우연이 만든 세계

션B.캐럴

미국의진화생물학자,작가,교육자이다.하워드휴스의학연구소과학교육부부위원장이며메릴랜드대학교생물학부발러-사이먼석좌교수이자위스콘신대학교분자생물학및유전학명예교수이다.지은책으로『이보디보』,『세렝게티법칙』,전미도서상논픽션부분최종후보에올랐던『진화론산책』등이있다.국제적으로인정받는진화생물학자로서벤저민프랭클린메달과스티븐제이굴드상등을받았으며미국예술과학아카데미,...

들어가는말:우연의난감함

1부어쩌다벌어진일
1장모든우연의어머니
2장성질고약한짐승

2부실수들의세계
3장맙소사,대체어떤동물이그것을빨아먹겠나?
4장무작위
5장아름다운실수들

3부23의비밀
6장모든어머니의우연
7장불행한사건들의연속

후기:우연에관한대화
감사의말
주
참고문헌과더읽어볼책들
찾아보기

우연이지배하는,실수들의세계

‘우연’을주제로한독특한관점의과학책이나왔다.『이보디보』,『세렝게티법칙』,『진화론산책』등의베스트셀러를쓴탁월한이야기꾼이면서저명한진화생물학자인션B.캐럴위스콘신대학교수의신간『우연이만든세계』가그것이다.이책에서캐럴은지질학,생물학등의과학적지식을총동원해서우리를지금여기에존재하게만든결정적인요인,‘우연’에대해놀랍고도영감을주는이야기들을들려준다.그는우연이,확률이,운따위가우리삶에무시하지못할영향을미친다는식의이야기를하려는것이아니다.엄밀한과학을바탕으로,그는우연이우리의세계를지배하는사실상‘유일한’요인이라고주장한다.

캐럴은최신의과학이밝혀낸흥미로운이야기들을들려준다.행성수준에서분자수준에이르는놀라운발견들을소개하고,전지구적대격변의이야기,인간을포함하여모든생명체의모든세포내에서작동하는우연의기제에대해서도이야기한다.우연에서비롯한‘실수’들이어떻게전염병과가뭄,기타문명을뒤바꾼격변들을초래하고,우리가지구에서함께살아가는경이롭고아름다운모든생명체들의바탕이되는지에대해서도가르쳐준다.

결론적으로이모든발견들은안락한인간중심적세계관을몰아내고,세계와우리주변의생명를경외감을갖고다시바라보도록만든다.이책에따르면우리는도저히있을법하지않은우연적사건들로인해지금여기에존재한다.우연에휘둘리는우리의존재는우리가가능한모든세계들가운데최고의세계에사는것이아니라,소설가크리스티안융게르센이말한것처럼“무자비한무작위성,극도의혼란,계속적인취약성”의세계에산다는불편한곤경을들추어낸다.이예측할수없고혼란스러운세계에서우리는어떻게살아야할까?이책은이어려운질문에답하기위한진지하고도유쾌한시도이다.

우리를쓰러트리지못한것이우리를강하게만든다

이야기는지금으로부터6600만년전,‘멸종의날’로부터시작된다.공룡시대를끝장낸것이외계에서온우연,소행성이었다는사실은이제잘알려져있다.캐럴은지금까지알려진지질학적,생물학적지식을바탕으로멸종의날을생생히재구성한다.그것은얼마나거대한참사였을까?우리는단순히공룡이멸종했다고알고있지만,실상은훨씬참혹했다.지구상에존재하던모든생명체의4분의3이사라졌기때문이다.꽃과나무가사라지고,벌과새가자취를감췄다.바다에서는프랑크톤이사라졌다.먹이사슬의기초가무너지면서사슬에얽혀있던생물들도함께무너져내렸다.그러나모두가무너진것은아니었다.

공룡이무려1억년동안지구를지배하는동안,우리의조상이되는포유류역시그들과공존했다.그러나상대적으로크기가작았고,공룡이차지하지못한생태적틈새를채웠을가능성이크다.연구에따르면그런포유류가공룡이사라지고불과몇십만년만에그어느때보다몸집이커져서생태계의지배적개체가된다.이는공룡이포유류의크기를제한하는주요요인이었음을시사한다.그러니까소행성충돌이없었다면1억년넘게지구를지배해온공룡들이여전히지금여기있을것이고,그러면우리는여기없었을것이라고보는게타당하다.

