마틴브룩스
진화생물학자이자과학비평가로서수많은대중과학서를집필하였다.영국유니버시티칼리지런던에서생물학을공부하고,8년간초파리를연구하기도했다.주요저서로《손에잡히는유전학GetaGriponGenetics》과《무엇이위대한아이디어일까?-유전학What’theBigIdea?-Genetics》《극단적조치-프랜시스골턴의빛과그림자ExtremeMeasures-TheDarkVisionsandBrightIdeasofFrancisGalton》등이있다.
개정판추천의글/숨은영웅에게바치는헌사
초판추천의글/“초파리를빼놓고생물학을논하지말라.”
프롤로그/초파리,20세기생물학과유전학의상징
1.유전학의새로운역사가시작되다
현대유전학의기초를세운만남
최적의실험동물을찾아서
진화론의맹점
더프리스의돌연변이설
멘델의유전법칙
흰색눈을가진초파리
최초의유전자지도
2.돌연변이와유전자지도
유전학연구의돌파구
즉각적인돌연변이시대의의미
수정란은어떻게완전한생물로성장할까?
마스터유전자의발견
조절유전자와발생
유전자낚시
3.진화유전학의탄생
야외로나간초파리실험
수학이유전학의방향을바꾸다
자연선택을뒷받침하는증거
초파리실의분열
진화유전학은무슨쓸모가있을까?
만약다윈이초파리를연구했더라면……
4.초파리가인간에대해알려준것
초파리의뛰어난지적능력
점핑유전자를이용한새로운돌연변이
학습과기억유전자의미래
우리는왜술을좋아하는가?
생체리듬의수수께끼
5.짝짓기를둘러싼진화게임
초파리의성생활연구
부모가되기위한경쟁은뜨겁다
무엇이암컷의수명을단축시키는가
양성갈등에대한새로운시각
6.노화의비밀을밝혀라
장수유전자의발견
생물은왜늙는가
자유라디칼의공격
종마다수명이제각각다른이유
영원한삶을얻으려면섹스를포기하라
최선의답은무엇일까?
7.세상에서종분화가가장활발한곳
종의기원이만발한장소
지구상에서가장외딴군도
종분화의수수께끼
‘종’을어떻게정의할것인가?
도브잔스키의종개념이흔들리다
8.초파리,거의모든생물학의역사
사람들에게잊혀진초파리실
초파리에관한또하나의위대한발견
초파리의세기
첫번째에필로그/초파리에관한흥미로운사실들
두번째에필로그/초파리에대해잘알려지지않은사실열가지
감사의말
“이책은현대생명과학의
숨은영웅에게바치는찬가다”
과학비평가로서수많은대중과학서를집필한저자마틴브룩스는,8년간직접초파리를연구한진화생물학자이기도하다.이책은아는사람만알고있던초파리의무용담을뉴욕과샌프란시스코,런던,러시아등세계곳곳의연구실을배경으로그려나간다.그이야기는발생학,진화생물학,유전학의역사와궤를함께하며,나아가노화생물학과뇌신경과학의발전에도초파리가어떻게이바지했고세계에대한인식의범위를얼마나넓혔는지까지,호소력있게전달한다.
이렇듯책은초파리연구의역사이면서동시에,초파리가주인공으로등장하는한편의과학소설처럼생동감과유머러스함이넘친다.이책이“현대생명과학의숨은공신에게보내는찬가”라고일컬어지는이유이자,개정판으로다시독자들을찾아가는이유이기도하다.격변의20세기를거쳐21세기생명과학의현주소를이해하고자하는독자들에게영감을줄흥미롭고새로운고전으로부족함이없으리라기대한다.
초파리,인류운명을바꾼세기의만남!
작은크기와까다롭지않은습성때문에초파리는기르고먹이는데비용이얼마들지않는다.500밀리리터크기의우유병에썩어가는바나나한조각만넣어두면초파리200마리가2주일동안행복하게살수있고,암컷한마리가알을수백개나낳기때문에번식시키기도쉽다.게다가초파리는한세대가사는시간도짧다.태어나서생식하고죽기까지불과몇주일밖에걸리지않는다.1900년초파리가하버드대학교연구실에처음으로데뷔하게된것은이런이유때문이었다.
그이후로도초파리가거의한세기동안생물학과유전학의발전을이끌어올수있었던것은결코우연이아니다.단지비용이싸고구하기쉽다는이유로실험동물로선택받은초파리가생물학사의한획을긋게될줄은아무도몰랐을것이다.이작은생명체는자연선택설의실질적인증거를발견하고멘델의완두콩유전법칙을증명하는데있어서,그리고최초로유전자지도를완성하는데에도누구보다크게기여했다.
