성게, 메뚜기, 불가사리가 그렇게 생긴 이유 (생김새의 생물학)

성게, 메뚜기, 불가사리가 그렇게 생긴 이유 (생김새의 생물학)

$16.11
Description
“너는 왜 그 모양이니?”
기묘한 동물들의 특별한 형태를 만들어낸
진화 속 물리·화학·수학을 찾아서
왜 어떤 동물은 길쭉하고, 어떤 동물은 둥글까? 불가사리의 팔은 왜 하필 다섯 개일까? 성게는 왜 밤송이처럼 생겼을까? 그리고 껍데기가 딱딱한데 탈피도 하지 않으면서 어떻게 성장할까? 메뚜기는 어떻게 날개를 그렇게 빠르게 진동시킬까? 조개는 무슨 힘으로 껍데기를 꽉 다물까?

90만 부 베스트셀러 《코끼리의 시간, 쥐의 시간: 크기의 생물학》의 모토카와 다쓰오가 ‘생김새의 생물학’으로 돌아왔다. 이번 책에서는 무척추동물과 척추동물을 두루 살피며 동물들이 각자의 생존전략에 따라 몸을 어떤 구조로 디자인해서 살고 있는지 보여준다.

성게, 메뚜기, 불가사리를 비롯한 동물들은 인간 이상으로 오랜 시간동안 자기만의 독자적인 세계를 구축해 왔다. 그들의 몸에는 오랫동안 작용해온 보편적인 물리·화학·수학적인 자연의 법칙이 담겨 있다. 독자들은 이 책을 통해 ‘진화사’라는 깊이와 ‘동물계’라는 너비 속에 자리한 인간의 위치를 생각해보게 될 것이다.
저자

모토카와다쓰오

1948년일본미야기현에서태어났다.1971년도쿄대학교이학부생물학과(동물학)를졸업하고류큐대학교조교수,도쿄공업대학교생명이공학부교수를역임했다.현재도쿄공업대학교명예교수이다.2007년과학기술분야문부과학대신표창,2014년일본동물학회교육상을받았다.생물학지식을노래로기억하는학습법을제창하고직접여러곡을작사·작곡하여음반을내는‘노래하는생물학자’로도알려져있다.다수의교과서와참고서를집필했고,자원봉사로초등학교부터대학교까지출장강의를다니는등교육활동에도힘쓰고있다.저서로는국내에소개된《코끼리의시간,쥐의시간》을비롯하여《산호와산호초이야기》《세계평화는해삼과더불어》《생물학적문명론》《노래생물학》《생물은원통형》등이있다.

목차

머리말

1.산호초와공생의세계―자포동물문
산호는어떻게생겼나|자포동물의특징1:자포가있다|자포동물의특징2:2배엽동물|헤켈의뛰어난의견|산호초|조초산호|산호의공생|갈충조가얻는이익|영양과이산화탄소|산호가얻는이익|산호의점액이산호초의생물들을기른다|산호게와귀신불가사리|백화가산호를죽인다|백화가일어나는메커니즘|산호초는푸른카나리아
♬산호의탱고

2.곤충전성기의비밀―절지동물문
곤충의몸디자인|곤충의특징1:키틴질외골격|무기질골격과유기질골격|각피의구조|상각피·외각피·내각피|각피는베니어구조|퀴논경화|곤충의특징2:큰운동능력-걷기·달리기·날기|걷기|관절|날기|날개를천천히움직이는곤충|날개를빠르게움직이는곤충|흉부각피는용수철|비상근의용수철진자|곤충은작은날개로도난다|곤충의큰도약력|곤충의특징3:기관|산소획득과수분손실|기관에서는수분이도망가기어렵다|곤충의특징4:작은크기|곤충의특징5:피자식물과의공진화|다양성이발생한이유|곤충의특징6:탈피|곤충의진화와변태|유충과성충두시기를구분한다
♬벌레는난다

