생명이란 무엇인가 / 린 마굴리스, 도리언 세이건

1장. 생명이라는 영원한 수수께끼

• 역사의 흐름속에서 점성술은 천문학에 자리를 내주었고 연금술은 화학으로 발전했다. 한 시대의 과학이 다음시대에는 신화가 된다. 미래의 사상가들은 우리 시대의 생각을 어떻게 평가할 것인가?
• 생명의 실체는 지구를 둘러싼 채로 성장하고 스스로 상호작용하는 얇은 물질층이다. 20km인 층의 최상부는 대기권이고 밑바닥은 대륙암과 심해저이다. 생명의 몸은 나무줄기와도 비슷하여, 가장 바깥쪽의 조직만 생장한다.
• 생명은 은하수의 언저리에 위치한 중간크기의 항성인 태양의 전적으로 의존한다. 지국에 닿는 태양에너지의 1%가 채 안 되는 양만이 실질적인 생명과정으로 전환된다. 그러나 그 15로 생명이 무슨 일을 하는가는 정말 놀라지 않을 수 없다.
• 닷새마다 여러분의 위벽은 새로 생겨난다. 간은 2개월마다 새롭게 되며, 피부는 6주마다 교체된다. 해마다 여러분 몸은 구성하고 있는 원자들은 98%가 새로 교체된다.
• (인간이라는) '기계'는 지속적인 화학에너지와 물질(음식)의 투입을 요구한다.
• 생물이 지구의 표면에 존재하는 게 아니라 생물이 곧 지구의 표면이다.
• 오늘날 사람들은 전지구환경을 마구 바꿔놓고 있다. 전화선이나 모뎀, 핸드폰, 은행기기왕 접속하며, 전기와 수도 등의 공공설비를 제공받으며 살고 있는 우리는 우리 자신을 개인으로부터 지구규모의 초인간적인 존재의 특수한 '일부'로 변형시키고 있다. 
• 금속과 플라스틱은 '생물이 되어가는' 가장 새로운 물질세계를 나타내고 있다.
• 만일 우리가 죽음을 두려워하지 않았다면, 너무 빨리 자살함으로써 멸종하고 말았을 것이다. 생명존중의 신념은 어쩌면 실제의 반영이 아니라, 살아남기 위해 필요한 것을 행하고 어떤 수고라도 견뎌내도록 하는 선입견이 진화적으로 강화된 환상일지도 모른다.

 

 

2장. 잃어버린 영혼

• 본래의 생명이 아니라 죽음이 최대의 수수께끼였다.

 

 

 

3장. 옛날 옛적 지구에서는

• '살아있음'이라는 동명사의 사용은 생명이 사물이라기보다는 사건, 혹은 과정임을 강조하는 것이어었다. 
• 유기체는 일반적인 무기물과 물의 특별히 분포된 형태이다.
• 암석으로 된 부분을 암석권이라 하고, 공기로 이루어진 부분을 대기권이라고 하는 것 처럼, 생물이 존재하는 부분은 생물권이다. 생물권은 지구작용의 표명임과 동시에, 아니 오히려 그보다 태양의 창조물에 더 가깝다.
• 생명은 지구에 충일한 하나의 태양현상이다. 생명은 지구와 대기와 물, 태양이 세포로 바뀐 천문학적으로 극히 국한된 변성이다.
• 지구생물에게 필수적인 6종류의 원자 - 탄소, 질소, 수소, 산소, 황, 인 모두가 우주공간에서 발견된다. 생물에 의해 만들어진 화합물에서 가장 흔한 원소인 수소는 우주에서도 가장 흔한 원소이다.
• 1968년 항성간 우주에서 암모니아가 발견되었다. 시아노아세틸렌은 1970년에 발견되었다.

