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문어의 차가운 물에 대한 놀라운 적응력.
(Octopus Cold Adaptation Surprises Scientists)
Brian Thomas

   문어(Octopuses)는 온혈동물이 아니다. 그러나 그들의 신경 전달 속도는 온도에 의존한다. 그렇다면 어떻게 영하의 북극 해역에서 그들의 서식 지역인 따뜻한 물에서와 마찬가지로 기능을 발휘하며 살아가는 것일까? 그 답은 연구자들을 놀라게 만들었다.

두족류(cephalopods)를 연구해온 푸에르토리코의 두 명의 생물학자는 신경전달에 관련된 단백질들이 진화되었다는 전통적인 자연선택에 기초한 가설을 세웠다. 왜냐하면 차가운 물에 적응한 돌연변이들을 발생시킨 문어들을 자연은 선택했을 것이기 때문이다. 그러나 Science 지에 게재된 연구에서, 연구자들은 문어의 유전자에서 예상되는 돌연변이를 찾아내지 못했다.[1]

과학자들은 따뜻한 물에 사는 문어 종의 유전자와 북극 문어의 유전자를 비교했다. 연구의 공동 저자인 조수아 로젠탈(Joshua Rosenthal)은 Science News 지에서 말했다. ”처음에는 정말 실망이었습니다... 우리는 그들의 유전자 사이에 차이가 있을 것으로 생각했습니다. 그러나 그들은 기본적으로 동일했습니다. 그것은 수수께끼였습니다.”[2]

그러나 연구자들은 문어의 신경 세포에 있는 효소가 한 중요한 유전자의 RNA 전사본을 변경시키는 것을 발견했다. 유전자는 전사되었다. 그러나 세포 단백질 생산 설비가 가동되기 전에 한 특별한 효소가 특별한 화학물질을 변경시킴으로써 그 전사본을 수정하고 있었다. 그 결과 단백질은 각 자극 후에 뉴런을 리셋하기 위한 칼륨 이온의 여행 통로(channel)를 형성하고, 완벽하게 온도가 조정된 속도로써 그 작용을 수행하는 것이었다.

그래서 찬 물에 사는 문어와 열대 바다에 사는 문어 모두 동일한 유전자로 시작하지만, 약간 다른 단백질을 사용하는 것이었다. 연구의 저자에 따르면, ”따라서, 이러한 (단백질) 채널의 커다란 종 다양성은 유전자 돌연변이에 의해서보다 RNA 수정에 의하여 발생된다.”[1]

그리고 그 특별한 수정은 속도에 영향을 주는 단백질을 따라 있는 지점들에서만 일어남으로써, 전체 뉴런의 전달 속도를 조절하는 것이다. 이와 같은(또는 어떤 유사한) 조정이 없었다면, ”북극 문어의 단백질 채널은 열대 문어의 채널에 비해 14배 더 느리게 열리고, 60배 더 느리게 닫혔을 것이다.”[1] 

문어가 그들의 촉수를 60배 더 느리게 움직여야만 했다면, 그들은 어떻게 차가운 바닷물에서 살아남을 수 있었을까?

어떻게 생물 종들이 변화되고 적응되는 지에 대한 표준 진화론적 개념에 따르면, 자연선택은 어떻게든 차가운 물에 적응한 문어 개체군 안으로 정확하게 적절한 돌연변이들이 일어난 개체들을 선택하여 고정시켰다. 이것은 장구한 시간이 필요했을 것이다. 그리고 다시 따뜻한 물에 사는 문어로 다시 되돌아가는 변화가 일어나기 위해서는 보다 더 긴 장구한 시간이 필요했을 것이다.

그러나 RNA의 수정으로 문어들은 빠르게 다양화될 수 있었고, 여러 온도의 바닷물 환경에서 번성할 수 있었던 것이다. 연구에 참여하지는 않았지만, 로체스터 대학의 분자생물학자인 유이타오(Yi-Tao Yu)는 Science News에서 말했다. ”단지 mRNA를 수정하기만 하는 것은 매우 경제적이고 편리한 일입니다.”[2]

문어는 ”생육하고 번성하여 여러 바닷물에 충만하라(창 1:22)”는 창조주의 명령에 즉시 순종할 수 있도록 적절한 생물학적 메커니즘이 장착된 채로 창조되었다. 초월적 지성을 가지시고 앞일을 예견하실 수 있었던 하나님이 이러한 매우 경제적이고 편리한 장치에 대한 원인이라는 생각은 매우 합리적인 것이다.


References

1. Garrett, S. and J. J. C. Rosenthal. 2012. RNA Editing Underlies Temperature Adaptation in K+ Channels from Polar Octopuses. Science. 335 (6070): 848-851.
2. Ehrenberg, R. 2012. Eight-legged evolution exploits editing. Science News. 181 (3): 11.

 

출처 : ICR News, 2012. 3. 28.
번역자 : IT 사역위원회

관련 자료 링크:

1. 문어 화석의 미스터리 : 오늘날과 동일한 모습의 9500만 년 전(?) 문어 화석 (The 'Mystery' of Octopus Fossils)
2. 문어는 더 나은 사냥을 위해 자신의 뇌를 발달시켰는가? (How the Octopus Built Its Own Brain for Better Fishing)
3. 무척추동물인 문어도 도구를 사용한다. (Octopus Snatches Coconut and Runs)
4. 문어 화석들은 진화론을 부정한다. (Fast octopus fossils reveal no evolution)
 
 
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