저자는직접초파리를실험동물로사용하며이작은동물이이끈놀라운발견들을목격했다.그가이책에서보여주는초파리의삶은우리에게도큰공명을불러일으킨다.따라서이책은탄생과학습,노동,죽음,그리고그사이에존재하는삶의여러측면에대한보편적이야기로읽을수도있다.저자는각부마다초파리생물학을통해삶에서연속적으로이어지는각각의단계를보여준다.그와함께탄생과죽음의순환고리에서일어나는중요한생물학적사건들을설명한다.유전학에서부터배胚발생에이르기까지,학습에서부터생식에이르기까지,그리고개체의죽음에서부터새로운종의탄생에이르기까지생물계를바라보는창을제공하는것이다.
이책의1부에서는‘초파리의아버지’라할수있으며초파리를생물학계의총아로만든인물인토머스헌트모건ThomasHuntMorgan이초파리와만나생물학의새로운역사가시작되는장면들을흥미진진하게좇는다.2부에서는돌연변이mutation의원리를초파리에서찾는동시에,돌연변이초파리연구가유전학연구의돌파구가된과정을보여주고있다.3부에서는모건에버금가는초파리애호가테오도시우스도브잔스키TheodosiusDobzhansky가진화유전학evolutionarygenetics을탄생시키는이야기를들려준다.초파리의학습능력과알코올에대한민감성,생체리듬연구를통해이런성질들과인간유전자와의연관성을이해하고자하는4부,초파리암수의사랑이야기와부모가되기위한경쟁을다룬5부도흥미롭다.6부에서는초파리를통해노화의원리를찾고있으며,7부에서는하와이의초파리들을연구하며세계적으로2천종이넘는초파리가생겨난까닭과종의정의를어떻게내려야하는가에대해파고든다.8부에서는잊혀진초파리연구실의위상을회상하면서초파리게놈genome의염기서열분석에관해자세히논하고있다.
현대생물학과유전학의오래된미래
초파리는생물학연구의현실적？재정적？시간적조건들과최적의조화를이루며,생물학의실험재료로쓰인수많은동물중에서도단연유용한존재로자리잡았다.또한실제로과학사에서아주오랫동안명성을이어왔다는점에서도특별하다.19세기빅토리아시대의이상적인실험동물이었던개와생쥐,토끼등에밀려나있던초파리는박물학이쇠퇴하고실험생물학이떠오르기시작한20세기에이르러새롭게주목받았다.‘짧고굵게사는’초파리의매력이실험실습에서큰영향을발휘한것이다.초파리의재발견은기초유전학뿐만아니라발생유전학,진화유전학으로까지이어졌다.지금까지초파리에관해발표된논문만해도10만편이넘으며매일새로운논문이쏟아져나오고있다.
사실실험실밖에서초파리는사람들에게변함없이쓰레기장을떠돌아다니는더럽고미천한곤충으로여겨질뿐이다.최초로완성된유전자지도가초파리의것이었고,묻혀있던멘델의이분법을증명하고,다윈은해결하지못한고민을끝낸것이바로초파리였다는사실은아는사람만아는과학계의비사？史처럼떠돌아다닌다.이런현실은마치이작은동물이우리에게인간뿐만아니라그외의것들에대해서더욱많은것을알려줄수있다는사실을인정하지않으려는것처럼보인다.
지금까지과학자들이단순히초파리의생물학적세부사항들을알아내기위해초파리연구에몰두했던것은아니다.초파리가우리자신을포함하여많은생물을포괄하는더넓은생물학적그림을보여줄것이라는기대를품고있기때문이다.과연이제는초파리의영향력이미치지않은생물학분야를찾기힘들지경이다.초파리는암치료법을찾는연구,알츠하이머병과헌팅턴무도병같은신경변성질환연구,알코올중독과마약중독,수면장애와시차증時差症의유전적연구에이용될뿐만아니라지구온난화와기후변화에대한조기경보시스템으로도널리쓰이고있다.하나의미천한생물이20세기생물학을완전히바꿔놓은것이다.
노벨상최다수상은다름아닌초파리?
초파리의매력은세월이지나도변할줄을모른다.그도그럴것이초파리를통해발견된다양한생물학적사실들이인간을포함해모든동물에서성립하는것으로밝혀졌기때문이다.이런사실이알려지자마자초파리는유전학자들이가장선호하는실험동물이되었고,이후거의30여년간유전학발전의선두를이끌었다.유전자들이염색체에서직선으로늘어서있는것을보여준최초의유전자지도도바로초파리의것이었다.인간에게질병을일으키는유전자를정확하게알아내는기술도맨처음에초파리를대상으로만든유전자지도작성원리를바탕으로한다.단세포인수정란이어떻게완전한생물로발달하는가에대한해답을제시한것도초파리였다.사실,유전자치료에서부터생물복제와인간게놈프로젝트에이르기까지현대유전학의모든것은20세기초에일어난초파리연구가그바탕이되었다고말해도과언이아니다.1933년토머스헌트모건(염색체유전자발견)부터2017년홀,로스배쉬,영(생체주기매커니즘발견)까지최소여섯차례초파리는노벨생리의학상의숨은공신이었다.
