유픽셀, 주머니, 에너지 그리고 생명
결론부터 말하면 빅뱅 이후 단 수초 만에 우주의 유픽셀들이 보다 복잡한 실체들로 전환되었습니다. 그것들은 단순한 원자를 형성했습니다. 이것들이 모여 별이 되고 그 별들이 나머지 화학원소들을 창조한 것입니다. 이 원소들이 결합하여 분자를 형성했습니다. 계속되는 복잡함으로의 변환은 유픽셀이 우리 자신을 포함해 우주 안에서 우리가 체험하는 모든 것으로 진화했다는 것을 말해줍니다.
과학자들은 에너지 형태인 이 유픽셀들이 어떻게 생명이 되었는지 아직 알지 못합니다. 단지 우주 안의 수십억 곳에서 수십억 년 동안 주사위를 굴리는 가운데 에너지가 생명이 되었을까? 또는 생명의 가능성을 주는 유픽셀에 미리 계획된 특징이라도 있었을까? 어쨌든 에너지가 생명을 초래한 것입니다. 모든 생명에는 에너지를 변형시키는 복잡한 화학반응들의 네트워크 연결이 요구됩니다. 즉 생명은 한정되고 갇힌 우주에서 에너지를 변형시키는 일에 관여하는 것입니다.
과학자들과 마찬가지로 우리도 최초의 생명이 무엇이었는지는 알지 못하더라도 어떻게 시작되었는지는 이해할 수 있을 것입니다. 현재 지구상에 있는 모든 박테리아는 소형 배터리와 유사한 에너지를 창조하기 위해 자신들의 세포 주머니 속으로 양성자를 밀어 넣는 것으로 알려졌는데, 이는 댐 속의 물이 수력전기의 에너지를 생산할 수 있기 때문에 에너지를 만들기 위해 물을 산으로 끌어올려 댐 안에 채우는 것과 같은 방식입니다. 양성자들의 저수지가 전기를 만들고, 모든 박테리아가 그런 전기화학 에너지를 생산합니다. 미생물들은 양성자들을 밀어 넣는 데, 태양, 무기화학물질, 유기화학물질 같은 수많은 에너지원을 사용합니다.
오늘날의 박테리아가 원조생명original life의 후손이라는 것이 널리 받아들여졌으므로, 초기 생명이 유픽셀을 세포막 안으로 밀어 넣기 위해 유효 에너지원들을 이용했다는 가정도 할 수 있습니다. 그러나 최초의 화학물질 주머니에 어떻게 생명이 주어졌을까? 『신을 보여주는 21세기 과학』(도서출판 知와 사랑)의 저자 레오킴Leo Kim은 존 휠러가 제시한 의식consciousness을 적용했는데, 유픽셀과 빅뱅을 실재로 전환시키는 것이 이 의식입니다. 이것이 사실이라면 의식은 최초의 생명 창조에 도움이 되었을까? 의식이 어떻게 생명보다 앞설 수 있을까? 과학자들이 시간은 하나의 신화이고 모든 시간[과거, 현재, 미래]은 저편에 존재한다고 믿습니다.
생명의 기원에 관한 비교적 새로운 과학과는 달리, 진화에 대해서는 과학자들이 백 년 이상 연구해왔습니다. 과학과 많은 종교 이론가들 사이의 또 다른 투쟁의 장인 진화는 우리가 어디서 왔는가 하는 문제에 초점을 맞춥니다. 진화는 생명을 이해하는 데 놀라운 단서를 제공할 수 있습니다.
영국의 위대한 철학자 버트런드 러셀Bertrand Russell은 말했습니다.
“우리가 회의주의에서 출발한다면 어디에도 도달할 수 없을 것이다. 우리는 지식으로 보이는 무엇이라도 폭넓게 수용하는 데서 출발해야 하며 이는 특정 이유로 거부되어서는 안 된다.”
