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박테리아의 놀라운 빛 감지 능력 : 렌즈와 같은 세포
(The Crawling Eye: Cells as Lenses)
CEH

   어떤 박테리아는 빛에 반응해서 안구(eyeball)처럼 자신의 몸 전체를 빛을 향해 돌릴 수 있다.

어쨌든 세포는 둥글다. 그렇다면 빛에 초점을 맞출 수 없는 것인가? 과학자들은 ‘연못 진흙(pond slime)’에 있는 어떤 남세균(cyanobacteria)들이 주광성(phototaxis, light order)이라 불리는 과정으로, 빛을 향해 움직일 수 있는 이유에 대해 궁금해 해왔다. eLife 지에 게재된 한 새로운 연구에 의하면, 박테리아의 전체 세포가 하나의 렌즈가 되고 있다는 것이다. BBC News(2016. 2. 9)는 논평했다.

단지 3㎛(0.003mm) 크기에도 불구하고, 그 연구에서 박테리아는 카메라나 사람의 눈과 같은 동일한 물리학적 원리를 사용하고 있었다.

이것은 그 박테리아를 세계에서 가장 작고, 가장 오래된 렌즈에 대한 사례로 만들고 있었다.

과학자들은 오랫동안 빛을 향해 움직이는, 주광성에 대해서 주목해 왔다. 조나단 웹(Jonathan Webb) 기자는 썼다. ”3세기 이상동안 과학자들은 곤충의 눈을 현미경 아래에서 살펴보아왔다. 아무도 이와 같은 것을 이전에는 주목하지 못했다는 사실이 놀랍다고, 뮬리노(Mullineaux) 교수는 말했다.” 프라이부르크 대학(University of Freiberg)의 한 언론보도는 그것에 대한 몇 가지 사실을 밝혀주고 있었다 :

빛을 향해 움직이는 과정인, 세균의 주광성을 설명하기 위한 이전의 모든 시도들은 실패해 왔다. 왜냐하면 세균의 크기는 빛의 파장에 단지 몇 배에 불과하기 때문에, 그들은 너무도 작아서 세포 앞과 뒤쪽 사이에 광도 차이를 인식할 수 없을 것으로 생각해 왔기 때문이다. 그러나 전체 박테리아가 하나의 렌즈처럼 기능을 하기 때문에, 세균은 빛을 집중시킬 수 있고, 세포내의 뚜렷한 광도 차이를 만들어낼 수 있었다.

그것은 사람의 안구)가 빛에 대해 초점을 맞추는 방법과 다르지 않다. Live Science(2016. 2. 10) 지는 말했다. ”그러나 남세균은 사람의 눈보다 5억 배 정도 작다. 그리고 그 조류는 사람의 눈이 명확하게 볼 수 있는 물체에 대해 단지 흐릿한 윤곽만을 볼 수 있을 것이다. 연구자는 말했다.” 빛에 반응하여 남세균은 섬모(pili)라 불리는 작은 촉수를 성장시킨다. 그것은 빛의 근원 쪽으로 세포를 이동시킬 수 있게 해준다.

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무엇보다 더욱 놀라운 것은 그 기사나 논문의 어떠한 곳에도 진화는 언급되지 않고 있었다는 것이다.

세포가 이러한 정보를 사용하고 있다는 것에 대해 생각해보라. 그 자체가 하나의 렌즈처럼 모양을 갖추는 방법을 알아야만 한다. 또한 초점이 맞춰지는 곳에 감지 수용체가 있어야만 하고, 그 감지체는 신호를 핵으로 보내야만 한다. 그곳에서 유전자들은 그 정보를 행동으로 옮길 수 있도록 변환시켜야만 한다. 그래서 세포는 적절한 곳에 섬모를 자라게 해야 하고, 그래서 전체 세포가 빛 쪽으로 움직이도록 방향을 돌리는 것이다.

이러한 과정 중에 어떠한 하나라도 결여됐다면(각각은 복잡한 분자기계들을 가지고 있다), 주광성은 작동되지 않을 것이다. 이것은 진화가 아니라, 설계이다. 박테리아와 같은 ‘간단하고 원시적’이라고 말해지는 생명체에서 이러한 놀라운 기능의 발견은 진화론자들의 어깨를 더욱 움츠러들게 만들고 있었다.

 

출처 : CEH, 2016. 2. 10.
URL : http://crev.info/2016/02/cells-as-lenses/
번역자 : 미디어위원회

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