아가미의 비슷한 기계로 인간도 물 속에서 숨쉴수 있을까요?

Question

물고기는 아가미로 숨을 쉬는데 아가미와 비슷한 기계를 만드면 인간도 숨을 쉴수있지 않을까요? 아직 그러한 기계를 만들수 없나요? 궁금해요

공정한백로247 · Accepted Answer

안녕하세요. 과학전문가입니다.인간은 폐로 호흡을 합니다. 아가미로 호흡을 하는 물고기와는 구조적으로 다른 신체를 가지고 있어서 인간이 아가미가 있더라도 불가능합니다.

고운푸들16 · Answer

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.이미 그러한 기계는 만들어져 있습니다.인공아가미를 사용한 '생체모방형 산소공급 호흡장치'로 물속에 녹아있는 용존산소를 걸러내어 착용자에게 제공하는 장치입니다.이때 사용하는 것으 중공섬유라는 것인데요 특정 기체를 여과할 수 있는 섬유입니다.

신기한친칠라145 · Answer

안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.우리 인간이 물에서 왔으며 언젠가는 다시 물로 돌아가리라고 믿습니다. 사소하지만 그것을 드러내는 징후가 있어요. 대머리가 점점 많아진다는 것과 코가 짧아지는 경향이 있다는 것이 바로 그거예요. 우리의 몸이 갈수록 공기역학적으로 변해 가고 있는 것 같지 않습니까? 우리는 장차 다가올 변형을 서서히 준비하고 있어요. 물 속의 집으로 돌아갈 준비를 하고 있는 것이지요.”인류의 기원을 주제로 다룬 프랑스 작가 베르나르 베르베르의 ‘아버지들의 아버지’라는 소설에 등장하는 한 과학자의 말을 인용한 구절이다. 소설 속의 한 등장인물인 이 과학자는 인류의 기원에 대해 매우 흥미로운 이론을 펼친다. 인간의 조상이 직접 물에서 왔다고 주장하는 이론이 바로 그것이다. 즉, 고대 뱃사람들이 사이렌이라고 생각했던 해우(海牛) 같은 유인어(類人魚)가 인간의 조상이라는 설이다. 그는 그에 대한 증거로 다른 동물과 달리 2/3 정도가 살갗에 덮여 있는 인간의 발가락뼈를 한 예로 든다. 헤엄치기에 알맞도록 발가락 사이에 발달해 있던 물갈퀴의 흔적일 거라는 주장이다.바빌로니아인과 아시리아인, 인도인 등의 고대 신화에서 유난히 바다에서 온 신들이 많다는 것도 하나의 증거로 꼽는다. 심지어 인간 화석의 ‘잃어버린 고리’도 바다 속에 있어서 찾아내지 못하고 있다고 말한다. 인기 작가인 베르베르답게 기발하고 재미난 주장이다.소설 속의 주장과는 전혀 다른 차원이지만, 수많은 생명 기원 가설 중에서 많은 지지를 받고 있는 이론 중의 하나가 ‘해양기원설’이다. 해양 속에서 원시적인 세포가 처음 나타났고, 점차 단세포 조류로 진화하면서 최초의 생명이 등장했다는 가설이다.인간이나 쥐, 악어, 새, 물고기 같은 척추동물의 경우 수정란에서부터 시작해 배아, 태아로 발생되는 과정이 거의 유사하다. 배아의 어떤 시기에서는 얼굴 및 전체 모양이 별반 다르지 않다.또한 폐호흡을 하는 사람의 경우에도 임신 5주 된 배아에서, 물고기의 배아에서 나타나는 아가미 틈이 나타난다. 물고기는 이 아가미 틈이 계속 발달해 아가미 호흡이 가능한 구조가 되지만 사람은 그 후 아가미 틈이 소실되고 폐가 발생한다. 동물은 원래 같은 조상으로부터 기원했음을 짐작할 수 있는 증거들인 셈이다.인간 선조의 사촌 물고기창조론 학자들이 지적하는 진화론의 가장 큰 모순은 ‘잃어버린 고리’, 즉 중간화석이 없다는 점이다. 그런데 2004년 물고기가 육상동물이 되었다는 증거로 볼 수 있는 중간화석이 발견됐다. 미국 하버드대과 시카고대 공동연구팀이 북극의 캐나다령 엘스미어섬에서 발굴한 화석인 ‘틱타알릭 로제(Tiktaalik rosea)’가 바로 그것. 최대 길이 2.7미터로서 악어와 닮은 틱타알릭의 가슴 지느러미 안에는 네발 동물의 다리 골격에 해당하는 관절 및 발목, 어깨뼈 등이 들어 있다.