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

“ 생명의 기원 시나리오를 비교했기 때문에 '물질대사 우선' 시나리오와 '복제자 우선' 시나리오 사이의 선택 문제로 보일 수 있다. 그런데 우리에게는 복제되는 분자와 에너지를 사용하는 물질대사 과정, 두 가지 모두 필요하다. 세부적인 과정은 여러 다른 방식으로 진행될 수 있다. 나는 비전문가의 입장에서 항상 '물질대사 우선' 접근법에 끌렸고, '복제자 우선' 관점은 과학사학자 이블린 폭스 켈러Evelyn Fox Keller가 "유전자의 세기"라고 부른 20세기의 집착에서 비롯되었으리라는 의심을 품어 왔다. 하지만 복제자 기반 관점이 유전자 중심적 사고방식의 반영이라고 해도 그것이 옳지 않다는 결론으로 이어져서는 안 된다. 물질대사, 즉 에너지를 사용하는 화학적 순환은 복제를 중심으로 발달했을 수도 있다. 물질대사 시스템이 먼저 나타난 뒤 RNA나 DNA 같은 분자를 만들어 냈고, 이 분자들이 세포의 '기억 장치'처럼 작동하면서 자신의 조직 구조를 시간이 흘러도 존속시킬 수 있었다는 시나리오가 틀렸을 수도 있다는 말이다. 달리 생각하면 어쩌면 그 두 활동은 처음부터 함께 묶여 있었을지도 모른다. 어찌되었든 우리는 물질대사와 복제, 이 두 가지 특징이 함께 묶인 꾸러미를 얻게 되었다. 우리가 '생명'이라 부르는 것은 보통 에너지를 사용해 질서를 유지하는 것과 낡은 생명체에서 새로운 생명체를 만들어 내는 이 두 가지 현상을 모두 포함한다. 여전히 이 두 활동은 분리될 수 있다. 예컨대, 바이러스는 다른 생명체의 물질대사를 활용해 번식하는 유전 물질의 꾸러미이며, 스스로는 어떠한 물질대사 활동도 하지 않는다. 그렇다면 바이러스는 살아 있을까? 바이러스는 생명체의 보편적인 조건 중 일부만 갖추고 있으며, 이것이 그들을 살아 있다고 하기에 충분한지는 논쟁할 대상이 아니다. 생명을 날카롭고 명확한 범주로 보는 아이디어는 점진적 단계와 회색 지대의 사례들을 받아들이는 관점으로 대체되었다. ”

“ 1. 샤크 베이 길 위에서 우리는 샤크 베이를 벗어나기 위해 다시 차에 올라탔다. 샤크 베이는 호주 대륙의 서쪽 끝에 위치해 있는 만으로, 대륙이 인도양 너머의 아프리카를 향해 뻗어 나간 끝자락이다. 이 맑고 짠기가 짙은 얕은 물속을 얼핏 보면 수백 개의 거대한 버섯들이 떠 있는 듯한 풍경이 보인다. 머리 부분의 지름은 약 30센티미터쯤이며, 이들은 서로 얽혀 다양한 형태와 틈새로 이루어진 불규칙한 풍경을 이룬다. 그것은 가끔씩 물 밖으로 드러나고, 또 가끔씩은 잠겨 있다. 이 버섯 모양의 덩어리들은 미생물, 특히 무수히 많은 남세균으로 이루어져 있다. 이들은 작고 특별할 것 없어 보이지만 지구의 역사에서 핵심적 존재다. 정확히는 그들이 만들어 낸 산물이 지구를 변화시킨 핵심적 역할을 했다. 그것은 곧, 생명이다. ”

“ 그렇다면 이와 비슷한 '바이러스'는 어떨까요? 자손을 많이 불리는 유전과 증식 능력이 있고, 유전자가 계속 바뀌기도 합니다. 그렇지만 대사나 반응 능력은 없고, 살아 있는 세포 안에 들어가야만 증식할 수 있습니다. 그래서 바이러스는 생명체라고 볼 수 없지요. 최근에 기종의 바이러스와는 전혀 다른 거대 바이러스가 계속 발견되고 있습니다. 2003년 미미바이러스와 2013년 판도라바이러스가 그 예입니다. 아메바에 기생하는 '미미바이러스'는 세포를 미믹mimic한 바이러스라고 해서 이런 이름이 붙었습니다. 미미바이러스는 세균만큼 크고 세포벽을 갖고 있으며 유전자가 어마어마하게 많습니다. 심지어 미미바이러스에 기생하는 바이러스까지 발견됐습니다.(박테리아에 기생하는 바이러스를 박테리오파지bacteriohpage라고 하는데, 바이러스에 기생한다고 해서 바이로파지virophage로 불리기도 합니다.) 2014년에는 미미바이러스보다도 더 큰 판도라바이러스가 발견되었는데 <사이언스>지는 "대형 바이러스가 생명의 계통도를 흔들다"라고 보도했습니다. 이를 진화한 바이러스로 볼지, 퇴화된 박테리아로 볼지, 혼란스럽다는 얘기입니다. 이름 그대로 생명의 판도라 상자가 될지도 모르겠습니다. ”

“ 네덜란드 미생물학자이며 식물학자인 마르티뉘스 베이에링크(Martinus Beijerinck, 1851~1931)는 일찍이 루이 파스퇴르가 예견한 적이 있는 이 병원체를 '세균보다 작은 여과성 병원체'로 일단 규정했다. 이후 베이에링크는 그 병원체에 라틴어 단어를 따러 '바이러스(virus)'라고 이름을 붙였는데, 이는 '독'을 의미한다. 다시 말해 그는 그 세균보다 작은 여과성 병원체를 '살아 있는 독성 물질(contagious living fluid)'이라는 용어로 설명한 것이다. 1898년의 일이다. 또한 같은 해에 다른 한 연구자는 소에게 발병하는 구제역이라는 질병의 병원체도 세균보다 작은 바이러스라는 사실을 발견했다. 바이러스는 일반적으로 매우 작다(예외적으로 거대한 바이러스도 있기는 하다). 그냥 작다고 하면 감이 잘 안 잡히는데, 과연 어느 정도로 작은 걸까? 이렇게 생각해보면 좀 더 이해가 쉬울 것이다. 우선, 인간의 세포를 3,700미터가 넘는 '후지산' 높이 정도라고 가정해보자. 이를 기준으로 생각하면 대장균 등 훨씬 작은 크기의 병원체는 '고층 아파트' 정도라고 보면 되고, 바이러스는 '3층 집' 정도 규모라고 보면 될 것이다. 일본 세균학자 노구치 히데요(野口英世, 1876~1928)는 광학 현미경으로 황열병 병원체를 찾아내려 무던히도 애를 썼다. 그러나 그는 끝내 그것을 발견하지 못했다. 그도 그럴 것이 황열병 병원체도 바이러스의 일종이므로 당시 일반적으로 사용되던 광학 현미경으로는 볼 수 없기 때문이다. 직접 눈으로 바이러스를 확인하려면 반드시 전자 현미경이 있어야 한다. ”