친절한 진화 설명서

진화 : 모든 것을 설명하는 생명의 언어
칼 짐머 지음, 이창희 옮김 / 웅진지식하우스 / 2018년 9월

  이 책은 2001년에 나온 책이다. 우리나라에도 이전에 나온 것 같은데 이번에 개정과 포장을 다시 하여 새로 나온듯 하다. 첨예한 최신진화론을 다룬 책을 기대했던지라 실망감도 좀 있긴 했지만 그래도 얻을 만한 내용도 있어 크게 아쉽지만은 않았다. 

 책은 다윈부터 시작한다. 다윈의 생애부터 그가 진화론을 표방한 배경과 사건들. 그리고 지구에서 생명체의 진화역사를 다루고 마지막 여러장에선 역시 인간의 진화를 다룬다. 그래서 다 읽고보니 이 책은 지금까지의 진화론을 역사적 배경부터 지금까지의 모습을 잘 설명해준 대중서란 느낌이다. 인상적인 부분만 간추려보았다.

1. 정상적인 돌연변이?

 돌연변이는 생명체가 진화하는 중요한 추력이지만 대개 해롭다. 하지만 정상적인 인간의 몸에서 돌연변이가 매우 필요한 부분이 있었으나 바로 항체다. 항체에 돌연변이가 필요한 이유는 바로 적인 항원이 무수히 많기 때문이다. 대충 항원은 수십억개로 추정되는데 우리의 항체는 이 항원에 맞는 모양으로 형성되어 달라붙어 이녀석들을 무력화시켜야 한다. B세포는 이를 위해 분열과정에서 고속 돌연변이를 일으킨다. 여러가지 다양한 모양의 수용체를 만들어 놓아야 하나라도 걸려 들기 때문이다. B세포는 무작위로 수십억가지의 다양한 수용체를 만들며 항원에 걸려드는 녀석이 생기면 즉각 대량생산에 들어가 면역을 강화한다.

2. 생명체의 폭발

다양한 종이 등장한 시기로 우선 캄브리아기 대폭발이 있다. 일전에 읽은 책에선 캄브리아기에 생물종이 다양하게 진화한 이유로 사상 처음으로 눈이 생기거나 입이 생겼기 때문이라고 주장한 책도 있었다. 이 책에선 환경적 이유를 드는데 적도인근까지 얼어붙어 있던 지구가 당시 화산폭발로 온실가스가 꾸준히 증가하고 하나였던 대륙이 분화해 탄소가 해저로 침전하고 산소량이 증가했기 때문이라고 한다.

 생명체는 지난 1억년간 꾸준히 증가했다. 소행성과의 대충돌 이후 지구는 대기중에 온실가스의 대규모 증가로 엄청나게 달궈졌다가 서서히 식기시작했다. 인도아대륙은 여기에 크게 공헌했는데 아시아와 충돌하여 히말라야를 만들었고, 이 거대한 히말라야에 부딪힌 공기가 꾸준히 비를 내려 이산화탄소를 대기중에서 씻어내렸다. 이 이산화탄소를 바다로 가서 석회암과 반응을 일으켜 탄산칼슘을 형성했고 해저에 쌓였다.

 거기에 인도가 꾸준히 아시아를 밀어 티베트 고원이 생겨났고, 고원을 통과한 공기는 데워져 상승하고 그 빈자리를 습한 바다공기가 채워 인도와 방글라데시의 넓은 부분에 장마가 생겨났다. 많은 비는 히말라야의 경우처럼 이산화탄소를 대기중에서 계속제거해나갔다.

 반면 남극대륙은 지구의 다른 대륙과 멀어져 극지방으로 갔다. 거대한 대륙은 얼어붙어 큰 반사경이 되어 햇빛을 반사해나갔다. 지구가 더 냉각된 이유다. 그리고 지상에선 풀이등장했다. 풀의 등장은 대기중 이산화탄소 농도가 옅여져서였는데 이 상황에서도 이산화탄소 흡수에 효율적인 풀이 등장해 성공적으로 진화해 나갈 수 있었던 것이다. 풀의 등장은 이 매우 질긴 섬유소를 소화하는 다른 동물의 진화로도 연결된다.