 

 

4장. 생물권의 지배자 세균

• 모든 생물은 한 박테리아의 후손이거나 아니면 여러 박테리아가 합병된 것이다. 맨 처음 지구에 자리를 잡은 박테리아는 절대로 그들의 자리를 내놓지 않았다. 
• 박테리아는 다세포화를 고안해내기까지 했다. 자연계의 박테리아는 대부분 다세포이다.
• 우리 다세포생물은 박테리아가 불안정한 물질구조이듯 각자가 불안정한 세포구조이다. 한 종으로의 인류, 심지어 전체 동물계까지도 박테리아에 비하면 훨씬 허약하고 덧없는 존재이다. 박테리아의 존재가 무기물에 비하면 훨씬 빈약한 것과 꼭 마찬가지로 말이다.
• 박테리아는 세포막이 증대하면 그에 불어서 끌려가는 DNA를 늘려 완전히 자란 세포가 갈라져 동일한 두 개의 딸세포를 형성한다. 일부 박테리아는 모체로부터 작은 돌기를 내는 출아법으로 똑같은 유전자를 가진 자손들을 번식시킨다. 대개 식물과 동물종들은 부모가 각기 같은 수의 유전자(염색체)를 기증하여 새로운 자손을 만들기 때문에 수직적으로 번식한다고 할 수 있다. 그러나 박테리아의 경우 그러한 강제조항이 없다. 오히려 박테리아는 같은 세대읭 동료로부터 새로운 유전자를 얻음으로써 수평적인 유전자 거래를 한다.

 

 

5장. 영구적인 합병

• 가장 우선적으로 나누어야 할 분류는 동물과 식물 사이의 구분이 아니다. 오히려 그 축에 끼지도 못하고 무시되었던 미생물간의 구분이다. 핵이 없는 원핵생물(무핵생물)과 진행생물인 원생생물의 구분이 그것이다. - 스티븐 제이 굴드
• 사람들은 흔히 생물을 동물 대 식물로 나누는 경향이 있다.
• 사람들은 생물이 아닌 미세한 원생생물과 박테리아는 그냥 무시 해버리거나 '병원균'으로 싸잡아 다룬다. 학계에서도 생물연구는 식물학과 동물학 두 분야로 나눈다. 균류와 박테리아, 일부 원생생물은 종종 식물로 분류되어 식물학자들의 관할권에 들어간다. 식물과 동물의 선조는 어느 한 쪽이 아니라, 통합되어 새로운 종류의 세포를 형성한 박테리아 공동체였다.
• 생물은 여러 형태의 공생을 이루지만 가장 경이로운 것은 내공생이다. 내공생은 미생물과 같은 생물체가 단순히 다른 생물 부근이 아닌, 그 속에서 살아가는 관계이다. 내공생에서 생물체는 서로 합병해 버린다. 참여자가 다른 종에 속하게 된다는 점만 빼면 내공생은 성결합과 비슷하다.
• 반투명한 편협동물의 몸 속에 사는 어떤 조류는 너무나 훌륭하게 양분을 공급하는 바람에 그 동물의 입 기능을 퇴화시켜 버렸다. 입이 막힌 이들 녹색벌레는 애써 먹이를 찾기보다 일광욕을 즐기고, 몸 속에 내공생하는 조류는 이 벌레의 노폐물인 요산을 양분으로 재활용하기까지 한다.
• 식물이나 조류 등 일부 원생생물의 세포에 색소체라는 소기관이 있다. 식물과 조류에서 수행되는 광합성은 모두 색소체 안에서 일어난다. 색소체는 해양에서 번성하는 구모양의 산소발생 남조류에서 발견되는 것과 동일한 색소와 그 외의 생화학 물질을 포함한다.
• 유전적 증거는 세포소기관이 자유롭게 살아가던 박테리아로부터 기원했음을 분명히 해 준다. 계를 교차하는 이러한 유전적 유사성은 공생 박테리아가 돌연 더 큰 세포 안에 자리잡았을 때 진화한 것임을 증명해준다.
• 지구를 산소 기체로 오염시킨 남조류의 경우 황산염, 자철광, 적철광같은 새로운 무기물을 만들어내는 반응 이후에 지표면 전체에 산소가 축적되었다. 새로이 나타난 산소 기체는 일일이 다 열거할 수 없을 정도로 수 많은 생물을 죽였다. 
• 모계로 전달되는 미토콘드리아로 진화한 박테리아는 산소의 엄청난 반응성을 개척했다. 환경에 유해한 플루토늄을 이용하여 우주선의 동력을 공급하는 방법을 개발한 핵물리학자처럼, 미토콘드리아의 선조는 위험천만의 것을 새로운 기회로 바꿔놓았다.
• 원생동물의 성별구분(유성생식)은 죽음과 결부되었다. 박테리아는 죽임을 당할 수는 있지만 자연적으로는 죽지 않는다. 일부 원생생물 특히 섬모류와 점균류는 박테리아와 달리 최적의 외부환경에서도 노화한다. 생물체가 예측가능한 속도로 쇠퇴하는 노화와 죽음은 유성생식하는 원생생물에서 처음 진화했다. 물질대사의 최종적 멈춤인 예정된 죽음은 최최의 생물에선, 그리고 이후읭 장구한 시간동안에는 일어나지 않았다. 
• 이상한 이야기지만, 죽음 그 자체가 진화한 것이다. 실로 그것은 최초의, 그리고 지금까지도 가장 심각한 '성병'인 셈이다.
• 먼 옛날에는 먹기와 짝짓기가 동일한 것이었다고 생각된다. 인간의 성의 행로가 미생물의 소화불량에서 시작되었다고 하면 비낭만적으로 들릴지도 모르겠다. 그러나 배고픈 하이퍼마스티고트가 우연히 짝짓기를 발견했다는 클리블랜드의 묘사는 성의 기원에 어울리는 희극과 공포의 혼합적 요소를 보여준다.

