[음악] 안녕하세요 여러분의 죽어 있던 과학 세포를 살려드립니다 저는 과학 생존 전문가 궤도입니다

물리학, 화학에 이어서 오늘은 생명 과학입니다. 예, 어 요즘 20대분들 낯설 텐데 2012년까지는 고등학교

때 생명과학이 아니라 생물을 배웠어요. 그런데 이제 생명공학, 생태계 보전 같은 내용이 추가되면서 시대 흐름에

맞게 생명 과학으로 과목명이 바뀌었습니다. 생명 과학, 말 그대로 지구상의 모든 생명체를 연구하는 과학입니다. 당연히 그 내용이 상당히

방대하게 어 물론 저희가 다 다룰 수 없습니다. 그러니까 두 가지에 집중해서 한번 알아보려고 합니다. 사실 두

가지긴 한데 제일 재밌는 내용이야. 생물의 진화 그리고 유전입니다. [음악] [박수] [음악] 이번 시간은 진화를 주제로 이야기를

해 볼 건데요 먼저 사진 한 장 보여 드립니다 여러분 이게 어떤 식물일 것 같으세요? 이 식물의 이름은 테오신트

입니다. 생소하시죠? 어 멕시코에서 자라는데요. 테오신트는 '신의 국물'이라는 뜻입니다. 그런데 국물이라고 하기에는 알갱이도

작고 개수도 너무 적죠. 작은데 단단하게 굳어서 먹기도 안 좋습니다. 그래서 농부들은 이 테오신트를

개량해서 우리가 요즘 많이 먹고 있는 음식으로 만들었습니다. 뭘까요? 바로 옥수수입니다. 저도 옥수수가 이렇게 일부러 품종을

개량해서 나왔다는 걸 얼마 전에 알았는데요. 멀리 멕시코까지 갈 것도 없이 우리가 먹는 쌀도 좀 더

생산성을 높이고 맛있게 하기 위해서 계속 품종을 개량하고 있습니다. 또 다른 사진을 보여 드릴게요. 음 이거는 보자마자 뭐 대충

감이 오실 텐데요. 개량하기 전 야생의 바나나입니다. 사진만 보셔도 아시겠지만 원래 크기가 작고 씨가 너무 많았어요. 하지만 계속

계량을 해서 씨가 없는 종이 나오고요, 지금의 먹기 좋은 바나나가 나오게 된 거죠. 지금 우리가 먹는 바나나는

이렇게 개량한 캐번디시 [음악] [음악] [음악] 디시라이트 씨앗 없는 바나나가 야생에서 재배종으로 변하는

과정에서 씨앗이 점점 작아지고 줄어들었다는 사실을 알려주는 거죠. 이렇게 지금 우리가 먹고 있는 수많은

음식들이 이러한 육종 과정, 다시 말해서 동식물을 인간이 원하는 형태로 진화시키는 과정을 거친 결과물입니다.