생명체는 진화하면서 놀라울 정도로 다양한 종을 만들어내고 가장 낯설고 상상도 할 수 없는 곳에서도 살아갑니다. 어떤 생물들은 해저에 있는 열수 분출구hydrothermal vents에서 살고 있습니다. 그곳의 온도는 화씨 300도[섭씨 149도]가 넘으며, 압력은 지표 환경의 몇 천 배에 달해 지구 표면에 사는 동물에게는 치명적입니다. 소위 얼음벌레ice worm들은 빙점 이하의 북극 얼음에서도 살 수 있습니다. 빙점보다 조금이라도 온도가 높아 따뜻해지면 용해되어 죽습니다.
진화는 기회 속에서 성장합니다. 이것은 대양 속, 얼음 속, 땅속 그리고 지구 표면의 극한 환경들에서 서서히 발전하여 생존하는 생물들에 의해 증명되었습니다. 생명의 이러한 상서로운 특징과 진화는 생물이 생물을 잡아먹고, 기생 혹은 공생하도록 만듭니다.
많은 사람들은 다른 종들의 진화가 인간과 무관하다고 믿습니다. 그러나 그렇지 않습니다. 인체 속에는 적어도 100조 개의 미생물이 살고 있습니다. 이는 인체의 세포 수보다도 많은 것입니다. 박테리아의 크기는 인체 세포의 천분의 1보다 작으며 바이러스는 박테리아보다 더 작습니다. 우리가 살아남기 위해서는 몸속에 사는 많은 박테리아들이 필요합니다. 수십 조의 장 박테리아는 음식물을 소화시키는 데 필요하고, 수십 조의 다른 박테리아는 우리 구강의 다양한 부분에 이식하여 병원체를 억제하는 항생물질을 생산합니다.
많은 사람들은 우리가 이런 미생물들과 공진화co-evolution하는 가운데 가장 복잡하게 구성된 유기체라는 데 놀랍니다. 인간은 인체 세포, 몸속에 사는 유익한 박테리아, 몸 내외부에 사는 미생물과 병원균들의 모자이크입니다. 박테리아에 감염되면 궤양과 심장병에 걸리고, 바이러스에 감염되면 몇 가지 암의 형태에 영향을 미칩니다. 인체에 침투하는 병원체 박테리아, 바이러스 그리고 그 외의 미생물들은 기회주의적이며 우리를 전멸시킬 만한 잠재력을 가지고 있습니다. 다행히도 진화 덕분에 소위 면역체계라 불리는 복잡한 방어체계를 갖추게 되었으며, 이것이 특수 세포들과 면역 화학물질 분비를 통해 우리의 몸이 질병의 원인을 알아내고 박멸하게 해줍니다.
인체의 가장 효과적인 화학물질들이 최신 침입자들과 싸우는 이런 방어 또한 진화에서 생겨난 것입니다. 진화하는 면역-방어 분자와 새로이 진화한 병원균 사이에서 벌어지는 투쟁은 적자생존을 위한 궁극적 진화 경쟁의 본질적 사례입니다.
면역 화학물질들은 암 치료에 사용되는 전형적인 독약과는 달리 인간에게 치명적이지 않습니다. 생명공학의 혁명이 이런 방어분자들의 분리와 생산을 가능하게 합니다. 진화론에 의존하는 생명공학은 횃불이 밤길을 밝히듯 이런 분자들을 발견하게 해줍니다.
동물 및 그 밖의 생물들에서 많은 중요한 유전자와 생화학물질들이 최초로 발견되었습니다. 인간과 아주 유사한 것을 발견하려는 경쟁이 뒤이어 일어났습니다. 진화에서 다른 생물들의 유전자를 비교할 때 좀 더 유사한 유전자들, 생명의 형태에 좀 더 가까운 것들이 진화 계도evolutionary tree에 있습니다. 암과 질병의 방어체계를 구축하는 데 동물들은 면역 반응을 발달시켰습니다. 질병과 싸우는 분자의 한 유형인 인터페론이 인간을 포함하여 쥐와 많은 다른 동물들에서 발견되었습니다. 인터페론 분자는 종에 따라 약간씩 다릅니다. 예를 들면 원숭이 인터페론은 쥐 인터페론에 비해 인간의 것과 더 유사합니다.