 

 

6장. 경이로운 동물의 세계

• 모든 종류의 동물이 매 세대마다 수정란으로서 옛 조상의 모습인 단세포 형태로 되돌아간다. 동물의 크기와 복잡성의 증가는 허물없이 모인 세포들이 진화하여 통합체를 형성하는 동안 일어났다.
• 동물은 다른 생물을 먹는다. 이들은 광합성으로 스스로 양분을 섭취하는 식물의 호사를 누리지 못하고 식물이 한 곳에 조용히 앉아서 할 수 있는 일을 하기 위해 세상 속으로 나가 구걸하고, 빌리고, 훔친다.
• 요람에서 무덤까지의 전 생애는 사실 융합된 미세세포들의 생활사를 보면 잠정적인 중간단계이다. 동물은 눈에 보이는 의식있는 생물로 한 단계 올라와 오직 성을 거쳐서만이 옛적의 단세포 미생물 상태로 돌아간다. 죽음은 이러한 다세포 혼합의 과거 역사때문에, 원생대의 쇠사슬을 끊지 못한 굶주린 원생생물의 이러한 무능함 때문에 우리모두가 치러야 할 댓가이다.
• 동물 세포는 물 속에서 만나는 먼 옛날의 습관을 지금도 그대로 유지하고 있다.
• 셰일층은 그야말로 보배이다. 얕은 바다에 살던 생물들이 물 속의 진흙더미에 보존되어 형성된 것이다.
• 독성은 양에 따라 좌우되는 것이다. 적은 양의 칼슘이온은 신호 역할을 한다. 사고의 전기화학적 작용에 관여하지만, 과다한 칼슘은 항시 세포 밖으로 내보내야 한다. 
• 겁먹은 원숭이는 머리카락이 바짝 곤두서는 심리적 반응을 겪는다. 적에게 크게 보여 두려움이 아닌 존경을 명령하게 되는 것이다.
• 소름이 돋는 것은 아직도 그마나 시늉이라도 하고 있는 털구멍의 진화적 흔적이다.

 

 

7장. 지구라는 육체

• 지구는 발생하고 있는 범지구적 정신이다. 
• 사고의 층을 '인지권'이라고 불렀다.
• 시간이 흐르면서 감소하는 무수한 시냅스 연결점을 가진 아이의 뇌처럼, 인지권은 아직 유아단계에 있을 것이다. 다형적이고, 편집증적이며 혼란스러운, 상상력이 풍부한 이 지구의 인지층은 주로 동물인식의 예기치못한 산물로 지금 가장 감수성이 예민한 단계에 와 있는지도 모른다.
• 균류는 어떤 생물과도 다르다.
• 균사체의 대부분은 흙 속에 광범위하게 퍼져있다. 먹이를 찾아다니는 균사들로 이루어진 거대한 균사체가 숲의 나무 밑에서 번식하고 있는 것이다. 균사라 불리는 살아있는 실은 융합하는 성질을 지닌다. '성교' 후 균사는 결국 버섯이나 곰팡이 조직을 형성하고, 다시 감수분열하여 포자를 만든다. 이들 포자가 숲이나 들로 퍼져나가 다시 자라서 짝을 찾는다.
• 식물과 균류는 육상에서 생명이 시작될 때부터 힘을 합쳤다. 균류는 95%가 넘는 식물종의 뿌리와 얽혀 시너지를 내고 있다.

