[함께 읽는 과학도서] 천천히 곱씹으며 느리게 읽기 <지구의 짧은 역사> 1부

“ 1951년에 낸 저서 <우리를 둘러싼 바다>에서 해양생물학자 레이철 카슨은 이렇게 썼다. "우리가 가진 모든 현대적 도구를 동원하여 심해를 탐구하고 표본을 채집하더라도 언젠가는 바다의 마지막, 궁극적 신비를 풀 수 있을지 지금도 아무도 모른다." 70년이 지난 지금도 이런 '궁극적 신비' 가운데 많은 것이 아직 풀리지 않았다. 이 책의 이 부에 실린 장들 또한 바다의 신비를 탐구한다. 그중에는 여러 생물이 심각하게 쇠퇴하여 거의 멸종에 이른 상황도 포함되어 있다. 어떻게 소멸했는지 일부는 설명할 수 있지만 그렇지 못한 것이 많다. 우리는 정확하게 얼마나 많은 생명 형태가 소멸 위기에 처해 있는지조차 모르지만, 그들의 쇠퇴에 관련된 한 가지 공통 요인이 인간이라는 사실은 알고 있다. ”

“ 바다에서 생명이 진화하기까지 수십억 년이 걸렸고 혼란스러울 정도로 많은 다양성이 창조되기까지는 그 뒤 수백만 년이 걸렸다. 하지만 그것이 해체되기까지는 고작 한 세기가 걸렸을 뿐이다. 산업적 어획이 등장한 이후 몇 가지 어류종의 쇠퇴 현상은 정말로 충격적이다. 태평양 블루핀 참치는 역사상의 평균에서 97퍼센트가 줄었다. 지중해 황새치는 88퍼센트가 줄었다. 더 최근에 태평양 정어리 같은 핵심종은 최대 95퍼센트가 감소해 거의 소멸할 지경에 이르렀다. ... 우리는 바다가 무한한 식품 공급처라고 믿었고, 지금까지 그것을 뽑아 쓰는 데 지나치게 유능했다. 1880년대에 범선 어선 외에 증기로 움직이는 트롤어선이 새로 등장했으며, 1900년대 초반에는 디젤 동력선으로 더 멀리 나가서 더 깊은 바다에서 어로 활동을 할 수 있게 되었다. 1920년대에 발명된 나일론은 우리의 옷 입는 방식에 혁명을 일으켰을 뿐 아니라 어로 활동 방식도 바꾸어놓았다. 몇 킬로미터씩 이어질 수 있는 고기잡이 그물과 낚싯줄이 생산된 것이다. 아울러 선상에서 고기를 급속 냉동할 수 있게 되어, 어선들이 바다 위에 더 오랜 기간 머무를 수 있게 되었다. 제2차 세계대전 때 잠수함 탐지를 위해 설계된 음파 탐지 기술이 어군의 탐지에 응용되자, 마치 물 밑에서 야생의 생명체를 상대로 새로운 전쟁이 벌어지는 것과도 같았다. 1954년에 세계 최초의 공장을 갖춘 트롤어선 페어트리Fairtry호가 진수되어, 하루에 600톤의 생선을 처리할 수 있게 되었다. 그것은 떠다니는 금광이 되었고, 다른 어선들도 곧 따라했다. 오늘날 세계에는 어선 460만 척이 있고, 중국만도 심해어선 1만 7000척을 포함한 80만 척의 어선을 보유하고 있다. 그중 많은 수가 페어트리호가 치어로 보일 정도로 큰 어선이다. 물고기가 숨을 수 있는 장소는 점점 더 줄어들었다. 어떤 트롤어선은 대양 깊은 곳에서도 잠깐 전류 파동을 발사해 물고기 근육을 경직시켜 움직이지 못하게 하는데, 그렇게 하면 그물로 잡기가 쉽다. ”

“ 2019년, 일본 연구팀이 실험실에서 초기 진핵생물에 매우 가까운 미생물을 기르는 데 성공했다고 발표했다. 10여 년 전, 연구팀은 바다에 유출된 석유를 분해할 미생물을 찾아서 잠수정 신카이 6500을 타고 수심 1500미터가 넘는 심해로 내려가 진흙 샘플을 수집했다. 그런데 그 진흙에서 아스가르드고세균(또는 아스가르드)이라고 알려진 희귀 세포가 발견되었다. 그 세포는 미생물과 진핵생물의 유전자를 모두 지니고 있었는데 과거에는 심해에서 찾아낸 DNA 조각으로만 알려졌었다. 온전한 아스가르드 세포가 발견된 것은 처음이었고 연구팀은 이 세포가 아주 느긋하게 증식하는 동안 인내심을 발휘하며 10년 넘게 기다렸다. 대장균E. coli 같은 조금 더 익숙한 미생물은 20분마다 한 번씩 분열하지만 아스가르드 세포는 두 개로 분열하는 데 25일 걸린다. 또한 말할 수 없이 까다로워 심해와 유사하게 차갑고 산소가 부족한 조건에서만 생장하고 추가로 다른 미생물이 있을 때만 살아남는다. 일본 연구팀이 저 느린 세포에서 관찰한 것처럼 아스가르드 세포에는 (당황한 문어처럼 보이는) 긴 부속지가 있고 그 팔에는 세균이 붙잡혀 있다. 아마도 수십억 년 전 아스가르드 같은 세포가 다른 세균과 아주 친밀하게 얽혀 있다가 통째로 삼킨 다음 최초의 진핵 세포가 되었는지도 모른다. 현재 심해 저 깊숙이 숨어 있는 과거의 비밀을 밝히고자 더 많은 아스가르드 세포를 찾는 수색이 진행되고 있다. ”

“ 우리의 세포 하나하나 속에는 미토콘드리아라고 불리는 작은 기관이 들어 있다. 미토콘드리아는 우리가 필요로 하는 에너지의 대부분을 생산하는 화학 공장이다. 만일 미토콘드리아를 잃으면 우리는 즉사하고 말 것이다. 이 미토콘드리아의 기원이 진화의 아주 초기 단계에서 우리와 비슷한 세포와 힘을 합친 공생 박테리아일 것이라는 논의가 최근 설득력을 얻고 있다. 이와 비슷한 가설이 우리의 세포 속에 있는 다른 미세 기관에 대해서도 제시되었다. 이 가설도 다른 혁명적인 사고와 마찬가지로 그 사고에 익숙해지기까지 시간이 걸릴 것인데, 이 가설은 이제 인정받을 때가 도래한 듯하다. 추측건대 우리의 유전자 하나하나가 공생 단위체라는 보다 과격한 생각이 언젠가는 받아들여질 것이다. 우리는 공생하는 유전자들의 거대한 집합체인 것이다. 누구도 이에 대한 '증거'를 실제로 들이댈 수는 없겠지만, 앞서 내가 설명했던 방법과 마찬가지로, 이 가설에 대한 증거는 우리가 유성생식 생물의 유전자 작용을 생각할 때의 바로 그 사고방식 속에 이미 내재하고 있다. ”