How do oysters make pearls? - Rob Ulrich

번역: Hyeryung Kim 검토: DK Kim

While most people wouldn’t consider the crusty exterior of an oyster

딱딱한 굴 껍데기가 특히 아름답다고 하는 사람은 거의 없습니다.

to be particularly beautiful,

opening up this craggy case might reveal an exquisite jewel nestled within.

하지만 우툴두툴한 껍데기를 열면 그 안에는 우아한 보석이 숨어있죠.

Yet, despite their iridescent colors and smooth shapes,

진주는 표면이 무지갯빛으로 반들거리지만

pearls are actually made of the exact same material

사실 겉 껍데기와 성분이 완전히 똑같습니다.

as the shell that surrounds them.

Pearls, urchin spines, the shells of mussels, snails and clams, even coral—

진주, 성게 가시, 홍합 껍데기, 달팽이와 조개 껍데기 그리고 산호까지

all these structures are made out of the same chemical compound:

이 모든 것들이 전부 동일한 화합물로 만들어집니다.

calcium carbonate.

바로 탄산 칼슘입니다.

So, how does this single ingredient form such a vast array of materials?

어떻게 동일한 한 성분으로 이렇게 다양한 것들을 만들까요?

Calcium carbonate, or CaCO3, is common on land,

탄산 칼슘 혹은 CaCO3은 육지에서 흔하고

and even more bountiful in the sea.

바다에서는 더 흔하게 보입니다.

The Earth’s crust is rich in calcium,

지각에는 칼슘이 많이 있는데

and over millennia these deposits have seeped into rivers and oceans.

이것들이 오랜 시간에 걸쳐 강과 바다로 녹아들어갔습니다.

This is especially true near hydrothermal vents,

이 현상이 현저한 곳은 열수 분출공 주변인데

where hot seawater mingles with calcium rich basalts.

여기에서 뜨거운 바닷물과 칼슘이 많은 현무암이 섞입니다.

한편, 공기 중의 이산화 탄소가 해수와 반응하면

Meanwhile, when carbon dioxide in the air interacts with seawater

it eventually produces dissolved carbonate.

용존 탄산염이 생성됩니다.

Every year, the ocean absorbs roughly one third of our carbon dioxide emissions,

매년 배출되는 이산화 탄소의 삼분의 일 정도가 바다로 흡수되면서

adding huge quantities of carbonate into the water.

탄산염이 물속으로 매우 많이 녹아듭니다.

It’s no surprise that sea creatures have made use of these abundant compounds,

해저 생물들은 당연히 이 풍부한 탄산염을 이용합니다.

but the way calcium and carbonate are woven together into various shapes

그런데 칼슘과 탄산염이 서로 엮여서 다양한 구조를 만드는 과정은

is surprisingly artful.

놀랍도록 교묘합니다.

Let’s return to the humble oyster.

보잘것없는 굴 얘기로 돌아와 봅시다.

Like many aquatic mollusks, oysters start life as exposed larvae,

수생 연체동물 대부분이 그렇듯 굴도 껍데기가 없는 유생으로 시작해

and quickly get to work building a protective shell.

신속하게 껍데기를 만들기 시작합니다.

First, an organ called the mantle secretes an organic matrix

우선 외투막이라는 기관에서 유기 기질을 분비하는데

of proteins and other molecules to construct a scaffold.

이는 골격을 만들 단백질과 다른 분자들의 복합체입니다.

Then, the oyster filters the seawater,

다음으로 굴은 바닷물을 여과해서

drawing out calcium and carbonate to combine them into its building material.

껍데기 재료와 결합할 칼슘과 탄산염을 뽑아냅니다.

It lays this material over the scaffold,

굴은 이 결합체를 골격 위로 쌓는데

which is covered in charged proteins that attract and guide

골격은 전하를 띠는 단백질로 덮여 있어서

칼슘과 탄산염 분자들을 끌어 당기고 배치할 수 있습니다.

the calcium carbonate molecules into layers.

The specific arrangement of these protein scaffolds depends on the mollusk species

이 단백질 골격의 독특한 배치 구조는

연체동물 종류와 주변 환경에 따라 달라집니다.

and their environment,

accounting for their vast diversity of shell shapes, sizes, and colors.

그래서 껍데기 모양과 크기, 색깔도 이에 따라 다양하게 결정되죠.

