닉레인
지은이:닉레인(NickLane)
런던유니버시티대학UCL유전·진화·환경학과의진화생화학자로,UCL생명의기원프로그램을이끌고있다.런던임피리얼대학에서생화학을공부했고,왕립시료施療병원에서‘장기이식에서의산소자유라디칼과대사기능에관한연구’로박사학위를받았다.2015년에는분자생명과학분야에서뛰어난공로를인정받아생화학학회상을수상했다.지은책으로는2010년영국왕립학회에서과학도서상을수상한『생명의도약』과『바이털퀘스천』,『미토콘드리아』가있다.웹사이트www.nick-lane.net에서지은이와그의글에대해더많은정보를얻을수있다.
옮긴이:김정은
성신여자대학교에서생물학을전공했고,현재는‘펍헙번역그룹’에서전문번역가로활동하고있다.옮긴책으로는『미토콘드리아』,『공룡이후』,『생명의도약』,『신은수학자인가?』,『좋은균나쁜균』,『과학과종교는적인가동지인가』,『날씨와역사』,『야생의몸,벌거벗은인간』,『세상의비밀을밝힌위대한실험』,『강의죽음』,『바람의자연사』등이있다.
서문
제1장생명의기원―변화하는지구에서
원시수프라는개념/열수분출공의세계/생명의부화장,로스트시티/크레브스회로의역전/광물의‘세포’/화학삼투와양성자기울기
제2장DNA―생명의암호
유전암호퍼즐/코돈속의암호/암호의진화/RNA의기원/DNA복제는두번진화했다?
제3장광합성―태양의부름을받고
산소가있는대기를얻으려면/‘산소발생’광합성/Z체계/남조세균의기원을찾다/광계의진화/전자를이동시키는방법/산소함유복합체
제4장진핵세포―운명적인만남
화석기록과유전자서열/우즈의계통수/‘원시식세포’설과‘운명적만남’설/미토콘드리아유전체의비밀/자리바꿈유전자
제5장성―지상최대의제비뽑기
유성생식의이득/돌연변이/개체의이득과집단의이득/유전자사이의‘선택적간섭’/유성생식의기원
제6장운동―힘과영광
근육수축의수수께끼/근활주설/흔들거리는연결다리/근육의진화/모터단백질/모터단백질의기원/역동적인세포골격
제7장시각―눈먼동물들의세상을벗어나
절반의눈/눈은급격히진화할수있었는가/수정체의형성/놀라운유사성/옵신의조상
제8장온혈성―에너지장벽허물기
‘호기성용량’설/온혈성의기원/심장과폐의진화/대멸종의영향/초식성과질소
제9장의식―마음의뿌리
의식이라는현상/신경지도/신경다윈주의/의식의‘어려운문제’/‘어려운문제’의해답을찾아서
제10장죽음―불로불사의대가
죽음의이득/왜‘늙는’것일까/장수와성/자유라디칼신호/건강한기간을늘린다
에필로그
감사의말/옮긴이의말/도판목록/문헌안내/찾아보기
“만약찰스다윈이무덤에서튀어나온다면,나는오늘날의진화론을단번에
이해할수있는이멋진책을그에게안겨주겠다.”―매트리들리
생명은어떻게스스로를발명하였는가
우리는어떻게해서지금여기에있는것인가
진화는우연인가필연인가
심해의열수분출공에서인간의의식까지
개별과전체를아우르는진화의장대한이야기
2010년영국왕립학회과학도서상수상작!
저명한생화학자닉레인은이책에서최첨단과학의새로운발견들을이용해지구생명의역사를정교하게재구성한다.생명은어디서기원했을까?DNA는어디서나타났을까?눈은어떻게진화했을까?의식은무엇일까?우리는왜죽는것일까?지난수십년동안등장한혁신적인연구결과는생명형성과정을생생하게꿰뚫어볼수있는새로운시각을제공한다.이제우리는유전체서열전체를비교하고,원자수준에서단백질의구조를밝히며,생각을하는동안뉴런에서일어나는일을추적하고,암석을지구화학적으로면밀히조사하여과거의대기변화까지도알아낼수있는기술과자료를갖고있다.이렇게얻어진새로운발견은생명의진화를더자세하고더정확하게설명할수있게해준다.이책에서레인은진화의열가지위대한발명하나하나가어떻게생명과지구자체를변화시켰는지자세히설명한다.생명의기원,DNA,광합성,진핵세포(복잡한세포),성(유성생식),운동,시각(눈),온혈성,의식,죽음이그열가지다.
