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벼, 보리, 밀, 옥수수, 고구마 등의 식량부터 인삼, 커피, 카카오까지. 이 책에서는 작물들의 게놈을 해독하여 얻게 된 작물화의 역사를 그려본다. 고고학 유물에서 발견된 곡식의 낟알, 옥수수 속대, 야생에서 발견한 작물의 원형 등의 게놈 샘플은 이들 작물의 과거 모습을 유추할 수 있게 한다. 과거 그려진 그림에서도 찾아볼 수 있듯, 우리의 식탁에 올라오는 작물들은 과거와는 무척이나 다른 모습이다. 이들은 어떤 과정을 거쳐 이렇게나 변하게 되었고, 또 온 세상으로 뻗어나가게 되었을까? 그리고 이들의 게놈을 해독하여 우리가 얻을 수 있는 것은 무엇일까?
전쟁과 기후변화는 우리 식탁의 온갖 작물의 가격을 폭등시켰다. 가뭄과 홍수가 빈번하고, 경작지가 줄어들고, 인구가 지속적으로 늘어나는 상황에서 더 나은 식량생산성은 이제 꼭 필요한 일이 될 것이다. 세계적으로 성장하고 있는 대체육 시장은 육식의 한계를 똑바로 보고 있다. 우리는 작물들의 게놈을 통해 이들이 어떻게 더 인간에게 최적화되어 자랄 수 있었는지, 또 어떤 유전자가 앞으로의 식량 시장에 더 도움이 될 수 있을지를 알 수 있게 된다. 작물의 과거를 아는 것은 곧 미래를 들여다 보는 것과 마찬가지인 것이다.

인간이 길들인 식물, 작물
우리의 식탁을 더욱 풍성하게 만들다

약 20여 년 전, 인간게놈프로젝트(HGP)의 인간 게놈 초안 해독을 필두로 우리는 게놈에 대해 더 자세히 들여다보게 되었다. 그 후 게놈에 대한 이해가 깊어지고 관련 기술이 점점 발전하면서 우리는 이제 감염병에 걸린 사람을 식별하는 데에도 유전자 검사를 사용할 수 있게 되었다.
유전자 검사의 방식이나 비용 등에서 혁신이 일어나는 동안, 유전자 검사를 활용하는 대상도 점점 넓어졌다. 그중 하나는 우리가 이 책에서 살펴볼, ‘인간의 필요에 따라 만들어진 식물’, 즉 작물이다.
육류 섭취가 현저히 높아진 지금이지만. 여전히 우리의 식탁을 들여다 보면 수많은 작물이 보인다. 밥(쌀)이나 빵, 면(밀) 등의 탄수화물은 물론이고 한국인의 식탁에 빠질 수 없는 마늘과 고추, 식후에 디저트로 먹는 과일이나 커피 등은 모두 우리가 소비하기 위해 기르는 작물이다.
유발 하라리는 “밀이 우리를 길들였다”고 했지만, 수천 년에 걸쳐 인류는 많은 작물을 선택해 자신이 바라는 방향으로 길러 왔다. 밀만 해도 길가의 잡초와 크게 다르지 않아 보이던 외형에서 점점 더 많은 낟알이 열리고, 그 낟알의 수확성이 더 높아지도록 변화해왔다.
그 외에도 인간의 작물화가 식물에 끼친 영향은 수도 없이 많다. 당장 인터넷에서도 찾아볼 수 있는 사진 혹은 그림이 이를 증거한다. 먼저 알베르트 엑호트의 그림 「수박과 파인애플이 있는 정물」을 보자. 17세기의 수박을 그린 이 그림에서 수박은 우리가 알고 있는 모습과는 많이 다르게 표현되어 있다. 속껍질이 두껍고 속살의 붉은색이 연하고 균일하지 않다.

이번에는 야생종 바나나의 속을 들여다보자. 이들은 크기가 아주 작고 안에는 씨앗이 가득하다. 우리가 먹는 바나나와는 다르지만, 이 바나나도 바나나임은 분명하다. 겉모양과 속모양이 모두 바나나와 닮았다. 그렇지만 이 바나나를 선뜻 먹을 생각이 들지는 않는다.

‘테오신트’라고 불리는, 옥수수의 야생종과 현대 옥수수를 비교해도 차이는 극명해 보인다. 그냥 지나친다면 누가 저 식물을 옥수수와 같다고(같은 종의 다른 아종이다!) 생각할 수 있을까? 인간이 환경에 미치는 힘을 극명하게 보여주는 사례다.

식물에서 작물로, 산과 들에서 경작지로
게놈해독이 밝혀낸 작물화의 비밀

작물들이 어떤 과정을 거쳐서 모습이 변했는지를 알 수 있는 방법이 있다. 바로 게놈 해독이다. 학자들은 이제 작물의 게놈을 읽고 이들이 어떤 경로로 어디에서부터 전파되어 퍼지게 되었는지를 유추할 수 있게 되었다. 그리고 이런 정보는 앞으로 인간이 더 입맛에 맞고 생산성이 좋은 음식을 개발하는 데에 도움이 될 것이다.

“연구 결과들은 더 나은 품종을 개발하는 데 큰 도움이 되고 있다. 바로 게놈 기반 분자육종이다. 분자육종은 말 그대로 육종으로 얻고자 하는 특성에 관여하는 유전자를 분석하면서 육종의 효율을 극대화하는 방법이다.” (12쪽)

최근 일어난 전쟁과 가뭄, 홍수 등의 기후변화로 인한 자연재해는 인간이 환경에 미치는 부정적인 힘을 체감하게 한다. 이 결과로 지구촌에서 굶주림에 시달리는 사람 수가 지난 2015년 이후 다시 늘어나고 있다고 한다. 지금과 같은 추이라면 2030년에는 8억 5,000만 명으로 9.8%에 이를 전망이다.

