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식물의 냄새 감지, 대응 물질 생산, 구조 변경 등의
복잡한 적응 능력은 내재되어 있던 설계적 특성이다.
(Plant's Odor Sensing System Demonstrates Engineered Adaptability)
Randy J. Guliuzza

   최근 연구는 정교한 식물의 특성을 기술하고 있었는데, 식물을 먹고 살아가는 일부 곤충들의 생물학이 어떻게 다르게 해석될 수 있는지를 다시 한번 보여주고 있었다. 그러나 대개 이러한 해석은 생물의 기원에 대한 연구자의 기존 신념에 크게 좌우된다.

펜실베니아 주립대학에서 곤충을 연구하는 엔젤 헬름스(Anjel Helms)를 비롯한 연구자들은 미역취(goldenrod, 국화과의 풀)를 먹는 파리(goldenrod gall fly, Eurosta solidaginis)의 수컷에서 방출되는 특정한 화학물질들을 확인하고 분석했다.[1] 이 화학물질은 미역취(Solidago altissima) 식물에서도 탐지되고 있었다. 암컷 파리를 유인하기 위해서, 수컷 파리는 3가지 화학물질이 혼합된 휘발성 화합물을 대량으로 방출한다. 짝짓기를 한 후, 암컷은 미역취의 줄기에 알들을 낳고, 애벌레가 부화하여, 그 식물을 먹고 자랄 수 있게 한다. 파리 알에 감염된 미역취 식물은 이후에 마구 먹혀지고, 작은 소량의 씨들을 만드는데, 이것은 갉아먹는 파리 유충들을 일종의 방어용 혹(gall)에 붙잡기(trap) 위해, 그들 자원의 일부를 전환시킨 결과이다.

헬름스의 연구에 따르면, 미역취 식물은 수컷 파리의 방출을 감지할 수 있었다. 연구자들은 미역취가 감지할 수 있는 3가지 특정 화합물 중에서, 한 가지 특정 화학물질을 밝혀냈다. 미역취는 파리에서 방출된 극미량의 화학물질을 감지한 후에, 파리 애벌레가 먹기 시작하기 전에, 자체 조직 내에서 자스몬산(jasmonic acid)으로 알려진, 초식동물 억제 화학물질의 생산을 빠르게 증가시켰다. 그러나 연구자들은 미역취 식물이 파리가 방출한 화학물질을 어떻게 감지하는 지는 설명하지 않고 있었다.


진화론적 편견은 이러한 발견의 해석을 축소하고 있다.

헬름스의 심도 있는 연구는 식물과 곤충 사이의 밀접한 관계를 정확하게 보여주고 있었지만, 그 관계가 어떻게 발생했는지, 그 기원은 어떻게 되는지, 관찰과 실험을 통해 밝히지 못했다. 그는 자신의 자연주의적 신념을 바탕으로, 자신이 관찰한 사실을 해석하고, 미래의 연구를 이끌어낼 뿐이었다.

헬름스를 포함하여 대다수의 진화 생물학자들은, 생명체는 무기물로부터 어떻게든 자연 발생되었고, 화학과 물리학, 그리고 자연에서 일어난 무수한 삶과 죽음의 생존 주기를 통해서 다양성이 생겨났다고 믿고 있다. 따라서 식물과 특정 곤충의 이러한 특성은, 수억 수천만 년에 걸친 '진화적 군비 경쟁'을 통한, 목적이 없는 '상호작용'의 결과인 '공진화(coevolution)'에 의해서 야기되었다는 것이다. 따라서 진화론에 기초하여, 모든 생물들은 하나의 보편적 공통조상으로부터 변형되어 내려왔을 뿐만 아니라, 식물과 파리 사이의 '명백한 설계'로 보이는 이러한 특성도 환경 조건에 의해 생겨나게 되었다고 주장한다. 환경조건들이 본질적으로 수동적인 생물체의 외형적 특성을 갖추기 위한 요인들로 작용했고, 이러한 조건들과의 상호작용은 어떻게든 지적 대리인으로서의 역할을 수행했다는 것이다.[2]

논문을 통해, 헬름스는 수컷 파리에서 방출된 화학물질이 미역취가 자스몬산을 생산하도록 하는 진화를 유도했다고 주장했다. 이 주장은 헬름스의 다윈주의적 신념과 일치하지만, 그것은 여러 가지 이유로 볼 때, 나쁜 과학적 결론이다.

