회전하는 엔진(Rotary Engines)
Science Spot 글, 이종헌 역, Creation ex nihilo, Vol. 15, No. 1, 1993
진화에 대한 도전
바퀴나 기어 그리고 회전하는 모터 같은 회전장치들은 자연 세계의 생명체에 들어있는 특징으로는 여겨지지 않는다. 진화론자들은 그들이 그 이유를 안다고 주장할 것이다. 그들은 운동을 가능하게 하는 ''푸쉬-풀(밀고 당기는) 방식의'' 엔진(근육과 같은)의 기원을 설명할 수 있다고 믿는다. 즉, 유용하다고 볼 수 있는 ''부분적으로 진화된'' 단계(따라서 자연선택이 될 수 있는)를 생각할 수 있다고 주장한다. 예를 들어, 초기의 둥그스름한 작은 덩어리 같은 조상들은 적으로부터 멀리 가거나 먹이를 향해 가는 어떤 주어진 방향으로 자기 자신을 수축시킬 수 있는 매우 기본적인 능력으로부터 이득을 얻을 수 있었다.
이와 같이, 동물이 바퀴를 진화시키지 않은 이유는 그것이 타고 다닐 충분한 고속도로가 없어서가 아니라, 회전장치는 처음에 출현할 때부터 크게 기능적이어야만 하기 때문이라고 그들은 주장할 것이다. 예를 들어, 바퀴가 둥글게 되어 가는 도중에, 혹은 아직 그 축 주위로 회전할 수 없을 때에는 오히려 장애물이 될 것이므로 도태되었다. 푸쉬-풀 방식의 엔진과는 달리 생물체에 대해 ''부분적으로만 작동하는'' 회전엔진을 상상하는 것은 불가능해 보인다.
그러므로, 살모넬라와 대장균(모든 사람의 장(腸) 속에 무수히 존재하는)을 포함하여 보통의 박테리아가 회전하는 엔진을 갖고 있음이 요즘 밝혀졌다는 것은 아주 흥미롭다. 생명체의 외부 막으로부터 돌출되어, 편모라고 부르는 채찍 같은 섬유질 구조의 다발이 있는데, 작은 분자 모터가 그것을 회전하여 유기체를 추진한다.
예를 들어, 살모넬라는 이러한 엔진 여섯 개 혹은 일곱 개가 동시에 작동한다. 비록 이들의 지름이 1 밀리미터의 백만분의 30에 불과하지만, 이들 엔진은 고정된 링 혹은 고정자 속에서 회전하는 회전자를 갖는다는 점에서 사람들이 만든 전기 모터와 유사하다. 이들 믿을 수 없을 정도로 에너지 효율이 높은 모터는 분당 약 15,000 회전 정도의 놀라운 속도로 회전한다!
(위) 몸으로부터 돌출된 채찍 같은 편모를 보여주는 박테리아의 그림
(아래) 세포막에 묻힌 모터에 부착된 살모넬라 편모의 그림. 터미널 링은 섬유질에 토크(즉, 회전)를 전달하는 막대(rod)와 함께 회전하는 것으로 여겨진다.
숙련된 일본 생물물리학자 팀은 이들 모터가 정확히 어떻게 작동하는지 이해하기 위해서 수년간 수백만 달러를 사용하고 있다. 그런데도 지금까지, 편모 섬유질 속의 분자들이 어떻게 배열되어 있는지조차 완전히 알아내지 못하고 있다. 그 연구에 돈을 사용하는 것은, 이 환상적인 초소형 기술의 응용을 위해 인류가 언젠가는 이 놀라운 설계의 정보를 모방할 수 있으리라는 희망 때문이다.
놀라울 정도로 복잡한 물질의 배열이 어떻게 해서 우연한 돌연변이의 선택에 의해 진화가 가능하다거나 생각할 수 있다거나 상상할 수 있다고 조금이라도 생각하는 사람은 아무도 없다고 말해도 좋을 것 같다. 대안적인 설명으로, 그들이 창조되었다고 말하는 것이 훨씬 더 합리적이다.