“지구촌 사람 다수가 스마트폰으로 세계인들과 실시간으로 대화하는 최첨단 시대임에도 점점 더 많은 사람들이 하루 세끼를 걱정하는 아이러니한 상황이 벌어지고 있는 것이다. 디지털 정보가 구축한 실리콘 기반 가상세계가 정신을 사로잡고 있지만, 우리가 살기 위해서 먹어야 하는 탄소 기반 몸을 지닌 동물이라는 사실은 여전히 변함이 없다.” (435쪽)

인간의 힘으로 빚어낸 식물들인 작물. 이들은 인간 때문에 위기에 처해 있다가도, 또 인간 덕분에 더 나은 미래를 기대할 수 있게 되었다.

고호관(과학칼럼니스트 겸 SF작가)
우리를 먹여 살리는 작물에 관해 우리는 과연 얼마나 알고 있을까? 언제나 내용의 치밀함과 깊이로 ‘믿고 보는’ 강석기 과학 전문 작가가 이번에는 작물의 게놈이 숨기고 있던 비밀을 탐구한다. 흔하디 흔한 야생 식물 중의 일부가 우리 삶에서 큰 비중을 차지하게 된 과정은 앞으로 기후변화와 전쟁 등으로 혼란해질 가능성이 큰 세상에서 우리가 굶주리지 않고 살아가는 데 실마리가 될 수 있다. 그래서 이 책에 담긴 이야기는 역사이기도 하고 미래이기도 하다.

김상규(KAIST 생명과학과 교수)
강석기 작가와 같은 실험실에서 식물 유전자 기능을 연구했다. 출력한 논문을 보여주며 “이런 재미있는 논문이 나왔어”라며 소개해 줄 때마다 강 작가의 논문 검색 능력을 놀라워했다. 그의 이런 습관과 능력이 최고의 우수과학도서 시리즈가 된 ‘강석기의 과학카페’의 출간에 큰 도움이 됐을 것이다. 하지만 한 가지 아쉬움이 있었다. 실험실에서 들었던, 그의 눈으로 재해석한 식물 이야기를 다시 듣고 싶었기 때문이다. 이 책을 읽으며 ‘식물책을 기다리는 시간’을 충분히 보상 받았고 ‘과학을 취하고 과학에 취하는' 경험을 했다. 이 책은 과학책이자 역사책이다. 작물 유전체 해독 과정을 통해 자연이 걸어온 길을 알게 되고, 그 작물로 인해 가능해진 인간의 역사를 배우게 된다. 우수한 품종을 만들기 위한 기본 전략은 서로 다른 형질의 작물을 교배하는 것이다. 이 책 역시 오랜 기간 서로 다른 학문 분야를 넘나들며 글을 써 온 작가의 지적 교배의 산물이다. 미래의 환경 변화에 살아남기 위해 꼭 필요한 것 중 하나가 작물의 돌연변이와 잡종이라는 것을, 이 책을 통해 우리 사회가 공감하는 계기가 되길 바란다.

서필준(서울대학교 화학부 교수)
눈길을 끄는 강석기 작가의 새로운 작품이 세상에 나왔습니다. 과학 전 분야에 걸쳐 해박한 지식과 혜안을 가진 그가 이번에는 작정하고 식물 게놈에 숨겨진 진실을 파헤치고 있습니다. 그의 과학적 내공을 고스란히 느낄 수 있는 이 책은 작물의 탄생과 진화, 그 속에 숨어있는 인간의 역사와 욕망을 직관적으로 풀어내고 있습니다. 식물학자들도 몇 번이고 다시 펼쳐볼 책입니다. 무심한 듯 사려 깊은 그만의 언어를 즐기면서 제가 강석기 작가의 열혈 팬임을 다시 한번 깨닫습니다.

프롤로그

1부 식량 작물
벼, 작물 게놈 시대를 열다!
보리, 건강 곡물로 주목받는 인류의 오랜 친구
밀, 세 가지 식물 게놈이 합쳐 탄생한 괴물
기장과 조, 지금은 잊힌 조상들의 주식
옥수수, 노벨상을 안겨준 유일한 작물
콩, 한반도가 원산지인 식물성 고기
고구마, 구황작물에서 건강음식으로
감자, 곡물을 제외하면 생산량 1위인 작물

2부 채소ㆍ양념 작물
토마토, 채소냐 과일이냐 그것이 문제로다
고추, 천적 쫓는 화학무기에 사람이 홀려
후추, 한때 검은 황금으로 불렸던 식탁의 감초
마늘, 거대한 게놈에 담긴 알싸한 맛의 비밀
배추와 무, 우장춘도 몰랐던 둘의 관계는?
호박과 오이, 어느 쪽 게놈이 더 복잡할까

3부 과일 작물
멜론과 수박, 어떻게 과일이 되었나
포도, 와인의 맛과 향이 다양한 이유
딸기, 지구를 한 바퀴 돌아 태어난 작물
복숭아, 아몬드와 사촌인 이상향의 과일
사과, 과일의 대명사로 등극하게 된 사연
귤, 그 많은 감귤류는 다 어디서 왔을까
바나나, 소비량 1위 과일에 올랐지만…
키위, 뉴질랜드로 건너가 과일의 왕이 되다

4부 특용 작물
사탕수수, 가장 복잡한 게놈을 지닌 친환경 작물
인삼, 기후변화가 탄생시킨 약초의 왕
차나무, 가야 허왕후는 정말 인도에서 씨앗을 가져왔을까
커피나무, 인류의 정신을 깨운 에티오피아 관목
카카오, 초콜릿의 달콤쌉싸름한 진실

에필로그
감사의 글
참고문헌
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