봇과 무인항공기들의 숫자가 증가하고 있는 것이다.[1] 카네기 멜론(Carnegie Mellon) 대학의 나노로봇공학 실험실을 이끌고 있는 메틴 시티(Metin Sitti) 조교수는 2006년에 ”자연에는 불가능해 보이는 일들을 해내는 생물들이 굉장히 많다. 이 보다 더 좋은 영감의 원천은 없다”고 말했다.[2]
물론 공개적으로 하나님을 신뢰함으로 생체모방 기술의 발전이 이루어졌다고 말하는 사람은 찾아보기 힘들다. 오히려 자연의 놀라운 진화를 칭송할 뿐이다. 성경은 ”...나 여호와가 하늘과 땅과 바다와 그 가운데 모든 것을 만들고...”(출 20:11)라고 말씀하고 있다. 오늘날 생물에서 보여지는 경이로운 설계들을 창조주에 의한 원래의 창조로 보지 않고, 무작위적인 자연적 과정에 의해 ‘진화’한 것이라고 말하는 잘못된 편견이 만연해 있다. 그러나 생물들은 의도적이고 지적으로 설계되었다고 제안할 많은 이유들이 있다. 특히 매우 뛰어난 연구자들로 구성된 연구팀이 모방한 설계라도, 여러 면에서 원작의 우수성에 미치지 못하는 것을 생각할 때, 더욱 그렇다. (심지어 공학자들이 복제하기 원하는 단 한 가지 특성에 대해서도 마찬가지이다.)
”자연에는 불가능해 보이는 일들을 해내는 생물들이 굉장히 많다. 이 보다 더 좋은 영감의 원천은 없다” - 카네기 멜론 대학, 나노로봇공학 연구소 소장, 메틴 시티(Metin Sitti)
좋은 예로서 소금쟁이(water strider)가 있다. 2005년에 로봇 공학자들은 소금쟁이가 물의 표면장력을 이용하여 물위를 스케이트 타듯 다니는 능력을 모방한 최초의 로봇을 제작했다고 발표했다.[3] (표면장력은 물방울이 구슬처럼 튀는 현상과 같은 것이다.)
물 위를 미끄러져가는 수상스케이팅 로봇(water-skating robot)은 상당한 성과를 거두었지만, 소금쟁이는 여전히 공학자들을 앞서고 있었다. 그들은 소금쟁이가 마치 단단한 땅에서 점프하듯이, 어떻게 수면에서 점프할 수 있는지를 설명할 수 없었다. 예를 들면, 한국에서 살아가는 길이 1.3cm인 소금쟁이는 자신의 길이의 6배가 넘는 8cm 이상을 점프할 수 있다.
10년의 연구 끝에 소금쟁이의 도약력을 모방한 연구진은 인상적인 발전을 이루어냈다. 고속촬영 장비를 비롯한, 여러 첨단 기술의 장비들을 사용하여, 연구자들은 소금쟁이 다리의 움직임이 물의 표면장력이 끊어지지 않을 정도로 점진적으로 가속화되는 것을 관찰했다. 그들은 소금쟁이의 다리가 가하고 있는 최대 힘이 물의 표면장력 반대쪽에 수직으로 작용하지만, 결코 표면장력을 초과하지는 않는다는 것을 발견했다. 그렇기에 다리가 가라앉지 않는 것이다. 또한 소금쟁이가 물 표면을 밀 수 있는 시간을 벌기 위해, 다리를 안쪽으로 쓸어 올린다는 것을 발견했다. 더구나 소금쟁이의 다리 끝부분은 물 표면에 형성되는 작은 굴곡에 적응하기 위해 완벽한 형태로 구부러져 있어서, 다리에 닿는 물의 표면장력을 최대한으로 이용할 수 있었다.
