먹고 사는 것의 생물학 (입에서 항문까지, 소화기관으로 읽는 20억 년 생명 진화 이야기)

먹고 사는 것의 생물학 (입에서 항문까지, 소화기관으로 읽는 20억 년 생명 진화 이야기)

$23.01
Description
'먹고 소화하고 배설하는' 행위로 알아보는 특별한 생물학!
『먹고 사는 것의 생물학』은 단세포 생물부터 인간까지 생명체의 진화 역사를 ‘먹고 소화하고 배설하는’ 행위로 들여다본 책이다. 저자, 김홍표 아주대학교 약학대학 교수는 소화기관이라는 프리즘으로 생명 현상과 기원, 진화사까지 그 장대한 이야기를 들려준다. 하나의 세포는 입, 후두, 식도, 위, 장, 항문과 같은 소화기관이 있는 생명체로 어떻게 진화한 것일까? 철새는 제대로 먹지 않고 어떻게 수천 킬로미터를 날 수 있을지 등 진핵세포가 등장한 20억 년 전부터 섭취와 배설 사이를 오가며 살아가는 온갖 생명체에 대한 진화를 새롭게 알아볼 수 있다.

이 책은 단세포 생명체가 다양한 종류의 다세포 생명체로 진화하기까지, 그 긴 생명의 역사에서 ‘소화기관’이 핵심적인 역할을 했다는 점을 강조하며, 소화기관을 중심으로 생명의 역사를 새롭게 재배치해서 들려준다. 동물의 진화 역사가 “세포 내 소화에서 세포 밖 소화로” 변해간 과정을 따른다는 것이다. 먹는 일, 소화기관이라는 작고 평범한 것에서 출발해 자연 혹은 생명의 법칙에 이르는 과정을 담아냈다.
저자

김홍표

저자김홍표는서울대학교약학대학약학과를졸업하고동대학원에서석사학위와박사학위를받았다.현재아주대학교약학대학교수이다.국립보건원박사후연구원과인하대의과대학연구교수를지냈으며피츠버그의과대학,하버드의과대학에서연구했다.천연물화학,헴생물학,바이오활성가스생물학,자기소화,면역학과관련된여러편의논문을썼다.한국연구재단이톰슨로이터DB의피인용상위10%논문을대상으로분석한조사에서‘2009~2014년한국인기초과학상위연구자’로의학(4위),약학(3위)두분야에이름을올렸다.연구분야와관심분야는기초생물학과진화생물학,진화의학이다.지은책으로『먹고사는것의생물학』,『산소와그경쟁자들』이있고옮긴책으로『내안의바다,콩팥』,『우리는어떻게태어나는가』,『진화와의학』,『인간과동물의감정표현』,『신기관』,『제2의뇌』가있다.

목차

들어가며_5

1장.멀고먼_17
우리는무엇을먹는가?/영양소삼두정치/불의발견,식품가공의불을댕기다!

2장.굶기와폭식사이에서:소화기관의역동성_31
사는것은버티는것인가?/겨울을날다/올챙이와개구리의식단/탕가니카호수의시클리드/무엇이너를먹는가?/인간의소화기관/소화기관의일반적특성/소화혈관계내강/통관과브라큐어리/무체강동물

3장.다세포생물의진화_73
효모도뭉친다/외독소와다세포동물의진화/마이크로RNA/종속영양생명체

4장.해면은동물이다_95
동정편모충류:다세포성의진화/정자는단한번진화했다?/‘내안의해면’/세포접착과세포밖소화/라론증후군:인슐린의기원/신경계의기원/중배엽의기원/좌우대칭의진화/마침내입과항문

5장.통관은멀리흐른다_123
선구동물과후구동물/체강/원생동물문의소화/해면동물의소화/무척추동물의소화/척추동물의소화와음식물의여정/물의대차대조표/식물도그저죽지는않는다/부속소화기관/인간혈관계/적혈구의변화는두가지방향에서일어났다/소화기관과함께하는호흡기관?/나중생겨난것이먼저썩는다?

6장.소화기관의진화_161
앞뒤축을따르는소화기관의발생유형/발생과정의등대지기,섬모의역할/좌우대칭하기의어려움?/연날리기물리학:좌우대칭동물의진화/냉수마찰을좋아하는초파리유충/소화기관이만들어지기까지/거친그림그리기/배아둘러싸기/장간막/투망던지기/구멍만들기/복막/간에는별모양의세포가있다/입에서생선썩는냄새가?

