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삼엽충의 고도로 복잡한 눈!
(Trilobites — The Eyes Have It!)
Frank Sherwin, Mark Armit

    삼엽충(trilobites)으로 알려진 멸종된 절지동물은 지질주상도(geologic column) 상의 고생대 지층에서 흔하게 발견되고 있다. 최초 삼엽충은 진화론적 시간 틀로 5억2천만 년 전인, 초기 캄브리아기의 상부 지층에서 발견된다. 그리고 그들은 페름기 (2억 년 전으로 추정)까지 확장되어 발견되고 있다.

그림 1. 아리조나주 홀 브룩에 있는 화석가게에서 구해진 미확인된, 대략 5cm 정도 길이의 삼엽충 화석. 삼엽충 눈에 대한 광학현미경 사진은 이들이 고도로 발달된 눈을 가지고 있음을 보여준다. 스키조크로알 눈(Schizochroal eyes)의 렌즈 뭉치(lens assembly, 흰색 화살표가 가리키는 커다란 튀어나온 부분들)를 볼 수 있는데, 일부는 떨어져나가 부서져있다. (사진을 위해 금속 막대 위에 올려졌다). 렌즈 뭉치의 아크(왼쪽에서 오른쪽으로 검은 화살표 사이)는 180+ O이다. 스케일 바는 400㎛ 이다.
 
모든 절지동물들처럼, 삼엽충은 쌍으로 된 관절 부속지 및 키틴질의 외골격을 가지고 있다. 오소리오(Osorio et al. 1997, p 244) 등이 언급했던 것처럼, 일반적으로 절지동물의 기원은, 특히 삼엽충의 기원은 진화론자들에게 하나의 미스터리이다.

다윈이 ‘종의 기원(Origin of Species)’에서도 언급했던 바와 같이, 화석기록에서 캄브리아기 동안에 절지동물이 갑작스럽게 출현하는 것은 진화 생물학에 하나의 심각한 문제이다. 현대의 절지동물이 벌레 같은 조상에서 어떻게 진화했는지를 보여주는, 명백히 단순하게 생긴 중간형태의 전이생물은 화석기록이나, 살아있는 생물 종에서 관측되지 않는다.

또한, 삼엽충은 인간에게 알려진 절지동물들 중에서 가장 복잡한 일부 모습을 가지고 있다. 예를 들어 삼엽충의 겹눈은 삼엽충 유전자들의 무작위적 돌연변이들로 진화하기에는 너무도 복잡하고 정교한 구조를 가지고 있다.(Armstrong 1973 and 1976; Bergman 1992; DeYoung 2002; Wise 1989). 삼엽충의 눈들은 순수한 방해석(pure calcite, 광학적으로 투명한 탄산칼슘, CaCO3)으로 되어 있는데, 이중으로 상이 맺히는 것을 방지하기 위해서, 정확하게 정렬된 광학적 축을 가지고 있다.(Armstrong 1973; DeYoung 2002). 뿐만 아니라, 삼엽충의 눈은 구면수차(spherical aberrations)를 제거하기 위해서, 두 개의 렌즈가 서로 부착되어 있는, 흔히 정밀 가공 렌즈에서 발견되는, 이중렌즈(doublet) 구조로 되어 있다.(Armstrong 1976)! 삼엽충의 눈은 반원형의 돌출부 위에 대대적으로 정렬되어 있는데, 한 줄당 30~60 개의 렌즈들이 원형으로 정밀하게 배열되어 있고, 각 렌즈들은 각각의 망막을 가지고 있다.(McCormick and Fortey 1998; Gal et al. 2000).  (*삼엽충 눈의 종류에 대해 살펴보면, 홀로크로알의 눈(Holochroal eye)은 렌즈 수가 15,000개를 넘을 때도 있으며, 스키조크로알의 눈(Schizochroal eyes)은 약 700개의 렌즈를 가지고 있고, 아바토크로알의 눈(Abathochroal eye)은 70개의 분리된 렌즈들을 갖고 있는데 개별 각막을 가지고 있다. 이들의 눈 모양은 여기를 클릭. http://www.trilobites.info/eyes.htm)


그림 2. 광학현미경으로 본 스키조크로알 눈의 렌즈 뭉치. 각 렌즈들은 검은 화살표로 표시되어 있다. 스케일 바의 길이는 300 ㎛.

