유레카 3 -마흔아홉번째이야기
(과학이 혹은 철학이 종교에서 주장하는 하느님의 모습과 조금 다른 창조자에 대한 이야기를 하더라도 그 종교의 가치가 훼손되는 것은 아니다)
2부. 생명
18장. 진화1-4
* 이 글은 <유레카3>의 49번째 글입니다. 우주와 생명에 대한 철학적 진실을 탐구하고, 그를 바탕으로 새로운 삶의 방식을 제시하고자 합니다. 1부 우주, 2부 생명, 3부 길로 구성되어 있으며, 26장 73편의 이야기로 나뉘어져 있습니다. 이 글을 접하시는 모든 분들이 제가 깨달은 것을 함께 깨달아, 지성의 즐거움을 함께 만끽하며, 인류와 생명의 진보와 진화의 길을 함께 걸어가게 되기를 기대합니다.
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131. 세포의 엔진 - 미토콘드리아
미토콘드리아는 생명에게는 엔진의 역할을 한다.
약간의 휘발유만으로도 무거운 자동차가 움직인다. 휘발유를 그냥 태워서는 자동차를 움직일만한 에너지가 나오지는 않는다. 내연기관 즉 엔진을 통하여 휘발유가 가지고 있는 에너지를 극대화시켜야 무거운 자동차가 움직일 수 있다. 엔진이 더 좋아지고 커지면 자동차보다 훨씬 더 무거운 탱크도 움직일 수 있고 마침내는 비행기를 하늘에 띄울 수도 있다.
미토콘드리아가 바로 우리가 먹은 음식을 고효율의 에너지로 전환시켜 우리가 활동하며 살게 해주는 역할을 하고 있는 것이다. 우리는 성능 좋은 엔진을 생명간의 기가 막힌 결합을 통하여 가지게 되었다.
미토콘드리아는 자체적인 DNA를 가지고 있고 대부분은 박테리아처럼 이분법으로 분열을 한다. 해당 세포의 역할에 따라 세포 하나 당 수백 개에서 수천 개의 미토콘드리아가 있다. 우리 몸의 세포는 20억년이 지난 지금까지도 미토콘드리아로 변한 알파프로박테리아와 친밀한 공생관계를 유지하며 한 생명체로 살고 있는 것이다.
족보라는 것이 있다. 족보는 부계의 혈통도를 의미한다. 내가 남자라면 내 아버지와 할아버지와 그 위의 모든 할아버지와 나와의 공통점 하나는 성염색체 중 하나인 Y염색체이다. Y염색체는 아들에, 아들에, 아들로 이어져 수백만 년에 걸쳐 나에게 까지 전달되었다. 이것을 우리는 부계유전이라 한다.
반면에 미토콘드리아는 모계 유전을 한다. 정자에도 미토콘드리아가 있고 난자에도 당연히 미토콘드리아가 있지만, 모계 유전이 되는 이유는 정자의 활동성이다. 정자는 모든 에너지를 난자와 만나는데 사용하고 정작 난자와 만나면 에너지를 만드는데 온 힘을 쏟았던 정자의 미토콘드리아는 장렬히 죽음을 맞이하며 파괴된다. 그리하여 수정란에는 난자의 미토콘드리아만 남게 되어 아이는 당연히 어머니의 미토콘드리아만 전수받게 된다. Y염색체와는 달리 딸에, 딸에, 딸로 연결되는 미토콘드리아 DNA를 거꾸로 따라 올라가면 인류 최초의 어머니를 만날 수 있을지도 모른다. 실제로 1987년 학술지 네이처(Nature)에 발표된 '미토콘드리아 DNA와 인간의 진화(Mitochondrial DNA and human evolution)' 라는 논문은 바로 이 문제에 대한 논문이었고 발표되자마자 전 세계가 발칵 뒤집혔다.
레베카 칸(Rebecca L. Cann), 마크 스톤킹(Mark Stoneking), 앨런 윌슨(Allan C. Wilson) 등 3명의 과학자는 유전공학과 생화학을 이용해 유전자 속 '미토콘드리아 DNA'를 연구하였고, 20만 년 전 동아프리카 지역에 살던 한 여성이 60억 인류의 어머니임을 밝혀내었다. 이 가상의 여인은 [미토콘드리아 이브]라는 별칭으로 불리운다.
(정자의 미토콘드리아는 꼬리부분에 집중되어 있어 난자와 만난후 파괴되고, 핵 염색체는 머리부분에 있어 난자의 염색체와 합쳐진다)
비슷한 방법으로 Y염색체를 거꾸로 거슬러 올라가면 [Y염색체 아담]을 만날 수 있지 않을까? 그런데 Y염색체는 염기쌍은 6000만 개 정도로 1만 6000개에 불과한 미토콘드리아보다 훨씬 많다. 당연히 연구도 복잡하고 시간도 많이 걸리고 연대도 부정확하다. 2000년 1월 미국 UC버클리 통합생물학과의 러셀 톰슨 교수팀은 ‘PNAS(미국국립과학원회보)’에 약 6만 년 전에 인류 공통의 아담이 존재했다하고, 2011년 6월에는 이탈리아 로마 라 사피엔자대 생명공학과 풀비오 크루시아니 교수팀은 아담이 대략 14만 2000년 전에 살았다는 내용의 논문을 ‘미국 인간 유전학 저널’에 발표했다.
