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하등하다고 주장되는 생물들이
어떻게 첨단 물리학을 알고 있는가?
(How Did Primitive Organisms Learn Physics?)
David F. Coppedge

    탄도학, 토목공학, 건축공학에 대한 영감을 줄 수 있는 사례들이 가장 단순한 생물들에서 발견되고 있다.

균류의 탄도학(ballistics). 사람들이 ”우리 중에 곰팡이(fungus, 균류. 사상균이나 효모나 버섯 등을 포함)가 있다”고 말할 때, 그 말은 대게 칭찬으로 사용되지 않는다. 그러나 포자(spores)를 발사하기 위해 갖고 있는 그들의 대포를 본다면 아마도 생각이 바뀔 것이다. New Scientist(2017. 7. 26) 지는 버섯의 대포가 빗방울(raindrops)에 의해서 방아쇠가 당겨지는 것은 정말로 멋진 방법이라고 말하고 있었다. 최근에 노스캐롤라이나 대학의 과학자들이 이 비밀을 이해할 때까지, 이 비밀은 한 세기 동안 완전히 설명되지 못했던 것이라고 레아 크레인(Leah Crane)은 보도했다.

생물학자들은 버섯의 발사 메커니즘은 반-계란(half-egg) 모양의 포자와 상호작용하는 두 방울의 물방울, 즉 평탄한 면 위에 형성된 길쭉한 한 방울과, Buller’s drop라 불리는 포자의 둥근 기저부 근처에 놓여있던 작은 구형의 물방울이 관여한다는 것을 알게 되었다....

두 물방울이 합쳐지면, 표면적의 손실은 원래의 방울에서 표면장력을 유지하고 있던 에너지의 일부를 방출시킨다. 그 에너지는 부모 버섯에서 포자를 멀리 내보내는데 필요한 운동에너지로 변환된다.

이 비밀은 자가-청소(self-cleaning)가 되는 표면을 만드는데 응용될 수 있다고 크레인은 말한다. Phys.org(2017. 7. 24) 지는 곰팡이의 또 다른 비밀을 보도하고 있었다. 다른 유기체들이 그 에너지원을 활용할 방법을 찾지 못했을 때, 목재부후균(wood rot fungi)은 어떻게 나무를 소비할 수 있는 방법을 갖게 되었는가? 그들은 효소가 아니라, 기본적으로 화학을 사용하는, '바이오매스 전환(biomass conversion)'을 사용하고 있었다.(효소들이 만들어지고 그 과정에 사용되지만).  킬레이트화제(chelators)가 세포벽 안으로 들어가 세포벽을 부수어서, 곰팡이는 좋은 재료에 도달하게 되고 그것을 먹을 수 있게 된다. 자넷 라스롭(Janet Lathrop)은 곰팡이가 숲 생태계에 얼마나 중요한지에 대해서 이야기하고 있었다.

해면동물의 토목공학. 진화론자들에 의해서 하등한 생물이라고 말해지는, 해면동물(sea sponges)은 공학자들에게 영감을 줄 수 있는 것이 없어 보인다. 그러나 Phys.org(2017. 8. 4) 지의 한 기사는 해면동물을 다시 보게 만들고 있었다. ”자연에서 믿어지지 않는 토목기사인, 해면동물로부터 배우게 된 새로운 기술”. The Conversation(2017. 8. 4) 지의 한 기사는, 해면동물이 강도(strength)와 경량화(light weight) 사이에서 바람직한 균형을 이루고 있는 방법을 설명하고 있었다.

.비너스의 꽃바구니(Venus Flower Basket), Credit: Kesari Lab/Brown University

부드럽고 질퍽한 주방 스폰지와는 달리 내가 연구하는 해양 스폰지인 유플레크텔라 아스페르길룸(Euplectella aspergillum, 비너스의 꽃바구니)은 뻣뻣하고 강하다. 그것은 놀랍게도 복잡한 골격을 가지고 있는데, 이는 사람의 머리카락보다 굵지 않은, 침골(spicules)로 알려진 복잡한 섬유 집합체로 이루어져 있다. 그것의 구조적 기능은 에펠탑을 구성하는 수천 개의 빔(beams)과 매우 흡사하다.

그는 단순해 보이는 해면동물에 대해 감탄하면서, 자연선택에 대한 이야기를 길게 하고 있었다. ”자연선택을 통해, 더 나은 디자인을 가진 생물은 더 나쁜 디자인을 가진 것보다 오래 살고, 그 디자인의 청사진을 유전자를 통해 후손들에게 넘겨준다.” 독자들이 그의 말을 믿지 않을 것이라고 생각하는지, 그는 이것을 강조하고 있었다.

