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퉁가라 개구리가 만드는 거품 둥지는 창조를 가리킨다.
(Recipe for Frog Foam Is Quite Unnatural)
Brian Thomas

    어떤 개구리들은 일종의 떠다니는 거품(floating foam)들을 빠르게 만들어서 알들을 담는 둥지를 짓는다. 최근의 한 연구는 적절한 거품 건축물(frothy architecture)이 정확한 건설 기법에 의해서만 달성될 수 있음을 발견했다. 어떻게 개구리들은 그러한 정교한 건축 기술을 획득할 수 있었을까?

중남미에 사는 퉁가라 개구리(Tungara frogs)들은 다음 세대를 보존하기 위해서 정확한 방법으로 그들의 둥지를 지어야만 한다. 연구자들은 카메라로 그 과정을 포착했다. 그리고 둥지를 짓는 과정이 복잡하다는 것을 알게 되었다.[1] 그들은 그 개구리들이 알고 있어야만 하는, 그리고 둥지가 충족되어야만 하는 많은 흥미로운 특수성들을 발견하였다. 그 둥지는 ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성(irreducibly complex, 환원불가능한 복잡성)’을 보여주고 있는 것으로 나타났다. 즉 둥지를 짓는 과정에서 한 과정이라도 생략된다면 전체 시스템이 붕괴되는 것이었다.  


둥지 건설의 실패는 이 개구리들의 멸종으로 이어질 것이다. 이것은 그 개구리들의 처음 시작부터 둥지를 만들 수 있었음을 의미한다. 퉁가라 개구리들은 그들의 특별한 둥지 제조를 위한 필요한 습성과 재료들을 모두 가지고 있어야만 했다. 

Royal Society’s journal Biology Letters에 게재된 그들의 연구에서, 공동저자인 달게티(Laura Dalgetty)와 케네디(Malcolm Kennedy)는 이 개구리들이 그들의 떠다니는 거품 요새(floating foam fortresses)를 건설하기 위해서 극복했어야만 하는 ”특별한 생물물리학적 도전”을 약술하고 있었다.[1] 첫째 그들은 처음부터 상당한 전략을 구사하여 정확한 종류의 거품을 만들 수 있어야만 했다. 거품은 정확한 단백질 재료를 필요로 한다. 이 단백질은 암컷이 분비하는데, 수컷이 암컷의 등 위에 올라타고 있는 동안, 그의 뒷다리를 사용하여 그 분비물을 물과 섞고, 공기로 부풀린다. 만약 수컷이 정확하게 이 일을 하지 않는다면, 거품을 만드는데 요구되는 이 계면활성제 단백질(surfactant proteins)이 빠르게 희석되는 결과를 초래하여 어떠한 둥지도 만들어지지 않게 된다. 이들 계면활성제는 물의 표면장력을 감소시키는데 필요하다.      

둥지 제조의 특수성 외에도, 알들을 보호하기 위해서 다른 요인들이 있어야할 필요가 있다. 완전한 기능의 거품 둥지를 짓기 위해서 정확한 재료와 방법이 있어야할 뿐만이 아니라[1], 항균(anti-microbial) 요소들과 항곤충(anti-insect) 요소들이 첨가될 필요가 있다. 그렇지 않다면, 공격받기 쉬운 알들은 쉽게 먹이가 되거나 부패될 것이다. 그러나 이들 요소들이 알들에게 나쁜 영향을 미쳐서는 안 된다.  

또한 알들은 마르지 않도록 거품 둥지 안에 충분히 깊게 위치해야만 한다. 한편 알들이 너무 깊게 묻혀있다면, 알들은 산소를 얻을 수 없다. 따라서 전체 둥지는 특정한 크기와 모양을 유지해야만 한다.

그 연구는 개구리들이 3 단계의 둥지 제조 과정을 수행하고 있는 것을 보여주었다. 3 단계 모두에서, 수컷 개구리는 일정 시간 동안 혼합을 하고, 혼합 사이 사이에 휴식을 취한다. 첫 번째 단계에서 기저 거품(basement foam)이 만들어진다. 두 번째 단계인 주 제조 단계에서, 수컷은 ”마치 시계처럼(like clockwork)” 14초 동안을 200번 정도 휴식한다.[2] 둥지가 지어지는 동안, 수컷은 알들을 조심스럽게 둥지 중앙 부위에 위치시킨다. 세 번째 단계에서 둥지가 완성될 때까지 휴식 횟수는 점차적으로 증가한다.     