첫째, 분자생물학자인 넬슨 카베즈(Nelson Cabej)가 지적했듯이, 이런 유형의 '유도'는 결코 과학적으로 보고된 적이 없기 때문에, 틀린 말이다.

일상적으로 환경적 자극이 특정 유전자의 발현을 유도하거나, 심지어 조절한다고 말해진다. 이 개념은 생물학적 개념 체계에서 명백한 사실처럼 말해진다. 그러나 더 정밀한 조사에 의하면, 외부 자극이 직접적으로 어떤 유전자의 발현을 유도할 수는 없다는 것이 밝혀졌다. 지금까지 어떤 유전자의 발현을 유도할 수 있는 생물학적 또는 비생물학적 매개체(agent)는 존재하지 않는다.[3]

또한, 헬름스의 설명은 미역취 식물 내부의 화학물질의 감지 센서, 정보처리 메커니즘, 식물 반응에 영향을 미치는 자스몬산의 생산 시스템 등을 모두 간과하고 있었다. 헬름스는 또한 파리에서 방출된 화합물이 미역취가 선제적 보호조치를 진화시키게 했던 '단초'로서 반복적으로 명시하고 있었다. 그러나 방출 시에 나오는 다른 두 화학물질은 '단초'가 되지 않았다. 따라서 미역취 안에는 한 화학물질은 단초가 되고, 다른 화학물질은 반응하지 않도록 하는 어떤 정보가 들어있어야만 한다.

그 논문은 일반적인 화학물질 감지 메커니즘에 대해 논의하고 있었다. 과학자들은 몇몇 식물과 곤충들이, 비록 진화계통수 상에서 멀리 떨어진 생물이더라도, 유사한 메커니즘을 사용한다는 점에 주목해왔다. 헬름스의 진화론적 편견은, 그 현상이 어떻게 출현했는지에 대한 그의 해석을 제한하고 있는 것처럼 보인다.

현화식물(flowering plants)과 곤충들에 의해 방출되는 화학물질들 간에는 상당한 중복이 있는데, 이는 휘발성 신호를 생성하는 데에 있어서, 유용한 경로나 동기가 거의 없다는 것을 암시한다. 그리고 다른 진화론적 압력으로 인하여, (진화계통수 상에서 멀리 떨어진) 서로 다른 생물들이 어떤 화학물질을 생산하고, 감지하는 유사한 메커니즘을 서로 수렴진화(독립적으로 각각 진화)시켰음을 가리킨다.[4]

그러나 아무도 '진화적 압력'을 계량해본 적이 없기 때문에, 식물과 곤충이 동일한 메커니즘을 독립적으로 각각 진화시켰을 것이라는 주장은 과학적 결론이 아니라, 단순한 그의 생각이요 추측일 뿐이다. 그의 주장은 관측에 근거를 두고 있는 것이 아니라, 본인의 편향된 진화론적 사고에 기초하고 있는 것이다.

헬름스의 연구를 보도하고 있는 한 뉴스 기사는, 미역취 식물 내에는 파리의 화학물질 방출을 감지할 수 있는 메커니즘이 있어야만 한다는 것을 지적했다. 이것은 ”이 두 생물 종 사이에 긴밀한 공진화 관계(co-evolutionary relationship)가 있다는 생각을 지지한다”는 것이다. 즉, 시간이 지남에 따라, 파리가 식물을 이용하기에 적합하게 진화되었고, 식물은 파리로부터 스스로를 보호하도록 진화되었다는 것이다.[5] 긴밀한 관계가 분명하지만, '공진화'라는 주장은 상상의 시나리오일 수 있다.

