과학자의 명언-오파린(1)-생명체와 무생명체 간에 기본적인 차이점이란 없다. 물질의 진화과정에서 생명을 특정 짓는(생명을 이루는) 요소와 (생명체) 발현이

과학자의 명언과 영어공부(56)

오파린(1)

▲ 오파린은 생명의 기원을 원소들간의 화학적 상호작용에서찾으려고 했다.  ⓒ “There is no fundamental difference between a living organism and lifeless matter. The complex combination of manifestations and properties so characteristic of life must have arisen in the process of the evolution of matter.” “생명체와 무생명체 간에 기본적인 차이점이란 없다. 물질의 진화과정에서 생명을 특정 짓는(생명을 이루는) 요소와 (생명체) 발현이라는 복잡한 결합이 틀림없이 일어날 수 있었을 것이다.” -오파린(1894~1980): 러시아의 생화학자, ‘생명의 기원’ 주창자- “Science has always hesitated to ask, 'How did life start?’ The origin of life has been bound up with religious beliefs even more strongly than has the origin of the earth and the universe and the confrontation over this issue is far from over.” “과학(과학자)은 ‘생명이 어떻게 시작됐을까?’라는 질문에 대한 대답에 항상 주저해 왔다. 생명의 기원은 종교적인 신념과 맞물려 있고 지구나 우주의 기원에 대한 문제보다도 강하기 때문이다. 이 문제를 둘러싼 대결은 결코 끝나지 않을 것이다.” 과학사(史) 저술가로 유명하며 미국 로체스터 공대(Rochester Institute of Technology) 윌슨(Fred L. Wilson) 교수의 지적입니다. 정말 그렇습니다. 생명의 신비를 캐는 데 과학자들은 많은 시간을 투자합니다. 우주의 기원이 무엇이고, 지구는 어떻게 생겼는지에 대단히 관심이 많습니다. 우주가 어떻게 생겼는지, 그리고 지구가 어떻게 탄생했느냐에 대한 연구는 활발하면서 정작 가장 중요하면서도 원초적인 생명의 기원에 대한 연구는 그렇지 못합니다. 왜 그런가요? 종교의 근본을 흔들어 놓고 강한 도전에 직면하게 될 것이기 때문입니다. 도덕과 윤리가 사라질지도 모른다는 우려입니다. 최근 복제연구가 활발합니다. 앞으로 돈을 벌게 할 생명공학의 열쇠입니다. 복제는 생명체를 꼭 같이 복제하는 겁니다. 신의 영역에 대한 대단한 도전입니다. 복제연구가 보편화되고 있습니다. 생명의 기원을 인간의 영역에서 바라보는 연구도 필요하다는 생각이 듭니다. 20세기의 찰스 다윈 코페르니쿠스가 하늘의 혁명을 일으켰다면 다윈의 진화론은 땅의 혁명을 일으킨 일대 사건이자 이론입니다. 땅의 혁명이 더 대단했죠. 기독교의 기본적인 질서를 흔들어 놓은 이론으로 엄청난 도전을 받습니다. 정도는 덜 하지만 지금도 마찬가지입니다. 다른 이론이 옳지 않다는 것을 분노로 해결하려는 것은 올바른 방법이 아닙니다. 그렇다고 상대방의 이론은 여러 가지 증거를 제시해 과학적으로 옳지 않다고 주장하면서, 자신의 이론은 과학적 근거를 제시하지 못한 채 옳다고 주장하는 것 또한 맞는 방법이 아니라고 생각합니다. 진화론은 실질적으로 증명된 과학이 아니라 변화의 과정을 설명하는 이론일 뿐이라며 과학의 범주에서 끌어 내리려는 시도도 목격할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 진화론은 자연을 설명하는 부동의 과학이론으로 자리잡고 있는 게 사실입니다. 사실 어떻게 보자면 종교도, 종교의 이론도 상당히 말썽 많은 과정을 거치면서 진화에 진화를 거듭하면서 오늘에 이른 것은 아닐까요? 그것을 개혁과 혁신이라고 명명하든, 새로운 변화라고 이름을 짓든 간에 말입니다. 시간 속에는 변화가 있게 마련입니다. 자연의 이치입니다. 방귀에는 생명에 필요한 원소들이 있어 ▲ 생명은 어떻게 만들어 졌을까. 생명의 비밀이 담겨 있는RNA.  ⓒ 화성탐사가 진행되면서 비단 생물학자나 과학자뿐만 아니라 많은 사람들이 생명체 존재의 여부에 대해 관심이 많습니다. 이에 대해 미국의 한 학자가 방귀 이야기를 들고 재미 있는 주장을 제기했습니다. 워싱턴 대학(University of Washington)에서 지질학(geologist)을 가르치고 있는 부익(Roger Buick) 교수의 이야기입니다. “…I’d wish to find out if there is life on Mars; perhaps martians can be detected by a whiff of their farts.” “난 화성에 정말 생명체가 있는지 없는지를 알고 싶다. 아마도 화성인의 존재 여부는 화성인들이 뀐 방귀를 연구해 보면 알 수 있을 것이다.” 무슨 이야기인지 아시겠지요? 인간도 그렇고 모든 생물체는 방귀와 오줌을 배출합니다. 그게 구린내 나는 방귀나 암모니아가 섞인 오줌으로 배설될 수 있습니다. 때로는 아름다운 꽃의 향기로 나올 수도 있습니다. 사정에 따라 다릅니다. 꽃 향기가 식물체의 배설물이라는 것은 많은 학자들이 주장하는 이야기입니다. 