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점균류의 네트워크는 철도 시스템을 능가하고 있었다.
(Slime Networks Are Better Organized than Railway Systems)
Brian Thomas

도쿄의 철도망과 점균류(slime mold)의 공통점은 무엇일까?

답 : 그들은 둘 다 최적화된 네트워크(연결망)를 채택하고 있다는 것이다. 연구자들은 점균류의 성장 알고리즘(algorithm)이 너무도 잘 설계되어 있어서, 컴퓨터 및 통신 네트워크를 향상시키기 위해 그들의 방법을 사용할 수도 있음을 발견했다는 것이다.

환경이 좋을 때, 커다란 단세포인 점균류는 영양분을 찾아서 퍼져나간다. 그러나 환경이 나빠지면, 먹이와 주 몸체의 가장 짧은 경로를 연결하기 위해 얇아진다. 이들 통로와 점균류는 변화하는 환경을 최대로 이용하면서 끊임없이 움직인다.   

연구자들은 도쿄 주변의 도시들과 똑같은 지형 패턴으로 귀리조각(oat flakes)들을 배치해 놓음으로서 이것을 시험했다. 그들은 점균류가 최적의 네트워크를 형성하여 귀리조각들에 연결하는 것을 관측했다. 이것은 의도적으로 설계된 도쿄 철도망과 거의 비슷한 방식이었다는 것이다.[1]    

(연구자들은 점균류의 연결망이 철도망이나 자동차 도로망처럼 기능하는지를 알아보기 위해서, 도쿄 주변 도시들과 같은 위치에 먹이를 배치해 놓고 열차가 우회해야 하는 산과 같은 지형에 점균류가 기피하는 밝은 빛을 배치했다. 그리고 점균류가 스스로를 조직화해 먹이 주변으로 퍼져 나가도록 한 결과, 점균류는 실제 도쿄 주변 도시들을 연결하는 철도망과 매우 비슷한 패턴을 만들고 있었으며, 어떤 경우에는 실제 철도망보다 더 효율적인 해결책으로 극복하고 있었다. 점균류는 전체 네트워크를 감독하고 지시하는 관제 센터도 없이 이런 일을 수행하고 있었으며, 원활히 작동되는 통로는 강화하고 사용이 적은 통로는 없애 버리는 등 최대의 효율성을 위해 계속적으로 적응하고 조절해 나가고 있었다.)

연구자들은 Science 지(2010. 1. 22)에 이 연구 결과를 보고했다. 그 보고는 이렇게 언급하고 있었다 : ”점균류인 황색망사점균(Physarum polycephalum)에서 자연적으로 발생된 스스로 조직하고, 스스로 최적화하며, 스스로 수선하는 능력들은 이동통신 네트워크 또는 컴퓨터 장치들의 연결 네트워크와 같은 기술적 시스템들에서 필요할 수 있는 능력들이다.”[1] 그러나 어떻게 엔지니어들이 머리를 짜내어 설계한 도쿄 철도망보다 더 우수한 이러한 고도의 알고리즘이 (하등생물로 여기고 있는) 점균류에서 자연적으로 발생될 수 있었을까? 더군다나 인간이 만든 알고리즘은 정적인데 반해, 이들 점균류의 것은 변화하는 환경에 적응할 수 있는 것이었다. 

Science 지의 글은 이렇게 계속되고 있었다 : ”사람이 구축한 인프라와 다르게, 이들 생물학적 네트워크는 연속적인 진화적 선택을 계속해왔었고, 비용과 효율과 복원력이 적절하게 균형을 이루는 점에 도달된 것처럼 보인다.” 점균류의 네트워크는 사람이 만든 시스템 보다 비용, 효율, 고장-저항 등의 균형에 있어서 더 우수하며, ”중앙 통제 없이도 성장하며, 일반적인 네트워크 성장에 대한 해결책을 제시해줄 수도 있다”는 것이다.[2]

연구자들은 점균류의 적응성 자가-최적화 시스템에 기초한 그들의 수학적 모델이 사람이 만든 네트워크 기술을 증진시켜줄 수 있기를 희망하고 있었다.[1] 그러나 점균류의 우수한 능력이 연속적인 진화적 선택에 의해 생겨났을 것이라는 그들의 추정적 이야기는 과학적 결론이 아니다. 왜냐하면 그것의 기원은 관측되지 않았고, 그러므로 추론되어진 것이기 때문이다.

