Human sperm vs. the sperm whale - Aatish Bhatia

사람의 정자 대 향유 고래 - 아티쉬 바티아(Aatish Bhatia)

번역: Gemma Lee 검토: 은지 고

In 1977, the physicist Edward Purcell

1977년 물리학자 에드워드 퍼셀은

calculated that if you push a bacteria and then let go,

만약 박테리아를 밀다가

놓아버리면

it will stop in about a millionth of a second.

백만분의 1초 안에 멈출거라고 계산했습니다.

In that time, it will have traveled less than the width of a single atom.

그 시간 동안 박테리아는

원자 1개의 너비보다 적게 이동했을 겁니다.

The same holds true for a sperm and many other microbes.

정자나

다른 미생물도 마찬가지입니다.

It all has to do with being really small.

그것들은 아주 미세하다는 공통점이 있습니다.

Microscopic creatures inhabit a world alien to us,

미생물은 우리가 보기에 아주 생소한 세상에서

where making it through an inch of water is an incredible endeavor.

2.5 cm 의 물속을 지나가기에도

엄청난 노력을 기울이며 살아갑니다.

But why does size matter so much for a swimmer?

수영하는 물체의 크기가 왜 그렇게 중요할까요?

What makes the world of a sperm so fundamentally different

정자가 사는 세상이

향유고래가 사는 세상과

from that of a sperm whale?

근본적으로 다른 까닭이 뭘까요?

To find out, we need to dive into the physics of fluids.

그걸 알아내려면

유체역학 속으로 빠져들어야 합니다.

Here's a way to think about it.

이렇게 생각할 수 있습니다.

Imagine you are swimming in a pool.

여러분이 수영장에서 헤엄친다고 상상해보세요.

It's you and a whole bunch of water molecules.

여러분과 또 엄청난 숫자의 물 분자가 있습니다.

Water molecules outnumber you a thousand trillion trillion to one.

물 분자의 숫자가 훨씬 많습니다.

셀 수 없는 숫자 대 1이죠.

So, pushing past them with your gigantic body is easy,

그래서 물 분자를

여러분의 큰 몸으로 밀고 지나가기는 쉽습니다.

but if you were really small,

하지만 여러분이 아주 작다면,

say you were about the size of a water molecule,

물 분자만큼이나 작다면 어떨까요.

갑자기, 여러분은 마치

all of a sudden, it's like you're swimming

사람들이 가득한 수영장에서 헤엄치는 것처럼 느낄 겁니다.

in a pool of people.

그냥 손쉽게 쉬익 하면서

Rather than simply swishing by all the teeny, tiny molecules,

아주 작은 분자를 밀치고 나가는 대신

now every single water molecule

어떤 곳에 도달하기 위해서는

is like another person you have to push past

이제는 분자 하나하나가

to get anywhere.

헤치고 나가야 할 사람처럼 느껴집니다.

1883년 물리학자 오스본 레이놀즈는

In 1883, the physicist Osborne Reynolds

figured out that there is one simple number

유체가 어떻게 거동하는지 예측할 수 있는

that can predict how a fluid will behave.

하나의 숫자를 알아냈습니다.

It's called the Reynolds number,

그것을 "레이놀즈 수" 라고 합니다.

and it depends on simple properties like the size of the swimmer,

레이놀즈 수는 간단한 속성과 관련되는데,

헤엄치는 물체의 크기,

its speed, the density of the fluid,

속도,

유체의 밀도,

and the stickiness, or the viscosity, of the fluid.

유체의 끈적임,

즉 점성 등입니다.

이것은

What this means is that creatures of very different sizes

크기가 다른 생물은 서로서로

inhabit vastly different worlds.

아주 다른 세계에 살고 있다는 뜻입니다.

For example, because of its huge size,

예를 들면 커다란 몸집 때문에

a sperm whale inhabits the large Reynolds number world.

향유 고래는

레이놀즈 수가 큰 세계에 삽니다.

If it flaps its tail once,

향유 고래가 꼬리를 한 번 내려치면

it can coast ahead for an incredible distance.

아주 멀리 나아갈 수 있습니다.

Meanwhile, sperm live in a low Reynolds number world.

반면에 정자는

레이놀즈 수가 작은 세계에 살고 있습니다.

If a sperm were to stop flapping its tail,

정자가 꼬리를 흔들지 않으면

it wouldn't even coast past a single atom.

원자 하나도 지나가지 못합니다.