씨 없는 포도, 씨 없는 수박 뭐 이런 것들도 다 육종 식품이에요. 다른 작물에 있던 유전자를 삽입하는 유전자 변형식품 주의 깊은

달라요 육종은 자기 유전자를 선택적으로 교배해서 개량하는 겁니다 여러분이 아시다시피 진화라는 건

자연에서 원래 긴 시간에 걸쳐서 일어나는 과정인데 이렇게 인위적으로 짧은 기간에 진화 과정을 재현할 수도

있는 거죠 여러분 지금 지구상에 얼마나 많은 생물이 살고 있냐면 요 공식적으로 명명된 것만 180만 종

이상이고요 와 실제로는 천만 종에서 1억 종까지 있을 수 있다는 게 생물학자들의 추측입니다 야 우리가 안

가본 곳이 많으니까 거기 또 얼마나 많은 생물이 있겠습니까 생물 다양성은 생명과학에서

아주 중요한 개념인데요 물리학자 화학자들이 원소를 주기율표로 정리하는 것처럼 생물학자들도 이 생물들을 일정한 규칙에

따라 정리하기 위해서 끊임없이 노력을 해 왔습니다. 야, 그런데 그게 당연히 쉽지가 않아요. 어, 겉만 닮았다고 같은

종으로 분류되는 게 아니라 서로 교배도 가능해야 하고 복합적으로 여러 가지를 고려해야 됩니다. 이런 식으로 200만

종 가까이 구분에 놨다고 생각하시면 얼마나 어려운 일인지 대충 짐작이 가실 거예요. 그럼 생물을 실제로 어떻게 분류하는

하나씩 살펴보겠습니다. 고등학교 교과서에 여덟 개의 단계, 중학교 교과서에서는 7단계로 생물을 분류하는데요. 유사암도

다른 종과 생식으로 격리된 자연 집단을 말합니다. 생식으로 격리됐다. 야, 이 말이 좀 굉장히 어렵죠. 다시

말해서 같은 종이라고 부르려면 서로 교배해서 자손을 낳았을 때 그 자손도 번식할 수 있는 생식 능력을 가져야

합니다 사자와 호랑이로 설명을 해드릴게요 호랑이는 서로 다른 종입니다 그런데 서로 교배시켜서 자손을 낳도록 할 수가 있어요 우리

이미 알고 있어요 사자와 호랑이가 섞인 형태 그런데도 사자와 호랑이는 같은 종으로 분류되지 않는 거죠

왜냐면요 수컷 사자와 암컷 호랑이가 교배해서 태어난 라이거, 수컷 호랑이와 암컷 사자가

교배해서 태어난 타이곤이 생물들은 사자와 호랑이의 특성을 모두 갖고 있지만 일반적으로 생식 능력이

없습니다 예 무슨 말씀인지 아시겠죠 종이 같다고 말하려면 서로 교배해서 태어난 새끼도 생식 능력을 가져야

하는데 그렇지 못한 거죠 너무 슬픈 일이죠 내가 생식 능력이 없다니네 그래서 사자와 호랑이는 같은

종으로 분류되지 않습니다. 사실 둘은 자연 상태에서는 서로 교배하지 않아요. 인간이 인위적으로 개입해서 라브라도르나 타이건을 탄생시킨 겁니다.

이거랑 반대 사례도 있습니다. 말티즈, 아우, 자꾸 귀여운 말티즈랑 시베리안 허스키 하시죠. 막 늑대 같아 겉으로.