이것은 하나의 발자국에 대한 탐사이다. 마치 사냥꾼이 눈 위에 찍힌 호랑이의 발자국을 찾아가는 것과 같다. 발자국이 중간에 없어졌다면 당연히 어떤 요인에 의해 발자국이 지워진 것이지 호랑이가 없어진 것이 아니듯이, 현재의 과학능력으로 여성의 발자국을 뒤따라 가봤더니 20만 년 전 아프리카에서, 남성은 약 6만년 혹은 14만 2천 년 전까지의 발자국을 추적할 수 있었다는 의미이지 20만 년 전에는 미토콘드리아 이브라고 명명된 여성이외에 다른 여성이나 남성이 없었다는 의미는 아니다.
132. 종교와 생명
여기서 중요한 것은 인류가 그리고 내가 수십만 년 전, 혹은 그 훨씬 이전 수십억 년 전부터 생명의 연속성과 경이적인 창조성을 가지고 존재했고 존재하고 존재할 것이란 것이지, 종교적인 해석으로 아담과 이브가 있었다 없었다를 따지는 것은 무의미한 일이라는 것이다. 종교의 하느님은 그 자체만으로도 인류학적으로 충분한 가치를 지닌다.
그런데 그 하느님을 과학에 억지로 접목시키려 한다면 오히려 하느님의 존재와 가치를 손상시키고 떨어뜨리는 결과를 가져올 것이다. 종교는 종교이고 과학은 과학이고 철학은 철학이다. 종교가 발생되었을 때에 인류는 차라리 아무것도 몰랐다고 하는 편이 더 나을 정도로 우주와 생명에 관해 무지했다. 그 무지 속에서 인류는 진실과 진리를 얻기 위해 온갖 상상력을 동원한 신과 신들의 이야기와 우주와 생명과 역사에 관한 이야기를 만들어내고 그를 바탕으로 선과 악을 구별하여 어떻게 살아야 할 것인가를 고민하였다.
그리고 그것은 인류 문명의 소중한 태동의 시작이었고 역사의 흐름에 따라 발전과 쇠퇴, 융합과 변이를 거듭하여 현재의 종교에 이르고 있다. 그러므로 과학이 혹은 철학이 종교에서 주장하는 하느님의 모습과 조금 다른 창조자에 대한 이야기를 하더라도 그 종교의 가치가 훼손되는 것은 아니다. 하느님은 여전히 자아의 깊은 내면에 존재하는 것이고 (뒷글에서 이야기하겠지만) 사실 자아 그 자체이다. 우리는 서로 다른 모습으로 살아가듯이 당연히 하느님에 대한 생각도 서로 다르고 달라야한다. 다만 그것이 인류가 지향하여야 할 보편적 가치인 공동선의 범위를 심각하게 넘는 사이비종교라든가, 정신의 역할과 양심을 부정하고 오로지 자기와 자기 주변만을 생각하고 물질과 쾌락에 의존하여 인생을 허비해서는 안 된다는 것이다.
133. 위대한 시작
생명은 하나로부터 시작되었고 연대되어 있다. 동물의 세포가 고세균과 알파프로박테리아와의 결합이라면, 식물의 세포는 여기에 시아노박테리아와의 융합에 의하여 형성되었다. 물론 이 이론은 정설로 확립된 것은 아니지만, 엽록체는 미토콘드리아와 같이 에너지 대사에 관련된 자체적인 DNA와 2중막(외막, 내막)구조를 가지고 있는 것과, 엽록체의 내막이 광합성에 관련된 단백질들로 구성되어 있는데 시아노박테리아의 세포막 또한 같은 역할을 하는 것 등의 이유로 미토콘드리아가 알파프로박테리아에서 유래된 것과 같이 엽록체 또한 시아노박테리아의 세포내 공생으로 유래되었다고 보고 있다. 합체 로봇처럼 동물은 로봇 태권V 몸체에 강력한 터보엔진을, 식물은 거기에 자가발전 시스템까지 갖추고 위대한 생명의 역사를 준비하였다.
20억 년 전 지구 바다의 한 귀퉁이에선 이러한 일들이 이루어졌고 드디어 식물과 동물들의 세상이 열릴 토대를 마련하였다. 그러나 지구상에 제대로 된 식물과 동물이 나타나기까지는 아직도 갈 길이 멀고멀다.
원문 ; 2014년 3월 6일
1차 수정 ; 2014년 9월 9일
2차 수정 ; 2014년 11월 11일