식물과 초식동물 사이의 관계에 관한 실제적 데이터에 근거한 또 다른 논문에서, 연구자들은 ”우리는 초식동물이 공진화적 적응을 보여주지 않을 수도 있다는 가설을 세웠다. 초식동물은 그들이 새로운 숙주를 만났을 때, 자신의 특성에 기초하여 어떤 숙주를 먹을 것인지를 결정할 수 있는데, 이것은 공진화의 군비 경쟁 모델보다는 자원을 추적하는 모델과 더 일치하는 패턴”이라고 설명했다.[6] 이것은 실제 데이터를 기반으로 한 설명으로, '공진화'라는 설명에 비해 유용한 대안이 될 수 있다.


환경 변화를 지속적으로 추적하고 있는 식물

다른 생물학자들은 이러한 고도로 복잡하고, 서로 밀접하게 일치되는 특성은 지적설계자의 의도적인 작업에 의한 것이라고 생각한다. 왜냐하면 연구 결과는 그러한 특성들 사이의 설계, 목적, 기능이 인간 공학자에 의해서 만들어진 발명품과 매우 일치됨을 보여주기 때문이다.[7]

최근 이러한 유형의 특성에 대해서, 설계 기반의 생물 중심적 설명이 도입되고 있다. 생물은 지속적으로 환경 변화를 추적하고, 그에 따라 자체 조정을 수행할 수 있는 입력 센서, 논리 메커니즘, 생성물에 대한 반응 프로그램 등을 사용한다는 것이다.[8] 미역취 식물과 파리에서 보여진 특성은, 이러한 설명에 부합하는 것으로 보인다. 특히 자신의 특성에 따라 먹이를 추적하는 초식동물의 능력에 대한 설명으로도 적합해 보인다. 적응력(adaptability)은 어떤 생물의 적응을 가능케 하는, 재빠른 생리적 적응과, 다세대에 걸친 적응을 가능하게 해주는, 생물에 내재되어 있던 능력으로 보인다.

이러한 두 생물 종 사이의 긴밀한 관계는 창조주 하나님의 지혜를 나타낸다. 그분은 각 기능이 어떻게 개별적으로 기능하는지, 그리고 그것들이 함께 어떻게 작동하는지를 완전히 이해하고 계셨다.


References

1. Helms, A. M. et al. 2017. Identification of an insect-produced olfactory cue that primes plant defenses. Nature Communications. 8: 337. doi:10.1038/s41467-017-00335-8.
2. Guliuzza, R. J. 2017. Adaptability via Nature or Design? What Evolutionists Say. Acts & Facts. 46 (9): 17-19.
3. Cabej, N. R. 2013. Building the Most Complex Structure on Earth: An Epigenetic Narrative of Development and Evolution of Animals. New York, NY: Elsevier Publishing, 199.
4. Helms, 6.
5. Penn State. Plant ‘smells’ insect foe, initiates defense. ScienceDaily. Posted on sciencedaily.com August 24, 2017, accessed August 28, 2017.
6. Endara, M. et al. 2017. Coevolutionary arms race versus host defense chase in a tropical herbivore–plant system. Proceedings of the National Academy of Sciences. Published online before print on pnas.org August 21, 2017. doi: 10.1073/pnas.1707727114.
7. Guliuzza, R. J. 2017. Engineered Adaptability: Engineering Principles Should Guide Biological Research. Acts & Facts. 46 (7): 17-19.
8. Guliuzza, R. J. Adaptability via Nature or Design? What Evolutionists Say.

*Randy Guliuzza is ICR’s National Representative. He earned his M.D. from the University of Minnesota, his Master of Public Health from Harvard University, and served in the U.S. Air Force as 28th Bomb Wing Flight Surgeon and Chief of Aerospace Medicine. He is also a registered Professional Engineer.
Article posted on September 25, 2017.


