1. 생물학 개론, 다윈과 생명의 의미 - 다윈의 고민이 시작되다

생물학 정리

by 수집쟁이 2020. 9. 7. 09:30

제1부 분자와 세포

1장 다윈과 생명의 의미

비글호에 탑승하다

오랜 항해 끝에 비글(Beagle) 호가 아르헨티나 해안에 닻을 내렸다. 다윈은 유지에 닿았다는 기쁨을 만끽하며 말을 타고 아르헨티나의 팜파스 평원을 가로질러 320km 정도 내륙으로 들어갔다. 다윈의 부친과 조부는 그 당시 영국에서 이름 있는 의사였으며 상당한 부자였다. 그의 부친은 다윈도 의사가 되기를 바라고 있었기 때문에 16세에 그를 의과대학에 보냈다.

그러나 첫 수술에서 경험했던 환자의 혈액에 대한 공포증으로 다윈은 의학 공부를 중도에서 포기하고 말았다. 이 때문에 다윈은 그의 부친으로부터 “사냥이나 좋아하고, 개에게나 관심이 있고, 쥐나 잡으러 다니며, 자신과 가문을 욕되게 한다.”는 호된 질책을 받기도 했다.

다윈은 다시 법률학을 시도하였다. 그러나 법률 공부에도 흥미를 느끼지 못하 고 다시 성직자 수업으로 방향을 바꾸었다. 정식으로 케임브리지의 신학대학에 등록한 그는 신학이 의학만큼이나 자신의 적성에 맞지 않음을 깨달았다. 그는 고전에 흥미를 느끼지 못했으며 수학도 어려운 과목이었다. 그렇지만 곤충과 암석 채집에 흥미를 느끼게 된 다윈은 식물학자이자, 성직자였던 헨슬로(John Henslow)와 친해졌다.

두 사람은 케임브리지 근교의 시골을 돌아다니면서 그 지역의 자연사에 대하여 의견을 교환하기도 했다. 신학대학에서의 졸업 시험의 합격은 자신은 물론 그의 가족들을 놀라게 하였다. 학교를 마쳤다는 사실은 그를 대단히 즐겁게 하였으며 주위의 모든 사람들은 이제 그가 성직자가 되리라고 생각하였다.

그러나 다윈은 성직자가 되는 대신 졸 업 후 첫 여름을 영국 전역을 돌아다니면서 지질 조사를 하는 데 보냈다. 그해 가을 집에 돌아온 다윈은 헨슬로로부터 온 편지를 받았는데 헨슬로는 그 편지에서 자신이 얼마 전 영국 해군의 박물학자로서 군함에 승선하여 세계 전역을 항해하자는 제의를 받은 바 있는데 개인적인 사정으로 자기 대신 다윈을 추천하였음을 알려 왔다.

다윈은 이 제의를 값진 기회라고 생각하였다. 물론 그의 부친은 이 여행에 찬성하지 않았으나 어렵게 그를 설득하고, 그해 (1831년) 9월 5일 런던에 가서 비글 호의 선장인 피츠로이를 만났다. 피츠로이 (James Fitzroy)는 이미 젊고 능력 있는 26세의 해군 장교로 잘 알려져 있었으며, 그보다 약간 적은 나이의 다윈은 마침내 비글호의 박물학자로 임명되었다.

피츠로이 함장이 항해 중에 수행해야 하는 중요한 임무는 남아메리카 근해의 해 도를 작성하는 것이었으나(그림 1-2) 개인적으로 그는 천지 창조에 대한 성경 대용의 진실을 뒷받침할 수 있는 증거를 찾아내는 데 관심이 있었다. 이러한 개인적인 흥미 때문에도 피츠로이는 박물학자의 도움이 필요하였으며 또 탐험에 무한한 흥미를 가진 호감 가는 젊은 신학도인 다윈이 이와 같은 목적에 적합하다고 생각하였다.

왜 토끼는 없을까?

다윈은 파랗게 펼쳐진 남아메리카의 초원을 바라보면서 무엇인가 이상한 느낌을 받았다. 무엇일까? 무엇인가가 분명히 있었지만 그는 확실한 이유를 알 수 없었다. 온화한 미풍이 풀을 스치고, 하늘은 맑고 푸르렀으며, 다윈은 확신과 활력에 차 있었지만 무엇인가가 그를 괴롭히고 있었다. 무엇일까? 마침내 그 정체가 드러났다.

토끼가 없었던 것이었다. 한 마리의 토끼도 없었다. 이것은 E = mc2과 E. Pluribus Unum과 함께 서양 문화의 의식에 새겨질 수 있는 어구이다. 토끼가 없다. 무미건조한 이것은 진화의 시작을 예고하는 것이었다.

물론 다윈이 처음부터 진화에 대하여 생각했던 것은 아니다. 그는 다만 토끼에 대한 생각에 집착했다. 토끼는 어디에 있을까? 다윈이 보기에 이 지역은 토끼가 서식하기에 천국이었다. 토끼가 서식하는 자연환경에 대해 상당한 지식을 가진 그로서는 풍족한 풀과 몸을 숨기기에 적당한 숲이 있으며 구덩이를 팔 수 있는 흙이 있는데도 토끼가 없다는 사실을 이해할 수 없었다.

