진화는 빠르다. 진화는 가깝다.

핀치의 부리 - 다윈의 어깨에 서서 종의 기원을 목격하다
조너선 와이너 지음, 양병찬 옮김 / 동아시아 / 2017년 3월

사랑하는 딸과 아들에게 보내는 독서편지

0.

아빠가 한참 전에 우리나라의 생물학자 최재천님이 쓰신 책을 본 적이 있는데, 그 책에서 일반 사람들이 읽을만한 과학책들을 소개해 주었는데, 그 책들 중에 <핀치의 부리>라는 책이 있었단다. 다윈의 <종의 기원>이라는 책은 감히 엄두가 나질 않지만, 진화론을 다룬 책은 읽어 보고 싶다는 생각을 늘 가졌는데, 최채천님이 추천해주신 <핀치의 부리>라는 책에 적합할 거라는 생각이 들었어. 기회가 되면 읽어봐야겠다는 생각을 머릿속에 재워두고 있다가 이제서야 읽게 되었구나. 몇 년 전에 이 책이 출간 20주년 기념으로 아주 깔끔하게 재출간 되었어. 책 디자인도 참 예쁘게 잘 나왔더구나.

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다윈의 <종의 기원>이라는 책이 출간한 이후 많은 과학자들이 그것을 증명하기 위해 노력을 했단다. 하지만 진화라는 것이 단시간에 이루어지는 것이 아니고, 장시간 동안 서서히 이루어진다고들 생각하고 있어서, 백 년도 살지 못하는 인간이 그것을 밝히는 것은 쉽지 않다고 생각했지만, 그것을 연구한 사람들은 많았단다. 의지의 사람들…

그 중에 1974년부터 매넌 갈라파고스를 찾는 과학자 부부가 있었으니, 피터와 로즈메리 그랜트 부부였단다. 그들은 그곳에서 핀치의 생활을 관찰하면서, 진화는 현재진행형으로, 생각보다 빠른 시간에 이루어지고 있음을 확인했단다. 그 두 사람의 연구 결과를 비롯하여, 갈라파고스 섬에서 진화를 연구를 사람들의 결과물을 엮은 것이 바로 이 책이라고 할 수 있단다. 지은이는 전문 대중 과학 저술가인 조너선 와이너라는 사람이란다.

1.

이런 과학 관련 책을 읽고 나서 그 내용을 정확하게 너희들에게 알려주기란 쉽지 않단다. 그래서 아빠가 쓴 내용 중에 혹 잘못된 내용도 있으니, 나중에 너희들이 커서 이 책을 읽고 나서 잘못된 부분은 알려주길 바란단다.

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핀치라는 새는 우리한테는 익숙하지 않은 새인 것 같지만, 멧새라고 부르는 새들도 모두 핀치라고 한단다. 멧새는 우리나라에서도 볼 수 있는 새란다. 아무튼 핀치는 진화학계에서는 무척 유명한 새란다. 다윈이 살던 시절은 아직 창조론이 우세하던 시절이었단다. 몇몇 과학자들에 의해 진화론에 대한 이야기를 했지만, 의심하고 추측하는 수준이었어. 비글호라는 탐험을 하는 배가 있었는데, 다윈도 그 배를 타게 되었어. 그리고 남아메리카 에콰도르 앞쪽에 갈라파고스 제도라는 곳에도 들렀어. 갈라파고스 제도는 크고 작은 화산섬들이 많이 모여 있는 곳이었어.

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갈라파고스 제도는 10여 개의 큰 섬과 10여 개의 작은 섬으로 구성되어 있는데, 그 섬들은 모두 해저에서 솟아오른 화산의 끄트머리다. 섬들의 태평양 표면을 꿰뚫고 올라온 지는 500만 년이 채 안 되므로, 아메리카 대륙을 구성하는 대부분의 암석들보다 나이가 젊다는 특정이 있다. 그 섬들 중 몇 개는 아직도 산고를 겪고 있는, 지구상에서 가장 맹렬한 화산으로 분류된다. 갈라파고스는 너무 젊어서 구형에서 신형이 창조되는 과정이 아직 초기단계에 머물러 있다. 즉, 갈라파고스에서는 생물도 화산과 마찬가지로 빠르고 맹렬하게 진화하고 있는 것이다. 게다가 상당수의 생물들은 고립된 섬들에 발목이 잡혀 있고(각 화산의 정상은 교도소와 비슷해서 대부분의 생물들은 그곳에 살다가 생을 마감한다), 본토와 연결되는 다리도 전혀 없어서(남아메리카 대륙은 동쪽으로 1,000킬로미터 떨어진 곳에 있다), 제도에 서식하는 생물의 생활형은 본의 아니게 자신만의 경로를 밟는다.