최근 연구는 삼엽충 눈은 이전에 생각했던 것보다도 훨씬 더 복잡함을 밝혀냈다. Pricyclopyge binodosa, Jujuyaspis keideli 같은 오르도비스기의 삼엽충은 '360도 비전에 가까운' 넓은 시야를 가지고 있었다. 그들은 한 위치에서 전방, 측면, 등쪽, 심지어 아래쪽과 후방도 볼 수 있다는 것이다. (McCormick and Fortey 1998, p 236). 더군다나, 또 다른 오르도비스기의 삼엽충인 Dalmanitina socialis는 ”방해석의 상층부 렌즈는 현저한 중심부 융기(이중 초점의 원인이 되는)가 있는 곳에 이중렌즈(doublet) 구조를 가지고 있었다. 이것은 동물계에서는 독특한 광학적 특성이다.”(Gal et al. 2000, p 846). 이것은 오늘날의 광학이 발전하도록, 지난 500년 이내에 데스카르트(Rene DesCartes), 호이겐스(Christian Huygens), 아베(Ernst Abbe)와 같은 과학자들이 어려움을 해결하기 위해서 고안해냈던 디자인들이다. 그러나 삼엽충은 이미 이 놀랍도록 복잡한 렌즈들을 자신의 몸에 가지고 있었던 것이다.

따라서 진화론들은 구면수차(그리고 색수차)와 바닷물 밀도를 보정하는, 그리고 다중초점의 기능을(오늘날의 처방안경과 같은) 수행하는 렌즈의 발달을 설명해야 하는 당혹스러운 일에 직면해있는 것이다. 방향도, 목적도 없는, 무작위적인 돌연변이들이 이러한 렌즈들과 그것에 대한 암호가 들어있는 유전정보들과 유전자들을 ‘고대’의 바다에 있던 삼엽충에서 우연히 만들었던 것일까?  

잘 알려진 진화론자이며 삼엽충 전문가는 이렇게 말했다 : ”삼엽충은 매우 우아하게 물리적 문제를 해결했다. 그들은 페르마의 원리(Fermat’s principle), 아베의 사인 법칙(Abbe’s sine law), 스넬의 굴절의 법칙(Snell’s laws of refraction), 복굴절 결정의 광학( optics of birefringent crystals) 등을 알고 있었음이 분명하다.”(Levi-Setti, 1993, p 33). 물론 이러한 말은 명백히 불합리하다. 왜냐하면, 절지동물은 광학의 법칙들을 알고 있을 수 없기 때문이다. 따라서 진화가 이러한 놀라운 생물학적 렌즈들을 설명할 수 없다는 것은 분명하다.


그림 3. 미확인된 삼엽충 표본의 스키조크로알 렌즈 뭉치에 대한 주사전자현미경 사진. 표본은 주사전자현미경(SEM) 스퍼터 코팅기 위에서 팔라듐으로 2분 동안 코팅되었고, 관찰되었고, JEOL 35 SEM 위에서 촬영되었다. 융기되어있는 각 부분은 렌즈이다. 작게 융기된 부분들은 미확인된 구조로, 아직 그 기능은 알려지지 않고 있다. 스케일 바는 150㎛.
 


그림 4. 미확인된 삼엽충 표본의 스키조크로알 렌즈 뭉치에 대한 주사전자현미경 사진. 스케일 바는 120㎛.

삼엽충 연구를 하고 있는 많은 고생물학자들은, 진화론은 점진적 과정이라고 믿고 있다. 그들은 한 형태의 삼엽충이 다른 형태의 삼엽충으로 변화되어 가는 것을 볼 수 있을 것으로 생각하고 있다. 그러나 단속평형(punctuated equilibrium) 모델을 믿고 있는 사람들은, 삼엽충은 상당 기간 동안 어떠한 변화도 보이지 않다가 빠르게 폭발적으로 진화적 혁신을 일으켰을 것으로 믿고 있다.(Eldredge 1985; Eldredge and Gould 1972). 클락슨과 다른 사람들은 삼엽충 멸종을 일으켰던 많은 사건들이 발생했고, 삼엽충을 다시 원점으로 돌아가게 했다는 이론을 제시하며 중도적 입장을 가지고 있다.(Clarkson 1986; Palmer 1999). 그러나 삼엽충의 발전을 위해 제안되는 진화 메커니즘이 무엇이든지 간에, 삼엽충 분류 분야는 혼란에 빠져있다. 한 연구자는(진화론적으로 생물 다양성을 설명하려는) ”계통분류학(systematics)은 아직도 만족스럽지 못한 상태이다.”라고 말했다. (Fortey 2001, p 1151).