정자가 된 기분이 어떨지 상상하려면

To imagine what it would feel like to be a sperm,

you need to bring yourself down to its Reynolds number.

레이놀즈 수를

낮게 만들어야 합니다.

Picture yourself in a tub of molasses with your arms moving

여러분이 당밀이 담긴 욕조 안에 있다고 가정해보죠.

여러분의 팔이

about as slow as the minute hand of a clock,

시계의 분침만큼 천천히 움직인다고 생각하면

and you'd have a pretty good idea of what a sperm is up against.

정자가 얼마나 험한 여정을

하는지 상상이 될 겁니다.

So, how do microbes manage to get anywhere?

그렇다면 미생물은 어떻게 다른 곳으로 갈 수 있을까요?

Well, many don't bother swimming at all.

글쎄요. 많은 미생물은 아예 수영을 하지 않습니다.

They just let the food drift to them.

미생물은 먹이가 그들에게 다가오게 내버려둡니다.

This is somewhat like a lazy cow

비유를 들자면 게으른 소가

that waits for the grass under its mouth to grow back.

주둥이 아래에 있는 풀이 다시 자라나길 기다리는 것과 같습니다.

But many microbes do swim,

하지만 많은 미생물이 헤엄치고

and this is where those incredible adaptations come in.

거기서 놀라운 적응력을 보여줍니다.

One trick they can use is to deform the shape of their paddle.

미생물이 쓰는 기법은

섬모의 모양을 바꾸는 것입니다.

By cleverly flexing their paddle

섬모를 자유롭게 바꿈으로써

to create more drag on the power stroke than on the recovery stroke,

앞으로 나갈 때 더 힘있게

잡아당깁니다.

single-celled organisms like paramecia

짚신벌레와 같은 단세포 생물은

manage to inch their way through the crowd of water molecules.

물 분자가 가득한 곳을

지나갈 수 있습니다.

But there's an even more ingenious solution

하지만 박테리아와 정자가 개발한

arrived at by bacteria and sperm.

더 놀라운 해결책이 있습니다.

Instead of wagging their paddles back and forth,

섬모를 앞뒤로 움직이는 대신

코르크 나사처럼 돌립니다.

they wind them like a cork screw.

Just as a cork screw on a wine bottle

포도주 병의 코르크 나사처럼

converts winding motion into forward motion,

돌리는 움직임이 앞으로 나가게 만들어서

these tiny creatures spin their helical tails

이들 작은 생물들은 나선형의 꼬리를 돌려서

to push themselves forward

물이 마치 코르크처럼 두껍게 느껴지는 곳에서

in a world where water feels as thick as cork.

앞으로 나아갈 수 있습니다.

Other strategies are even stranger.

다른 전략은 더 이상해보입니다.

Some bacteria take Batman's approach.

어떤 박테리아는 배트맨과 같은 방법을 씁니다.

They use grappling hooks to pull themselves along.

몸을 잡아당기기 위해 갈고리를 씁니다.

They can even use this grappling hook

갈고리를

고무총처럼 쏴서 앞으로 나아갈 수 있습니다.

like a sling shot and fling themselves forward.

Others use chemical engineering.

다른 생물들은 화학 공학을 사용합니다.

H. pylori lives only in the slimy, acidic mucus

헬리코박터균은 위 안의

inside our stomachs.

끈적한 산성의 점막에서만 삽니다.

It releases a chemical that thins out the surrounding mucus,

점막을 얇게 펴는

화학품을 분비해서

allowing it to glide through slime.

점액 속을 미끌어져 나갑니다.

Maybe it's no surprise

이 녀석들이

that these guys are also responsible for stomach ulcers.

위궤양을 일으키는 게

놀라운 일도 아닙니다.

So, when you look really closely at our bodies and the world around us,

그래서 여러분이 우리 몸과 우리를 둘러싼 세상을

정말, 정말 자세히 살펴보면

여러 미생물들이

you can see all sorts of tiny creatures

finding clever ways to get around in a sticky situation.

질척질척한 세상을 잘 헤쳐나가는

방법을 볼 수 있습니다.

Without these adaptations, bacteria would never find their hosts,

이렇게 적응하지 못하면

박테리아는 결코 숙주를 찾을 수 없고

and sperms would never make it to their eggs,

정자는 결코 난자에 다다르지 못할 겁니다.

which means you would never get stomach ulcers,

그 말은 여러분이 위궤양을 앓지도 않을 뿐더러

but you would also never be born in the first place.

애초에 태어날 수도 없었다는 뜻입니다.

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