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그곳에서 섬마다 다른 모습을 하고 있는 다양한 핀치들을 볼 수 있었어. 다윈은 13종의 핀치 31마리를 잡아서 박제를 해서 영국으로 가지고 왔단다. 핀치만 가지고 온 것은 아니고 다양한 동물들을 가지고 왔다고 했어. 처음에는 그 핀치에 큰 의미를 둔 것은 아니라고 했어. 하지만, 많은 과학자들은 서로 다른 핀치들을 보고 놀라움을 금치 못했어. 처음에는 한 종의 핀치였지만, 격리된 섬에서 생활하면서 그 섬에 맞게 다르게 진화를 해서 13종의 핀치가 되었다는 가설을 세울 수 있었던 거야. 그 동안 의심했던 진화론이 설마…. 라는 생각을 갖게 했지. 다윈도 그 동안 의심치 않았던 종의 안정성을 의심하기 시작했단다.

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고민에 고민을 거듭한 끝에 다윈은 다음과 같은 결론을 내렸다. “내 생각에 약간의 근거라도 있다면, 갈라파고스 제도의 동물학은 연구해볼 만한 가치가 있다. 내가 관찰한 현상들은 종의 안정성을 약화시킨다.” ‘종의 안정성을 약화시킨다’라는 구절은 다윈이 향후 20여 년간 겪을 고뇌를 예고하는 조짐이었다.

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그리고 조류학자였던 굴드는 다윈에게 진화론에 대한 연구를 하라고 독촉했다고 하는구나. 찰스 다윈은 자신들이 가지고 온 동물 박제들과 그간의 연구를 정리하여 자연선택설을 완성했어. 하지만 그의 연구는 그저 추정이었고, 그걸 직접 밝혀내는 것은 뒷세대 과학자의 몫이었단다.

2.

많은 과학자들이 찰스 다윈의 자연선택설을 증명하기 위해서 갈라파고스를 향했단다. 앞서 이야기한 피터와 로즈메리 그랜트 부부도 그랬어. 1973년 피터는 처음으로 갈라파고스 제도의 대프니메이저라는 섬에서 연구를 시작했어. 당시 로즈메리는 어린 아이들 때문에 가지 못했다고 했지만, 이후 그들은 매년 갈라파고스 제도를 방문하면서 핀치에 대한 방대한 자료를 수집하고 연구했단다. 그 양이 얼마나 많았냐 하면 어떤 해는 그 자료를 정리하는 것만으로 일년을 보내야 했어. 그들이 매년 가는 대프니메이저라는 섬에는 부리의 모양이 서로 다른 땅핀치가 살고 있었어. 큰땅핀, 중간땅핀치, 작은땅핀치.

그들의 연구 결실을 얻게 된 것은 엘리뉴 현상으로 극심한 가뭄 뒤의 큰 홍수가 왔던 시기였어. 1976년부터 그 다음해까지 극심한 가뭄이 일어났단다. 그 가뭄으로 많은 핀치들이 죽음을 맞이했어. 특히 피해가 큰 핀치는 먹거리로 다른 종과 겹치는 중간땅핀치였단다. 거의 멸종되다시피 한 중간땅핀치들… 그들 중에 부리가 큰 개체들이 많이 살아남았고, 암컷보다 수컷이 많이 살아남았단다. 그러다 보니 중간땅핀치들의 평균 부리 사이즈는 좀 커졌다고 했어. 그렇게 변화된 환경에 적응한 종들만 살아남게 되는 것이었어.

1980년에 또 한번 가뭄이 찾아왔고, 다시 한번 중간땅핀치들은 힘든 시간을 보냈단다. 그리고 그 가뭄이 끝나고 나서 엄청난 폭우가 찾아왔어. 이 폭우에 핀치들이 보인 행동은 광란의 짝짓기였단다. 그리고는 다시 예전의 개체수를 되찾아갔단다. 작은 사이즈의 중간땅핀치들도 다시 나타났단다. 자연선택의 역전 방향을 볼 수 있는 예였단다. 그러니까 자연선택이 한쪽 방향으로만 진화하는 것이 아니고, 이쪽 방향으로 진화하는 경우가 있다면 다른 방향으로도 진화한다는 것을 알게 된 사건이었어.

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그리고 진화학계에 이종교배라는 것이 있단다. 다른 종 간의 관계를 갖게 되면 보통 불임으로 그 다음 세대로 이어지지 않는다는 상식이 있었으나, 이것도 갈라파고스의 핀치들의 관찰을 통해서 잘못되었다는 것이 알려졌다고 하는구나. 위에서 이야기한 대홍수 때 광란의 짝짓기가 있었을 때, 같은 종 뿐만 아니라 다른 종들과도 짝짓기가 이루어졌대. 이종교배를 통해서 새로운 종이 생겨날 수 있다는 것을 두 눈으로 확인한 것이지. 그 밖에도 그랜트 부부는  다윈이 던진 진화의 질문에 대한 많은 답들을 내놓았다고 하는구나.

