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생명의 기원과 탄생에 관한 진실을 밝힌다!

『생명 그 자체』은 모든 지구 생명체는 자발적으로 시작되었는지. 외부에서유입되었는지, 그 근원을 살핀 책이다. 현대생물학의 초석을 다지고 20세기 과학사의 대변혁을 이끈 프랜시스 크릭. 이 책은 인류가 풀지 못한 영원한 수수께끼인 지구 생명의 기원과 탄생에 관한 진실을 밝히기 위한 크릭의 탁월한 통찰과 학문적 열정이 빛나는 역작이다. 그가 탁월한 통찰로 인류가 해결하지 못한 난제, 지구 생명체의 기원에 관한 진실을 파헤친다. 우주론, 천문학, 화학, 생물학, 물리학을 넘나들며 펼쳐지는 무한한 상상력, 거침없는 논증, 끊임없이 생각을 자극하는 흥미진진한 이야기까지 담아냈다.

그는 ‘정향 범종설’을 과학적으로 입증하기 위해 우주론ㆍ천문학ㆍ화학ㆍ생물학ㆍ물리학을 넘나들며 기존의 학설을 차례로 논파해 나가는 한편, 무한한 상상력으로 생명 탄생의 순간을 흥미진진하게 풀어냈다. 특히 거대한 우주를 하나의 살아 있는 유기체로 인식하며 이야기를 전개해 나가는 선구자적 혜안은, 현대과학이 증명하지 못한 우주와 외계 생명체에 관한 폭넓은 시각을 제시해준다.

모든 지구 생명체는 자발적으로 시작되었는가, 외부에서 유입되었는가?

“어쩌면 우리는 가까운 행성에 사는 외계 생명체로부터 은밀히 감시를 받는 처지일지도 모른다.” _ 프랜시스 크릭

최초의 생명체가 깨어난 40억 년 전 그날, 지구에서는 어떤 일이 일어난 것일까? 외계 생명체가 보낸 우주선 속 미생물이 생명의 기원이라는 정향 범종설은 과연 무엇인가? 수억 광년의 물리적 한계를 딛고 어떤 우연으로 지구에서 생명이 시작되었는가? 생명에 적합한 또 다른 행성, 제2의 지구는 존재하는가? 현대생물학의 초석을 다지고 20세기 과학사의 대변혁을 이끈 프랜시스 크릭. 그가 탁월한 통찰로 인류가 해결하지 못한 난제, 지구 생명체의 기원에 관한 진실을 파헤친다. 우주론, 천문학, 화학, 생물학, 물리학을 넘나들며 펼쳐지는 무한한 상상력, 거침없는 논증, 끊임없이 생각을 자극하는 흥미진진한 이야기까지. 외계 유입설을 통해 생명의 기원을 새롭게 정립하며 학계를 충격에 빠뜨린 뜨거운 화제작!

“그날, 지구 최초의 생명은 어떻게 시작되었가?”

40억 년의 시공간을 뛰어넘어 생명에 숨겨진 놀라운 탄생의 비밀을 밝히다
모든 지구 생명체는 자발적으로 시작되었는가, 외부에서 유입되었는가

현대생물학의 초석을 다지고 ‘DNA 이중나선 구조’ 발견으로 노벨 생리의학상을 수상한 프랜시스 크릭. 20세기 인류사의 대변혁을 이끌었다는 찬사와 함께 과학자들의 존경을 한몸에 받던 그는 1973년, 생화학자 레슬리 오겔과 함께 돌연 충격적인 주장을 세상에 내놓는다. 고도로 발달한 외계 생명체가 DNA를 담은 일종의 씨앗인 미생물을 지구로 보냈고, 그것이 진화를 거듭하여 오늘날의 생명체가 되었다는 이른바 ‘정향 범종설’을 발표한 것이다. 이 주장은 곧 학계를 뒤흔들며 논란을 불러일으켰다. 이에 크릭은 자신의 주장을 더욱 구체화하고 대중에 널리 알리기 위해 다양한 과학적 자료들을 모으기 시작했는데, 그 결과가 바로 《생명 그 자체: 40억 년 전 어느 날의 우연》이다.
이 책은 인류가 풀지 못한 영원한 수수께끼인 지구 생명의 기원과 탄생에 관한 진실을 밝히기 위한 크릭의 탁월한 통찰과 학문적 열정이 빛나는 역작이다. 그는 ‘정향 범종설’을 과학적으로 입증하기 위해 우주론ㆍ천문학ㆍ화학ㆍ생물학ㆍ물리학을 넘나들며 기존의 학설을 차례로 논파해 나가는 한편, 무한한 상상력으로 생명 탄생의 순간을 흥미진진하게 풀어냈다. 특히 거대한 우주를 하나의 살아 있는 유기체로 인식하며 이야기를 전개해 나가는 선구자적 혜안은, 현대과학이 증명하지 못한 우주와 외계 생명체에 관한 폭넓은 시각을 제시해준다.
최초의 생명체가 깨어난 40억 년 전 그날, 지구에서는 어떤 일이 일어난 것일까? 외계 생명체가 보낸 우주선 속 미생물이 생명의 기원이라는 정향 범종설은 과연 사실인가? 수억 광년의 물리적 한계를 딛고 어떤 우연으로 지구에서 생명이 시작되었는가? 생명에 적합한 또 다른 행성, 제2의 지구는 존재하는가? 외계 유입설을 통해 생명의 기원을 새롭게 정립하며 학계를 충격에 빠뜨린 뜨거운 화제작! 지구에서 생명이 처음으로 시작된 40억 년 전 그날, 위대한 탄생의 순간으로 우리를 안내한다.