3.소라는왜나선형일까?―연체동물문
가상의공통조상에기초해서생각하다|일반적인연체동물의특징|넓적한동물의문제점|넓적한껍데기의문제점|넓적한껍데기를분할한다|껍데기를입체적으로쌓아올린다|소라껍데기는로그나선|왜로그나선인가|완족류도로그나선|껍데기의구조|유기물의역할|껍데기를벗은연체동물|진화한두족류,오징어와문어|고속으로질주하는오징어|이매패류의진화|먹이수집장치로서의아가미|개펄조개잡이로여과섭식의성공을실감하다|아가미의구조|이매패가껍데기를열고닫는방법|제동근수축의비밀|캐치의분자메커니즘|모래개펄에서탈출한이매패류|족사와족사견인근
♬달팽이는감고감고

4.불가사리는왜별모양일까?―극피동물문1
극피동물의모양|극피동물의진화|고착생활에서자유생활로|불가사리는인간의친척|극피동물의특징1:별모양|움직이지않는생물은방사대칭|왜5방사인가|가설1:활주로가설|꽃잎이다섯장인꽃이많다|꽃잎은활주로?|가설2:축구공가설|가설3:홀수의길가설|고착생활을하지않는극피동물
♬극피의TakeFive

5.해삼천국―극피동물문2
극피동물의특징2:관족|관족의역할|극피동물의특징3:피부내골편|껍데기와성장의문제|극피동물의특징4:캐치결합조직|성게의가시|근육과캐치인대의협동작업|성게껍데기|불가사리의체벽|불가사리의독|해삼의체벽|껍데기의경도변화|해삼이부드럽게변할때|경도변화메커니즘|캐치결합조직의신경지배|캐치결합조직의에너지소비량|근육과의비교|극피동물의특징5:저에너지소비|에너지를그다지사용하지않으면식생활이변한다|해삼천국|극피동물은조금만움직인다|바다나리는인대가근육을대신한다?|두가지조직을같은장소에두도록진화하다|극피동물에게는뇌도심장도없다|중앙집권이아니라지방분권이라는전략
♬해삼천국

6.멍게와군체생활―척삭동물문
척삭동물에게는척삭이있다|척삭의구조|멍게(미삭류)의몸디자인|미삭류의특징1:동물성셀룰로오스|미삭류의특징2:여과섭식|왜바다에는여과섭식자가많은가|멍게의여과섭식|미삭류의특징3:군체|군체를만드는방법|군체를만드는동물들|군체성동물은몸의디자인이단순하다|외골격과성장의문제|군체는고착생활에적합하다|군체는유닛구조
♬군체행진곡

7.사지동물과육상생활―척추동물아문
척주는민물에서진화했다|육상생활|자세유지와걷기|상륙에따른골격계강화|팔다리를척주에연결하는사지대|견대와요대의차이|물고기는목이없다|보행의진화|포유류|인간은넘어지면서걷는다|먹이구하기와소화|특히식물은만만치않다|육상에서는먹는방법을바꿀필요가있다|혀의효용|소화관의분화|공생미생물에의한소화|반추(되새김질)|큰덩치가베푸는은혜
♬땅에서사는건큰일이야

지은이의말
옮긴이의말

출판사 서평

“너는왜그모양이니?”
기묘한동물들의특별한형태를만들어낸
진화속물리·화학·수학을찾아서

생김새가천차만별인동물들이바닷속에서,하늘에서,땅에서자기만의방식으로살아간다.크고빠르고강하다고해서언제나유리한것은아니다.소외되었던자포동물,절지동물,연체동물,극피동물을통해펼쳐보이는,환경과진화에관한새로운통찰.