믿기어려울지모르지만초파리와인간은여러모로닮았다.과학자들은실험을통해초파리가인간에대해많은것을알려준다는사실을발견했다.초파리의학습과기억에서온오프스위치처럼작동하는‘리노트’유전자와,장기기억스위치를켜는역할을하는CREB유전자는초파리의지적능력에도발전가능성이있다는것을알려준다.이뿐만이아니다.초파리가알코올을섭취하면마치사람이취할때와같은행동을보인다.밤에는자고낮에는활동하는일주기를따라생체시계가흘러가서,평소의생활시간대에변화가생기거나생체리듬과관련된유전자를조작하면시차증을겪기도한다.종족번식을위한짝짓기를둘러싸고초파리암컷과수컷이벌이는게임의전략은또어떤가.그것은인간남녀가행하는소위‘밀당’기술을떠올리게만들정도다.
이런사실들은그저인간과초파리사이에비슷한면이있음을보여주는정도에서그치지않는다.초파리의학습과기억,알코올에대한민감성,생체리듬의작동과정에관여하는다양한유전자들과그기능의발견은우리에게새로운가능성을시사한다.이런유전자들이초파리에게영향을미치는과정을살펴보노라면,인간역시유전자에따라또다른잠재력을발휘하게될지도모른다는기대를품게된다.초파리의교미에서밝혀진생존에대한갈망과진화의전략역시양성간의갈등을새로운시각으로바라보게한다.초파리가그야말로인간의현재와미래를통찰하는생물학적창구가되어주는것이다.인간생명의비밀을둘러싸고앞으로도풀어야할수수께끼는많다.차세대실험동물들이등장하고있긴하지만,아직까지초파리를완벽하게대신할수있는생물은없다.지금까지그래왔듯초파리는생물학과유전학의미래에서도변함없이주역의자리를지킬것으로보인다.
드라마틱하고흥미진진한한편의과학소설
사실이책의저자에게조차도초파리의첫인상은‘무시할수밖에없는동물’에불과했다.순전히주관적인저자의미학적관점으로매긴동물평가에서도초파리는편형동물보다는위에있지만,옆주름고둥보다는약간아래,한마디로‘아주낮은순위’를차지했다.과학자로서의경력을시작한연구초년생시절,저자는다른이들처럼오지에서살며화려한색깔에깃털이잔뜩달린그럴듯한실험동물을찾고자했다.물론그런그에게초파리는일말의고려대상조차되지못했다.그러나학자들의진정한승패가갈리는학술회의에서그는연구자들을당당한승자로만들어주는동물이다름아닌초파리라는것을실감하게된다.
초파리의스타성을알아본사람이비단저자혼자만은아니다.저자는이책에서초파리가슈퍼스타가되는데기여한사람들과그들의연구과정을이야기한다.마치초파리가주연이고과학자들은조연으로등장하는한편의소설처럼읽히기도한다.저자는진화생물학을전공한학자이지만,대중독자들을위한교양과학서를집필하고,프리랜서과학비평가로도활동한독특한이력을갖고있다.그는누구나재미있게읽을수있도록유쾌한문장과에피소드들로초파리의과학사데뷔과정을기록한다.
프롤로그의첫페이지부터퍼스펙스병에서짝짓기에몰두하는한쌍의초파리에게존과요코라는이름을붙여주고손에땀을쥐며응원하는극적인장면으로시작된다.이후존과요코커플을비롯하여다윈,멘델,모건,도브잔스키,스터티번트등다양한면면들이지나갈때마다이들의탐구열이서로어떻게얽히고풀렸는지가보인다.저자가초파리와모건을통틀어털이덥수룩한기회주의자들이라부르고,만약다윈이초파리를연구할수있었더라면어떤대가를치렀을것인가를이야기할때독자들은슬며시웃음이나면서도이책이여느교양과학도서와는다르다는것을깨닫게될것이다.또한저자는염색체쌍을서로모양이조금다른신발한켤레로비유하거나초파리의몸을미국지도로비유하고멘델의3:1법칙을검은대문,흰대문으로빗대어설명하기도한다.이렇듯사전지식이없더라도내용을쉽게이해할수있도록배려한특징도이책의미덕이다.