이보디보 생명의 블랙박스를 열다

션B.캐럴

션B.캐럴SeanB.Carroll하워드휴즈의학연구소의연구자이며위스콘신-매디슨대학유전학과교수.이보디보(진화발생생물학)의주창자중한명이며,이보디보를대중적으로알리는데앞장서고있다.이시대의가장선구적인생물학자중한명으로꼽히며,1994년에『타임』은그를주목해야할젊은과학자로선정했다.그의연구는『네이처』『사이언스』를비롯한유수의학술지에자주등재되며,『타임』『U.S.뉴스&월드리포트』『디스커버』『뉴욕타임스』를비롯한여러매체에소개되었다.주요저서로『DNAtoDiversity』『TheMakingoftheFittest』등이있다.
옮긴이김명남전문번역가.KAIST화학과를졸업하고서울대학교환경대학원에서환경정책을공부했다.인터넷서점알라딘의편집팀장을지냈으며,인문과과학분야의책을전문적으로번역하고있다.『일렉트릭유니버스』『도시,인류최후의고향』『시크릿하우스』『세상에서가장아름다운실험열가지』『버자이너문화사』등을우리말로옮겼다.

목차
추천서문_이보디보:미래생물학의메가트렌드
머리말_레벌루션넘버3
서문_나비,얼룩말그리고배아
1부동물만들기
1.동물의구조:현재의형태,고대의설계
2.괴물,돌연변이그리고마스터유전자
3.대장균에서코끼리까지
4.아기만들기:부품은유전자2만5천개,약간의조립필요함
5.게놈의암흑물질:유전자사용설명서
2부화석,유전자,그리고동물다양성의탄생
6.동물진화의빅뱅
7.작은혁명들,날개그리고그밖의혁명적발명
8.나비는어떻게점박무늬를갖게되었나
9.검게칠해요
10.어름다운마음:호모사피엔스의탄생
11.최고로아름답고무수히다양한형태들
자료및참고문헌
감사의말
옮긴이의말
찾아보기

