생물들의관계가빚어낸세상,
화려한이세계는관계의결과다
생물은인간에게너무나친숙한존재다.인간만이살것같은대도시에도,인간이살지않는척박한땅에도,바다의깊은곳과높은산에도,열대우림의깊숙한곳과너른들에도,모든생물들은자신만의작은틈(niche)을찾아삶을영위한다.도시에사는이들이매일무생물의숲에서삶을산다지만,주변을둘러보면삶의현장곳곳에살아숨쉬는생물들이존재하는것이다.
생물은또한가지각색의형태와색으로존재한다.나무가빽빽이들어선산을멀리서본다면그저‘많은나무가있다’라는자각이드는정도일테지만,산을오르며주변을둘러보면펼쳐지는생물의스펙트럼에놀라고만다.산뿐만이아니다.앞서말한모든지역에,지구의모든곳에펼쳐지는생물의스펙트럼은너무나넓고방대하여이루말할수없을정도다.이렇게나다양한환경에,이렇게나다양한모습으로존재하는생물을느끼기시작하면대자연의경이에압도당하고만다.자연을가득메우는생물의다양한모습은어디에서비롯됐을까?진화는이렇게다양한생물들을어떻게만들어낸걸까?
진화를보는또다른시각,공진화
생명진화의신비를밝히다
『모든진화는공진화다』는이렇게다양한생물들이어떻게관계를맺고살아가고있으며,그관계가어떻게현재의생태계를만들어내는데에주요한역할을했는지를밝히는책이다.이세상의모든생물은홀로만살아갈수가없다.삶을이어가기위해다른생물을통해영양분을얻어야할때도있고,같은먹이를놓고자리를다투기도한다.모든생물은좁거나넓은정도의차이는있을지언정다른많은생물과연결되어있는것이다.
이‘연결’은다양한방식으로이루어진다.어떤생명들은기생(寄生)이라는방식으로숙주와관계를맺고,어떤생명들은공생(共生)을택한다.또일반적으로가장많이알려진포식과피식관계,그리고경쟁관계가있기도하다.이러한연결은또서로의진화를촉진시키기도한다.생태계의어느한곳에서시작된진화가관계를맺고있는다른생물에게연달아진화를요구하게되는것이다.꽃과벌이서로에게더이익이되는방향으로선택이일어나고,나무가열매를더욱탐스럽게만들기시작한다.지금우리인간이다양한색깔을볼수있게된건결국씨앗을보다풍부한영양성분과함께퍼뜨리려는열대식물과,과일을통해영양성분을더많이확보하려는동물사이의공진화를통해서이루어진것이다.
따라서모든진화는공진화다.생태계내에서홀로진화하는생물은없다.진화는한생물에겐진화의결과이지만동시에다른생물에겐진화의시작이기때문이다.
[저자서문]
진화란생태계내부의일이다.생명들은저마다생태계내에서자신의자리를두고경쟁자와다툰다.이들의자리다툼은당사자스스로다툰다는의식을가지고이뤄지기도하고,그저본능대로행동한것에서결과적으로이뤄지기도한다.다툼에서이긴생명들은자신의유전자를가진자손을퍼트리고,결과적으로진화가이루어진다.
그과정에서생명들은생태계내의숱한다른생명들과여러관계를맺게된다.어느초원에형성된생태계를상상해보자.이곳의초원에는들소와양,염소와야생말이풀을뜯어먹으며살고있고,이들을사냥하는늑대와곰,호랑이등이있다.들소와양,염소사이에는같은먹이인풀을두고경쟁관계가성립한다.풀이한없이풍부하게있다면야다행이겠지만한정된풀을놓고싸워야한다면이들중누군가는먹을풀이부족해질것이다.풀을차지하지못한일부개체는풀에서눈을돌려나뭇잎을먹기시작할수도있다.그러면나뭇잎을먹기에적합한구조로진화가일어난다.경쟁이진화를촉발하는것이다.
그리고이들을먹고사는포식동물사이에도경쟁이일어난다.먹이가될동물을더잘사냥하는종은번성할것이고,그렇지않은종은사라질것이다.그중일부는나뭇잎을먹는형태로진화한초식동물을주된먹이로삼기도할것이다.그러면다시진화가일어난다.진화의시작은아주작은변화일것이다.그변화는무시되기도하고,다수는사라지기도한다.그러나그러한변화가개체수를늘리면변화는고정되고진화가된다.
풀을먹다가나뭇잎을먹기시작한초식동물로돌아가이들의내장을살펴보자.이전과다른먹이가들어오자여기에선또다른경쟁이시작된다.장에사는수많은균들은서로더빨리새로운음식을분해하기위해경쟁을한다.그리고이런경쟁의와중에공생체의면역작용과도싸워야한다.이전과다른분해시스템이필요하다.나무도마찬가지다.뜬금없이새로운포식자가등장했으니나뭇잎에독을섞기도하고,가시를달기도한다.삶의변화를모색할수밖에없다.이전에는필요가없었던변이가새로운무기가된다.진화가이루어진다.
그리고이모든동물과식물의체내와체외에기생하는생물들이있다.아무리작은개체라도기생생물이없는개체는없다.어느정도크기의동물이나식물이라면최소한10여종류이상의기생생물들이있다.이들숙주와기생체사이에서도피나는사투가진행되고,그결과는각각의진화로귀결된다.
