누가 먼저 그 일을 하였는가?
제12장
누가 먼저 그 일을 하였는가?
1. 한 생물학자는 인간 발명가들에 관하여 무엇이라고 말하였읍니까?
한 생물학자는 이렇게 말하였읍니다. “나는 늘 우리가 생각하는 것처럼 우리가 개혁자가 아니라고 생각하였다. 우리는 단순히 반복자에 불과한 것이다.”1 많은 경우에, 인간 발명가들은 동식물이 수천년간 해오고 있는 일들을 되풀이 할 뿐입니다. 이처럼 생물들을 모방하는 일이 광범위하게 행해지고 있기 때문에 그것에는 고유한 명칭 곧 생체 공학이라는 명칭이 붙여졌읍니다.
2. 또 다른 과학자는 인간의 공학과 자연의 공학을 어떻게 비교하였읍니까?
2 또 다른 과학자는 사실상 인간의 공학의 모든 근본적 부면들은 “인간이 그 기능을 배워 알고 익숙해지기에 앞서 ··· 생물들이 이미 시작하여 유익하게 활용해 온 것들”이라고 말합니다. 흥미롭게도 그는 이렇게 덧붙입니다. “많은 부면에 있어서 인간의 공학은 아직도 자연보다 훨씬 뒤떨어져 있다.”2
3. 생체 공학의 예들을 고려하면서 어떠한 질문들을 염두에 두어야 합니까?
3 인간 발명가들이 모방하려고 시도해 온, 생물이 가진 이러한 복잡한 재능들에 대해 숙고할 때, 그러한 것들이 그저 우연에 의해서 생긴 것이라고 믿는 것이 이치적이라고 생각됩니까? 그것도 서로 무관한 생물들 가운데서 단 한번만이 아니라 여러 번에 걸쳐 그러한 우연이 생길 수 있겠읍니까? 이러한 것들은, 경험이 알려 주는 교훈과도 같이, 뛰어난 설계자가 만든 것일 수밖에 없는 바로 그러한 절묘한 설계물들이 아닙니까? 나중에 천부적 재능을 가진 사람이나 모방할 수 있게 된 것들이 오로지 우연히 만들어졌을 수 있다고 정말로 생각합니까? 다음의 예들을 고려하면서 이러한 질문들을 염두에 두도록 하십시오.
4. (ㄱ) 흰개미들의 집은 어떻게 냉방 시설이 되어 있읍니까? (ㄴ) 과학자들은 어떠한 질문에 대답하지 못합니까?
4 냉방 장치. 현재 공학으로 많은 주택에는 냉방 시설이 되어 있읍니다. 그러나 그보다 오래 전에, 흰개미들 역시 자기들 집에 냉방 시설을 하였고 여전히 그렇게 하고 있읍니다. 그들의 보금자리는 큰 둔덕 한가운데에 있읍니다. 그 보금자리로부터 더운 공기는 상승하여 표면 쪽에 망처럼 얽혀 있는 공기 통로로 들어갑니다. 거기에서 혼탁한 공기는 구멍이 많은 면으로 방출되고, 신선하고 시원한 공기는 스며들어 둔덕 밑바닥에 있는 공기방으로 하강하여 들어갑니다. 그곳으로부터 공기는 보금자리로 들어가 순환합니다. 어떤 둔덕 밑바닥에는 신선한 공기가 들어오는 입구들이 있고, 더운 날씨에는 스며나온 지하수가 증발함으로 공기를 시원하게 만듭니다. 수백만의 눈먼 일꾼들이 어떻게 합력하여 그처럼 뛰어나게 설계된 구조물을 짓습니까? 생물학자 루이스 토마스는 이렇게 대답합니다. “그들이 일종의 집합적 지성을 전시하고 있다는 명백한 사실은 신비스러운 일이다.”3
5-8. 비행기 설계자들은 새의 날개에서 무엇을 배웠읍니까?
5 비행기. 비행기 날개 설계는 새의 날개에 관한 연구를 통해 여러 해 동안 유익을 얻어 왔읍니다. 새의 날개의 만곡은 내리누르는 중력을 극복하는 데 필요한 양력(揚力)이 생기게 합니다. 그러나 날개의 경사도가 너무 커지면, 실속(失速) 현상이 일어날 위험이 있읍니다. 실속 현상을 피하기 위해, 날개의 경사도가 커짐에 따라 새의 날개 앞쪽 가장자리에 있는 일련의 보조 깃털들이 불쑥 일어서게 됩니다(1, 2). 이러한 보조 깃털들은 주 기류가 날개 면에서 흐트러지지 않게 막아줌으로 양력을 유지시켜 줍니다.