 한편 초대륙인 판게아는 갈라졌는데 이 과정에서 지리적으로 격리된 생물이 생겨나 다양한 종으로 분화가 가속화 되었고, 대륙의 분화로 늘어난 해안선은 해안생물의 진화를 촉발시켰다.

3.양성생식의 등장

양성생식은 우리가 해서인지 당연시되지만 얼핏 비효율적이기도 하다. 일단 무성생식은 모든 개체가 새끼를 낳는다 하지만 양성생식은 겨우 절반만 이게 가능하다. 또한 양성생식은 생식을 위해 이성에게 선정받아야 하기에 경쟁이라는 엄청난 에너지 소모를 필요로 한다. 하지만 무성생식은 이런게 전혀없다.

 하지만 그럼에도 자연이 양성생식을 택한건 충분한 장점이 있기 때문이다. 일단 무성생식은 그 과정에서 크게 돌연변이가 나오지 않는한 유전자가 변하지 않는다. 그만큼 새로운 환경과 기생생물에 취약하다는 것이다. 하지만 유성생식은 염색체가 분열하는 과정에서 유전자가 교환되어 같은 암수에게서도 수십억가지의 새로운 조합이 가능하다. 형제자매가 서로 닮으면서도 무척 다른게 바로 이 때문이다.

 양성이 생기면서 생식세포란 것도 생기게 되었는데 생명에게서 암수의 구분은 사실 생식세포가 난자이냐 정자이냐로 구분한다. 그리고 난자와 정자의 구분은 어느 녀석이 크고 움직이지 않은체 영양분이 풍부하며, 또 어느 녀석이 수가 지나치게 많고, 움직이느냐로 할 수 있다. 물론 정자와 난자가 처음부터 이렇진 않았을 것이다. 아마도 초기의 양성생물은 서로 물가에 적은수의 움직이는 정자와 난자를 방사했을 것이다. 하지만 양자가 모두 수가 어정쩡하고 움직이는 이 방식은 매우 비효율적이다. 실제로 서로를 찾는 실험에서 양자가 모두 움직이는 것보다는 하나가 가만히 있고 다른 하나만 움직이며 찾는 것이 더 효율적이었다.(이래서 길잃은 무리가 서로를 찾으면 더욱 진퇴양난에 빠지는 것이다) 또한 움직이는 쪽이 더 수가 많다면 더 효율적이었기에 정자는 지금처럼 수를 늘리고 기동성을 늘리는 방향으로 진화해나간 것이라 볼 수 있다. 그리고 난자는 움직을 필요가 없기에 영양분을 늘려 크기를 늘리고 수를 적게하는 방향으로 진화한 것이다.

 이런 생식세포의 차이는 암수의 운명을 갈라놓는다. 암컷은 임신을 하거나 새끼를 최종적으로 책임지는 운명이 되기에 후세의 탄생과 양육을 위해 수컷에 비해 엄청난 시간과 에너지를 소모하게 되었다. 이로 인해 암컷은 수컷을 선정하는데 있어 매우 까다롭게 변하게 되었고, 적어도 양육에 있어선 보다 안정감을 주는 수컷을 택하게 되었다.

 반면 수컷은 암컷에 비해 양육과 출산에서 해방되는 대신 암컷에게 선정되기 위해 자기들 끼리 엄청난 경쟁을 치루게 되었다. 생존에 아무짝에도 쓸모가 없어보이는 공작의 꼬리나 거추장스런 사슴의 뿔들은 바로 이런 경쟁의 산물이다. 실제 자연계에서 대부분의 수컷이 번식에 실패함은  이 경쟁이 생각보다 얼마나 처절한지를 보여준다고 할수 있겠다.