진화사의흥미진진한집대성
지은이레인은전작『미토콘드리아』에서극히미세한세포소기관인미토콘드리아가생명의진화에서뜻밖의다채롭고도중요한역할을한다는사실을잘설명해주었다.그에이어이번책에서는생명진화에서이제까지일어난열가지혁명을‘발명’이라일컬으며폭넓은관점에서해설하고있다.그선택기준은우선지구전체를획기적으로변화시켜지금도대단히중요하며,문화적인진화가아니라자연선택에의한진화의직접적인결과이고,나아가나름의‘상징성’을지녀야한다는것이다.『생명의도약』이라는이책타이틀은그러한진화의비약적인과정을드러내준다.이는프랑스철학자앙리베르그송이『창조적진화』라는저서에서생명진화를추진하는근원적원동력으로상정한‘엘랑비탈’(말그대로‘생명의도약’)과맥락을같이한다고볼수있다.
뛰어난과학저술가닉레인
지은이레인은전작들을통해국제적으로높은평가를받아왔는데,이번책역시『네이처』『사이언스』『뉴사이언티스트』같은일류과학전문지나『가디언』『뉴욕타임스』등의유력지에서호평을받았고,2010년에는영국왕립학회로부터‘과학도서상’을수상하는영예를안았다.이책은생물학해설서로서폭넓고도상세할뿐만아니라,지은이특유의전문적식견에따른생명관을설득력있게보여주는명저다.지은이레인은각테마에관해다양한가설을소개하면서거기에자신의개인적견해를대담하고도유기적으로관련지으면서하나의명쾌한스토리로엮어나간다.예컨대눈의진화를언급하는대목에서는‘절반만생긴눈에는어떤의미가있는것일까?’라고주의를환기시키고는그러한눈의이점을심해열수분출공의새우를소재로설명한다.미시적인사건과거시적인진화를관련짓는방식은대단히참신하고탁월하다는게대체적인평가다.
생명의탄생지열수분출공
이책에서는『미토콘드리아』에서도약간소개되었던열수분출공이곧생명이처음발생한장소의후보로서자세하게다뤄진다.깊은바다속열수분출공주위에서살아가는신비로운생명체들에관한이야기는지구가얼마나넓고경이로운곳인지를다시한번생각하게해준다.열수분출공에서는무기세포와RNA가저절로만들어지는데,RNA는유전물질이자생체반응의촉매로도이용되는물질이다.지은이는또DNA가저절로만들어져생명의특성인자가복제가시작되었을것이라고추측한다.DNA에서3개의염기가어떻게아미노산을암호화하는지밝히기위해여러과학자들이도전하는과정도흥미롭게소개된다.특히물리학자가모브가아미노산의암호화과정을수학적시각에서설명한가설을제시한일도소개된다.결국오랜시행착오를거쳐첫번째염기는아미노산의전구물질을,두번째염기는그아미노산이소수성인지친수성인지를나타낸다는사실이밝혀졌다.
광합성과경이로운눈의진화
전작에서호흡과정을기발한접근으로풀이했던지은이는이책에서도광합성과정을알기쉽고재미나게소개한다.그러면서환경오염도없고이산화탄소도배출되지않는수소연료를개발하는데광합성촉매가그희망이될수있다고제안하기도한다.눈의진화를다룬제7장에서지은이는자신의전공분야인생화학지식을활용해‘환원불가능한복잡성’의예로가장많이등장하는눈이어떻게진화했는지를시원하게밝혀준다.눈을홍채와수정체로나눠두부분의진화과정을연구역사와함께엮어명쾌하게설명하고,마지막으로눈의기원을추적하다광합성미생물의안점에이르는과정은일말의스릴도느끼게만든다.또한동물의화려한진화를이끌어낸눈이식물에서나왔을지도모른다는것은모든생물의깊은통일성을보여주는멋진본보기가되기에충분하다.
우연이필연을낳는것인가
잘만들어진‘기관’으로여겨져온미토콘드리아나엽록체가실은원핵생물로부터진화했다는세포내공생설이받아들여진뒤로진화사에서‘우연’의이야기는상당한설득력을갖게되었다.진화의역사에는몇몇우발적인사건이있어서,그것이진화의과정에서도약이라고부를만한혁명을가져왔던것이다.어느경우든우연은우리에게놀라움을안기지만,진화의역사에서는우연의산물이특히기적처럼여겨진다.이책에서는진화사에새겨진‘우연과필연’에대한경탄과경외가일관되게느껴진다.변이와적응과선택에의한창조의여정인것이다.