6 난류를 제어하고 “실속 현상”을 방지하기 위한 또 다른 특징은 작은 날개 깃(3)입니다. 이것은 새가 엄지손가락처럼 일으킬 수 있는 작은 깃털 다발입니다.
7 새와 비행기의 날개 끝에서는 소용돌이가 일어나 항력(抗力)이 생기게 합니다. 새들은 이것을 두 가지 방법으로 극소화합니다. 칼새나 신천옹 같은 일부 새들의 날개는 가늘고 길며 끝이 뾰족합니다. 그렇게 설계된 까닭에 대부분의 소용돌이는 제거됩니다. 큰 매나 독수리 같은 또 다른 새들의 날개는 넓어서 큰 소용돌이가 일어날 수 있읍니다. 그러나 그 새들은 그렇게 되는 것을 피하기 위해 날개 끝에 있는 깃털들을 손가락처럼 펼칩니다. 그리하여, 뭉툭한 끝은 몇 개의 뾰족한 끄트머리가 되어 소용돌이와 항력을 줄입니다(4).
8 비행기 설계자들은 이러한 여러 가지 특징들을 활용해 왔읍니다. 날개의 만곡은 양력이 생기게 합니다. 여러 가지 보조익들과 돌기들이 기류 조절 혹은 제동 장치 역할을 합니다. 어떤 경비행기들에는 날개 면들에 대해 직각으로 납작한 판들을 세워놓음으로 날개 끝에서 일어나는 항력을 줄입니다. 그러나 비행기 날개들은 새들의 날개에서 나타나는 경탄스러운 기술에 비하면 아직도 뒤떨어진 것입니다.
9. 어떤 동물과 식물들이 사람보다 앞서서 부동액을 사용하였으며, 그것은 얼마나 효과가 있읍니까?
9 부동액. 사람은 글리콜을 자동차 냉각기용 부동액으로 사용합니다. 그러나 어떤 미시식물들은 화학적으로 그와 비슷한 글리세롤을 이용하여 남극의 호수 속에서도 어는 것을 방지합니다. 또한 섭씨 영하 20도에서 생존하는 곤충들에게도 그러한 부동액이 들어있읍니다. 부동액을 직접 만들어서, 극히 차가운 남극의 물속에서도 살아나갈 수 있는 어류도 있읍니다. 일부 나무들이 섭씨 영하 40도의 기온 속에서 살아나갈 수 있는 이유도 그 나무들 안에 “빙정이 생기게 할 수 있는 먼지나 불순물이 없는 아주 순수한 물”이 들어있기 때문입니다.4
10. 어떤 물방개들은 잠수 호흡 장치를 어떻게 만들어 사용합니까?
10 잠수 호흡. 사람들은 공기통을 등에 메고 한 시간까지 잠수해 있을 수 있읍니다. 어떤 물방개들은 그 일을 보다 간단히 할뿐더러 잠수 시간도 더 깁니다. 그들은 기포를 한방울 움켜 잡고 잠수합니다. 그 기포는 폐 역할을 하게 됩니다. 기포는 물방개가 내놓는 이산화탄소를 물속으로 방출하고, 물에서 분해해 낸 산소를 그 벌레가 사용하도록 공급합니다.
11. 자연 속의 생물학적 시계는 얼마나 광범위하며, 그 중에는 어떤 예들이 있읍니까?
11 시계. 사람들이 해시계를 사용하기 오래 전에 산 유기체의 체내 시계들은 정확하게 시간을 지키고 있었읍니다. 썰물이 되면 규조류라고 하는 미시식물들은 축축한 해변 모래 표면으로 나옵니다. 밀물 때가 되면 규조류는 다시 모래 속으로 들어갑니다. 그러나 밀물이나 썰물이 없는 실험실 모래 속에서도, 그것들의 시계는 여전히 조수의 시간에 맞추어 그들이 올라왔다가 내려가게 만듭니다. 꽃발게는 썰물 때에는 보다 짙은 색으로 변하여 밖으로 나오고, 밀물 때에는 옅은 색으로 변하여 자기들 은신처로 물러갑니다. 대양에서 멀리 떨어진 실험실에서도 그들은 조수 변화 시간을 지키면서 밀물과 썰물에 따라 짙은 색과 옅은 색으로 변합니다. 새들은 시간이 흐름에 따라 위치가 달라지는 태양과 별을 보고 항행할 줄 압니다. 그들에게는 이러한 변화에 따라 재조정하는 체내 시계가 있음에 틀림없읍니다. (예레미야 8:7) 미시식물로부터 인간에 이르기까지 수백만 개에 달하는 체내 시계들이 똑딱거리며 가고 있는 것입니다.