이렇듯생태계의어느한곳에서시작된진화는관계를맺고있는다른생물들에게연달아진화를요구한다.따라서모든진화는공진화다.생태계내에서홀로진화하는생물은없다.진화는한생물에겐진화의결과이지만동시에다른생물에겐진화의시작이다.
생명은무릇일종의질서다.개체를유지하는질서가깨지면개체는죽는다.마찬가지로생태계도일종의질서다.생태계를구성하는요소들이서로균형을잡고자신의역할을제대로할때만이생태계는질서있게유지된다.그러나개체의항상성도,생태계의평형상태도조용히균형을잡고삶과생태계를지탱하는것같지만,실제로이들이만드는것은정적인것이아닌동적평형이다.가까이에서보면이들은끊임없이오르고내려가는과정을겪고있으며,평균적이고확률적으로일정한상태를유지하고있을뿐이다.그러나우주의질서는이러한평형상태가영원히유지되지못하는방향으로존재하고있다.
그래서개체에서의동적평형은수시로깨지고,변태와노화를통한변화를감내해야한다.그리고마침내마지막죽음이기다리고있다.종의차원에서도마찬가지다.같은종안의수많은개체들은다다르다.돌연변이가생기고,격리가일어나고,유전적부동이이루어진다.그리고진화가일어나고종분화가일어난다.마지막으로멸종이예외없이기다리고있다.
생태계도마찬가지다.흙이라곤하나도없는곳에서지의류나작은풀들이시작하는생태계는조금씩흙이깊어지고,식물의종류도변한다.식물의종류가변하면그곳에거하는동물의종류도바뀔수밖에없다.동물의종류가바뀌면동물에기생하는기생동물들도변화한다.식물들은기후에따라다르지만결국극상climax에도달한다.
하지만극상은계속이어지지않는다.홍수와가뭄,지진과해일,화산폭발과같은현상들이생태계를한순간에무너트린다.가벼운일격은몇년에걸쳐회복이가능하고,깊은일격은수십년혹은수백년에걸쳐복구가된다.생태계는개체나종에비해그생명이길다.끈질기다.개체보다종의수명이길듯,종보다생태계의수명이더길다.하지만생태계라고영원하진않다.열대우림은사막이되고,고원은산악지대가된다.이렇듯생명이존재하는장소는‘변화’만이영원한곳이기도하다.그리고이모든변화는생물들간의관계를바꾸고,또한진화를요구한다.
명심해야할것은다른여러책에서도강조했던것처럼진화가‘목적’을가지고있지않고,오직결과로나타날뿐이라는것이다.공진화도마찬가지다.꽃이나비와의공진화를‘미리생각하고’나비가자신과공진화할꽃을‘선택’하지않는다.오로지다양한변이속에서살아남아많이번식한종의자손이진화의결과로주어질뿐이다.혹시나이책에서진화를의도한것처럼보이는부분이있다면,그것은오로지비유일뿐이다.어떤절대자에의해정해진방향으로가는것은진화가아니다.공진화에서같이진화할상대는선택되는것이아니라결과가되는것이다.
이번책은이런‘관계속에서의진화’를보려고했다.
먼저책의앞부분은바다의작은영역에서단순한세포하나로시작된생명이,30억년의세월을거치며엄청난다양성을가지게하는진화의역사를공진화란키워드로살펴본다.광합성을하고,진핵생물이되고,포식과피식관계가만들어지고,공생과기생이이루어지는과정이첫번째다.두번째로는식물과동물,그리고균과세균들이육지로진출하는과정에서이루어지는거대한공진화의역사를다룬다.포자에서씨앗으로다시꽃을피우고열매를맺는식물의관점에서이들과관계맺는균,세균,동물과의공진화가어떻게다양성을만들어내는지를살펴보겠다.
책의뒷부분은지구생태계곳곳에서나타나는공진화를확인해본다.먼저기생과공생의공진화,경쟁과포식,피식의공진화를알아본다.나방과박쥐와올빼미가밤하늘을날게되고,개미와진딧물,나무사이에얽힌기생과공생,포식과피식의관계맺음등다양한공진화의사례를통해인간사회보다더복잡한생태계의내밀한사정을살펴볼것이다.그러고나서는지구와생물권사이의공진화를확인해본다.산소와이산화탄소의순환,지층의형성과산호초,석회암절벽의비밀을파헤치고,마지막으로인류가여타생물들과이루어가는공진화를확인해보자.불행하게도생태계의암적존재가되어가는인류의슬픈현실을마지막으로두었다.
‘모든진화는공진화’다.
[추천사]
박재용은척박한우리토양에몇안되는뛰어난과학저술가다.공생을테마로진화를설명해나간이번의기획과실행은어느모로나획기적이며대담하다.도브잔스키는진화를통하지않고서는생물학의그무엇도의미가없다고했지만,박재용은그진화가바로공생·공진화의역사였음을우리에게쉽게,그리고흥미롭게알려준다.과학에입문하는사람이나과학전문가모두에게도전이될만한이책은앞으로필수코스가될것이다.-이형열(“과학책읽는보통사람들”운영자)