현미경 학자로서, 우리는 조상이 되는 초기의 렌즈 형태로부터 발전된 렌즈들이 끊임없이 생겨나는 것을 보지 못했다. 대신에 고도로 발달된 완벽한 렌즈 구조들만을 보게 되는 것이다. 삼엽충을 포함하여 많은 생물들에서 보여지는 경이로운 복잡성을 가진 눈들은 우연히 생겨날 수 없어 보이며, 어떤 지적 설계자가 디자인하고 고안해냈음에 틀림없음을 가리키고 있다. 우리는 초월적 지혜의 하나님께서 이 생물계를 창조하셨다는 것을 인정하지 않을 수 없는 것이다.


References
.CRSQ (Creation Research Society Quarterly)
.Acenolaza, G., M.F. Tortello, and I. Rabano. 2001. The eyes of the early Tremadoc Olenid trilobite Jujuyaspis keideli Kobayashi 1936. Journal of Paleontology 75(2):346-350.
.Armstrong, H. 1973. Eyes of stone in trilobites. CRSQ 10(3):163.
.Armstrong, H. 1976. Optical design in creation. CRSQ 13(1): 66.
.Bergman, J. 1992. Is there any such thing as a higher creature? Creation ex Nihilo 14(2):10.
.Clarkson, E.N.K. 1986 Invertebrate Paleontology and Evolution, p 42, Allen and Unwin Publishers, London.
.DeYoung, D. 2002. Vision. CRSQ 38 (4):190-192.
.Eldredge, N. 1985. Time Frames, Simon and Schuster, New York.
.Eldredge, N., and S.J. Gould. 1972. Punctuated equilibria, an alternative to phyletic gradualism, (in) Models in Paleobiology (T.J.M. Schopf, editor.) pp. 82-115. Freeman Press, San Francisco.
.Fortey, R.A. 2001. Trilobite systematics: the last 75 years. Journal of Paleontology 75(6):1141-1151.
.Gal, J., G. Horvath, E.N.K. Clarkson, and O. Haiman. 2000. Image formation by bifocal lenses in a trilobite eye? Vision Research 40:843-853.
.Levi-Setti, R. 1993. Trilobites: A photographic atlas (second edition). The University of Chicago Press, Chicago.
.McCormick, T. and R.A Fortey. 1998. Independent testing of a paleobiological hypothesis: the optical design of two Ordovician pelagic trilobites reveals their relative paleobathymetry. Paleobiology 24(2):235-253.
.Osorio, D, J.P. Bacon, and P. Whittington. 1997. The evolution of arthropod nervous systems. American Scientist 95: 244.
.Palmer, T. 1999. Controversy, catastrophism and evolution, p 335. Kluwer Academic Publishers. New York.
.Wise, K. 1989. Scripture and trilobite’s eyes. Creation ex Nihilo 11(4):29.
 

*삼엽충 눈 관련 정보 : The Trilobites Eye
http://www.trilobites.info/eyes.htm

Trilobite Eyes—Ultimate Optics
https://answersingenesis.org/extinct-animals/trilobite-eyes-ultimate-optics/

The trilobites' calcite eyes
http://www.trilobita.de/english/eyes.html

출처 : CRSQ, Vol. 40, No. 3, December 2003
URL : http://www.trueorigin.org/trilobites_eyes.php
번역자 : 미디어위원회

관련 자료 링크:

1. 초기(?) 생물 삼엽충에 들어있는 놀라운 렌즈 공학 (Trilobite technology : incredible lens engineering in an ‘early’ creature)
2. 삼엽충 : 갑자기 출현하여, 급격히 매몰되어 있는 생물. (Trilobites: Sudden Appearance and Rapid Burial)
3. 삼엽충 화석의 미스터리 : 발자국과 몸체 화석이 분리되어 발견되는 이유는? (Tracks But No Trilobites)
4. 삼엽충의 진화계통수는 거꾸로 되어있었다. (Trilobite Tree Is Upside Down)
5. 진화론을 난처하게 하는 삼엽충의 눈 (The Trilobite‘s Eye: An Embarrassment to Evolution)
6. 이들은 살아있는 삼엽충인가? (Are These Living Trilobites?)
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