Mollusks carefully control all components of their calcium carbonate creations—

연체동물은 탄산 칼슘 생성물의 모든 성분을 정교하게 조절합니다.

even manipulating CaCO3 at the molecular level.

심지어 CaCO3를 분자 수준에서 조절하죠.

Using special proteins,

연체동물은 특정 단백질을 이용해

mollusks can produce two crystal structures out of CaCO3:

탄산 칼슘의 두 가지 결정 구조를 만듭니다.

calcite and aragonite.

바로 방해석과 산석입니다.

Both of these compounds have the same chemical composition,

두 화합물의 화학적 구성은 같지만

but different qualities due to the way their crystal lattices are arranged.

결정격자 배열 방법에 따라 성질이 달라집니다.

Calcite is the more stable of the two and less prone to dissolving over time,

방해석은 더 안정적이고 시간이 지나도 잘 용해되지 않습니다.

so most mollusk shells have a sturdy outer layer of calcite.

그래서 연체동물 껍데기 바깥층은 대부분 단단한 방해석으로 되어 있죠.

As the slightly more soluble molecule,

산석은 좀 더 쉽게 녹는 분자라서

aragonite can better adapt to more or less acidic environments.

대체로 산성 환경에 더 적당합니다.

So most mollusk shells have an interior layer of aragonite

그래서 연체동물 대부분은 껍데기 안쪽의 산석 층을 이용해

to maintain their internal pH level.

내부 산성도를 일정하게 유지합니다.

But one form of aragonite is stronger and more versatile than the rest:

그런데 산석 중에서

다른 부분보다 더 견고하고 더 유용한 형태가 있습니다.

nacre.

바로 진주층입니다.

Mollusks make this special material by placing successive layers of aragonite

연체동물은 산석과 단백질을 상호 교차해 연속적으로 쌓으면서

interspersed with proteins.

독특한 진주층을 만듭니다.

These layers are stacked like hexagonal bricks,

이는 마치 육각형 벽돌 같은 계층 구조인데

each surrounded by other organic material that directs their orientation.

각 벽돌 층은 방향을 정렬하는 다른 유기물로 둘러싸여 있습니다.

The uniform layering and brick-like structure of nacre

바로 이 진주층의 균일한 벽돌 구조가

is key to its signature iridescence.

찬란한 진주 광택을 내는 핵심 요소입니다.

The layers are similar in thickness to the wavelength of visible light,

내층의 두께는 가시광선의 파장과 비슷해서

so the light reflecting from its interior surface

안쪽 표면에서 반사한 빛과 바깥 표면에서 반사한 빛이

interferes with the light reflecting from the outer surface.

서로 간섭을 합니다.

When particles of light strike the nacre,

광자가 진주층에 부딪히면

they bounce around its multilayered crystalline structure

다층 결정 구조 사이에서 튕기면서

in a cascade of shifting rainbows.

무지개가 번지는 것처럼 쏟아져 나옵니다.

But nacre isn’t just pretty—

진주층은 단지 아름다울 뿐만 아니라

it’s one of the strongest and lightest biomaterials we know of.

우리가 아는 가장 단단하고 가벼운 생물 소재 중 하나이기도 합니다.

And it's not just oysters that produce it.

진주를 만드는 생물은 굴 외에도 많습니다.

In fact, numerous mollusk species deploy nacre

사실 수많은 종류의 연체동물이 주요 방어 수단으로

as one of their primary defense mechanisms.

진주층을 이용합니다.

If an intruding parasite or even a stray particle of sand irritates the mantle,

외부 침입 기생충이나 떠다니는 모래 입자가 외투막을 자극하면

the mollusk will coat the offender in nacre-producing cells

연체동물은 이 침입자들 주위를 진주층 생성 세포로 감싸고

to form what’s known as a pearl sac.

진주낭이라는 것을 만듭니다.

These cells wrap the threat in layers of proteins and aragonite

진주층 생성 세포는 침입자를 단백질과 산석 층으로 둘러싸고

until eventually the cocoon completely absorbs the invader—

결국 진주낭 속으로 완전히 들어 가게 합니다.

dissolving the threat into an opalescent sphere of nacre.

유백색의 동그란 진주층이 적을 완전히 없애버리는 거죠.

This defense mechanism is our leading theory for mollusks making pearls;

이 방어 과정이 바로 연체동물의 진주 생성에 대한 유력한 이론이며

transforming everyday intruders into timeless treasures.

이를 통해 일시적인 침입자가 불멸의 보물로 바뀝니다.