멍게,해삼,말미잘,산호,해파리,메뚜기,잠자리…
소외되었던무척추동물을통해우리몸을새롭게보는책
90만부베스트셀러《코끼리의시간,쥐의시간:크기의생물학》에서독창적이고친절한과학저술로독자를감동시켰던모토카와다쓰오가이번에는《성게,메뚜기,불가사리가그렇게생긴이유:생김새의생물학》으로돌아왔다.이책에선전작의뒷부분에잠깐소개되었던곤충,산호,성게등의무척추동물을본격적으로다룬다.무척추동물과척추동물을두루살피며동물들의해부학적인구조가어디에서비롯하였고어떻게작용하는지파헤친다.
동물의생김새는그들이취한생존전략에맞게변화해왔다.이는진화를다루는많은글이이야기하고자했던것이지만,그대상은척추동물에한정되기일쑤였다.하지만척추동물은지구상에살고있는모든동물의5%밖에되지않는다.우리는생각보다훨씬다양하고독특한동물들과함께살고있으며,더많은종류의현존하는동물들을살펴보기만해도진화라는것이상상이상으로다채로운방식으로일어났다는것을알수있다.그들은인간보다오랜시간동안독자적인세계를구축해왔으며,그들의몸에는오랫동안작용해온보편적인자연의법칙이담겨있다.
이책은진화의비밀을밝히면서‘진화사’라는깊이와‘동물계’라는너비속에자리한인간의위치를생각해보도록한다.이를위해이책은1~5장에서우리에게낯설다고할수있는자포동물문,절지동물문,연체동물문,극피동물문에속한동물의몸과생존전략을소개하고,마지막6~7장에서척추동물이속해있는척삭동물문을살핀다.이책을통해우리와닮은척추동물만볼때보다우리자신을더잘알게될것이다.

조개의다리,메뚜기의날개,불가사리의팔
환경과의역동적인상호작용을통해만들어지는생명의형태를만나다
새로운종은한번에출현하지않는다.진화는생물이부분적으로변화하는과정이중첩되면서일어난다.이책의커다란장점은동물하나하나에서특징적인부분이나형태를집중적으로살피며역동적인진화과정을생생하게느끼도록한다는것이다.동물들은인간에게없는구조를갖고있기도하고,비슷하게생겼지만다른역할을하는기관이나다르게생겼지만비슷한기능을하는부위를가지고있기도하다.

“강력한힘으로바위에들러붙고,또필요할때에는걸을수있다.이‘걷기’와‘들러붙기’라는두가지역할을하는것이연체동물의다리이다.우리인간은다리를걷거나달리기위한것이라고만생각하는데그것은우리가육상동물이기때문이다.바다에서는큰부력이작용하기때문에몸이둥실둥실떠올라수류나파도가있는장소에서는쓸려갈우려가있다.그래서해저면을발로이동하는저생동물에게몸을고정하는다리의역할은매우중요하다.전복에서가장먹음직스러운부분이다리이다.다리가그토록근육덩어리로이루어진이유는바위에단단히들러붙는힘을얻기위한것이지,빨리달리기위해근육이발달한것이아니다.”
―105쪽,〈일반적인연체동물의특징〉중에서

또독자들은이책을통해같은생활환경에서도다른생존전략을선택해서살아남은동물들을만난다.각동물들이어떤물리·화학·수학적인원리를자기몸에적용하여지금과같은모습이되었는지를추적하는독서는과학적인상상력을자극한다.

다른몸이만들어내는다른생활,다른가치관
느리고약하고작아도다른전략으로충분히잘사는동물들이야기

“활발하게움직이는동물과전혀움직이지않는동물사이에서조금만움직이는생활을하는것이극피동물이다.조금만움직이면어떤동물도얻을수없었던먹이를독점할수있다.극피동물은이른바‘틈새산업’에서생계를유지한다.그들은다른것과경쟁하지않고평화롭게천국의삶을실현하는데,이는‘작은골편이캐치결합조직을통해하나로얽어매어진’희귀한지지계를개발한덕분에가능했다.”
―240쪽,〈극피동물은조금만움직인다〉중에서