12. 인간이 조잡한 나침반을 사용하기 시작한 것은 언제이며, 그러나 나침반들은 그보다 오래 전부터 어떻게 사용되고 있었읍니까?
12 나침반. 인간은 기원 13세기 경에야 물이 든 그릇에 바늘같이 생긴 자석을 띄워놓은, 조잡한 나침반을 사용하기 시작하였읍니다. 그러나 그것은 새로운 것이 아니었읍니다. 세균에는 나침반을 만들기에 꼭 알맞은 크기로 된 여러 가닥의 자철광 입자들이 들어있읍니다. 이러한 것들의 인도를 받아 그것들은 기호에 맞는 환경을 찾습니다. 자철광이 들어있는 유기체들은 조류, 벌, 나비, 돌고래, 연체동물 등 그 외에도 많습니다. 실험에서 알려 주듯이, 통신 비둘기가 집을 찾아 돌아올 수 있는 것은 지구의 자기장을 감지하기 때문입니다. 철새들이 길을 찾는 한 가지 방법이 머리 속에 들어있는 자석 나침반을 쓰는 것이라는 점도 주지의 사실입니다.
13. (ㄱ) 홍수들은 어떻게 소금물 속에서도 살 수 있읍니까? (ㄴ) 어떤 동물들이 바닷물을 마실 수 있으며, 어떻게 그러합니까?
13 탈염 장치. 사람은 거대한 공장을 지어서 바닷물로부터 염분을 제거합니다. 홍수(紅樹)들은 뿌리로 바닷물을 빨아들이지만, 염분을 제거하는 막들을 통해 염분을 걸러냅니다. 홍수의 한 종인 아비세니아는 잎의 이면에 있는 배출구들을 통하여 과잉 염분을 제거합니다. 갈매기, 펠리컨, 가마우지, 신천옹, 바다제비 등과 같은 바닷새들은 바닷물을 마시며, 머리에 있는 분비선들을 통해 혈액 안으로 들어오는 과잉 염분을 제거합니다. 또한, 펭귄, 바다거북 및 바다 이구아나 등도 소금물을 마시고 과잉 염분은 제거합니다.
14. 전기를 발생시키는 생물들 중에는 어떠한 예들이 있읍니까?
14 전기. 약 500종의 전기 어류들이 전지를 가지고 있읍니다. 아프리카 메기는 350볼트의 전기를 낼 수 있읍니다. 북대서양의 거대한 시끈 가오리는 60볼트 50암페어의 단속 전류를 방출합니다. 남 아메리카의 전기 뱀장어의 충격 전압은 886볼트까지 측정된 적이 있읍니다. “열 한개 과의 어류에 전기 기관을 가진 종들이 포함되어 있는 것으로 알려져 있다”고 한 화학자는 말합니다.5
15. 동물들은 어떤 여러 가지 농업 활동을 합니까?
15 농업. 인간은 여러 시대에 걸쳐 토지를 경작하고 가축을 돌보는 일을 해왔읍니다. 그러나 그보다 오래 전에 잎을 자르는 가위개미들은 채소 재배하는 일을 하였읍니다. 그들은 잎과 자기 배설물을 가지고 만든 비료에 균류를 식품용으로 재배한 것입니다. 어떤 개미들은 진딧물을 가축처럼 길러서 그들에게서 달콤한 꿀물을 빨아 먹고, 심지어 진딧물들이 살 헛간을 짓기까지 합니다. 추수개미는 지하 곡물 창고에 씨를 비축합니다. (잠언 6:6-8) 딱정벌레는 미모사나무의 가지를 쳐줍니다. 새앙토끼와 마아못은 풀잎을 베고 말리고 비축합니다.
16. (ㄱ) 바다 거북과 일부 새들 및 악어는 어떻게 알을 부화시킵니까? (ㄴ) 무덤새 수컷의 일이 매우 흥미있는 일인 이유는 무엇이며, 그 새는 어떻게 그 일을 합니까?