3.

인간 군상들의 욕심에 의해 지구 환경은 많이 망가지고 있단다. 지구 온난화와 환경 파괴. 이런 인간이 만들어놓은 지구 환경의 변화는 다른 동물들의 진화를 부추기게 되고, 새로운 종을 만들게 된단다. 해충을 죽이려고 살충제를 사용하지만, 그들은 살충제를 대항하여 빠르게 진화하여 살충제를 무형지물로 만들고, 인간을 더 독한 살충제를 만들고, 또 다시 진화하고.. 이런 악순환으로 오히려 많은 사람들이 살충제로 죽음을 맞이하게 되고, 지구는 망가지고…

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(434-5)

우리가 해충과 세균에게 가하는 압력이 강해질수록 그들은 그 압력을 우회하여 진화하게 된다. 따라서 우리의 압력은 해충에게 진화압력으로 작용하지만, 우리는 이 점을 이해하지 못하고 있다. 다시 말해서 우리는 진화의 기념 자체를 이해하지 못하고 있는 것이다. 진화는 갈라파고스에서만 일어나는 것도 아니고, 창밖에서 악전고투하는 개똥지빠귀와 참나무만의 문제도 아니다. 진화는 매우 가까운 곳에서 일어난다. 이것은 끔찍한 아이러니다. 환경을 가장 철저하게 통제하고 가장 완벽하게 소유하고 싶은 곳에서 우리는 저항운동에 포위되어 속수무책으로 공격당하고 있으니 말이다. 우리가 저항운동과 맹렬히 싸울수록 세균과 해충은 더 강하고 빠르게 진화한다. 잘라낼수록 더 빨리 튀어나오는 히드라의 머리처럼 말이다. 그럴 수밖에 없는 것이 그들을 통제하려는 우리의 노력이 바로 그들의 진화를 촉진하는 원동력으로 작용하기 때문이다. 우리에게 통제가 그들에게는 꼬리에 꼬리를 물고 이어지는 변화의 한 자락에 불과하다. 그것은 환경의 변화일 뿐이며, 그들은 꿋꿋하게 서서 변화를 따라잡도록 설계되어 있다. 무차별적으로 진화압력을 계속 가하는 한, 그들은 대항하여 전염병을 계속 일으킬 것이다. 구약성서에서 이집트 땅에 출현한 개구리들처럼, 또는 이집트 땅 전체에서 이(lice)로 변한 지구의 먼지처럼 말이다.

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다윈은 진화가 사실이라고 확신했을 때 인간이 다른 동물보다 우월한 것이 아니고, 그저 다른 동물로부터 진화한 것뿐이라는 이야기를 했다고 하는구나. 인간만이 가진 의식이라는 것이 특별한 것도 아니라는 것이지.. 그렇게 다윈은 인간의 자만심을 경계했다고 하는데, 그것을 여전히 깨닫지 못하고 있는 것이 우리 인간인 것 같구나. 요즘 전세계적으로 창궐하고 있는 코로나 바이러스도 이런 자만한 인간이 만들어낸 원치 않은 진화의 산물은 아닐까 하는 생각이 들더구나. 겸손한 인간이 되어 빨리 진정되어서 일상을 되찾았으면 하는 바램이 있구나.

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(456-7)

진화가 팩트임을 확신하게 되었을 때, 다윈은 첫 번째 비밀노트 중 한 권에 이렇게 써놓았다. “거만한 인간은 자신을 (신성이 개입되었다고 말해도 좋을 만큼) 위대한 작품이라고 생각한다. 하지만 나는 인간이 생각보다 더 비천하다고 느끼며, 동물에서 창조되었다는 생각을 진심으로 믿는다.” 우리가 보유하고 있는 의식이라는 재능은 미스터리이며, 생물학에서 아직 풀리지 않은 가장 큰 수수께끼 중 하나이다. 하지만 의식이 새의 부리, 깃털, 날개보다 우월한 기적은 아니며, ‘살아 있는 진흙’의 모델링과 몰딩에 의해 새와 꼭 같은 과정, 즉 다윈과정을 통해 형성된 것이다. 우리는 왜 의식을 ‘정도의 차이’로 보지 않고, ‘우리에게 특유한 것’이라고 가정할까? 다윈은 노트에 이렇게 썼다. “의식은 우리의 자만심의 발로이자 자화자찬 행위에 불과하다.”