빠르고강하고커야만잘살수있는것은아니다.해삼은에너지소비를극단적으로줄여서모래사이에있는유기물만으로필요한영양분을모두얻으므로먹이를어떻게구할지걱정할필요가없다.또해삼은거의움직이지않으므로근육이없는데,이는포식자가해삼을매력적인먹이로느끼지않도록만든다.그래서해삼은도망칠걱정도없다.성게도거의움직이지못하지만위험한장소에서도긴시간동안식사를할수있도록하는방어체계를갖춘채바닷물이끊임없이가져다주는먹이를걸러서먹는다.곤충은작기때문에뼈가없이도몸을지탱할수있고,날개를빠르게윙윙진동시킬수있다.불가사리는뇌가없는데도역학적인연계를통해수많은다리(관족)들을한방향으로걸어가게만드는방법을찾았다.인간의관점에서이동물들은아웃사이더일지모르지만,이들은자기가치관에따라충분히잘살고있다.이처럼완전히다른방식으로살아가는동물들을보는것은그자체가인간중심주의적인관점을벗어나는과정이다.이뿐아니라우리와달라도너무달라서외계생명체보다더먼존재로느껴지기도했던동물들이특이한방식으로먹고움직이며살아가는모습을보는것은그자체로도큰즐거움을준다.

탁월한비유,과감하게단순화한그림,보충설명을위한칼럼
‘생물학하기’의즐거움으로친절하게안내하는책
저자모토카와다쓰오는과학교육을오래고민하고실천해온학자답게다소복잡할수있는내용을탁월한방식으로이해하기쉽게풀어낸다.특이이책에서두드러지는설명방식은‘비유’인데,기능형태학책에서매우중요한생물의형태와구조를이해시키기에좋은방식이다.예를들어,오징어는로켓에,곤충날개를움직이는근육은가로세로로교차하는용수철에,조개의제동근은래칫이라는톱니바퀴에비유된다.동물들이지닌다양한골격은골조구조,벽돌구조,막구조와같은건축물의구조에빗대어설명된다.포유류와파충류가걷는방식이어떻게다른지설명하기위해서는일반적인테이블과테이블상판가장자리에“L자형으로구부러진다리”가붙은테이블이등장한다.또형태는다르나비슷한구조를가진극피동물을설명하기위해이런방법을쓰기도한다.“이런상상을해보자.불가사리에물을주입하여풍선처럼부풀린다.…이렇게된것이성게라고할수있다.…성게를위아래로길쭉하게잡아늘여서옆으로벌렁누인것이해삼이다.”
이책에는이해를돕기위한도판이60여컷실려있다.대부분의그림이동물몸의구조를파악하는것을돕기위한모식도인데,평면적인일러스트로매우단순하지만구조를한눈에알아보는데에는가장좋은도판이라고할수있다.실물이나사진을보고동물몸속에있는기관을한눈에파악하기란쉬운일이아니다.같은종에속한같은기관이라도실제로는모두미묘하게다른모양으로존재하기때문이다.생략할것을과감하게생략하여깔끔하게정리된그림은집중해야할부분을명확히보여주면서글만으로는잘떠올리기어려운몸의구조를직관적으로파악할수있도록해줄것이다.
덧붙여본문중간중간에는본문에서언급된내용에관해더상세하게해설해주는글이박스안의칼럼으로제시된다.칼럼에서는분류학,지렛대의원리,근육이움직이는메커니즘,결합조직,골격의종류등에관한내용을다룬다.이처럼효과적으로지식을전달하는여러장치를통해독자들은본래물리·화학·지구과학·수학과경계가없었던생물학을‘하는’재미를느낄수있다.

먹을걱정도망칠걱정♪그런걱정전혀없어요!♬
저자가직접작곡한동물찬가일곱곡의악보수록
이책에는각장의끝에저자가직접작사·작곡한‘동물찬가’의악보가실려있다.저자모토카와다쓰오는일본에서‘노래하는생물학자’로도알려져있다.그는자신이연구한동물들에게바치는찬가를짓고보급하여사람들이생물학에더가까워질수있도록해왔다.(https://www.youtube.com/watch?v=8igtaPD2nGo)저자는이책의기초가된도쿄공업대학의강의에서,수업시간끝에강의했던동물에게바치는‘찬가’를노래했다고한다.그래서이책에도한장이끝날때마다하나씩,총일곱곡의악보를실었다.재치있고웃긴가사에서부터동물에대한애정이듬뿍묻어나오는이노래들은본문에서다루었던내용을핵심적으로정리하고있다.가사를읽기만해도리듬과함께내용이머릿속에쏙쏙들어오면서교육적인효과를높인다.독자들은이노래들을통해동물과가까워지는또다른길을발견하게될것이다.