16 부화기. 사람은 알을 부화시키기 위해 부화기를 만듭니다. 그러나 이 점에 있어서 인간은 뒤늦은 셈입니다. 바다 거북과 일부 새들은 알을 부화시키기 위해 따뜻한 모래 속에 알을 낳습니다. 또 어떤 새들은 따뜻한 화산재 속에 알을 낳아 부화시키기도 합니다. 때때로 악어들은 알 위에 부패중인 식물들을 덮어 열이 생기게 합니다. 그러나 이 부면의 전문가는 무덤새 수컷입니다. 그 새는 큰 구멍을 파고 거기에다 식물을 채우고 그것을 모래로 덮습니다. 부패중인 식물은 그 더미 속에 열이 생기게 합니다. 그러면 무덤새 암컷은 최고 여섯 달 동안 매주 그 속에다 알을 하나씩 낳습니다. 그동안 내내 수컷은 부리를 그 더미에 찔러 넣어봄으로 온도를 점검합니다. 모래를 가감함으로, 영하의 날씨에나 매우 더운 날씨에도 부화기가 섭씨 약 33도를 유지하게 합니다.
17. 낙지와 오징어는 제트 추진 장치를 어떻게 사용하며, 그와는 무관한 어떤 동물들도 그 장치를 사용합니까?
17 제트 추진 장치. 오늘날 우리가 타는 비행기들은 십중 팔구 제트 추진 장치로 날아가는 것입니다. 많은 동물들도 제트 추진 장치로 움직이며, 그들이 그렇게 한 지는 수천년이나 됩니다. 이 부면에 있어서 뛰어난 것은 낙지와 오징어입니다. 그들은 물을 체내의 특별한 주머니 안으로 빨아들인 다음에, 강력한 근육으로 그것을 분출하면서 몸을 세차게 전진시킵니다. 또 제트 추진 장치를 사용하는 것들로는, 앵무조개, 가리비, 해파리, 잠자리애벌레 및 심지어 일부 대양 플랑크톤도 있읍니다.
18. 발광기를 가지고 있는 수많은 동식물들 중에는 어떠한 것들이 있으며, 그들의 발광기는 인간의 것보다 어떠한 면에서 더 효율적입니까?
18 조명. 토마스 에디슨은 전구를 발명한 공로자입니다. 그러나 그 전구는 그다지 효율적인 것이 못됩니다. 왜냐하면 열의 형태로 에너지를 잃기 때문입니다. 개똥벌레는 반딧불을 깜빡이면서 그 일을 더 효율적으로 하고 있읍니다. 그들은 에너지 손실이 없는 냉광(冷光)을 내는 것입니다. 다수의 해면동물, 균류, 세균 및 벌레들도 밝은 빛을 냅니다. 철길벌레라고 하는 한 가지 벌레는 붉은색 “헤드라이트”를 달고 11열의 백색 혹은 연녹색 “창문”을 달고 다니는 기차의 축소판 같이 생겼읍니다. 전등을 사용하는 물고기도 많습니다. 몇 가지를 들자면, 발광금늠돔, 초롱아귀, 샛비늘치, 발광멸류 및 철갑둥어 등이 있읍니다. 대양의 부서지는 파도 속에 있는 미생물들은 빛을 밝히면서 수백만 개씩 반짝입니다.
19. 누가 인간보다 오래 전에 종이를 만들었으며, 종이를 만드는 일종의 벌은 자기들 집에 어떻게 단열 공사를 합니까?
19 종이. 수천년 전에 이집트인들은 종이를 만들었읍니다. 그래도 그들은 나나니벌, 장수말벌, 말벌 등 보다 훨씬 뒤떨어졌읍니다. 날개 달린 이 일꾼들은 건조된 나무를 씹어서 자기들 집을 짓기 위한 회색 종이를 만듭니다. 말벌은 둥글고 큰 집을 나무에 매달아 놓습니다. 외부를 덮고 있는 여러 겹의 질긴 종이는 밀폐된 공간에 의해 분리됩니다. 이로 인해 생기는, 그 집이 더위와 추위로부터 보호받는 단열 효과는 약 40센티미터 두께의 벽돌벽 효과에 버금갑니다.
20. 한 세균은 어떻게 움직이며, 과학자들은 이에 대해 어떠한 반응을 보여 왔읍니까?