 

8장. 햇빛의 변환

• 지구상에 만연하는 개체군이라도, 통제가 불가능한 암적 존재에서도 그 질서를 발견한다. 성장하는 모든 개체군은 생물권의 기능에 통합되지 않으면 멸종의 길을 걷게 된다.
• 화폐경제는 지구의 경제에 태양이 축적해준 부를 억류하려고 시도한다. 통화는 광합성에 의한 에너지를 다른 무언가로 전환시키는 과정을 상징한다.
• 자연선택의 본질은 한 개체군의 무한히 성장하려는 경향이 환경을 파괴하는 지점에 이르면 다른 개체군의 성장에 의해 멈춰지게 된다는 점이다.
• 생물권의 부는 궁극적으로 태양으로부터 나오는 것이다. 생물은 죽고 개체군의 수는 감소하며 종은 절멸한다. 그러나 생물권은 점점 더 부유해진다. 예컨대 인간이 연소시킨 화석연료는 식물에 의해 이용된다. 식물은 이산화탄소를 흡수하여 자신의 몸에 동화시킨다. 물론 이것이 인간생활양식에 위험이 되지 않는다거나, 온난화를 가져오지 않는다는 것은 아니다. 그보다는 오히려, 한생물에 의해 폐기물이 잉여물로 전환되는 일은 이미 생물권에서 전례가 있다는 것이다.

 

 

9장. 생명의 교향곡

• 본능과 학습의 차이는 원리의 문제가 아니라 시간상의 문제이다. 고등한 생물종의 학습은 장기적 사건과 복잡한 상호작용을 포함하지만 분명히 유도된 효소형성은 어떤 신경의 결합을 고정시키고 다른 결함은 제거하는 분자장치의 하나로 간주되어야 할 것이다.

 

에필로그

• 문장을 이해할 때 인쇄된 글은 연상 즉 뇌세포의 전기화학적 결합을 불러일으킨다. 포도당은 산소와 반응하여 화학변화를 일으키고 그 분해산물인 물과 이산화탄소는 모세혈관으로 들어간다. 나트륨과 칼슘이온은 뉴런의 막을 가로질러 이동한다. 여러분이 기억하는 동안 신경세포는 연결을 강화하고 새로운 세포 접착단백질이 나오며, 열이 발산된다. 사고는 생명처럼 물질과 에너지의 흐름이다. 육체는 그것의 또 다른 면이다. 사고와 존재는 동일한 것이다.
• 새, 악어, 돼지, 사람의 배아는 특이하게 휘어진 게 놀랍도록 비슷하다. 수정란에서 발생하는 동안 이들의 배아는 모두 아가미구멍이 있는 단계를 거틴다. 알에서 부화하거나 태어나는 동물이 물에서 산소를 호흡하든 공기중에서 호흡하든 말이다. 사람의 태아에서 귀 뒤쪽에 닫혀있는 아가미구멍은 성체가 되어서도 아가미구멍이 기능하는 어류와 우리가 공통조상을 가졌다는 사실을 상기시킨다..
• 초인류는 단순히 인간의 집합체도 아니며 인간과 그 발명품들이 결합된 그 이상의 무엇도 아니다. 배관, 터널, 전선, 가스관, 엘레베이터축, 전화선, 광케이블 등의 연결이 급속도로 성장하는 망으로 인간을 둘러싸고 있다. 초인류의 행동방식은 부분적으로는 점차 증대하는 지구자본주의의 배경에서 무수한 인간-개인 또는 집단-개인이 내리는 설명 불가능한 경제적 결정의 결과이다.

 

 

 

 

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