그렇다고해서소행성때문에우리가여기있다고말하는것도터무니없다.이야기는그리간단치않다.캐럴은소행성충돌이지구의환경과생명의경로를바꾼수많은사건가운데하나였음을보여준다.소행성은외계에서왔지만,대부분의다른사건들은지구내부에서왔다.지구는우리가상상하듯아름답고평온하기만한행성이아니다.오히려캐럴이표현한것처럼‘성질고약한짐승’이다.지각판을움직여대륙을충돌시키고,화산을분출하고,온실과냉실을급격히오가는기온변화를상시적으로일으키는지극히변덕스러운행성이다.이책이보이는것은이모든변덕이또한우연에서비롯되었는사실이다.

지구는자신을터전으로삼고살아가는생명들을자주극한까지몰아붙였다.그로인해많은종들이멸종하고세(世)가바뀌었다.한편으로많은생명들이그러한극한의환경에적응함으로써살아남았다.이것은결국지구가날린크고작은펀치들을인류가어떻게피하고견뎌서지금에이르렀는지에관한이야기다.

실수는우리의운명

생명이환경에적응해서진화했다고할때,그것은구체적으로무엇이어떻게되었다는말일까?생명체내부에서어떤일이벌어지는것일까?캐럴은이어서생명의진화를추동하는내적우연의기제를소개한다.
공교롭게도,진화론정립의계기가된비글호탐사에다윈이합류한것자체가우연이었다.비글호가갈라파고스제도를방문할수있었던것도그저운이좋았기때문이었다.다양한관찰을통해다윈도일찌감치간파한것처럼진화는,그러니까생명체의유전적텍스트의변화는순전히‘우발적’인사건이다.

‘돌연변이’는사전적으로“생물체에서부모계통에없던새로운형질이나타나유전하는현상”을뜻하며“유전자나염색체의구조에변화가생겨일어난다.”신문이나책에서오타가발생하듯,DNA도복제과정에서오타(실수)가나타날수있다.이실수가바로돌연변이이며진화의원천이된다.최신의과학은다양한종을대상으로유전체에서발생하는돌연변이의양상을조사해서그것이무작위적분포를보인다는것을확인했다.실수는정말로‘우연히’발생한다는뜻이다.또DNA복제과정에서의실수가10억분의1확률로나타나는것도확인되었다.대단히낮은확율이기는하지만,배양접시위에서박테리아를배양하는것만으로도수많은돌연변이를확인할수있을만큼큰확율이기도하다.

그런데실수들은대체왜일어날까?1953년왓슨과크릭은DNA를구성하는네가지염기(A,C,G,T)가각각G-C,A-T의형태로결합하면서이중나선구조를만든다는것을밝혀냈다.그런데생화학자들이최근에확인한바에따르면,아주가끔G와T가,또A와C가실수로결합하기도한다.이현상이나타나는이유는‘양자천이’때문인것으로밝혀졌다.구아닌(G)의결합부위에있는수소원자의위치가양자천이로인해틀어지면사이토신(C)대신타이민(T)과결합하게되는것이다.양자천이는찰나의순간(1,000분의1초)동안나타났다가사라지지만피할수없는물리적현상이다.다시말해우리는원천적으로실수를피할수없다.실수는오류가아니라생명의엄연한특징이라고해야마땅하다.

실수가우리의운명이라면,생명은이실수들로무엇을할까?인류가진화를통해두뇌의크기를키워서혹독한빙하시대를견뎌냈다면,매머드와영하의물속에사는물고기들은혈액의결빙을방지하는유전자를만들어내서혹독한환경을견뎌냈다.오늘날지구구석구석어떤환경에서도확인할수있는경이로운생명의다양성은바로이실수들덕분인것이다.

