깃털—설계의 걸작

갈매기 한 마리가 힘차게 날갯짓을 하며 하늘로 솟구쳐 오릅니다. 그런데 일단 어느 정도 높이에 도달하면 방향을 이리저리 바꿔 가며 바람을 타서 하나도 힘들이지 않고 위로 올라갑니다. 날개와 꼬리의 각도를 미세하게 조정하면서 몸을 거의 움직이지 않고 공중에 떠 있습니다. 갈매기는 어떻게 그처럼 우아하고 능숙하게 날 수 있는 것입니까? 그 비밀은 깃털에 숨겨져 있습니다.

현존하는 동물 가운데 유일하게 새만 깃털이 있습니다. 대부분의 새는 여러 종류의 깃털을 가지고 있습니다. 그중 눈에 가장 잘 보이는 것은 서로 겹쳐져 있는 체외형깃인데, 새의 모양이 매끈한 유선형을 이루고 있는 것은 바로 이 깃털 때문입니다. 새가 나는 데 없어서는 안 될 날개깃과 꽁지깃도 체외형깃에 들어갑니다. 벌새는 그러한 깃털이 1000개도 안 되는 반면 백조는 2만 5000개가 넘습니다.

깃털은 설계의 걸작입니다. 깃털의 중앙에는 깃털대라고 하는 유연하고 매우 튼튼한 줄기가 있습니다. 이 줄기에서 바깥쪽으로 깃가지가 뻗어 나가 있으며, 이 무수한 깃가지들이 서로 얽혀서 매끈한 깃잎을 이룹니다. 깃가지에는 수백 개의 미세한 작은깃가지가 나 있고 이 작은깃가지들은 다른 깃가지에서 나온 작은깃가지들과 지퍼처럼 고리로 걸려 있습니다. 이처럼 걸려 있던 작은깃가지들이 풀려도 부리로 손질해 주기만 하면 원상태로 돌아갑니다. 헝클어진 깃털은 사람이 손가락으로 살짝 쓸어 주기만 해도 쉽게 제자리를 찾아갑니다.

날개에 달려 있는 칼깃은 대칭을 이루고 있지 않습니다. 깃털대를 중심으로 볼 때 앞부분이 뒷부분보다 좁습니다. 이처럼 전형적인 날개 모양으로 생겼기 때문에 각각의 칼깃은 그 자체가 작은 날개와 같은 역할을 하게 됩니다. 또한 커다란 칼깃을 자세히 들여다보면 깃털대의 안쪽에 홈이 파여 있는 것을 볼 수 있습니다. 간단해 보이지만 이러한 구조로 인해 깃털대의 강도가 세져서 구부러지거나 뒤틀려도 부러지지 않습니다.

깃털의 다양한 기능

많은 새들의 경우 체외형깃 사이사이에는 가늘고 긴 털깃과 가루깃이 골고루 섞여 있습니다. 털깃의 뿌리 부분에 있는 감각 기관은 바깥쪽의 깃털이 흐트러졌는지 알려 주며 비행 속도를 판단하는 데에도 도움이 될 수 있는 것으로 추정됩니다. 가루깃은 깃털로서는 유일하게 털갈이를 하지 않고 계속해서 자랍니다. 이 깃털의 깃가지들은 부스러져 고운 가루가 되며, 이 가루는 새의 깃털이 방수가 되는 데  도움이 되는 것으로 여겨집니다.

이러한 기능 외에도 깃털은 더위와 추위 그리고 자외선으로부터 새들을 보호해 주는 역할을 합니다. 예를 들어 바다오리는 살을 에는 듯한 바닷바람을 맞으면서도 아무렇지도 않은 듯 잘 살아갑니다. 어떻게 그럴 수 있습니까? 이 새의 몸은 체외형깃으로 물샐틈없이 촘촘하게 덮여 있으며 그 아래에는 솜깃이라고 하는 가볍고 부드러운 깃털이 빽빽한 층을 이루고 있습니다. 이 층은 두께가 1.7센티미터에 이르기도 하며 거의 온몸을 덮고 있습니다. 천연 솜깃은 보온성이 탁월하여 이에 필적할 만한 합성 소재는 아직까지도 개발되지 않고 있습니다.

깃털은 시간이 지나면 낡기 때문에 새들은 털갈이를 합니다. 대부분의 경우 칼깃과 꽁지깃의 털갈이가 정해진 순서에 따라 균형 잡힌 방법으로 이루어지기 때문에 비행 능력을 잃지 않게 됩니다.

“흠잡을 데 없이 완벽”하다

안전한 비행기는 심혈을 기울인 설계와 공학과 건조 과정을 통해 탄생하게 됩니다. 새와 깃털은 어떠합니까? 증거가 되는 화석이 없다 보니 진화론자들 사이에서도 깃털이 어떻게 해서 생겨났는지에 대한 열띤 논쟁이 벌어지고 있습니다. 그러한 논쟁을 벌이다 보면 “열정이 극단”으로 치닫고 “신랄한 욕설”이 오가며 “고생물학자들의 감정이 격해”지는 경우가 비일비재하다고 「사이언스 뉴스」지는 지적합니다. 깃털의 진화에 대한 발표회를 개최한 한 진화 생물학자는 솔직히 이렇게 털어놓았습니다. “과학적인 토론의 장에서 그렇게 예의 없는 행동을 하고 적개심을 나타내리라고는 생각조차 하지 못했습니다.” 깃털이 진화된 것이 분명하다면 그 과정에 대해 논하는 자리에서 그토록 격렬한 논쟁이 벌어질 이유가 어디 있겠습니까?

