열로인한 에너지 손실없는 완벽한 효율성 갖춰

2천여 종 이르는 반딧불 각기 다른 신호내
필요시 산화질소 분비 산소방향 바꿔 빛 조절

 시골이나 도시의 근교에서 어린 시절을 보낸 적이 있는 사람이라면 여름밤 꽁지에 불을 켜고 날아 다니는 신기한 곤충을 본 기억이 있을 것이다. 어떤 이는 그것들을 잡아 유리병에 넣어두고 밤이면 그 불빛을 보며 즐거워했을지도 모른다. 보통 우리가 개똥벌레라고 부르는 이것은 반디라는 이름의 작은 (보통 1.5 cm안팎) 곤충인데, 학문적으로는 갑충류에 속하며 딱정벌레의 일종이다. 지구상에 현재 약 2천 종 가량이 알려져 있으며 열대와 온대 지방에 걸쳐 광범위하게 분포되어 있다. 그 생애의 대부분은(약 2년 정도) 유충으로 보내고 단지 여름에 짧은 수 주 동안만을 날개 달린 성충으로 살다가 죽게 된다. 몸은 대개가 납작하고 어두운 갈색이거나 검정색인데, 복부에는 특이한 색깔(보통 노랑색이나 주황색 혹은 연두색)의 빛을 내는 구조를 갖고 있어 다른 곤충들과 구별된다.
 반딧불이 우리 눈에는 신비롭게 혹은 아름답게 보일 수도 있겠지만, 사실 반디 자신에게는 생존이 걸린 매우 중요한 문제이다. 그 이유는 첫째, 적들에게 자신의 존재를 선명하게 인식시켜 자신을 보호하기 위함인데, 반디의 몸에는 매우 불쾌한 맛이 나는 물질이 들어 있어 다른 동물들에게 마치 “내가 바로 그 고약한 맛이 나는 반디에요, 그러니 나를 잡아먹지 말아주세요” 라고 말하듯이 신호를 보낸다. 둘째는 보다 중요한 이유인데, 반딧불을 깜빡임으로써 수컷과 암컷끼리 서로 짝짓기를 하는 신호로 사용한다. 실제로 반딧불을 자세히 관찰해 보면, 서로 다른 종간에 그 색깔이 서로 다를 뿐만 아니라 마치 사람이 개발한 모스 무선 신호를 보내는 것과 같이 그 반짝거리는 불빛의 횟수와 간격이 또한 모두 다름을 알 수 있다. 예를 들어 어떤 반디의 한 종은 수컷이 날아가면서 매 5.5초 마다 평균 0.3초 동안 빛을 내보낸다. 그러면 땅위에 있는 암컷은 이 불빛을 본 후 약 2초 후에 여기에 대한 반응을 내보내는데, 암컷으로부터 돌아오는 이 반응의 간격을 보고 수컷은 이 암컷이 자기와 같은 종임을 알고 같이 짝을 짓기 위하여 땅으로 내려온다.
 같은 종 내의 암수 상호 간에 서로 미리 약속된 신호와 그 해독 장치가 있지 않고는 그 들이 종을 유지하기가 불가능함을 알 수 있다. 이것은 반디를 누군가가 설계하였음을 보여주는 강력한 증거이다. 왜냐하면 우연히 어느 반디 조상 중의 하나가 돌연변이에 의하여 예를 들어 2초 간격의 반응신호를 내보내는 암컷을 태어나게 했다 하더라도 그 신호를 사전 약속에 의해서 인지할 수컷이 없으면, 그 새로운 반디의 종은 종을 유지해 갈 수가 없게 될 것이기 때문이다. 지구상에 2천 종이나 되는 반디들이 모두 서로 다른 신호를 가지고 자신의 종을 유지해가며 질서를 유지하고 있다는 것은 도저히 우연히 될 수 없는 기적이요 바로 하나님의 창조에 대한 또 하나의 분명한 증거이다.
 그런데 반디는 어떻게 빛을 필요할 때만 일정한 간격으로 켰다 껐다 할 수 있을까? 더군다나 그 간격과 횟수는 매우 정확히 조절되어야만 하지 않는가? 그 비밀은 반디의 뇌에 있다. 우선 반디의 복부를 보면 공기를 받아들여 운반하는 공기관이 있고, 이 공기관은 다시 광세포로 둘러싸여 있는데, 광세포의 안쪽은 세포 속에 에너지를 만드는 미토콘드리아가 빽빽이 자리를 잡고 있고 외부로 향한 바깥쪽은 투명한 렌즈 모습을 하고 있다.
 광세포의 중심에는 페록시좀이라고 불리는 소기관이 있는데, 이곳이 바로 공기 중의 산소를 연소시켜 반디 특유의 빛을 내는 곳으로, 말하자면 전구의 중심에 있는 필라멘트와 같은 역할을 하는 곳이다. 이제 짝짓기 해야 할 때가 되면 반디의 뇌는 공기관 세포로 하여금 산화질소(NO)라는 가스를 분비하게 하는데, 이 산화질소는 미토콘드리아의 작용을 멈추게 하여 평상시에는 미토콘드리아로 들어가던 산소를 페록시좀으로 가도록 방향을 바꾸는 역할을 하고, 그 결과 페록시좀은 산소를 받아 빛을 내게 된다. 한편, 미토콘드리아는 잠시 후 (0.3내지 0.7초) 다시 그 기능을 회복하고 페록시좀으로부터 산소를 도로 가져감으로 빛이 꺼지게 된다. 결국 뇌의 지시에 의하여 필요할 때에만 분비되는 산화질소가 산소의 방향을 바꿔 줌으로써 반디의 빛을 적당한 간격으로 그 종에 맞게 켰다 껐다 할 수 있는 것이다. 미토콘드리아와 페록시좀은 반디의 생존에 절대적으로 필요한 그러나 서로 다른 기능을 하는 두 소기관이다.  그런데 이 둘이 기능을 하는데 없어서는 안 될 산소를 1초 이내의 짧은 시간 동안에 그것이 사용되어지는 방향을 바꾸는 절묘한 조절을 통하여 두 소기관의 필요를 모두 만족시키고 있지 않은가? 그것은 이 구조가 우연히 된 것이 아니라 바로 하나님이 설계하셨기 때문에 가능하다.
 한 가지 더 흥미로운 사실이 있다. 이제까지 사람이 만든 그 어떤 전구도 열로 인한 에너지 손실이 없이 100% 모든 에너지를 빛으로만 전환시키지 못하고 있다. 그런데 반딧불은 예를 들어 같은 밝기의 촛불과 비교하였을 때 그 열이 무려 8만분의 1밖에 되지 않을 정도로 열로 인한 에너지 손실이 전혀 없이 그야말로 거의 100% 완벽에 가까운 효율성으로 빛을 만든다고 하니, 사람이 지혜롭다 하여도 어찌 하나님께 미치겠는가? 그러므로 성경은 말한다. ‘여호와께 피함이 사람을 신뢰함보다 낫다(시 118:8)’라고.

연세대 의대 생리학교실
한국창조과학회 이사
김정훈 박사