따라서 과학자들은 틱타알릭을 3억8천만년 전의 원시 물고기 판데릭티스와 3억6천만년 전의 초기 육상동물인 아칸토스테가를 이어주는 ‘잃어버린 고리’로 추정한다. 물론 창조론 학자들은 틱타알릭을 멸종된 특이한 어류의 한 종류로 보지만, 진화론 학자들은 사람의 손목뼈와 너무나 닮은 뼈를 지느러미에 갖고 있는 틱타알릭을 인간 선조의 사촌쯤 되는 존재로 인정한다.미국 과학자들이 두개골 내부를 재구성해 연구를 진행한 결과, 틱타알릭은 머리뼈가 어깨뼈와 분리돼 있어서 목이 자유로웠고 그 덕분에 얕은 물에서 머리를 들어 숨을 쉬거나 먹이를 쫓을 수 있었다는 사실도 밝혀졌다.틱타알릭 발굴에 참여했던 세계적인 고생물학자 닐 슈빈은 “인간이 딸꾹질을 하는 이유가 물고기로부터 진화했기 때문”이라고 설명한다. 물고기의 경우 호흡을 통제하는 원시 뇌인 뇌간과 호흡기가 거의 붙어 있어서 문제가 없지만, 포유류들은 뇌간과 숨을 쉬는 허파가 너무 멀리 떨어져 있어 딸꾹질을 한다는 것. 즉, 인간은 물고기와 다른 모습으로 진화했음에도 호흡 통제는 여전히 물고기처럼 뇌간이 맡고 있으므로 딸꾹질이 일어난다는 설명이다.부갑상선은 아가미의 진화 산물최근의 연구결과에서도 인간이 물고기로부터 진화했다는 주장이 꾸준히 나오고 있다. 영국 킹스칼리지 연구팀은 혈액에서 칼슘의 양을 조절하는 부갑상선이 목 근처에 위치한 것은 물고기의 아가미에서 진화했기 때문이라는 연구결과를 내놓았다. 칼슘은 생리학적인 과정에서 근육위축이나 혈액응고, 신경세포의 신호 전달 등 중요한 역할을 한다. 물에서 칼슘을 흡수하는 물고기는 아가미를 이용해 내부 칼슘 농도를 증가시키는데, 이것이 육상으로 올라와 진화하는 과정에서 목 근처에 부갑상선이라는 조직이 만들어졌다는 것. 만일 처음부터 부갑상선이 육상동물의 내분비기관으로 발생했다면 목 근처보다는 훨씬 조절이 유리한 다른 곳에 자리 잡았을 것이다. 또 연구팀은 닭 및 쥐의 부갑상선과 제브라피시 및 돔발상어의 아가미를 비교한 결과, 두 기관이 태아 때 동일한 형태의 조직에서 발달된다는 사실을 확인했다.지난해 유럽분자생물학연구소는 인간 두뇌의 놀라운 혁신을 일으킨 특성 중의 하나로 생각돼 온 ‘대뇌피질’을 해양생물에서도 발견했다. 바다에 서식하는 원참지렁이가 그 주인공으로서, 분자 지문을 현존하는 척추동물의 두뇌 외피 정보와 비교한 결과 너무 유사해 개별적인 기원으로 보기 어렵다는 게 연구팀의 결론이다. 따라서 연구팀은 원참지렁이가 인간과 6억년 전까지 뇌구조의 진화론적인 과거를 공유하고 있던 선조 생명체라고 발표했다. 한편 육지의 척추동물들은 물고기 형태의 코가 해부학적인 변형을 일으키면서 비로소 숨을 쉴 수 있게 됐으며, 인간의 귀는 고대 어류의 아가미에서 진화했다는 연구결과 등도 쏟아져 나왔다.지난 9일 한국기계연구원은 에너지플랜트연구실 허필우 박사팀이 산소통 없이도 물 속에서 호흡을 할 수 있는 ‘생체모방형 산소호흡장치’를 개발해 특허를 출원했다고 밝혔다. 이 장치는 구명조끼에 작은 인공아가미 기술을 채용해 물고기의 아가미처럼 물 속에 녹아 있는 용존산소에서 산소 기체를 추출해낸다. 조난사고 시 생존율을 높이기 위해 개발돼 지금은 1분당 40㎖의 용존산소 분리가 가능하지만, 분당 1ℓ 이상으로 기술을 향상시킬 경우 산소통과 달리 사용시간에 제한이 없으므로 수중레저 및 탐사활동 분야에서 상당한 효용성을 발휘할 것으로 기대된다고 한다.이 장치의 등장은 과학기술의 발달이 결국 베르나르의 소설 속의 주장처럼 인간을 다시 바다 속 고향으로 돌려보낼지도 모른다는 상상을 하기에 충분하다.

기계공학

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아가미의 비슷한 기계로 인간도 물 속에서 숨쉴수 있을까요?