그는 토끼 대신에 풀을 뜯으며, 땅에 구멍을 파고 숲에 몸을 숨기고 사는 작은 동물을 발견하였는데, 이 동물은 토끼와 같이 긴 다리와 커다란 귀를 가지고 있었으나 분명히 토끼와는 다른 것이었다. 다윈이 그 당시 발견했던 동물은 현재 파타고니아 토끼 또는 마라로 불리는 기니피그 (guinea pig)와 유사한 것이었다.

다윈이 분명히 알 수 있는 것은 이곳에는 토끼가 서식하지 않기 때문에 토끼가 없다는 것이다. 그러나 만약 어째서 남아메리카에 토끼가 없는가?라는 집요한 질문을 받게 된다면 박물학자에 따라서는 남아메리카가 토끼의 서식에 적당치 않기 때문에 지역 자체가 토끼의 번식을 지속시킬 수 없었다고 답할 수도 있을 것이다. 다윈도 지역 자체가 토끼의 유무를 결정지을 수 있다고는 생각하였지만 이 의문에 대하여 해답을 찾던 끝에 드디어 자신의 마음속에 부분적인 답이 떠올랐다.

‘남아메리카에는 아마 토끼가 없을 것이다. 왜냐하면 토끼는 헤엄쳐서 대서양을 건널 수 없기 때문에.

다윈의 토끼에 대한 의문과 그가 생각해 낸 이 단순한 해답은 지구에 대한 인간의 인식을 영원히 바꾸어 주는 계기가 되었다.

토끼와 바다에 대한 설명

만약 위에서 말한 다윈의 일시적인 해답이 우리들에게 충격적이거나 특별히 흥미를 끌지 않았다면, 그것은 다윈이 외로운 팜파스 평원을 바라보았던 것이 아마 한 세기 반 전의 일이었기 때문일 것이다. 지구에 대한 우 리들의 관점은 그 후 극적으로 달라졌는데 이것은 그 당시의 항해 중에 발생한 여러 가지 의문과 다윈이 이에 대하여 제시한 해답 때문인 것이다.

토끼가 헤엄을 쳐서 바다를 건너지 못한다는 단순한 답은 또 다른 여러 가지 의문을 가져오게 되어 결국 의문의 연속이 진화의 논리를 유발하였다. 팜파스 초원에 토끼가 없다는 사실 큰 역설적으로 그곳에 이미 존재하는 동물이나 식물들은 누군가가 이들을 여기에 가져온 것이 아니고 그들의 조상이 여행을 통하여 그곳에 정착하였거나 또는 원래 그곳에서 생겨났다고 보아야 할 것이다.

다윈이 팜파스에서 발견한 또 다른 사실은 토끼와 비슷한 파타고니아 설치류가 이 지역의 다른 남아메리카 설치류, 예를 들어 기니피그와 유사한 점이 매우 많다는 점이었다. 왜 그럴까? 얼핏 생각하기에 남아메리카의 설치류들이 유사한 형태적 특성을 나타내는 것은 그곳 생물들의 일반형이 남아메리카 지역의 생활에 적응했기 때문이라고 할 수도 있으나, 다윈은 새로운, 다른 가능성을 생각했다.

남아메리카의 설치류들이 유사한 형태를 갖는 것은 원래 이들 동물들이 계통적으로 관련이 있을지도 모른다는 것이었다. 다윈의 마음을 흔들어 놓은 것은 설치류와 토끼 그 자체가 아니었다. 다윈은 지구 역사상에서 이미 절멸한 거대한 아르마딜로(armadillo)나 하마와 형태가 유사한 거대한 육상느림보류(sloth) 등 몇 가지 동물의 골격을 발굴하여 맞추어 보았다. 육상느림보류는 아직도 중앙아메리카와 남아메리카에서만 발견되고 있는데 현재는 작은 체구를 가진 동물이다. 이미 절멸한 거대한 육상느림보류는 아직까지도 그 지역에 존재하는 현대의 육상느림보류와 땅에 구멍을 파고 사는 작은 아르마딜로와 유사한데 다윈은 이들이 관련이 있다고 주장했다.

결국 다윈은 형태가 유사한 관련이 있는 것처럼 보이는 현존하지 않는 과거 동물과 현존하는 동물의 골격을 비교하였던 것이다. 다윈은 남아메리카의 동물 중 많은 종류가 멸종되었음을 나타내는 증거를 발견했다. 남아메리카의 동물들은 북아메리카의 동물들이 들어옴으로써 이들과의 생존 경쟁에 의하여 사멸될 수밖에 없었으리라고 그는 추측하였다. 그런데 왜 남아메리카의 동물들은 북아메리카의 동물들이 들어오기 이전에는 절멸되지 않았을까? 북아메리카의 동물이 남아메리카로 들어가는데 왜 그리도 오랜 세월이 걸렸을까?

그것은 아마도 남·북아메리카 대륙을 연결하는 파나마 지협이 옛날에 는 물밑에 있었으며, 따라서 북아메리카의 동물들은 두 대륙을 잇는 육교가 형성된 후에야 비로소 남쪽으로 진출했기 때문일 것이라고 다윈은 생각했다. 이것은 지구 상의 여러 가지 조건은 물론, 여기에 사는 서식자들 상호 간의 관계도 변화할 수 있음을 시사해 주는 것으로서, 아주 멋진 착상이었다.