20 회전 기관. 미시세균은 사람보다 수천년 앞서 회전 기관을 만들었읍니다. 어느 세균에는 털같은 꼬리들이 함께 뒤얽혀서 코르크 마개 따개같이 생긴 빳빳한 나선을 형성합니다. 그것은 이 코르크 마개 따개같은 나선을 선박의 추진기 같이 회전시키면서 앞으로 나아갑니다. 그것은 심지어 그 기관을 반대 방향으로 돌릴 수도 있읍니다! 그러나 그 동작 방식은 완전히 밝혀지지 않고 있읍니다. 한 보도에 의하면, 그 세균은 시속 48킬로미터에 상당하는 속도를 낼 수 있다고 하며, “사실상 자연이 바퀴를 발명한 것”이라고 말합니다.6 한 연구가는 이렇게 결론을 내렸읍니다. “생물학에서 가장 매혹적인 개념 중 하나가 현실이 되었다. 참으로 자연은 연결 장치, 회전 차축, 베어링 및 회전력 전달 장치 등을 완벽하게 갖춘 회전 기관을 생산한 것이다.”7
21. 완전히 서로 무관한 몇몇 동물들이 어떻게 음파 탐지기를 사용합니까?
21 음파 탐지기. 박쥐와 돌고래의 음파 탐지기는 인간의 모방품을 훨씬 능가합니다. 방을 어둡게 하고 아주 가는 철사들을 가로질러 매놓아도 박쥐들은 날아다니면서 결코 그 철사들을 건드리지 않습니다. 박쥐가 내보내는 초음파 신호들이 이러한 물체들로부터 반사되어 박쥐에게 되돌아오면, 박쥐는 반향음 탐지 장치를 이용하여 장애물들을 피하는 것입니다. 참돌고래와 고래도 물 속에서 똑같은 일을 합니다. 남미산 쏙독새도 보금자리가 있는 어두운 동굴을 드나들면서 방향을 잡기 위해 쏙독, 쏙독하며 날카로운 소리를 냄으로 반향음 탐지 장치를 사용합니다.
22. 잠수함에서 사용되는 밸러스트 원칙이 서로 무관한 몇 가지 동물들 속에서 어떻게 작용합니까?
22 잠수함. 인간이 잠수함을 발명하기 이전에 많은 잠수함이 존재했읍니다. 미시생물인 방산충류는 원형질 안에 있는 아주 작은 기름 방울로 무게를 조절하여 대양 속에서 오르내립니다. 물고기는 부레에 기체를 넣거나 뺌으로 부력을 변화시킵니다. 앵무조개 껍데기 안에는 방들 곧 부상용 탱크가 있읍니다. 이 탱크 안에 있는 물과 기체의 비율을 조절함으로 그것은 잠수 깊이를 조정합니다. 뼈오징어의 뼈(석회화한 내부 껍질)는 구멍투성이입니다. 부력을 통제하기 위해서, 낙지같이 생긴 이 동물은 뼈에서 물을 뿜어내고 기체가 비어 있는 구멍들을 채우게 합니다. 그리하여 오징어 뼈의 구멍들은 마치 잠수함의 물 탱크와도 같은 작용을 합니다.
23. 어떤 동물들이 열감지 기관을 사용하며, 그것들은 얼마나 정확합니까?
23 온도계. 17세기 이후로 인간은 온도계를 개발해 왔지만, 그것들은 자연계에서 볼 수 있는 온도계들에 비하면 조잡합니다. 모기의 더듬이는 섭씨 500분의 1도의 변화도 감지할 수 있읍니다. 방울뱀 머리 좌우에는 우묵한 곳이 있는데 그것으로 섭씨 1,000분의 1도의 변화도 감지할 수 있읍니다. 보아 구렁이는 0.035초 만에 몇 분의 1도 정도의 열 변화에도 반응을 보입니다. 무덤새와 털칠면조의 부리는 섭씨 0.5도 이내의 온도를 감지할 수 있읍니다.
24. 이러한 예들은 어떠한 표현을 생각나게 합니까?
24 사람이 동물을 모방한 이 모든 것들은 성서의 다음과 같은 제안을 생각나게 합니다. “이제 모든 짐승에게 물어 보라 그것들이 네게 가르치리라 공중의 새에게 물어 보라. 그것들이 또한 네게 고하리라. 땅에게 말하라. 네게 가르치리라. 바다의 고기도 네게 설명하리라.”—욥 12:7, 8.
[연구 질문]
[152면 삽입]
생물들을 모방하는 일이 광범위하게 행해지고 있기 때문에 그것에는 고유한 명칭이 붙여졌다
[153면 도해]
(온전한 형태의 본문을 보기 원한다면, 출판물을 참조하십시오)
집 안이 증발로 시원해진다
사용된 공기
바깥 공기
지하수
[154면 도해]
(온전한 형태의 본문을 보기 원한다면, 출판물을 참조하십시오)
1 2 3 4
1 2 3
[155면 삽화]
기포
[159면 삽화]
앵무조개의 단면