7장.뭐가필수적이라고?_211
포도당은보편타당/잘부서지는리보오스/과당과포도당/마라톤선수는어떻게2시간을넘게달릴수있는가?/포도당과과당의슬픈이야기/인간모유와갈락토오스/글리코겐진화/유생의진화와브로드유전자:음식나눠먹기

8장.나는진정누구인가?_245
왜소장에세균이적은가?/세균은무얼먹고사는가?/장내세균의원격조종/3억년내내천적?/바퀴벌레와흰개미/통합유전체진화이론:동물과세균의키메라/장내세균:마트료시카세상/왜셀룰로오스를잘먹지못하는가?/14세기의똥에서발견된무기경쟁의흔적/입속의거주자들

9장.소화기관물리학_285
융모는어떻게생겼나?/침안의효소:음식의물리학/자연은어떻게움직이는가?:복잡계생물학/자기조직화와질서의기원/크기와계량화/프랙털생물학?/카오스?/먹는것도복잡계?/진핵세포와원핵세포의대사율/미토콘드리아와세포거대자본의탄생

10장.옥수수수염과신석기혁명_317
옥수수수염/밀란코비치주기와고대기후변화,그리고인류의진화/C4/농업혁명/여전히인간은진화중인가?/유전자복사본의수/무골호인과잃어버린유전자?

11장.인간의최적식단:지상최대의인간실험_345
더달고더부드러운/부티르산의비밀/구석기식단/내일의소화기관

참고문헌_365
그림출처_376
찾아보기_377

출판사 서평

단세포생물아메바부터호모사피엔스까지,
‘먹고소화하고배설하는’행위로새롭게이해하는
특별한생물학!그리고생명의진화사!

광합성을하는식물이나조류algae,일부세균을제외하고지구상에먹는일에무관한생명체는없다!『먹고사는것의생물학』은단세포생물부터인간까지생명체의진화역사를‘먹고소화하고배설하는’행위로들여다본책이다.저자,김홍표아주대학교약학대학교수는소화기관이라는프리즘으로생명현상과기원,진화사까지그장대한이야기를엮어낸다.
하나의세포는입,후두,식도,위,장,항문과같은소화기관이있는생명체로어떻게진화한것일까?철새는제대로먹지않고어떻게수천킬로미터를날수있을까?나비는왜성충과유충의먹이가다를까?포도당은왜다른에너지원을제치고우선적인에너지원이되었을까?왜대장에는그토록많은세균이살까?장내세균이인간의사회성을키워준다고?옥수수와같은C4식물이나타난것은언제이며,왜나타났을까?부드러운가공식품은인간의섭식과정에어떠한변화를만들어낼까?진핵세포가등장한20억년전부터섭취와배설사이를오가며살아가는온갖생명체에대한찬가!

아메바와인간의공통점은?
수염이석자라도먹어야산다!

지구라는행성에서독자적으로유기물질(포도당)을만들어내는생명체는식물,조류algae,남세균등이다.나머지대다수동물들은초식동물이건육식동물이건할것없이다른생명체를먹이삼아야만생존하고종족을번식시킬수있다.인간도예외는아니다.먹어야사는것이다.
소화는세포가하나일때부터시작되었다.이들도먹을것을외부에서취해야했기때문이다.단세포생명체아메바(8억년전지구상에등장)는얇은세포막으로싸여있지만,이하나의세포안에서먹이의섭취ㆍ소화ㆍ흡수ㆍ배설과정이다이루어진다.(이것을세포내소화라고한다.)인간역시음식물의섭취ㆍ소화ㆍ흡수ㆍ배설과정을매일같이반복하며살아간다.그방법이단세포생명체보다좀더정교해지고복잡해졌을뿐이다.인간에게는입,식도,위,소장과같은다양한소화기관이있다.이와같은세포밖소화기관들이음식물을낱개로분해하는과정을거쳐영양소를세포안으로들여보낸다.(세포밖소화와세포내소화가결합된형태다.)
세포는생명체를구성하는기초단위다.그렇기에소화라는것은음식물을잘게쪼개서세포가섭취할수있는형태로밥상을차리는온갖활동이라고할수있다.세포가먹지못하는것들은몸밖으로나가게된다.세포차원에서보면단세포생명체인아메바나인간이나사는방식이서로다를것이없다.

외부와연결된우리몸의바깥
“소화기관은내안의밖이다!”