단백질 건축가. 단백질들은 생물 세포를 구성하는 단지 일부분의 구성요소이다. 그러나 그들은 건축의 대가이다. 그들은 신경세포에서는 클라스린(clathrin) 케이지를 만들고, 바이러스(생물도 아닌)에서는 DNA를 20면체 용기로 단단히 포장한다. PNAS 지는 ”구형 껍질의 단백질 패킹에서 20면체 대칭(icosahedral symmetry)을 넘어서는”이라는 제목의 논문에서, 이러한 초소형 기계들이 어떻게 작동되는지를 이해하는 것은 중요하다고 설명하고 있었다 :

현미경 스케일로 인공구조물의 설계와 제작은 현대 나노기술(nanotechnology)의 핵심 목표 중 하나이다. 자연에서 영감을 받아, 최근에 준-구형의 껍질 또는 케이지 내에서 합성생물학적 빌딩블록이 자가-조립(self-assemble)되는 것을 설계해왔다. 많은 천연단백질 빌딩블록들이 고도로 대칭적인 질서정연한 껍질(예: 바이러스) 내에서 자가-조립되는 반면, 우리의 연구는 합성 빌딩블록에서 작은 (불가피한) 유연성이 놀랍게도 안정적인 무질서한 배치를 유도한다는 것을 보여주었다. 우리의 연구는 구성 요소의 유연성을 조정하면, 패킹의 규칙성을 제어할 수 있으며, 결과적으로 합성 케이지의 표면 특성을 제어할 수 있다는, 새로운 설계 패러다임을 제공하고 있다.

저자들은 ”그 유연성을 최적화하는 것이 표면 특성을 완벽하게 제어할 수 있는, 규칙적인 합성케이지를 얻는 가능한 설계 전략이 될 수 있음”을 발견했다는 것이다.

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최고의 과학자들이 복제하기를 원하는 경이로운 기술들이 어떻게 하등하다고 말해지는 원시 생물들에 들어있는 것인가? 이러한 고도의 첨단 기술이 무작위적인 방법으로 모두 우연히 생겨났는가? 도브잔스키는 생물학에서 진화의 개념을 빼면, 의미가 있는 것은 아무 것도 없다고 말했었다. 생물학에서 지적설계를 빼면, 의미가 있는 것은 아무 것도 없다.

 

출처 : CEH, 2017. 8. 26.
URL : https://crev.info/2017/08/primitive-organisms-learn-physics/
번역자 : 미디어위원회

관련 자료 링크:

1. 해면동물은 내부 조명으로 광섬유를 사용한다. (Sponges Use Fiber Optics for Interior Lighting) 
2. 환상적 광섬유인 해면동물의 침골 (Fantastic fibre-optics—sponge’s super spicules)
3. 최초의 동물은 해면동물인가, 빗해파리인가? (Evolutionists Rattled Over Battle for Earliest Animal)
4. 우리의 위대한 조상은... 해면? (Our Great Ancestors Were. . . Sponges?)
5. 해면동물은 신경을 발명했는가? (Did Sponges Invent Nerves?)
6. 진핵생물 곰팡이는 24억 년 전에도 존재했다? (Bubbles Scream Life)
7. 토양 곰팡이가 철을 캐내는 방법은 설계를 가리킨다. (Iron-mining Fungus Displays Surprising Design)
8. 식물은 땅속의 ‘곰팡이 인터넷’을 사용하여 통신을 한다. (Plants Use Underground 'Fungal Internet' to Communicate)
9. 곰팡이의 RNA 접합 메커니즘은 진화론에 타격을 가하다. (Unique Fungal RNA Splicing Mechanism Strikes a Blow Against Darwinian Evolution)
10. 곰팡이의 계통나무는 진화의 문제점들을 확인하였다. (Fungal family tree identifies problems with evolution)
11. 튀겨나감의 성공 : 균류들의 놀라운 분산 방법 (Splashing success)
12. 균류에 있는 가장 빠른 분사기 (Fastest Squirt Gun in the Fungi)
13. 중력보다 600 배 빠른 식물의 신비 (Plant Accelerates 600 G's)
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15. 점균류의 네트워크는 철도 시스템을 능가하고 있었다. (Slime Networks Are Better Organized than Railway Systems)
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19. 다목적의 식물 센서는 과학자들을 당황시키고 있다 : 빛을 감지하는 파이토크롬 단백질은 온도도 감지한다. (Multipurpose Plant Sensors Startle Scientists)
20. 세포 내의 고속도로에서 화물을 운반하는 단백질 키네신 : 이 고도로 정교하고 효율적인 분자 기계가 우연히? (Molecular Highway Motor Comes into Focus)
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22. 단백질이 진화될 수 없음을 밝힌 한 새로운 연구 : 단백질은 돌연변이들로 개선될 수 없다. (Study Shows Proteins Cannot Evolve)
23. 진화의 증거는 단지 가정된 것임을 실험 연구는 보여준다. : 단백질은 조금씩의 변화로 다른 단백질이 될 수 없다. (Lab Studies Show Evolutionary 'Evidence' Is Merely Assumed)
24. 단백질들의 빅뱅? : 복잡한 단백질들과 유전정보가 갑자기 모두 우연히? (Shedding Light on the Protein Big Bang Theory)
25. 박테리아 편모의 모터는 단백질 클러치를 가지고 있었다. (Bacterial Flagellar Motor Has a Protein Clutch) 
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66. 고양이의 수염과 일각고래의 엄니는 감각기관. 그리고 바다뱀, 초파리, 캐나다두루미의 놀라운 특성들. (Cat Whiskers and Narwhal Tusks: Why Things Are)
67. 물 위에서 걸을 수 있도록 하는 설계 : 소금쟁이 다리에서 발견된 최적화된 기하학 (Designed to Walk on Water)
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69. 딱따구리, 혈액응고, 분자모터를 모방한 생체모방공학 (Three More Ways to Benefit from Nature’s Designs)
70. 식물도 눈을 가지고 있다. (Even the Plants Have Eyes)
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72. 진화론을 거부하는 규조류 : 정교한 구조와 다양한 아름다움을 가진 경이로운 생물. (Homage to Diatoms)
73. 동물들의 새로 발견된 놀라운 특성들. : 개구리, 거미, 가마우지, 게, 호랑나비, 박쥐의 경이로움 (New Amazing Animal Discoveries)
74. 생물들의 정교한 공학기술과 최적화. : 박쥐, 말벌, 물고기, 꿀벌, 개미, 얼룩말과 생체모방공학 (Life Shows Exquisite Engineering and Optimization)
75. 문어의 피부를 모방한 최첨단 위장용 소재의 개발. (Octopus Skin Inspires High-Tech Camouflage Fabric)
76. 위장의 천재 문어는 피부로 빛을 감지하고 있었다! : 로봇 공학자들은 문어의 팔은 모방하고 있다. (The Octopus: Invertebrate Designs)
77. 생체모방공학의 새로운 뉴스들. (What’s New in Biomimetics?)
78. 생물들의 놀라운 기술과 생체모방공학 : 이러한 기술들이 모두 우연히 생겨났을까? (Inspiring Life Tricks)
79. 생체모방공학 분야는 지속적으로 확장되고 있다 : 뼈, 힘줄, 곰팡이, 법랑질, 효모, 곤충, 홍합, 말벌, 파리매... (Weekend Biomimetics Showcase)
80. 뼈의 미세구조를 모방하여 개량된 균열에 강한 강철 (Improved Steel Copies Bone Microstructure)
81. 박쥐의 비행을 모방한 최첨단 비행 로봇의 개발 (Bats Inspire High-Tech New Flying Robots)
82. 도마뱀에서 발견되는 경이로운 특성들은 지적설계를 가리킨다. (Lizards that Leap Over Evolution)
83. 바다의 카멜레온인 갑오징어는 스텔스 기술도 갖고 있었다. (Smart and Stealthy Cuttlefish)
84. 전기뱀장어의 놀라운 능력은 진화를 거부한다. (Stunning and stealthy : The amazing electric eel)
85. 문어의 유전체는 사람의 것만큼 거대했다. (Octopus Genome as Large as Human Genome)
86. 까마귀와 앵무새가 똑똑한 이유가 밝혀졌다! : 새들은 2배 이상의 조밀한 뉴런의 뇌를 가지고 있다. (Neuron-Packed Bird Brains Point to Creation)
87. 음악가처럼 행동하는 새들은 진화론을 부정한다 : 때까치는 새로운 곡조를 만들어 노래할 수 있다. (Musical Bird Maestros Befuddle Evolution)
88. 걸어 다니는 대성당 : 거북 등의 경이로운 건축 구조 (Walking Cathedrals, Design in Nature)
89. 물고기의 지능은 원숭이만큼 높을까? (Fish as Smart as Apes?)
90. 최적 설계된 메뚜기와 게의 다리 (Optimized Engineering in Locust Legs)
91. 동물들은 생각했던 것보다 훨씬 현명할 수 있다. : 벌, 박쥐, 닭, 점균류에서 발견된 놀라운 지능과 행동 (Animals Can Be Smarter Than You Think)
92. 생물에 있는 복잡한 감지기와 '아마존 고' (Amazon Go, Creatures Depend on Sophisticated Sensors)
93. 쇠똥구리 : 초원을 보존하는 작은 일꾼 (Dung Beetles: Promoters of Prairie Preservation)
94. 벌새와 박쥐는 빠른 비행에 특화되어 있었다. (Fast Flight Specializations in Birds and Bats)
95. 생물에서 발견되는 초고도 복잡성의 기원은? : 나방, 초파리, 완보동물, 조류와 포유류의 경이로움 (Clever Critters)
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