시간과 공간을 초월한 빅 히스토리, 코스모스 (2) 생명의 강물

시간과 공간을 초월한 빅 히스토리

코스모스 (2) - 생명의 강물

40억년, 생명의 진화

어떻게 인간이 완성되었는가

얼마 전까지만 해도 개는 이 세상에 존재하지 않았습니다. 지금은 큰 개, 작은 개, 애완견, 사냥개, 감시견 등 온갖 종류가 있습니다. 그 많은 개들이 어디서 왔을까요? 이 작은 행성에 다양한 생물이 존재하는 이유는 뭘까요? 나비, 고래, 해마, 나무, 거북 인간... 지구의 생물은 각양각색입니다. 그 수많은 종이 다 어디서 온 것일까요?

인간도 코스모스의 일부입니다. 인류는 코스모스에서 태어났으며 인류의 운명도 코스모스와 깊게 관련돼 있습니다. 인류 진화의 역사에 있었던 대사건들뿐 아니라 아주 사소하고 하찮은 일들까지도 따지고 보면 하나같이 우리를 둘러싼 우주의 기원에 그 뿌리가 닿아 있습니다.

살아 있는 세포는 은하와 별의 세계만큼 복잡하고 정교한 체계를 이룬다. 세포라는 이름의 이 지극히 정교한 기구는 40억 년의 긴 세월을 거치면서 힘들게 걸어온 진화의 결정이다. 

칼 세이건, 『코스모스』

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작은 우주, 생명

- 은하계의 별의 개수만큼 많은 원자를 가지고 있는 DNA

 

생명에 성역이 있다면 우리 DNA가 담긴 세포핵 안이 아닐까요? 오래된 유전 암호의 기록인 DNA는 모든 생명이 읽을 수 있는 언어로 기록돼 있습니다. DNA는 비틀린 사다리처럼 생긴 이중 나선 구조의 분자입니다. 사다리의 가로대는 네 종류의 더 작은 분자로 이뤄졌습니다. 바로 유전자 알파벳입니다. 그 문자들의 특정한 배열이 모든 생물에게 명령을 내립니다. 성장하고, 움직이고, 소화하고 환경을 감지하고 번식하는 방식을 결정합니다. DNA 이중 나선 구조는 원자라는 부품 약 1천억 개를 가진 분자 기계입니다. 우리의 DNA 분자 하나가 일반적인 은하계의 별의 개수만큼 많은 원자를 가지고 있습니다. 모든 생물이 마찬가지입니다. 우리 모두는 각자 작은 우주입니다.

 

 

종의 기원

- 왜 곰은 갈색곰과 북극곰으로 분리되었을까? 

세포에서 세포로 세대에서 세대로 전달되는 DNA 메시지는 신중하게 복제됩니다. 이중 나선 해체 단백질이 가로대들을 해체해 나선을 분리하면 새 DNA 분자의 탄생이 시작됩니다. 유전 암호를 이루는 분자 문자들은 세포핵의 액체 안에서 자유롭게 떠다닙니다. 분리된 두 가닥은 각자 잃어버린 짝을 복제해 똑같은 DNA 분자 두 개를 만듭니다. 생명은 이 방법으로 유전자를 복제하고 대대로 물려줍니다. 살아 있는 세포가 둘로 나뉘면 각자가 완벽하게 복제된 DNA를 가집니다. 지정된 문자만 받아들여져 DNA가 정확하게 복제될 수 있도록 특수 단백질이 교정을 맡습니다.

그러나 늘 완벽할 수는 없습니다. 때때로 교정 과정에서 오류가 발생해 유전 명령에 작은 변화를 일으키기도 합니다. 곰의 난세포에서 돌연변이가 일어납니다. 돌연변이로 인해 새끼 두 마리 중 한 마리는 털이 흰색입니다. 두 새끼 곰이 자라서 각자 모험을 떠났을 때 어느 쪽이 방심한 먹잇감에 몰래 다가가기가 쉬울까요? 눈밭의 갈색 불곰은 멀리서도 쉽게 눈에 띌 겁니다. 흰 곰은 성공적으로 살아남아 자신의 특정한 유전자를 새끼들에게 물려주고 그 과정은 계속 반복됩니다. 수많은 세대를 거치며 흰 털 유전자는 북극곰 개체군 전체로 퍼져 나갔습니다. 갈색 털 유전자는 생존 경쟁에서 밀려나게 됩니다. 돌연변이는 늘 일어나고 우연에 의존합니다. 생존 확률을 높이는 돌연변이는 보상을 받습니다. 환경은 자연히 생존에 더 적합한 생물을 선택합니다. 갈색 곰과 흰 곰 개체군은 분리됐고 수천 년에 걸쳐 각자의 형질을 발달시켰습니다. 서로 다른 종이 된 겁니다. 이것이 찰스 다윈이 말한 종의 기원입니다.

 

진화의 비밀은 죽음과 시간에 있다. 환경에 불완전하게 적응한 수많은 생물들의 죽음과 우연히 적응하게 된 조그마한 돌연변이를 유지하기 위한 충분한 시간 말이다. 유리한 돌연변이 형태들이 서서히 축적되기 위한 긴 시간이 바로 진화의 비밀이다.

칼 세이건, 『코스모스』

생명의 가계도

- 지구상의 모든 생명은 하나에서 시작되었다?