인간은입에서부터항문까지,소화기관이몸의축을따라길게늘어서있다.입에서꿀꺽음식물을삼키면우리몸속관에서소화와흡수과정이이루어지고흡수하지못한노폐물은항문이라는출구를통해나간다.그래서입에서항문에이르는소화기관은우리몸이지만열린관이고신체내부의바깥이라고할수있다.소화기관이“내안의밖”이라는말과다르지않다.
입에서항문에이르는하나의관,즉통관이생명체에자리잡은것은생명의진화역사에서비교적최근의일이다.해면은바닷물을여과해필요한세균이나유기물질을흡수하는데,세포내소화를해서소화기관이따로없다.해파리는입과항문을하나의통로로사용한다.먹이가들어오는곳이곧노폐물이나가는곳이다.이때,음식물이들어오는부위가소화되지않는음식물과섞일가능성이있다.당연히효율적이지않다.
이들보다복잡한생명체들은입과항문이있는관이있고,이관은따라다양한기능을갖는소화기관이발달해있다.큰먹잇감을물리적으로분쇄하는곳,임시로저장하는곳,효소를이용한소화공간,소화된것을흡수하는장소,물을재흡수하는부위,노폐물을저장해두었다가배설하는곳등이그런기관이다.더나아가소화기관의발달은혈관계(음식물을필요한곳으로전달하기위한),근육계(먹이를쫓고먹잇감이되기를피하기위한),신경계,호흡계등의순차적인발달로이어졌다.
외부에서섭취한음식물로부터최대한에너지를뽑아내는방법의개선혹은참신성은캄브리아기이전세개문에불과했던동물의종류를현재38개에달하는동물문의진화로이끌었다.이책은단세포생명체가다양한종류의다세포생명체로진화하기까지,그긴생명의역사에서‘소화기관’이핵심적인역할을했다는점을강조하며,소화기관을중심으로생명의역사를새롭게재배치해서들려준다.동물의진화역사가“세포내소화에서세포밖소화로”변해간과정을따른다는것이다.먹는일,소화기관이라는작고평범한것에서출발해자연혹은생명의법칙에이르는과정을담은것이바로이책이다.

생명의진화사에서인간의입냄새까지,
소화기관을둘러싼소소하고도위대한이야기!

이책을쓴김홍표교수는세상을그리고거기에곁들어사는생명체를장구한지질학적시간이라는변수를넣고바라본다.그시작은약학전공자로서질병의진화적역사를유심히살펴보면서부터였다.그것은진화의학분야로의관심으로이어주었고이제는생물학을진화생물학,화학,지구과학혹은물리학과통합해서새롭게바라보고자애쓰고있다.이책역시이러한관점에서쓰였다.영양학,발생학,기초생물학,진화생물학,진화의학,물리학,지질학에이르기까지과학의여러분야를넘나들며연구했고전세계과학자들의최근연구동향을폭넓게살폈다.
그중에는소화기관의역동성을다룬내용도있다.비단뱀은먹잇감을먹으면심장이이틀후40퍼센트까지커진다.소화하는동안혈액의양을최대로키우는것이다.건조하고더운여름날,긴잠을자는초록띠굴개구리는하면할때소화기관의무게를최대로줄인다.먹이가부족한상황에서에너지소모를피하려는불가피한선택이다.생명체중에는올챙이와개구리처럼새끼와성체일때의모습이확연하게다른종들이있다.나비와애벌레,매미와유충등도그렇다.생태계에변태(탈바꿈)동물들이발견되는것은같은먹이를놓고성체와새끼간에벌이는다툼을줄이기위해서라는연구결과도전한다.
간혹입냄새가심해고생하는사람들이있다.간세포에문제가있으면트리메틸아민대사가잘안되어입냄새질환이생길수있다.인간의몸에는인체를구성하는세포수보다10배나많은세균이살고있다.장내세균은무얼먹고살까?또세균은우리몸에서어떤역할을할까?소장에빽빽하게자리한미세융모는영양분의흡수를얼마나높여줄까?자연속에서발견되는프랙털은미세융모와무슨상관관계가있을까?소화기관과그배후의이야기를따라가다보면생명과우리몸에대한이해를새롭게할수있다.
음료수,케이크,과자는아무리먹어도포만감이잘느껴지지않는다.왜어떤먹거리는먹어도먹어도배가부르지않을까?저자는포만감을느끼게하는호르몬인글루카곤유사펩티드관련최근연구결과등을소개하며현대인의식단에대해서도논한다.가루음식,과자,고과당옥수수시럽이첨가된먹거리가우리주변에넘쳐난다.산업화된공장에서만들어지는부드러운가공식품은씹고부수고소화시키는우리몸의역할을대신해주고있는것은아닐까?이것은우리의소화기관에어떠한변화를만들어낼까?소화기관을둘러싼거의모든이야기와최근연구성과까지알차게담은책이다.

먹고배설하는일은대다수동물들에게새로울것없이매일같이반복되는일이다.그러나이것은살아있다는증명이기때문에우리는생명이다할때까지이일을계속할것이다.수십억년전부터지구상의온갖생명체들이최선을다하는일.그소소하고도위대한이야기를만나보자.