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공학자들은 식물의 세포 구조를 부러워하고 있었다.
(Engineer Envies Plant Cell Structure)
Brian Thomas

  으깨지기 쉬운 사과 조직이나 질기고 강한 나무줄기나, 식물은 단지 네 가지 재료를 사용하여 자신의 이러한 부분들을 '건설한다'고 연구자들은 말한다. 식물 조직의 강도를 정밀하게 측정해보면, 그 강도는 3자리 수나 차이나도록 다양함을 보여준다. 어떻게 식물은 그토록 효율적으로 다양한 강도의 재료들을 동일한 4개의 건축 블록을 사용하여 제조하는 것일까?

MIT의 공학 교수인 로르나 깁슨(Lorna Gibson)은 식물이 다양한 강도의 조직들을 만들 때 식물이 ”통제하고 조정하는” 5가지 특징을 발견했다. MIT 뉴스에 따르면, ”견고성과 강도의 커다란 차이는 식물 미세구조의 복잡한 조합에 의한 것임이 밝혀졌다”는 것이다.[1]

그녀는 자신의 리뷰 논문을 Journal of the Royal Society Interface에 발표하면서, ”사과와 감자는 간단한 조직의 예로서, 얇은 벽을 지닌 실질(parenchyma), 공학적으로 밀폐-발포체와 유사한 다면체 세포(polyhedral cells)로 되어있다”고 적었다. 단단한 목재는 실질 세포에 더하여 도관과 섬유를 가지기 때문에 복잡한 조직을 가진다고 연구자들은 생각하고 있다. ”섬유 세포는 구조적 지지를 제공하고, 6각형의 건축 지지물에서 사용되는 것과 유사한 벌집(honeycomb) 모양의 구조를 가지고 있다”[2]. (사진은 여기를 클릭).

하지만 섬유세포 또는 실질 조직을 포함하던지 간에, 식물은 모두 셀룰로오스, 리그닌, 헤미셀룰로스, 펙틴을 사용하여 자신의 세포벽을 구축한다. 식물은 능숙하게 이러한 구성요소를 배열시켜 넓은 범위의 강도를 지닌 조직들을 만들어낸다. 깁슨은 ”이러한 넓은 범위의 강도는 식물 조직의 세포 구조뿐만 아니라, 세포벽의 구성, 세포벽 층의 수, 그 층 내의 셀룰로오스 섬유의 부피 비율과 배열에 의해서 이루어진다”고 적었다.[2]

MIT 뉴스에 따르면, ”깁슨은 신재료의 설계에 관심이 있는 공학자들처럼 가치 있는 자원으로서 식물 메커닉스를 바라보고 있었다. 그러나 식물이 완벽하게 조절하는 수준의 세포 구성 재료들을 연구자들은 만들 수는 없었다”는 것이다[1]. 이 초라한 식물이 자신의 건축 재료를 놀라운 방식으로 만들어내도록 한 것은 무엇인가?

깁슨은 ”식물이 그들 자신의 미세구조를 발전시켜 왔다”고 말했다. 코넬 대학의 식물 생물학자인 칼 니클라스(Karl Nicklas)는 식물은 진화했기 때문에, ”우리는 자연으로부터 무엇인가를 배울 수 있고, 그것을 응용하여 사회에 도움이 되는 패널 보드, 스티로폼, 광전지 등을 구축할 수 있었다”고 말했다[1]

그러나 인간이 만든 기술을 뛰어넘는 고도로 복잡한 건축기술과 재료가 우연한 돌연변이들로 만들어질 수 있을까? 식물 혹은 자연이 어떤 것을 설계할 수 있을까? 그리고 이에 대한 그 어떠한 증거가 있는가? 인간 공학자가 소유한 것과 같은 뇌나 손을 식물은 가지고 있지 않다.[3] 식물에게 포크(fork) 같은 단순한 것이라도 만들어보라고 위임하는 전문 엔지니어는 없을 것이다. 똑똑한 교수도 기원 과학에 대해서는 헛다리를 짚고 있는 것이다. 


References

1. Chu, J. Plants exhibit a wide range of mechanical properties, engineers find. MIT news. Posted on mit.edu August 14, 1012.
2. Gibson, L.J. The hierarchical structure and mechanics of plant materials. Journal of the Royal Society Interface. Published online before print, August 8, 2012.
3. According to Scripture, God did not necessarily use brains or hands to create either. However, He has something far more effective: audible commands spoken from beyond this universe. See Psalm 33.

 

출처 : ICR News, 2012. 8. 22.
URL : http://www.icr.org/article/6997/
번역자 : 문흥규

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3. 단풍나무 씨앗을 모방한 소형 비행 로봇 (Maple to the Rescue)
4. 2천년 된 므두셀라 씨앗이 이제는 나무가 되었다 (Methuselah Seed Now a Tree)
5. 2천년 전 씨앗에서 자라난 야자 나무 (Long Live the Seed)
6. 나무는 진화할 수 없었음을 초기 화석은 보여준다. (Earliest Fossil Shows Wood Could Not Evolve)
7. 나무 사이를 걷는 것은 집중력을 증진시킨다. (A Dose of Nature Improves Concentration)
8. 육상식물의 리그닌이 홍조류에서도 발견되었다. : 리그닌을 만드는 유전자들, 효소들, 화학적 경로들이 우연히 두 번 생겨났다? (Plant Lignin Found in Red Algae)
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