상당히 달라 보이지만 둘 다 개라는 거 다들 알고 계실 겁니다. 말티즈와 시베리안 허스키가 종으로 분류되는 이유가

뭘까요? 둘은 교배를 하면 생식 능력이 있는 자손을 낳을 수 있기 때문입니다. 아시겠습니까? 네. 말티즈와 시베리안

[음악] 허스키네. 사랑에 빠질 수 있다는 뜻이에요. 사랑에 빠진다네. 믹스견이 탄생 겁니다. 그

믹스견이 빠진다. 자식을 낳을 수 있다는 거야. 즉 사랑에는 정말 요만한 말티즈와 이만한 시베리안 허스키 혹은

정말 요만한 포메라니안 이만한 시베리안 허스키 다 생식 기능 있는 자손을 낳을 수 있다는 거예요 같은 계열입니다 말스키

폼스키 시베리안 허스키 다 생식력이 있다 아시겠죠 자손을 낳을 수 있어야지 같은 종입니다 종은 생물 분류 체계에서

가장 아래 단계입니다 자세히 살펴보면 이렇습니다 가장 아래 단계가 종 그 위가 속 과목 강문 계역 이렇게 됩니다 종속과목 강문계

개라는게 우리가 흔히 말하는 동물계 식물계 같은 건데요 아마 방송 보시는 분들 중에서 많은 분들이 개를 가장

큰 단위로 배우고 기억하고 계실 텐데 개까지는 우리가 잘 아는 린네라는 과학자가 만든 분류 체계입니다 그런데

그 위에 역이라는 단계가 하나 더 있죠 역이라는 개념은 1990년에 칼 워즈라는 과학자가 추가한 겁니다 이게

얼마 안 됐어요 기존에 우리가 알던 세균과 분류되는 새로운 세균이 발견되면서 추가된 단계입니다 이해하기 쉽게

사람으로 예를 들어 볼까요 우리 인류는 진핵생물, 동물계, 척추동물문, 포유강, 영장목, 사람과, 사람속, 사람종에 속합니다 사람종은

영어 학명이 아마 다들 익숙하실 거예요 네 호모 사피엔스입니다 그 윗단계인 사람속에 속하는

생물로는 우리를 포함해서 호모 에렉투스, 호모 하빌리스 같은 호라는 글자가 붙은 지금은 멸종한 인류가 있습니다 그

위인 사람과에는 침팬치, 고릴라 등이 속하고 영장목까지 올라가면 여우원숭이, 안경원숭이도 인간과 같은

그룹에 포함이 됩니다 그리고 포유강은 새끼에게 젖을 먹여 키우는 생물체들, 개나 고래, 말, 고양이 추가

되고요 척추동물 문까지 가잖아요 그럼 이제 물고기도 우리 팀입니다 동물계까지 가잖아요 지렁이, 검이

들어오고요 진핵 생물 역으로 가잖아요 식물까지 다 포함됩니다 이렇게 쭉 올라가다 보니까 지구에 사는 우리

모두는 하나라는게 다시 한번 실감이 납니다 우린 하나요? 싸우지 마! 어 우린 하나요? 아시겠죠? 식하고

싸우지 마세요! 하니다 이렇게 하나의 공통 조상으로부터 하나씩 하나씩 가지를 쳐 나가면서 현재 많은 생물종이

생겨나는데요 그래서 어떤 종이 얼마나 가까운지 알려면 그 갈라져 나온 분기점이 얼마나 가까운지를 보시면

됩니다 갈라져 나온 지점이 서로 가까울수록 두 종의 유연 관계가 가깝다고 표현합니다 그럼 유연 관계를

어떻게 따지는지 실제 예시를 만나보겠습니다. 몇 년 전 새우와 바퀴벌레가 사촌 지간이라는 이야기가 인터넷에

떠돌았고 음, 당연히 사촌은 아니겠죠. 하지만 데이비드 조지 고든이 쓴 '사람이 바퀴벌레라' 책에서 바퀴벌레 맛이

새우랑 비슷하다고 쓰기도 했고요. 새우가 육지로 올라와서 바퀴벌레가 됐다고 주장하는 사람들도

있었습니다. 하지만 이 주장은 과학적으로 사실이 아닙니다. 새우랑 바퀴벌레 둘 다 느낌은 좀 비슷해요.

어, 다리가 많고 뭔가 빠를 것 같은 느낌이야. 물론 새우가 빠른 건 우리가 못 봤죠. 하지만 왠지 느낌이 민첩한

느낌이잖아요. 먹을 때 보면 그래서 새우랑 바퀴벌레 조금 고민이 될 것 같지만 분류학적으로는 매우 다른

그룹에 속합니다 둘 다 동물계 절지동물문에 속하지만 새우는 갑각강에 속하고 바퀴벌레는 곤충강에

속합니다 아까 사람이 어떤 강에 속한다고 했는지 혹시 기억하십니까 흔히 우리 포유류 할 때

그 포유강 있니다 포유강 곰이랑 말도 사람이랑 같은 포유강 속합니다 그런데 새우랑 바퀴벌레는 같은 강조 속하지도

않는 거예요 사람이랑 곰은 사촌지간 아닙니까 말도 안 되는 소리죠 사람이랑 보다도 계통적으로

새우와 바퀴벌레가 더 관련이 없다는 뜻인 거죠 네 새우랑 바퀴벌레는 사촌

간이라는 거는 루머입니다 둘은 유연 관계가 가깝지 않다 이렇게 말씀드릴 수 있을 것 같네요 하나만 더

볼까요? 이랑 조개는 둘 다 껍데기가 있고 바다에 사니까 비슷하다고 생각하실 수 있는데요, 실제로 전복은

조개보다 육지에 있는 달팽이랑 더 가깝습니다. 조개는 **이매패강**에 속하는데요, 여기 속하는 생물은 껍데기가 양쪽에 있어요.