알들의 성공적인 부화를 위해서 세밀한 돌봄이 요구된다. 심지어 수컷 개구리는 그의 폐를 팽창시켜야 하는 것을 알고 있어서, 알들과 함께 주변에 떠있어 위치한다. 또한 수컷 개구리는 1cm 깊이의 외피 뒤쪽에 알들이 놓여지게 하여, 자외선에 의한 손상으로부터 보호되도록 알들의 안전을 확보해주고 있었다. 

케네디는 BBC News(2010. 1. 29. 동영상을 볼 수 있음)에서 이렇게 말했다. ”이들 둥지들은 햇빛에 노출되고, 높은 온도, 기생충을 포함한 모든 종류의 감염들에 노출되지만, 올챙이가 떠날 때까지 4일 동안을 어떠한 손상도 입지 않고 유지될 수 있다. 둥지에 알들이 없다면 그것은 2주 동안도 지속될 것이다. 그리고 다른 거품들과 같지 않게, 그 둥지들은 알들의 막과 정자에 손상을 입히지 않는다. 그것들은 놀라운 생물학적 재료이다.”[2] 그는 이러한 종류의 물질은 화상을 입은 환자들을 감염으로부터 보호하기 위한 스프레이의 개발과 같은 의학적 응용이 가능할 수 있음을 제안했다.

만약 이 특별한 종류의 개구리가 만들어내는 물질이 놀라운 것이라면, 그것을 제조하기 위해 필요한 정확한 처방전(recipe) 또한 놀라운 것일 것이다. 개구리에 들어있는 그 놀라운 물질을 만드는 데에 필요한 지식은 물질이 아닌 정보이다. 요리책에는 한 요리를 만들기 위한 조리법이 기술되어 있다. 거기에는 들어가는 재료들의 종류, 각 재료들의 정확한 양, 재료들을 어떻게 다루어야하는 지에 관한 정확한 조리 방법이 기술되어 있다.

하지만 조리와 달리, 이 과정의 최종 결과는 새로운 세대의 복잡하고 특별한 생물체이다. 이러한 정확하고 복잡한 과정과 정보는 결코 방향도 없고, 목적도 없는, 무작위적인, 우연한 돌연변이들에 의해서 생겨날 수 없다. 대신에 그것은 모든 생물체들을 각각의 장소와 목적에 적합하도록 설계하시고 만드신 경이로우신 창조주를 가리키고 있는 것이다.

 

References

[1] Dalgetty, L., and M. W. Kennedy. Building a home from foam—túngara frog foam nest architecture and three-phase construction process. Biology Letters. Published online before print January 27, 2010.
[2] Morelle, R. How to whip up the perfect frothy frog ‘meringue’ nest. BBC News. Posted on news.bbc.co.uk January 29, 2010, accessed February 2, 2010.

출처 : ICR News, 2010. 2. 10.
URL : http://www.icr.org/article/5266/
번역자 : IT 사역위원회

관련 자료 링크:

1. 올챙이에서 개구리로의 변태 : 이 놀라운 변화가 우연한 돌연변이로? (From a frog to a … frog)
2. 개구리와 파리의 발에서 발견된 놀라운 구조들 (Foot Facts : Frogs and Flies Fulfill Feet Feats)
3. ‘지옥에서 온 개구리’ 화석이 발견되다. : 격변적 판구조론의 하나의 증거? (‘Frog from Hell’ Fossil Unearthed)
4. 개구리를 믹서기에? : 구성물질들만 있다면 생명체가 생겨날 수 있는가? (Putting a frog in a blender?)
5. 개구리의 골수는 정말로 1천만 년이나 되었는가? (Is This Frog Marrow Really 10 Million Years Old?)
6. “살아있는 화석” (1억3천만 년 전) 개구리의 발견? (“Living Fossil” Frog Found?)
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