출판사서평
생물학의통섭,이보디보
지금생물학에는새로운바람이불고있다.그동안서로다른전통속에서진화해온생물학의세부분야들이무엇때문인지최근십여년전부터서로에게적극적으로손을내?밀고있다.이제는유전학,세포생물학,생리학,내분비학,면역학,신경생물학,생화학,생물물리학등의기능생물학분야와행동생물학,생태학,진화학,계통분류학,고생물학,집단유전학등을포함하는진화생물학분야,그리고최근에새롭게등장한생물정보학까지도하나의카테고리안에서이야기할수있게되었다.바로이보디보(EvoDe...
생물학의통섭,이보디보
지금생물학에는새로운바람이불고있다.그동안서로다른전통속에서진화해온생물학의세부분야들이무엇때문인지최근십여년전부터서로에게적극적으로손을내밀고있다.이제는유전학,세포생물학,생리학,내분비학,면역학,신경생물학,생화학,생물물리학등의기능생물학분야와행동생물학,생태학,진화학,계통분류학,고생물학,집단유전학등을포함하는진화생물학분야,그리고최근에새롭게등장한생물정보학까지도하나의카테고리안에서이야기할수있게되었다.바로이보디보(EvoDevo),즉진화발생생물학(evolutionarydevelopmentalbiology)이생명과관련된이모든학문분야를하나로묶어나가고있기때문이다.실제로외국에서는이보디보에자극받은학자들이각생물학학과들을통합하여통합생물학과를출범시키고있으며,국내에서도생물학의통합이서서히중요한과제로떠오르고있다.『이보디보,생명의블랙박스를열다』는오늘날생물학의통섭을이끌고있는이보디보를소개하는최초의책이다.
생명의블랙박스가열리다
이보디보(진화발생생물학)는이름그대로진화와발생을하나로엮은학문이다.다윈시대서부터생물학자들은진화와발생의밀접한관계를깨닫고있었다.단순한세포하나에불과한수정란이복잡한성체로발생하는것과,단순한생명체가세대를거듭하여점차복잡한생명체로진화하는현상은분명생명이펼쳐보이는가장놀라운두기적이다.다윈역시도진화를완벽히이해하기위해서는발생과정을알아야한다고생각했다.그렇지만그이후발생은오랫동안생물학의‘변방’에머물러있었다.발생학을배제한집단유전학적진화론이생물학계의주류를이루었고,그결과변이를생산하는발생메커니즘은거의반세기동안마치‘블랙박스’처럼취급되었다.그러나1980년대부터발생과정에관여하는유전자들이속속발견되었고,그것들이진화에서맡는역할이알려지면서발생의문제는다시생물학의중심주제가되었다.그리고그‘블랙박스’안에는그누구도예상하지못한중대한사실들이있었다.
다시보는동물진화
이보디보가,그리고이책이보여주는가장놀라운사실은모든동물들의유전자가아주닮았다는것이다.거의똑같은유전자가인간이든,침팬지든,생쥐든,파리든간에똑같은일을담당한다.예컨대파리의눈발생을담당하는아이리스(Eyeless)유전자를생쥐의배아에삽입하면어떻게될까?놀랍게도정상적인생쥐의눈이발생한다.그반대의경우도마찬가지이다.파리의눈과생쥐같은포유류의눈은구조적으로완전히다른데도말이다.심지어인간의눈발생유전자를파리에삽입해도정상적인파리눈이발생할것이다.물론그반대도가능하다.비단눈발생유전자만이아니라사지를만드는유전자,심장을만드는유전자,신체의배열을담당하는유전자들도마찬가지다.기존의예상과는전연다르게동물들의유전자는매우닮았으며,아주오래전서부터전해진것들이다.
이사실과이어지는두번째사항은진화는이들유전자의사용방식이변하면서일어난다는사실이다.진화는유전자자체의변화가아니라유전자의사용방식,즉‘유전자스위치’의변화로이루어진다.저자가말하듯이“진화는오래된유전자에게새로운기교를가르치는것”인셈이다.그전까지생물학자들은실제로단백질을만들어내는‘구조유전자’만신경쓰며그것만이중요한정보를담고있다고생각했다.하지만이보디보의성과로유전자스위치기능을담당하는‘조절유전자’가더욱중요한주제로부각되었다.게다가이조절기능은아주세심하게조정되기때문에동물의복잡성과다양성을가능하게한다.언제,어디서,얼마만큼유전자를사용할지결정하는유전자스위치가무한하리만큼다양한동물들의형태를만들어내는것이다.
발생과진화로묶은생물학
동물들의‘오랜된유전자’와유전자의발현을조절하는‘유전자스위치’는모두배아의발생을연구하는과정에서밝혀졌다.그렇지만이사실들은전통적인발생학영역을넘어생물학전분야와관련된내용들이다.우선유전자발현메커니즘에대한분자생물학?세포생물학?발생유전학적지식들이필수적으로들어오고,염기서열을확인하기위한유전체학과그발현과정을연구하는단백질학도필요하며,상이한문들(phyla)간의상동성을따져보기위한계통학도개입될수밖에없다.물론이런상동성은진화생물학으로설명된다.게다가고생물학은생명이진화의역사를거치면서어떻게새로운몸과새형질들을획득하게되었는지에초점을맞춤으로써발생의수수께끼를다른각도에서바라보게되었다.이보디보는이모든분야들을진화와발생이라는키워드로묶어생명체의모든변화를통합적으로설명한다.
이책은그간이보디보가거둔성과들을체계적으로정리,소개하면서이보디보의힘을느끼게해준다.저자는여러환상적인사례들을―외눈박이양,더듬이대신다리가난파리,발가락이다섯개인병아리등―보여주며,그런사례를바탕으로기존의진화이론을재정립하고있다.이보디보는캄브리아기에어떻게한꺼번에다양한종들이탄생했는지,곤충의아가미가어떻게날개가되었는지,수만종류의다양한나비날개무늬는어떻게만들어지는지,어떻게물고기의지느러미가육상동물의다리와발가락그리고날개가되었는지등을생생하게보여준다.동물형태의실제발생과정을포함한저자의설명은추론에만의존한기존의설명보다훨씬구체적이고설득력있다.
생물학을뒤흔들이보디보의힘
이책의저자인션캐럴은위스콘신대학의생물학교수이며하워드휴즈의학연구소의대표연구자로지난수년동안이보디보분야의개척자와대변인역할을해온탁월한학자이다.이책에서그는지난20년간축적된이보디보의놀라운연구성과들을대중의눈높이에서친절하고정확하게소개해주고있다.말하자면이책은이보디보의세계적석학이그에관해쓴세계최초의대중서이다.석학이쓴글답게이책은풍부하고깊은과학적사유로가득하지만설명을찬찬히따라가면누구나이해할수있을만큼자세하고친절하다.생물학에관심이있는독자라면아주만족스러운독서가될것이다.
물론이보디보는아직어린,정확히말해스무살이채안된학문이다.하지만이보디보가생물학을새롭게종합할수있는엄청난잠재력을가지고있다는사실을부인하기에는지금까지의연구성과가너무도중요한것들이며,앞으로의생물학에서는분명이보디보가중요한역할을하게될것이다.이한권에서우리는거의모든생명의변화에대한통합이론을만나게될것이며,미래생물학을이끌메가트렌드를알게될것이다.