방귀에 포함된 메탄가스와 암모니아는 그럼에도 불구하고 살아 있는 생명의 기본입니다. 다시 말해서 탄소(C), 수소(H), 질소(N)는 생명체를 이루는 기본 원소라는 이야기입니다. 물론 여기에 산소(O)와 황(S)이 포함돼야 하겠지요? 부익 교수는 그래서 이런 이야기를 덧붙였습니다. “If sufficient volumes of hydrogen sulphide-another gas commonly produced by biological activity-are coupled with leaking methane, it would suggest that subsurface life is producing the gases.” “만약 생물학적 활동에서 공통적으로 나타나는 충분한 양의 황화수소가 메탄가스(방귀)와 함께 있다면(그게 발견된다면) 지상에 생명체가 실질적으로 있어 그러한 가스를 배출하고 있다는 걸 확신할 수 있다.” 디스커버리호 발사 이후 당시 생명체 존재를 둘러싸고 화성에 대한 관심이 전 세계 이목을 사로 잡고 있던 2005년 부익 교수가 ‘네이처’ 신년호에 기고한 내용에서 발췌한 일부분입니다. 생명체에는 방귀나 오줌 등 배설물이 반드시 있기 마련입니다. 그래서 그러한 원소들이 기본적으로 존재합니다. 생명의 기원은 새로운 땅의 혁명 ‘생명의 기원(The Origin of life on the Earth)’을 주장해 다시 한번 땅의 혁명을 일으킨 오파린(Aleksandr Oparin)의 이론은 생명체에 필요한 이러한 기본 원소들이 복잡한 변화와 진화과정 속에서 생명체가 우연히 나타날 수 있다는 겁니다. 장소는 공룡시대를 넘어 아주 먼 옛날 원시시대. 이 시대에 존재했던 원시 가스들이 서로 반응하면서 생명체의 기본인 단백질이 만들어졌을 거라는 가설입니다. 그리고 이 단백질이 생명체를 탄생시켰을 거란 주장입니다. 상당히 설득력 있는 이론으로 많은 생화학자들이 인정하고 있습니다. 소개한 오파린의 명언은 그가 생명의 기원이라는 논문에서 주장한 그의 연구를 다섯 가지 중요한 가설로 요약한 것 가운데 하나입니다. 자연상태에서 생명은 자연히 발생할 수 있다는 일종의 ‘자연발생설’이라고 할 수 있습니다. 두 번째 가설은 이렇습니다. “Taking into account the recent discovery of methane in the atmosphere of Jupiter and the other giant planets, Oparin postulated that the infant Earth has possessed a strongly reducing atmosphere, containing methane, ammonia, hydrogen, and water vapor. In his opinion, there were raw materials for the evolution of life. “목성과 다른 위성의 대기권에 있는 메탄이 발견된 것을 고려한 오파린은 이렇게 주장했다.원시 지구는 메탄, 암모니아, 수소, 수증기를 포함한 환원성 대기였다. 그 이론에 따르면 생명을 탄생시킬 수 있는 물질이 원래 있었다.” 오파린이 생명의 기원을 이렇게 주장한 것은 1922년 봄 모스크바에서 열린 생물학회에서였습니다. 당시 생화학분야에서 대단한 권위가 있었던 오파린은 처음으로 원시지구에서 자연발생적으로 생명체가 탄생할 수 있다고 제안한 겁니다. ‘20세기의 다윈(Darwin of the 20th century)’으로 상당한 관심을 끈 그는 자기의 학설을 책으로 냈으며 창조론의 숱한 비난에도 불구하고 1980년 죽을 때까지 여러 번 개정판을 냈습니다. 오파린이 우주의 다른 곳에서부터 지구로 생명체가 들어 왔다는 외계생명체유입설(panspermia thories)에 연구의 초점을 두었다고 지적하는 학자들도 있습니다. 그러나 오파린은 지구의 생명의 기원 연구에 매달렸고 자신의 연구에 대해 확신했습니다. 크릭, 생명체유입설 주장 ▲ 생명의 기원 연구논문은 많은 학자들로부터 갈채를 받았다.  ⓒ 이 생명체유입설은 당시 꽤 많은 생물학자들이 지지한 이론으로 DNA 나선구조 발견으로 노벨상을 수상한 크릭(Francis Crick)도 그 중 한 사람이었습니다. 1930년대에 출판한 그의 책은 좋은 평판을 얻어 세계 각국어로 번역됐고 그의 학설은 급속히 전파되기 시작합니다. 거의 같은 무렵에 영국의 생물학자 홀데인도 비슷한 생각을 책으로 펴냈습니다. 세균학의 창시자인 파스퇴르는 1860년대 S자형(swan) 플라스크를 이용해 미생물이 들어 오지 못하기 때문에 썩은 고기에서 미생물이나 파리가 저절로 생기는 것이 아니라며 자연발생설에 못을 박습니다. 그런데 왜 다시 자연발생설이 왜 다시 고개를 들기 시작했느냐고요? 좀 차원이 다릅니다. 간단히 말해서 파스퇴르는 생명체의 발생 실험을 단순한 세균의 침입유무에 초점을 맞추었고 오파린은 생명의 기원을 단백질에 두었고, 화학물질의 상호작용과 반응에 두었다고 할 수 있습니다. 학자의 이론은 각기 다른 길을 걷습니다. 그러면 단백질은 과연 생명체냐? 바이러스는 뭐냐?라는 질문이 생기겠죠. 생명체에 대한 정의가 어려워집니다. 더구나 폰 노이만의 컴퓨터가 상용화되고 인공생명체라는 용어가 등장하면서 생명의 정의는 더욱 혼란스러워집니다.

/김형근 편집위원  hgkim54@hanmail.net

2007.03.29 ⓒScience Times