[책] 생명의 수학 / 이언 스튜어트 지음 / 안지민 옮김 / 사이언스 북스

[책] 생명의 수학

이언 스튜어트 지음 / 안지민 옮김 / 사이언스 북스

생명의 수학 / 이언 스튜어트 지음 / 안지민 옮김 / 사이언스 북스

 

생물학은 현재까지 다섯 번의 큰 혁명이 일어나면서 생명에 대한 인류의 고정관념과 사고의 한계를 바꿔나갔다. 그리고 여섯 번째 혁명은 아직 진행 중이다. 다섯 번의 혁명은 다음과 같다.

 

1. 현미경

첫 번째 혁명은 300년 전에 현미경의 발견이다. 현미경은 생명의 복잡함을 눈으로 관찰할 수 있는 길을 열어줬다. 이를 통해 유기체의 내부가 놀랍도록 복잡하고 정교하다는 사실이 밝혀졌다. 세포와 조직, 유기적 체계로 이뤄진 이 모든 것들은 현미경이 발명된 직후 나타났다. 고배율 현미경아래 유기체를 보면 세포를 못 보고 지나칠 수가 없었기 때문이다.

 

2. 분류

두 번째 혁명은 스웨덴의 식물학자이자 동물학자, 그리고 의사인 칼 폰 린네(Carl von Linneé)가 일으켰다. 자연계에 흥미를 느낀 린네는 자연에 있는 모든 것을 목록으로 만들었다. 처음 펴낸 목록은 1111쪽짜리였지만 마지막 13번째로 펴낸 목록이 담긴 책은 3,000쪽에 달했다. 그는 그만의 방식으로 생명체를 나누는 분류학의 아버지가 되었다. 다만 그는 자연에 있는 것들을 체계적으로 엮어 내려했을 뿐, 숨겨진 질서나 연구는 하지 않았다.

린네의 분류체계에서 가장 유용하고 가장 잘 알려진 특징은 라틴어를 사용한 두 단어 이름을 활용했다는 점이다. 라틴어는 존재하는 많은 생물을 논리에 따라 분명하게 구분할 수 있었다.

 

3. 진화

세 번째 혁명은 1859년 찰스 다윈(Charles Robert Darwin)의 ‘종의 기원(The Origin of Species)이 출간되면서 부터였다. ‘종의 기원’에서 다윈은 다양한 생명이 어디에서 비롯되었는지를 새로운 눈으로 보았다.

그가 살았던 시대에는 보통 사람들뿐만 아니라 과학자들도 모든 종은 신이 천지를 창조하면서 일일이 만들었다고 믿었다. 그러나 다윈은 여행을 다니며 수집한 생물학적 증거들을 가지고 깊이 생각한 뒤, 그와 같은 주장이 믿을 만하지 못하다고 판단했다. 그는 자연상태에서도 원리상으로는 자원경쟁에 따라 비슷한 변화가 일어날 수 있음을 발견했다. 이는 오늘날에도 거의 모든 생물학자들이 다양한 종의 이면에서 발견되는 진화의 흔적을 찾아 나서고 있다.

 

4. 유전학

네 번째 혁명은 그레고어 요한 멘델(Gregor Johann Mendel)이 유전자를 발견하면서 일어났다. 그는 1860년 즈음에 완두콩 2만 9,000그루를 가꾸면서 세대마다 특정한 성질을 살펴 그 안에 수학적인 패턴을 발견했다. 이를 통해 멘델은 모든 생물 안에는 오늘날 유전자라고 부르는 ‘인자(factor)’가 있으며, 인자는 이전 세대에서 물려받는데, 생명체가 가진 수많은 특성들은 그 인자로 결정된다는 생각을 굳혔다.

 

5. DNA의 구조

다섯 번째 혁명은 첫 번째 혁명과 마찬가지로 새로운 기법을 발견하면서 일어났다. 그 기법은 엑스선 회절로, 복잡하고 중요한 분자 구조를 알아낼 때 생화학자들이 사용한다. 엑스선 회절은 사실상 ‘현미경’과 같아 분자 속 개개원자들의 위치를 보여준다.

당시 과학자들은 유전자를 이루는 주요 물질은 단백질과 DNA라는 사실을 이미 알고 있었다. 그리고 DNA란 고작해야 단백질이 서로 엮일 수 있도록 돕는 임시 받침대 정도로 생각했다.

하지만 DNA 분자는 어떻게 생겼는지, 그것을 이루는 원자는 어떤 순서로 놓였을지에 대한 의문이 현재 DNA의 구조에 대한 생물학적 가치를 만들어내는 초석이 되었다.

프랜시스 해리 컴프턴 크릭(francis Harry Compton Crick)과 제임스 듀이 왓슨(James Dewey Watson)은 거의 모든 생물 속에서 나타나는 합성분자(complex molecule)인 디옥시리보핵산(deoxyribose nucleic acid), 즉 유전자의 물리적 성질, 분자의 구조를 이해하고자 다양한 실험을 통해 구조의 특징과 성질을 발견할 수 있었다.

 

 

다섯 가지 혁명이 일어난 시간 간격은 사람들에게 알려지기 전까지의 시간도 포함한다면 50, 100, 50, 50년이다. 다섯 번째 혁명이 일어난 지 50년이 넘엇다.

세상이 변화하는 속도가 빨라지고 있음을 생각한다면 여섯 번째 혁명은 벌써 일어났어야 한다. 생명의 본성은 생화학의 문제만은 아니다. 다른 많은 과학도 생물의 삶을 설명하는데 중요한 몫을 한다. 그들을 모두 묶어서, 완전히 새로운 앞날을 여는 것이 저자가 말하는 생물학에서의 여섯 번째 혁명, 수학이다.