공학자들은 새로운 지식으로 무장하여, 경량 로봇을 만들었다. 이 로봇은 자신의 높이 만큼인 14cm를 수면에서 뛰어오를 수 있었다. (소금쟁이보다 조금 무거운 0.068g, 높이 1㎝의 이 로봇은 5㎝짜리 다리 4개로 물 위에서 최대 14㎝ 높이까지 뛰어올랐다). 소금쟁이처럼, 이 로봇은 땅에서 점프하듯이 수면에서 점프할 수 있었지만, 딱 한번만 점프가 가능하다는 점이 다르다. ”살아있는 소금쟁이와는 달리, 이 1세대 소금쟁이 로봇은 도약한 후에, 다시 떨어져서는 일어설 수 없다.”[6]
'자연의 생물'들은 자연적으로 발생하지 않고, 초자연적으로 나타났다.
궁극적으로 연구자들은 랜딩(착륙)을 조절할 수 있거나, 여러 번 점프를 할 수 있는, 또한 필요한 전자장비(예로 배터리나 센서)를 운반할 수 있는 로봇을 제작하는 것이 목표이다. 이러한 로봇은 감시, 수색, 구조작업, 환경 모니터링에 유용하게 쓰일 것으로 예상된다.
그런데 로봇의 점프 메커니즘은 소금쟁이가 아니라, 벼룩(flea)의 것을 모방한 것이다. 즉 최소 두 생물로부터 영감을 받아, 그 로봇이 제작되었다는 것이다. 연구책임자인 서울대학교 기계항공공학부의 조규진 교수는 ”자연의 생물들은 공학자들에게 많은 영감을 준다”고 말했다.[7]
그 ”자연의 생물”들은 원래 자연적으로 생겨난 것이 아니라, 우리 사람처럼 초자연적으로 생겨났다. 그러나 사람은 중요한 차이점을 가지고 있다. 소금쟁이와 벼룩과는 달리 우리는 창조주의 형상대로 창조되었다.(창세기 1:26~27) 그래서 모든 생물들 중에서 오직 사람만이 하나님이 만드신 것을 모방하고, 연구할 수 있는 능력을 갖고 있는 것이다. 그리고 사람이 만든 것들 중 하나가 하나님이 손수 만드신 것과 어느 정도 일치하는 부분이 있더라도, 그러한 설계를 누가 먼저 생각하셨는지를 결코 잊어서는 안 된다.
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References and notes
1. E.g. see creation.com/biomimetics and creation.com/burgess.
2. Quoted in ‘Mech Nuggets’, Carnegie mech—carnegie mellon 10(1):17, Fall 2006; me.cmu.edu.
3. Suhr, S., Song, Y., Lee, S., and Sitti, M., Biologically inspired water strider robot, Robotics: Science and systems, MIT, Boston, June 2005, nanolab.me.cmu.edu.
4. Vella, D., Two leaps forward for robot locomotion, Science 349(6247):472–473, 2015; doi:10.1126/science.aac7882.
5. Koh, J., Yang, E., Jung, G., Jung, S., Son, J., Lee, S., Jablonski, P., Wood, R., Kim, H., Cho, K., Jumping on water: Surface tension-dominated jumping of water striders and robotic insects, Science 349(6247):517–521, 2015; doi:10.1126/science.aab1637.
6. Schwartz, S., Robot springs off water: Inspired by water striders, lightweight bots take advantage of surface tension to leap, sciencenews.org, 30 July 2015.
7. Choi, C., Bug Bots! These insect-inspired robots can jump on water,livescience.com, 3 August 2015.
*관련기사 : 서울대, 물에서 뛰는 '소금쟁이 로봇' 개발 (2015. 7. 30. 로봇신문)
http://www.irobotnews.com/news/articleView.html?idxno=5397
자기 몸 14배 높이 점프하는 ‘소금쟁이 로봇’ 첫 개발 (2015. 7. 31. 한겨레)
http://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/702606.html
박쥐 드론, 소금쟁이 로봇…'생물, 로봇이 되다' (2017. 2. 11. 연합뉴스)
https://www.yna.co.kr/view/AKR20170211040500017
독일, 다양한 동작 가능한 소형 소프트 로봇 개발 (2018. 1. 25. 로봇신문)
http://www.irobotnews.com/news/articlePrint.html?idxno=12933
출처 : Creation 39(3):12–13—July 2017
URL : https://creation.com/water-strider
번역자 : 미디어위원회
