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딱따구리, 혈액응고, 분자모터를 모방한 생체모방공학
(Three More Ways to Benefit from Nature’s Designs)
CEH

   다른 크기 스케일로, 세 개의 완전히 다른 생물학적 메커니즘이 연구되었다. 모두 자연의 설계는 경이롭다는 것과 모방하기 어렵다는 것에 동의하고 있었다.

딱따구리의 충격 흡수기 : 미시시피 주립대학의 과학자들은 딱따구리(woodpecker)의 주둥이가 1,000G의 충격으로 나무를 쪼아대고 있지만, 뇌가 상하지 않는 이유를 이해는 데에 좀 더가까워지고 있다고, Science News(2014. 5. 6) 지의 한 기사는 보도하고 있었다. 그 기사에서 볼 수 있듯이 부리에 있는 케라틴(ker atin) 단백질은 물결 모양의 경로로 서로 맞물려(interlock) 있다. 이것은 충격 스트레스 동안에, 단백질들이 서로를 지나 미끄러질 수 있도록 허락하여, 일부 충격을 흡수한다. ”이미 딱따구리 머리의 구조는 충격 흡수제의 발명을 위한 설계에 영감을 주어왔다”라고 그 기사는 말한다. 이제 부리 자체 내에 들어있는 이 메커니즘은 충격 방지물질을 만드는 데에 기여할 것이라는 것이다. ”자동차 범퍼에 이를 구현해야 한다”라고 한 독자는 말했다.
 
혈액 응고를 모방한 플라스틱 : 단계적인 인체의 혈액응고(blood clotting) 가정은 마이클 비히(Michael Behe)가 1996년에 출간한 책 '다윈의 블랙박스(Darwin’s Black Box)”에서 지적했던 것처럼, ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성(irreducible complexity, 환원 불가능한 복잡성)의 한 예이다. 이제 BBC News(2014. 5. 9)는 혈액응고를 모방한 '자가 치료 플라스틱(self healing plastic)'에 대해서 기술하고 있었다. 일리노이 대학 연구자들이 개발한 이 새로운 플라스틱은 스스로 치유되는 휴대폰 스크린이나, 테니스 라켓의 발명으로 이어질 수 있다는 것이다. ”인간의 혈액 응고 시스템에서 영감을 얻은, 그 플라스틱은 손상된 부위에 치유 물질을 전달하는 모세혈관 네트워크를 포함한다”고 기사는 말한다. 사실 이것은 혈관 내에서 응고되지 않고, 혈액 흐름을 빠르게 멈추게 하도록 여러 성분들이 치밀하게 조절되는 혈액응고보다 훨씬 단순하다. 또한, 인공 물질은 느리게 복구되고, 원래 강도의 67% 정도로만 재생된다. 발명자들은 그들의 제품이 혈액의 능력에는 도달할 수 없음을 깨달았다 :

그러나 훨씬 더 유연한 복구 시스템을 위해서는 '진정한 재생'이 되는 미래 물질이 필요할 것이라고, 과학자들은 인정했다.
 
”손상이 예측 불가능하고 통제되지 않은 경우, 우회 채널 차단을 위해 충분한 혈관 적용범위와 중복을 제공하는 더 복잡하고 상호 연결된 혈관 네트워크가 필요할 것이다.” 화이트 교수와 그의 공동 저자는 밝혔다.

분자 바퀴 : 분자 수준에서 바퀴를 회전시키는 것이 얼마나 어려운 일일까? 정말 어려운 일이라고 서던 덴마크 대학의 보도 자료는 말하고 있었다. 그들의 인공 분자 기계의 부품을 회전시키려 하는 연구자들은, 대부분의 세포 과정에서 사용되는 '에너지 통화'인 ATP를 생산함으로써, 세포에 전력을 공급하는 회전 엔진인 ATP 합성효소(ATP synthase)에 대해 경탄하고 있었다. 