진화의위대한발명들
지구에서일어난대격변은대체로열가지에이르는진화의발명에의해촉발되었다.이발명들은세상을변화시켰고결국지구상에우리가살수있게해주었다.이책은진화의가장위대한발명들에관한책이다.각각의발명이생명의세계를어떻게변화시켰고어떤정교한장치로자연에대항했는지를이해하면서우리인간이무엇을배워왔는지에대해알아보는책이다.그리고경이로운생명의독창성과우리자신에대한찬사를담은책이기도하다.결국우리가어떻게해서여기에있는지에관한긴이야기다.이책에서는심해의열수분출공에서인간의의식까지,작은세균에서거대한공룡까지생명의범위를대단히깊고넓게다룬다.그런만큼지질학,화학,뇌영상학,양자물리학,지구과학에이르는다양한과학분야를넘나든다.
10대발명의선택기준
이책에서지은이는네가지기준을적용하여생명의역사에서중요한사건들을골랐다.첫번째기준은이발명들이생물계에일대변혁을일으키고지구전체에도큰변화를가져와야한다는것이다.예컨대광합성을먼저들수있는데,광합성덕분에지구는산소가풍부한행성으로변모했다.이사건이없었다면동물은나타날수없었다.그외에가장널리영향을미친두발명으로운동과시각이있다.운동은동물이먹이를찾아어슬렁거리는것을가능하게했으며,시각은모든생명체의특성과행동을변모시켰다.약5억4000만년전의화석에서눈을가진동물이자주등장하는것을볼때,눈의진화는캄브리아기대폭발로알려진시기에갑자기일어난것으로추정된다.
성(생식)과죽음
두번째기준은이발명들이오늘날에도지극히중요해야한다는것이다.그단적인예가성과죽음이다.여기서다루는성이란세포사이에벌어지는독특하고물리적인현상에초점을맞춘것이다.왜그토록많은생물들이,심지어그냥조용히자가복제를할수있는식물까지도성에탐닉하는지는하나의수수께끼다.성이궁극적인실존적불합리라면,죽음은궁극적인비실존적불합리가되어야한다.왜우리인간은자라고늙고죽는것일까?그리고그과정에서가장비참하고끔찍한질병으로고통을받는이유는무엇일까?노화가모든생명체에서일어나는것은아니다.심지어어떤생물은스위치하나를까딱움직여서노화를멈출수도있다.이책에서우리는진화를통해동물의수명이몇번이고10배이상연장되었음을알수있다.노화방지의약품은한낱꿈이아닌것이다.
의식이란무엇인가
세번째기준은이발명들하나하나가모두자연선택에의한진화의직접적산물이어야한다는것이다.이를테면문화적진화는안된다.우리인간이이룩한모든것의토대는바로의식이다.공통의가치,또는지각이나감정,예컨대사랑,슬픔,외로움,희망같은무언의감정을기반으로하지않는다른형태의사회나언어를상상하기는어렵다.만약인간의마음이진화를한다면,어떻게뇌속에있는신경의흥분이무형의기분,곧감정이라는내적긴장을일으키는것일까?그리고마지막기준은이발명들이어떤식으로든상징적이어야한다는것이다.DNA의이중나선구조는정보화시대를살고있는우리에게특별한상징이다.과학자들사이에더잘알려진복잡한세포(진핵세포)의기원도또다른상징적주제다.이는지난40년동안진화학자들사이에벌어진뜨거운논쟁의주제가운데하나로,어떻게해서이세상에복잡한생명체들이퍼졌는지에관한의문을해소하는데결정적으로중요한열쇠다.이책에서는각장마다이런상징적인주제들을다루고있다.
새로운탐구를향한자극제
이렇게정형화된기준외에도각각의발명은우리의상상을부추긴다.생물의구조깊숙이숨겨져있는실마리를얻고자애써온지난반세기동안의이야기는추리소설못지않게흥미진진하지만,과학자들조차잘모르는부분이여전히남아있다.온혈성에관한부분도아직격렬한논쟁이벌어지고있는분야중하나다.공룡이뜨거운피가흐르는잽싼포식자였는지,아니면느릿느릿움직이는거대한도마뱀이었는지,그리고정온동물인새가가까운사촌인T.렉스에서직접진화했는지,아니면공룡과는아무관계도없는것인지에관해서는여전히논란이분분하다.이처럼미시적인세계의구석구석까지인간의손길이미치게된지금도생명의이야기는역시마르지않는경이로움의원천이다.물론이책에서말하는것이생명진화의수수께끼에대한‘최종설명’은아니다.이책에는오히려좀더심도있는탐구를향한자극으로가득차있다.