삶과죽음

2부에서우리는생명의진화에서우연이어떤활약을했는지알게되었다.그리고이제는우리의삶과죽음에우연이어떻게개입하는지살펴볼차례다.
우리가대략억대일의경쟁률을뚫고세상에나온다는이야기는누구나익숙할것이다.우리의존재가시작부터우연이라는뜻이다.그런데진짜우연은부모의정자와난자단계에서부터개입한다.스탠포드대학의연구에따르면정자와난자세포는각각25~36개의돌연변이를갖고있다.따라서아이는평균적으로40~70개정도의새로운돌연변이를갖게되는것이다.캐럴이지적한것처럼,대부분의돌연변이는좋지도나쁘지않고아무영향을미치지않는다.그러나때로는엄청난불운을(다운증후군같은유전병),때로는엄청난행운을낳기도한다.캐럴이예시로든후천성면역결핍증후군(에이즈)에내성을갖는CCR5델타32돌연변이는그런믿기지않는행운중하나다.

우리의삶을유지시키는우연에대해이야기할때빼놓을수없는주제가바로면역계다.캐럴은우리의면역계가고작163개의유전자분절로100억개이상의서로다른항체를만드는메커니즘을상세히기술한다.물론이또한우연과실수덕분이다.COVID-19처럼동물에서유래해서인간의면역계가한번도본적없는바이러스일지라도우리가대체로이겨낼수있는비결이바로여기에있다.

한편죽음에대해생각할때근본적인질문이있다.우리는왜영원히살수없을까?캐럴은간결하게이것역시우연때문이라고설명한다.앞서우리는우연이어떻게진화와생명활동의원천인지를배웠다.그런데우리를유한한존재로만드는것또한바로우연(돌연변이)이다.캐럴은최대사망원인질병중하나인암을예로든다.통계에따르면일흔다섯살의암발병률은서른살의100배에달하는것으로나타난다.또다섯명가운데두명은언젠가는암의공격을받는다는통계도있다.최근연구에따르면암은세포에돌연변이가여러차례축적됨으로써일어나는것이다.생명활동을하다보면우리세포에는‘우연히’돌연변이가생길수있다.그리고생명활동이오래되면오래될수록,즉오래살수록돌연변이는많아질수밖에없다.그러면암에걸릴확률도따라서높아지는것이다.그것도기하급수적으로.남들보다오래산다는것은행운일수있다.그러나이행운에는암이라는불운이그림자처럼따라붙는다.

25년전,우리는암을일으키는돌연변이를찾기위해어디를들여다봐야할지몰랐고,설사찾았다해도넋놓고바라보는수밖에없었다.그러나1998년초부터이른바운전자돌연변이가생산하는특정분자를표적으로삼는새로운부류의약물이개발되고있다.오늘날에는암의성장과확산에관여하는30개이상의분자들을표적으로삼는수십가지약물이있으며,더많은것들이개발중이다.우리는생에언젠가는암을만나게된다.다행스러운점은이제암에걸리고도생존할확률이점점높아지고있다는점이다.

의미있는삶은가능한가?

우연이지배하는세상이라는개념은심오한깨달음이다.이모든맹목적인우연이생물권에서일어나는모든새로움,다양성,아름다움의원천이라는진실은참으로놀랍다.소행성충돌이,지각판의이동이,그저네개염기의심실세동이어떤결과를일으켰는지알게되면누구든틀림없이깜짝놀랄것이다.그러나동시에우리의운명을결정하는것이지고의존재인신이아니라예측할수없는한낱우연이라는사실이우리를심란하게한다.이예측할수없는세계에서우리는어떻게살아야할까?

후기에서캐럴은우연의중요성을일찌감치깨달은과학자,철학자,코미디언들과대화를가짐으로써답을구하고자한다.알베르카뮈,자크모노,커트보니것같은명사들이포함된가상의대화다.위트와유머를잃지않는그들의조언은간결하지만핵심을꿰뚫는다.이를테면보니것의“우리가여기지구에있는이유는빈둥거리기위함이에요.다른사람이뭐라해도신경쓸것없어요”같은조언이그렇다.혼란스러운세계에서길을잃은독자라면,이조언들을분명고맙게생각하게될것이다.그리고이우연가득한세계를한결낙관적으로볼힘을얻을것이다.