”이것은 당신이 인공적 분자기계에 대해 연구할 때, 영감을 받아 사용할 수 있는 고전적인 생물학적 분자기계이다.” 서던 덴마크 대학 물리 및 화학부의 박사 후 연구원인 씨셀 앤더슨(Sissel Stenbæk Andersen)은 말했다. 
 
”우리는 궁극적으로 회전할 수 있고, 한 과정을 수행할 수 있는 인공적 기계를 만들려고 한다. 그것은 매우 낮은 기술이며 간단한 것처럼 보이지만, 그렇지 않다. 기계가 어떻게 회전하는지, 그리고 어떻게 그렇게 빨리 돌 수 있는 지를 추적하는 일은 정말로 하나의 거대한 도전이다. 우리가 미래의 분자기계로부터 혜택을 받기 원한다면, 우리는 회전과 속도를 통제할 수 있어야만 한다.” 씨쎌은 말했다.

그들은 이해하고 있는 중이라고, 보도 자료는 말했다. 하지만 여전히 ​​갈 길이 멀다는 것이다.

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다시 말할 필요가 있을까? 저희 글을 처음 읽는 분들을 위해, 다시 말하겠다. 현대의 과학자들도 모방하려는 최첨단 생체 기술이 목적도 없고, 방향도 없고, 생각도 없고, 계획도 없는 무작위적인 과정으로 우연히 생겨날 수 있었을까? 이 기사들 중에서 진화(evolution)는 어디에서도 언급되지 않고 있다. (유일한 예외는 BBC 기사의 끝부분에 등장하는 완전히 불필요한 쓸모없는 언급이다 : ”여기에 자연에서 진화했던 우아한 사례들이 해결책에 대한 영감을 불어넣고 있다.” 과학자들은 자신의 연구를 수행하는 데에 진화론의 어떠한 부분도 필요하지 않고 사용하지도 않고 있다. 기사의 끝부분에 등장하는 언급은, BBC가 지적설계 진영과 가깝지 않다는 것을 NCSE에 보여주기 위한 기자의 소망처럼 보인다.)

이것이 과학의 법칙이다 : 과학자들이 자연에 들어있는 설계를 더 자세히 들여다볼수록, 그들의 논의에서 다윈(Darwin)은 배제된다는 것이다. 생체모방공학(Biomimetics)은 과학의 관심을 설계로 되돌리는 데에 열쇠가 되고 있다. 그것은 프랜시스 베이컨과 현대과학의 다른 설립자들이 추구했던 것처럼, 과학이 인류의 발전에 기여하도록 하는 열쇠인 것이다. 그것은 과학이 다와인(Darwine)이라는 알콜 중독으로부터 치료되는 느린 과정인 것이다.

 

출처 : CEH, 2014. 5. 12.
URL : http://crev.info/2014/05/three-more-ways-to-benefit-from-natures-designs/
번역자 : 미디어위원회

관련 자료 링크:

1. 자연에서 나타나는 충격흡수를 위한 최적설계 - 딱따구리
2. 설계자를 가리키는 딱따구리는 진화론을 쪼고 있다. (Woodpecker Inspires Designers, Knocks Evolution)
3. 창조를 증거하고 있는 혈액 : 혈액이 바닷물에서 기원했다는 진화론자들의 주장을 반박한다. (Red-blooded evidence : Refuting the evolutionary ‘sea-water’ argument)
4. 설계된 생명 : 혈액, 폐, 뇌, 신경, 눈 등이 무작위적인 돌연변이로?
5. ABO식 혈액형과 인류의 기원 (ABO Blood and Human Origins)
6. 아담과 이브의 혈액형은? (It's in your blood)
7. 생체 분자 모터 시스템의 환원 불가능한 복잡성 연구 (Irreducible Complexity of Biomolecular Motor Systems)
8. 새로운 분자 모터 클러치가 발견되었다. (Scientists Discover New Molecular Motor 'Clutch')
9. 세포의 분자 모터들은 함께 협력해서 작동한다. (Cell Motors Play Together)
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12. 또 하나의 복잡하고 강력한 분자 모터 (Another Complex and Powerful Molecular Motor)
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