*관련기사 : 식물도 곤충의 냄새를 맡는다?
http://jjy0501.blogspot.kr/2017/08/blog-post_43.html

 

출처 : ICR, 2017. 9. 25.
URL : http://www.icr.org/article/plants-odor-sensing-system-demonstrates/
번역자 : 미디어위원회

관련 자료 링크:

1. 식물 향기가 화분 매개 생물의 행동을 조절한다. (Plant Perfume Manipulates Pollinator Behavior)
2. 말하는 나무와 식물의 향수들 (Of Talking Trees and Plant Perfumes )
3. 숲의 교향곡 (Sylvan symphony) : 식물들은 생존경쟁을 하는 것이 아니라, 서로 돕고 있었다.
4. 식물의 기공들은 독립적으로 개폐된다. (Plant Pores March to Their Own Beat)
5. 식물들도 면역계를 가지고 있었다. (Plants Have an Immune System, Too)
6. 식물은 훌라후프 모양의 철도로 세포벽을 건설한다. (Plant Hula-Hoop Railroads Build Cell Walls)
7. 식물의 피보나치 나선들에 대한 설명 찾기 (Seeking Explanations for Plant Fibonacci Spirals)
8. 진화론적 개념과 어긋난 식물들의 세계 여행 (Plants' International Travel Upsets Evolutionary Idea)
9. 식물들은 수학을 알았는가? (Do Plants Know Math?) : 식물들에 존재하는 피보나치 수열
10. 황금의 수 (The Golden Number) : 해바라기 꽃에서 나타나는 피보나치 수열.
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12. 뿌리의 경로 : 식물에서 발견된 또 하나의 놀라운 경이 (The Root Route)
13. 2천년 전 씨앗에서 자라난 야자 나무 (Long Live the Seed)
14. 식물 잎의 놀라운 엽맥 패턴 (Leaf Vein Patterns Are Not in Vain)
15. 나무들은 아스피린으로 의사전달을 한다. (Trees Communicate With Aspirin)
16. 식물들은 자동온도조절 장치를 가지고 있었다. (Plants Have Thermostats)
17. 식물에 있는 가장 훌륭한 태양전지 (The Finest Solar Technology Doesn't Come from a Lab)
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20. 벌레잡이 식물의 기원 : 진화론의 끈적끈적한 문제 (Flytrap Origins: A Sticky Problem for Evolution)
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30. 식물의 단백질 상호작용에 대한 가장 큰 유전자 지도가 작성되었다. (Largest-Ever Map of Plant Protein Interactions)
31. 식물의 비순환성 순환계의 획기적 발견. (New Breakthrough in Plant’s Non-circulatory Circulation System)
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53. 꽃과 깃털의 복잡한 패턴은 설계를 가리킨다. (How Intricate Patterns Grow in Flowers, Feathers)
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55. 식물도 수학 계산을 한다. (Plants Do Arithmetic)
56. 광합성의 양자 비밀이 밝혀졌다. (Quantum Secret of Photosynthesis Revealed)
57. 식물은 땅속의 ‘곰팡이 인터넷’을 사용하여 통신을 한다. (Plants Use Underground 'Fungal Internet' to Communicate)
58. 식물의 보이지 않는 영향이 밝혀지고 있다. (Invisible Influence of Plants Coming to Light)
59. 식물이 전기 신호를 보내고 있다는 충격적 증거! (Shocking Evidence of Electrical Signals in Plants)
60. 식물을 사랑해야 될 더 많은 이유들 (More Reasons to Love Plants)
61. 전기 발생 생물에 대한 놀라운 사실들 (Shocking Facts About Electric Life)
62. 파동 성장을 하는 식물 (Pulsating plants)
63. 편평한 식물 잎에 숨어있는 놀라운 설계 (Flat leaves—a curly problem)
64. 풀산딸나무 화분의 경이로운 폭발! : 투석기와 유사한 발사 장치는 설계를 가리킨다. (Bunchberry bang!)
65. 새로운 잡종 무의 출현은 유전정보의 획득과는 전혀 상관없는 변화이다! (Rampaging Radishes)
66. 녹색 파워 광합성 : 경이로운 식물의 태양광 발전소 (Green power (photosynthesis) God’s solar power plants amaze chemists)