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PS:

책의 첫 문장 : 1991년 1월 25일 아침 7시 30분. 피터 그랜트와 로즈메리 그랜트는 덫을 놓은 곳에서 몇 발자국 떨어진 돌무더기 위에 앉아 있다.

책의 끝 문장 : 다윈핀치들은 다윈의 제도와 맺은 계약을 지킬 것이며, 돌무더기가 증인으로서 그들을 지켜볼 것이다.

그(다윈)는 이런 유명한 말을 남겼다. "다음과 같이 은유적으로 말할 수 있으리라. 자연선택은 전 세계를 매시간 매일 샅샅이 수색하여, 가장 작은 변이까지도 찾아낸다. 그리하여 나쁜 것은 기각하고, 좋은 것은 보존하여 보관목록에 추가한다. 자연선택은 언제 어디서나 기회가 생길 때마다 조용히 눈에 띄지 않게 움직인다. 그러나 시간의 손이 연대의 경과를 표시할 때까지 우리는 서서히 일어나는 변화를 전혀 감지하지 못한다. 아득히 먼 지질시대를 바라보는 우리의 시각은 너무나 불완전해서, 기껏해야 ‘오늘날의 생물형태가 종전과 다르다’라는 정도만 알 뿐이다." - P35

전문적이든 대중적이든, 진화론을 다룬 서적과 논문들이 수도 없이 쏟아져 나왔다. 그중 상당수는 ‘바늘 끝에 천사가 몇 명 올라갈 수 있을까?" 같은 중세 주석학자들의 논쟁처럼 지극히 추상적이었다. 다윈주의에 대한 가장 박식한 해석 중 일부는 현실과 다소 동떨어졌다. 결정적으로 수많은 문헌들은 ‘자연선택을 통한 진화’라는 이론을 여전히 편지봉투 겉봉에 휘갈겨 쓴 메모처럼 단편적으로 다뤘고, ‘종의 기원’은 다윈이 <비글호 항해기>에서 말한 것처럼 ‘미스터리 중의 미스터리’로 남았다. - P38

사소한 차이가 ‘생존할 것’과 ‘사라질 것’을 결정하는 경우가 얼마나 많은지!

- 찰스 다윈이 아사 그레이에게 쓴 편지 중에서 - P103

삶은 그리 단순하지 않으며, 심지어 메마른 섬에 사는 새 떼들에게도 사정은 마찬가지이다. 삶의 한 단계에서 다른 단계로 나아가는 동안 목숨을 부지하는 것만도 녹록치 않다. 물론 살아남는 건 단지 기본사항일 뿐이다. 나이가 좀 더 들면 새들은 목숨을 계속 부지하면서, 다른 한편으로 배우자를 만나 짝짓기를 하고 가족을 부양해야 한다. 성(性)은 기존의 생존경쟁에 완전히 새로운 경쟁을 덧붙이며, 성선택의 압력은 자연선택의 압력과 가끔씩 충돌한다. - P162

비글호는 영국 해군의 탐사선이었으므로 다윈은 바위와 산호모래로 구성된 ‘보이는 해안선’을 지도로 작성하는 데 동참했다. 하지만 종 사이에 존재하는 ‘보이지 않는 해안선’에 대한 그의 생각은 일관성이 없고 헷갈렸다. 첫 비밀노트에서 그는 종을 ‘성적 본능 및 도구에 의해 격리된 것’으로 묘사했다. 그러나 나중에는 분기 원리에 너무 몰두한 나머지 주제에서 이 부분을 등한시하게 되었다. 새로운 종을 계속 격리시키는 것은 무엇일까? 종간의 장벽은 무엇이고, 이 장벽을 넘기 어렵거나 쉽게 만드는 요인은 무엇일까? 다윈이 조사나 탐험을 하지 않은 채 남겨둔 부분은 바로 이것, ‘보이지 않는 해안선’이었다. - P277

에머슨은 이렇게 말한다. "사람들은 각자 천직을 갖고 있으며, 재능은 소명이다. 누구나 자신에게 열린 길이 있으며, 그쪽에 끝없이 정진하도록 묵묵히 이끄는 재능을 갖고 있다." 윌리엄 블레이크는 이렇게 말한다. "개처럼 걸으려고 애쓰는 양이나, 말처럼 뛰기 위해 노력하는 황소를 본다면 얼마나 우스울까? 이와 마찬가지로 다른 사람을 모방하려 애쓰는 인간은 얼마나 우스꽝스러울까? 사람들 간의 차이가 동물 종들 간의 차이보다 더 크다." 아이스킬루스는 말한다. "특징이 곧 운명이다." - P468