트랜스포머 / 닉 레인

 

• 지구에 생명이 깃들게 하고, 궁극적으로 우리를 살게 하는 것은 무엇일까?

크레브스 회로 Krebs cycles: 무기 분자를 생명의 구성 재료로 바꾸거나 그 반대의 반응을 일으키는 회로, 이 회로는 물질대사의 중심에 자리잡고 있다. 크레브스 회로는 최초의 광합성 세균과 우리 자신의 이상한 세포들을 이어지게 하고, 죽음의 필연성을 의식의 출현과 연결시킨다. 

 

 

서론 : 생명 그 자체

• 이 부단한 필멸의 과정에서 형태를 창조하는 것은 움직임이다. 

 

• 간단한 설명은 생물학 안에도 이미 존재한다. 자연선택이 무작위적인 차이를 걸러내는 것이다. 세대를 거듭할수록, 잘 작동하는 것은 선호되고 그렇지 않은 것은 제거된다. 정보는 시간이 흐를수록 기능과 함께 축적된다. 

 

• 형태를 만드는 것은 움직임이다. 

 

• 많은 단백질이 촉매, 즉 효소라는 점을 기억하자. 효소는 하나의 분자를 조금 다른 형태로 변환한다. 

 

• 살아 있다는 것은 연결망을 통해 네어지와 물질이 끊임없이 흐른다는 뜻이다. 

 

1. 나노 우주의 발견

• 호흡은 우리가 살아가는 데에 필요한 에너지를 생산하기 위해서 산소로 음식물을 태우는 것이다. 라부아지에는 호흡과 연소가 정확히 동등한 과정임을 밝혔다. 호흡과 연소는 둘 다 산소에 의해서 유기물이 완전히 산화되면서 에너지, 궁극적으로는 열을 방출하는 것이다. 그러나 살아 있는 유기체의 경우는 모든 에너지가 즉시 열로 방출되는 것이 아니다. 에너지의 일부가 먼저 포착되어 일을 하는 데 쓰이고(자유 에너지), 이후 이 에너지도 결국에는 열로 흩어진다. 그렇기 때문에 동물은 우주의 열적 죽음을 재촉한다. 

 

2. 탄소의 경로

• 식물과 동물을 구분하는 단순한 이분법, 식물은 광합성으로 당을 만들고 동물은 크레이스 회로를 통해서 당을 호흡한다는 개념은 당연히 부분적으로는 옳다. 식물을 CO2와 물 같은 무기 분자로 당을 만든다. 반면 동물은 식물을 먹거나, 식물을 먹는 다른 동물을 먹어서 생명의 순환을 완성시킨다. 독립영양 생물은 태양에 의존해서 에너지를 얻는다. 광합성이라는 영광스러운 일상의 기적을 통해서 빛 에너지와 공기 중에 있는 기체를 그들의 몸과 우리 몸을 이루는 물질로 변환시킨다. 이것이 생합성이다. CO2 같은 단순한 분자를 생명의 구성 재료로, 궁극적으로는 거대한 분자 기계인 DNA와 단백질로 변환하는 것이다. 

 

• 광합성은 남세균에 의해서 발명되었다. 

 

• 세균들은 역회전하는 크레브스 회로를 생합성 엔진처럼 활용해서 CO2나 H2 기체를 유기 분자로 변환하여 성장을 일으킨다. 

 

3. 기체에서 생명으로

 

 

4. 격변

• 40억 년 전에 생명의 존재를 이끌어낸 H2 와 CO2의 화학은 그로부터 30억 년 이상 흐른 뒤에는 캄프리아기 대폭발을 일으킨 2H와 O2의 화학으로 바뀌었다. 유기물을 만드는 역 크레브스 회로에서 그 유기물을 태우는 우리의 산화된 회로로 역회전을 일으킨 것이다. 말 그대로 격변을 일으킨 회전이었다. 

 

• 안정성과 반응성이 균형을 이루는 이유는 양자역학의 규칙 때문이다. 양자역학의 규칙으로 인해서 산소는 녹슬고 있는 철처럼 홑전자를 제공하는 분자와만 반응을 하고, 더 안정적인 전자쌍을 가지고 있는 분자와는 반응을 하지 않는다. 유기 분자들은 대개 홑전자와 함께 분리되지 않는다. 따라서 산소와 쉽게 반응하지 않는다. 그렇기 때문에 우리는 자발적으로 연소되지 않고, 산소는 공기 중에 그렇게 고농도로 축적될 수 있는 것이다. 그러나 유기 물질도 제대로 불을 붙이면 당연히 활활 타게 된다. 연소는 자유 라디컬의 연쇄반응이다. 연소가 일어날 때에는 고에너지 중간산물이 유기 분자에서 홑전자를 뜯어내서 산소와 직접 반응하게 만들 수 있다. 호흡은 통제된 형태의 연소이다. 방출되는 에너지의 양은 정확히 동등하지만, 아주 작은 단계들로 나뉘어 방출되어 ATP 합성의 동력이 된다. 

 

• 아미노산에서 당, 지방산, 뉴클레오티드에 이르기까지, 세포의 구성 재료가 되는 모든 분자가 크레브스 회로 전구체들에서 만들어졌다. 

 

 

 

5. 어둠을 향해서

• 모든 세포의 꿈은 두 개가 되는 것이다.  

 

 

6. 유동 축전지

 

 

에필로그 : 자아

• '나는 생각한다, 고로 나는 존재한다.' 데카르트의 이 말은 그 어떤 명언보다도 유명하다. 하지만 내가 존재한다는 것은 정확히 무엇일까? 인공지능 AI도 생각할 수 있으므로, 이 정의에 따르면 '존재하는' 것이다. 그러나 AI가 사랑이나 미움이나 공포나 갈증과 배고품 같은 육체적 고통과 비슷한 무엇인가를 가지고 있다는 것에 동의할 사람은 거의 없다. 문제는 감정이 무엇인지 우리도 모른다는 것이다. 물리적인 의미에서 느낌이란 무엇일까? 어떻게 뉴런의 방전은 다양한 느낌을 불러일으키는 것일까? 의식의 어려운 문제는 바로 이것, 정신과 물질의 이중성을 지니고 있는 것처럼 보이는 우리의 가장 내밀한 자아의 물리적 구성이다. 우리는 극도로 정교한 병렬 처리 체계가 경이로운 지적 능력의 위헙을 어떻게 달성할 수 있는지에 대해서는 원칙적으로 이해할 수 있지만, 그런 최고의 지적 능력이 기쁨이나 우울함을 경험하는지 여부에 대해서는 원칙적으로 답할 수 없다. 

 

• EEG 신호가 어디에서 유래하고 무슨 의미인지에 대해서는 충격적일 정도로 아는 것이 없다.