**이매패** 껍데기가 두 장이란 뜻입니다. 이에 전복은 **복족강**에 속합니다. 그리고 달팽이도 복족강에 속합니다. 복족은

뭐냐? 복에 족이 달렸다는 거예요. 배에 발이 달렸다는 얘기입니다. 전복과 달팽이는 둘 다 껍데기가 한쪽에만

있고요, 껍데기의 나선형 무늬가 있습니다. 또 바다에서 전복이 움직이는 모습을 보면 넓은 발로 바닥을

기어다니는 모습이 어쩌면 달팽이랑 좀 비슷해요. 한마디로 전복은 조개보다 달팽이랑 유연 관계가 가까운

거죠 지금까지 생물의 분류 체계와 유연 관계를 같이 살펴봤는데요 이렇게 분류하기도

힘들만큼 다양한 생물이 어떻게 지구상에 존재하게 된 걸까요 직관적으로 생각해 봐도

현존하는 모든 생물종이 처음부터 다 같이 뿅하고 나타나서 그 후로 아무 우여곡절 없이 지금 상태로 쭉 이어져

왔을 거란 생각은 들지 않죠 찰스 다윈은 종의 기원이라는 책에서 모든 생물의 공통 조상이 있었을

것이라고 썼습니다 영어로 'Universal common ancestor' 앞글자만 따서 루카라 불렀는데요 루카는 가상의 생명체입니다 이 가상의 최초 생명체가

자손에서 자손으로 이어지면서 여러 가지 변이가 나타나고 다양하게 진화했다는 거죠 루카 같은 존재가 실제로

있었을까요? 진짜 우리의 공통 조상이 있었을까요? 과학자들은 46억 년 전에 지구가 탄생하고 3억 년 전쯤에 지각이

안정됐고 추측하고 있는데요. 바로 그때쯤에 최초의 생명체가 나타났을 거라고 주장합니다. 원시 지구, 그 까 정말

오래전의 지구, 초기 지구의 모습은 지금이랑 환경이 전혀 달랐어요. 목성 대기의 수소, 암모니아, 메테인 같은 게

많았고 산소는 거의 없었을 거라고 합니다. 바다는 뜨겁고 운석과 혜성도 계속 충돌하고 한마디로 생명이

태어날래 태어나기 힘든 박한 환경인 거죠. 이런 원시 지구에서 도대체 어떻게 최초의 생명체가

생겨났는지 사실 관찰을 할 방법이 전혀 없어요. 그래서 과학적으로도 여러 가지 가설이 존재하는데요. 우리 고등학교 교과서에

실린 내용을 설명드리면 알렉산드르 오파린이라는 러시아의 생화학자가 제안한 화학적 진화설이라는 게

있습니다 오파린은 대기 중에 메테인, 암모니아, 수소, 수증기가 서로 화학 반응을 일으켜서 아미노산 같은 단순한 유기

물질이 되고 그게 비와 함께 내려와서 바다에 모였다고 생각했어요 이렇게 모인 유기물이 진하게 축적되면서

자기들끼리 결합을 해서 단백질, 핵산 같은 복잡한 유기화합물이 되고 이게 아마 원시 세포로 진화했을 거라는

얘긴데요 오파린은 실험실에서 원시 세포가 만들어지는 과정을 제안해 보기도 했습니다 그렇게 했더니 실제로

액체 방울 형태 유기물질이 만들어졌어요 그걸 코아세르베이트, 라틴어로 함께 쌓여 있는

덩어리라고 불렀습니다. 물론 코아세르베이트가 진짜 최초의 생명체에 가까운지는 확인할 길이 없어요. 뭐

그때 안 가봤으니까 어떻게 알아요. 다만 1950년대 초반에 스탠리 밀러와 해럴드 유리라는 두 명의

화학자가 메탄, 암모니아, 수소 같은 걸 용기에 놓고 전기 방전을 일으켜서 무기물에서 단순한 유기물을 만드는데

성공했고요. 그리고 그로부터 5년 후에 시드니 폭스라는 과학자가 아미노산을 그보다 복잡한 유기 화합물로 만드는데

[Full] 나의 두 번째 교과서 - 과학 8강 진화, 동물원의 원숭이가 사람이 되지 않는 이유

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