예일 대학교의 「조류학 편람—새의 구조와 기능」(Manual of Ornithology—Avian Structure and Function)에서는 “깃털이 흠잡을 데 없이 완벽한 게 문제”라고 지적합니다. 깃털이 개선될 필요가 있었다는 증거는 전혀 없습니다. 사실 “화석에 나타나 있는 깃털 가운데 가장 오래된 것도 오늘날 날아다니는 새의 깃털과 차이가 없을 정도로 온전한 형태를 갖추고 있”습니다. * 그러나 진화론에서는 피부에서 자라 나온 돌기가 점점 변해서  깃털이 되었다고 주장합니다. 하지만 “모든 중간 단계에서 적응해야 할 만한 그럴듯한 이유가 없었다면 깃털은 진화하지 못했을 것”이라고 「조류학 편람」은 지적합니다.

간단히 말해서, 오랜 기간에 걸쳐 깃털의 구조에 유전 가능한 변화가 무작위로 일어나고 그러한 각 단계에서 새의 생존 가능성이 비약적으로 향상되지 않는다면 이론상으로도 진화를 통해 깃털이 출현할 수 없다는 것입니다. 심지어 진화론자들 중에도 깃털처럼 복잡하고 기능 면에서도 완벽한 것이 그런 과정을 통해 생겨날 수 있다는 것은 지나친 상상력의 산물이라고 생각하는 사람들이 많습니다.

게다가 만일 깃털이 오랜 기간에 걸쳐 점진적으로 발달했다면 화석 기록에 그 중간 형태가 남아 있어야 합니다. 하지만 그러한 중간 형태는 전혀 발견된 적이 없으며 온전한 형태를 갖춘 깃털의 흔적만이 남아 있을 뿐입니다. “진화론의 입장에서 보면 안된 일이지만 깃털은 매우 복잡한 것”이라고 「조류학 편람」은 지적합니다.

깃털만 있다고 날 수 있는 것은 아니다

깃털의 완벽성은 진화론자들을 곤혹스럽게 하는 문제들 가운데 하나에 불과합니다. 사실상 새의 몸 전체가 비행에 적합한 구조로 되어 있습니다. 예를 들어 새의 뼈는 속이 비어 있어 가볍고 호흡기 역시 효율이 매우 높습니다. 그뿐만 아니라 새는 날갯짓을 하고 날개를 조정하는 데 필요한 특수 근육도 가지고 있습니다. 심지어 깃털마다 위치를 조절해 주는 근육이 여러 개 있습니다. 또한 근육 하나하나를 뇌와 연결해 주는 신경도 있습니다. 새의 뇌는 작지만 이러한 모든 기능을 동시에 자동으로 정확하게 조절하는 능력이 있을 정도로 놀랍습니다. 그렇습니다. 새는 깃털만 있다고 해서 날 수 있는 것이 아닙니다. 놀라울 정도로 복잡한 이러한 모든 기능들 사이에 유기적인 협력이 이루어져야 비로소 날 수 있는 것입니다.

또한 간과해서는 안 되는 것은, 모든 새가 성장과 본능에 대한 온전한 지시 사항이 들어 있는 미세한 세포에서 발달하여 결국 하늘을 날게 된다는 사실입니다. 이 모든 것이 오랜 세월에 걸쳐 유익이 되는 우연한 사건이 거듭 일어난 결과일 수 있습니까? 아니면 새와 깃털에는 최고의 지성을 갖춘 누군가의 손길이 나타나 있는 것이라는 이 극히 간단한 말이 가장 합리적이면서도 과학적인 설명입니까? 증거는 매우 분명합니다.—로마 1:20.

[각주]

[24면 네모와 삽화]

조작된 “증거”

한때 새가 다른 동물로부터 진화했다는 증거로 여겨져 세상을 떠들썩하게 했던 일부 화석 “증거”는 조작된 것임이 밝혀졌다. 예를 들면 2000년에 「내셔널 지오그래픽」(한국어판)지는 공룡의 꼬리를 가진 깃털 달린 동물의 화석에 관한 기사를 실었다. 그 기사에는 그 동물이 “공룡과 새를 연결하는 복잡한 사슬의 잃어버린 고리임이 확실”하다고 단언하는 말이 나온다. 하지만 그 화석은 다른 두 동물의 화석을 조합해서 조작한 것임이 드러났다. 사실 그러한 “잃어버린 고리”는 전혀 발견된 적이 없다.

[자료 제공]

O. Louis Mazzatenta/National Geographic Image Collection

[25면 네모]

새의 눈에는 어떻게 보일까?

새들의 깃털은 색깔이 선명하고 현란하기까지 하다. 사람들은 이러한 깃털을 보고 감탄을 금치 못한다. 하지만 새들에게는 그러한 깃털이 더 멋있게 보일지 모른다. 인간에게는 색깔을 감지하는 원추세포가 세 가지밖에 없는데 반해, 일부 새들의 눈에는 그러한 세포가 네 가지이다. 인간에게는 없는 이 원추세포 덕분에 새는 인간이 볼 수 없는 자외선을 볼 수 있다. 일부 종의 경우 인간에게는 암수가 거의 똑같아 보이지만 수컷과 암컷의 깃털은 자외선을 반사하는 방식이 각기 다르다. 이들은 그 차이를 구분할 수 있으며 그로 인해 짝이 될 새를 알아볼 수 있는 것 같다.

[23면 도해]

(온전한 형태의 본문을 보기 원한다면, 출판물을 참조하십시오)

깃가지

작은깃가지

깃털대

[24면 삽화]

체외형깃

[24면 삽화]

털깃

[25면 삽화]

가루깃

[25면 삽화]

솜깃

[24, 25면 삽화]

가다랭이잡이