67. 씨앗의 경이로움 : 작은 꾸러미는 하나님의 작품임을 증명하고 있다. (Sensational Seeds: compact packages attest to God’s handiwork)
68. 나무의 기원 (The Origin of Trees)
69. 사막의 미스터리한 식물 : 살아있는 화석 웰위치아 (Mystery Plant of the Desert)
70. 생물권 전역에서 공학적 설계가 발견되고 있다. : 생체모방공학의 계속되는 행진 (Engineering Designs Found Throughout the Biosphere)
71. 식물도 눈을 가지고 있다. (Even the Plants Have Eyes)
72. 태초에 창조된 식용 채소의 “종류”에 대한 현대 분류학적 검토 (A View on “KINDS” of Food Vegetables Created in Genesis Compared to the Modern Binomial Classification System)
73. 진화론을 거부하는 규조류 : 정교한 구조와 다양한 아름다움을 가진 경이로운 생물. (Homage to Diatoms)
74. 똑똑한 클로버 : 진화의 증거인가? (Clever Clover: Evidence for Evolution?)
75. 카페인 : 수렴진화된 것인가, 창조된 것인가? (Caffeine: Convergently Evolved or Creatively Provided)
76. 나무는 정말로 “보기에 좋도록” 창조되었다. (Trees Really Are 'Pleasant to the Sight')
77. 식물에 내장되어 있는 광합성 조절 스위치 (Plants' Built-in Photosynthesis Accelerators)
78. 계속 밝혀지고 있는 식물의 고도 복잡성 : 식물의 썬크림, 광 스위치, 변태, 미생물과의 공생 (Plants Are Clever 1)
79. 식물의 진화 연구는 실패를 거듭하고 있다. (Plants Are Clever 2)
80. 식물에서 인트라넷이 작동되고 있었다. : 식물 내의 정교한 통신 시스템은 진화론을 거부한다. (Plant Intranet Seen in Action)
81. 식물이 씨앗을 퍼뜨리는 놀라운 방법들 (Plants Borrow Their Transportation)
82. 낭상엽 식물은 박쥐를 유인하도록 설계되어 있었다. (Pitcher Plants Designed to Attract Bats)
83. 사막에서 화려하게 피어난 꽃들 (Dry Desert Explodes in Color)
84. 식물의 그늘 감지 센서와 토양 두께 측정기. (Plant Brains Solve Problems)
85. 해바라기의 해굽성은 아직도 미스터리이다. (Sunflower Motion Is a Black Box)
86. 꽃들은 벌을 위한 ‘전기적 착륙유도등’을 켜고 있었다. (Flowers Create ‘Electric Landing Lights’ for Bees)
87. 도시의 나무들은 창조를 가리킨다. (Urban Trees Point to Creation)
88. 다목적의 식물 센서는 과학자들을 당황시키고 있다 : 빛을 감지하는 파이토크롬 단백질은 온도도 감지한다. (Multipurpose Plant Sensors Startle Scientists)
89. 기적의 식물인 모링가 나무는 제3세계의 식량과 연료가 될 수 있다. (Miracle Tree Could Feed and Fuel Third World)
90. 식물에서 이메일 시스템이 확인되었다! : 이러한 고도의 복잡성은 진화론을 부정한다. (Plant Email System Described)
91. 식물은 정교한 이메일 시스템을 사용하고 있다. : 식물의 극도로 복잡한 정보전달 시스템이 우연히? (Plants Use Elaborate Email System)
92. 식물은 사람에게 설계를 가르치고 있다. : 리그닌, 교통 통제, 빛을 수확하는 놀라운 방법들. (Plants Teach Humans About Design)
93. 열대우림의 나무들은 질소고정을 위해 협력하고 있었다. (New found Nitrogen Harmony Saves Tropical Forest Trees)
94. 식물의 복잡성은 창조주의 경이로운 설계를 드러내고 있다! (Complex Plant Systems: Rooted in God's Genius)
95. 가장 오래된 나무가 가장 복잡했다? 고생대 데본기의 화석 나무는 매우 발달된 구조를 갖고 있었다. (Extinct Trees Were World's Most Complicated)
96. 극한의 추위에도 견딜 수 있도록 설계된 식물 : 수백의 유전자들이 온-오프 되며, 부동액이 만들어진다. (Extreme Cold Can Be an Inconvenient Truth: Botanical Design Ensures Plant Survival)
97. 식물 화석 : 공룡들 주변에 어떤 식물이 있었을까? (Fossil Plants. The Fossil Evidence)
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