자연에는 우수한 설계의 증거들이 너무도 풍부하다. 비록 보잘 것 없어 보이는 점균류도 복잡한 문제 해결 능력을 가지고 있었다. 이러한 능력은 자연 밖의 외부로부터 왔음에 틀림없다. 왜냐하면 자연 그 자체는 복잡성을 만들기보다 능력을 잃어버리는 쪽으로 (무질서도가 증가하는 쪽으로) 진행하는 경향이 있기 때문이다.[3] 성경은 그러한 정보의 근원을 제시하고 있다. 그것은 눈에 보이지 않는 창조주이시다.

”창세로부터 그의 보이지 아니하는 것들 곧 그의 영원하신 능력과 신성이 그가 만드신 만물에 분명히 보여 알려졌나니 그러므로 그들이 핑계하지 못할지니라” (롬 1:20)   
 

References

[1] Marwan, W. 2010. Amoeba-Inspired Network Design. Science. 327(5964): 419-420.
[2] Tero, A. et al. 2010. Rules for Biologically Inspired Adaptive Network Design. Science. 327 (5964): 439-442.
[3] For example, see Wood, T. C. 2002. The Terror of Anthrax in a Degrading Creation. Acts & Facts. 31 (3).


*참조 : 점균류에게서 철도망 구성법 배운다 (2010. 1. 25. 중앙일보)
http://news.joins.com/article/987/3982987.html?ctg=12


 

출처 : ICR News, 2010. 1. 29.
URL : http://www.icr.org/article/5167/
번역자 : IT 사역위원회

관련 자료 링크:

1. 단순한 생물체 같은 것은 없다. (There’s No Such Thing as a ‘Simple’ Organism)
2. 가장 간단한 미생물도 생각보다 훨씬 더 복잡했다. : 마이코플라즈마는 200 개의 분자기계들과 689 개의 단백질들을 만드는 유전자들을 가지고 있었다. (Simplest Microbes More Complex than Thought)
3. 단지 복잡한 것 이상의 특수한 복잡성 : 샤프로닌과 같은 단백질이 우연히 생겨날 수 있을까? (More Than Just 'Complex')
4. 세균은 창조를 지지한다. (Bacteria Back Creation)
5. 가장 작은 세포도 예상했던 것보다 훨씬 복잡하다. : 마이코플라즈마는 387 개의 단백질이 필수적이었다. (Minimal Cell More Complex Than Expected)
6. 생명체가 스스로 만들어질 수 없는 이유 (Why Life Could Not Self-Originate)
7. 창조의 양 극단 (Extremes of Creation)
8. 포자 내부에는 나노 기술이 들어있다. (What's Inside a Spore? Nanotechnology)
9. 이 세균은 탱크처럼 이동한다. (This Bacterium Moves Like a Tank)
10. 박테리아 편모의 모터는 단백질 클러치를 가지고 있었다. (Bacterial Flagellar Motor Has a Protein Clutch) 
11. 회전하는 엔진 : 진화에 대한 도전 초소형 추진체인 세균들의 편모가 우연히? (Rotary Engines : A Challenge to evolution)
12. 세포들은 그들의 신체 위치를 결정하는 데에 우편번호를 사용한다. (Cells Use Zip Codes to Determine Their Body Location)
13. 규조류를 이용한 고효율 태양전지 (Better Solar Cells with Diatoms)
14. 세포의 분자 모터들은 함께 협력해서 작동한다. (Cell Motors Play Together)
15. 바이러스도 분자 모터들을 가지고 있었다. (Virus Motors Impossible for Evolution)
16. 세포 안에서 재난 복구 계획이 발견되었다. (Disaster Recovery Plan Found in Cells)
17. 세포가 어떻게 DNA의 오류를 수정하는지는 아직도 신비이다. (How Cells Proofread DNA Is Still Mysterious)
18. DNA 수선은 팀웍을 필요로 한다. : DNA 사슬간 교차결합의 수선에 13개의 단백질들이 관여한다. (DNA Repair Requires Teamwork)
19. 벌레들이 사람보다 현명할 수 있을까? : 미적분을 계산하고, 초강력 물질을 만드는 벌레들 (Can Worms Outsmart Humans?) 
 
 
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