전통적으로 우리는 인간이 다른 동물과 별개로 창조됐다고 믿었습니다. 그런 믿음이 굳게 자리 잡은 건 우리가 특별하게 느껴지기 때문일 겁니다. 그럼 나무와 우린 어떤 관계일까요? 어떻게 생각하세요? 떡갈나무 DNA 한 조각을 바코드라고 가정해 보겠습니다. 이 생명의 바코드에 적힌 명령은 나무의 당 물질대사 방식을 결정합니다. 그럼 인간 DNA의 같은 부분과 비교해 볼까요? DNA는 거짓말을 하지 않습니다. 이 나무와 인간은 먼 친척 관계입니다. 나무만이 아닙니다 거슬러 올라가면 인간은 수많은 종과 조상을 공유합니다. 나비, 늑대, 버섯, 상어, 박테리아, 참새 정말 대가족입니다. 바코드의 다른 부분은 종에 따라 다양합니다. 그 부분에서 올빼미와 문어의 차이가 생깁니다. 일란성 쌍둥이가 아니라면 우주에 우리와 똑같은 DNA를 가진 사람은 없습니다. 다른 종들의 경우 유전적 차이가 자연선택의 재료를 제공합니다. 환경은 생존하고 번성할 유전자를 선택합니다. 당 소화 같은 생명의 기본적인 기능들에 있어선 인간과 다른 종들의 유전 명령이 거의 똑같습니다. 다양한 생물 형태로 서로 갈라져 나오기 전에 진화한 기초적인 기능이기 때문입니다. 과학 덕분에 지구상의 모든 종이 들어간 가계도를 만드는 것이 가능해졌습니다. 과학은 지구상의 모든 생명이 하나임을 밝혀냈습니다.

 

의심할 여지없이 인간은 나무와는 다른 양식으로 세상을 인지한다. 그러나 생명 현상의 핵심을 조금만 깊이 들여다보면 분자 수준에서 나무와 인간은 근본적으로 같은 화학 반응을 통하여 생명 활동을 영위함을 알 수 있을 것이다. (중략) 생명 현상이 보여 주는 분자 수준에서의 동질성으로부터 우리는 지상의 모든 생물이 단 하나의 기원에서 비롯됐음을 알 수 있다.

칼 세이건, 『코스모스』

칼 세이건이 40초로 요약한 40억년 생명의 진화

- 단세포 생물에서 인간에 이르기까지

 

생명의 기원은 아무도 모릅니다. 그때의 증거는 대부분 충돌과 침식으로 파괴됐습니다. 현존하는 미생물들을 보면 초기 생물이 고온을 선호했음을 알 수 있습니다. 지구의 생명은 수중 분화구 근처의 뜨거운 물에서 발생했을지 모릅니다.

칼 세이건 박사는 오리지널 ‘코스모스’ 시리즈에서 약 40억 년 전의 단세포 생물에서 인간에 이르기까지 끊어진 부분 없이 이어지는 줄기를 추적했습니다. 낮과 밤도 구별하지 못하던 생명체가 ‘코스모스‘를 탐험하는 존재로 진화하기까지 그 40억 년을 40초로 요약했습니다.

 

 

 

진화의 비밀은 죽음과 시간에 있다. 환경에 불완전하게 적응한 수많은 생물들의 죽음과 우연히 적응하게 된 조그마한 돌연변이를 유지하기에 충분한 시간 말이다. 유리한 돌연변이 형태들이 서서히 축적되기 위한 긴 시간이 바로 진화의 비밀이다. 

칼 세이건, 『코스모스』

* 더 알고 싶은 분을 위한 팁! 

키워드 : 진화

1. 에드워드 윌슨의 『지구의 정복자』 : 사회 생물학의 창시자 에드워드 윌슨이 사회성 생물의 진화, 이타성의 진화, 협력의 진화를 설명하기 위해 주류 이론인 혈연 선택 이론 대신 집단 선택과 개체 선택이 상호 작용하는 다수준 선택 이론을 주장하다. 

2. 최재천의 『다윈 지능』 : 150여 년간 진화 이론이 발전해 온 과정과 진화론을 둘러싸고 벌어진 두뇌들의 설전, 그리고 현대 진화 이론의 핵심을 담다.

3. 에른스트 마이어의 『진화란 무엇인가』 : ‘20세기의 다윈’, ‘다윈주의의 수호자’라는 마이어가 들려주는, 가장 간명하게 설명하는 '진화'

키워드 : 개

어쩌면 방송 초반에 등장하는 개 이야기에 꽂히신 분이 계실지도 모르겠습니다. 개에 관

1. 스티븐 부디안스키의 『개에 대하여』

2. 콘라트 로렌츠의 『인간, 개를 만나다』, 『솔로몬의 반지』

지구의 정복자	다윈 지능	진화란 무엇인가

* 본 포스팅은 내셔널지오그래픽 채널의 제공으로 네이버캐스트(오늘의 과학 - 다큐사이언스)와 함께 연재되며, 사이언스북스 블로그에는 일부 내용이 추가되어 있습니다. 

'시간과 공간을 초월한 빅 히스토리, 코스모스 ' 시리즈 보기

(1) 코스모스 (클릭) 

(3) 지식이 두려움을 정복할 때 (클릭)

글·영상/사진 제공 : 내셔널지오그래픽채널 http://www.ngckorea.com  

내셔널지오그래픽채널 “시간과 공간을 초월한 빅 히스토리, 코스모스”

2014년 3월 15일 토요일 밤 11시 첫 방송(매주 토요일 밤 11시 방송)

1980년, 전 세계 7억 5천만 명의 시청자를 열광시킨 칼 세이건의 [코스모스]. 2014년, 내셔널지오그래픽채널에서 더욱 화려하게 부활한다. 총 제작비 450억, 총 에피소드 13편, 전 세계 180개국 동시 방송! 과거에도 있었고, 현재에도 있으며, 미래에도 있을 그 모든 것!