원자와 분자의 미시세계에서부터 방대한 우주의 파노라마까지,
과학과 소설의 경계를 넘나드는 놀라운 생명 이론이 펼쳐진다!

프랜시스 크릭은 생명의 기원과 탄생이란 궁극적 질문에 대한 답을 얻기 위해, 다양한 과학 분야의 전문지식을 명확한 근거로 사용한다. 천체물리학과 천문학을 바탕으로 우주의 시간과 거리를 측정하고, 지구와 우주의 크기를 분석한다. 빅뱅 우주론과 초신성 이론은 태양계와 지구의 형성, 최초의 생명이 발생하는 일련의 과정을 소개하는 크릭의 이야기에 힘을 실어준다. 또한 생명 발생에 필요한 최소한의 필수 조건을 생물학과 화학 이론을 통해 구체적으로 나열한다. 크릭은 자신에게 노벨상 수상의 영예를 안겨준 DNA 이중나선 구조와 유전부호를 상당 부분에 걸쳐 심도 있게 다룬다. 이는 ‘정향 범종설’이 진화론과 범종설의 한계를 뛰어넘은 제3의 이론임을 강하게 부각하기 위함이다. 탄탄한 과학 이론과 가설, 예시의 삼박자가 잘 어우러진 그의 이야기는, 자신의 주장이 충분히 실현 가능하다는 증거인 동시에 복잡해 보이는 내용을 명료하고 쉽게 전달하는 역할을 한다.

* 살아 있는 유기체로서의 우주, 그 안에 자리한 지구와의 관계를 고찰하다

그는 생명을 본격적으로 다루기에 앞서 우주와 지구의 관계부터 상세히 살펴본다. 그의 주장에 따르면, 지구와 우주는 엄청난 유기적 상호관계로 강하게 묶여 있다. 지구는 생명 탄생을 위해 모든 것이 완벽하게 준비된 단 하나의, 유일한 행성은 아니었다. 즉, 생명 탄생에 적합한 지구와 비슷한 환경을 갖춘 제3의 지구가 우주 어딘가에 분명 존재한다는 것이다.
그의 가설은 여기에서 출발한다. 지구가 우주의 단일 존재라면, 생명의 기원이 지구 내부에서 시작되었다는 주장에 이견이 없을 것이다. 하지만 수억 개의 은하와 행성이 존재하는 우주 공간이라면, 우리가 모르는 사이에 수많은 행성이 상호작용을 하고 있을지도 모른다. 그런 상호작용의 결과, 곳곳에서 생명이 시작되었고 그중 하나가 지구일 수 있다.
40억 년 전 최초의 생명이 탄생하기 전의 지구는 그저 육지와 바다가 모두 있는 행성, 중심별로부터 꾸준히 복사를 받는 행성, 적당한 대기가 있어 표면에 생명 탄생에 적합한 유기물들이 다수 함유된 걸쭉한 수프가 존재하는 행성 중 하나였다. 당시 고도의 발전된 기술을 향유하던 외계 생명체의 로켓이 운 좋게 지구에 불시착했고, 동시에 모든 상황이 잘 들어맞아 생명은 탄생했다. 수억 분의 확률을 뚫은, 필연을 가장한 행운이 우연히도 지구에 안착한 것이다.

* 찰스 다윈의 진화론과 기존의 범종설을 융합한 새로운 이론을 창조해내다

생물학 분야에 획기적인 패러다임을 가져온 찰스 다윈의 진화론과 생명 탄생에 직접적으로 관여한 외계 생명체의 존재를 처음으로 주장한 스반테 아레니우스의 범종설. 첨예하게 대립되는 두 이론 사이에서 크릭은 과학적 근거가 뒷받침된 새롭고 합리적인 ‘정향 범종설’을 창조해냈다. ‘정향(定向)’이라는 단어를 추가하면서 기존의 범종설과는 확실히 다른 자신만의 독보적인 주장을 펼쳐 나간다. 진화론의 약점인 생명의 자연 발생설을 보완하고, 단순한 개인의 의견으로 치부될 수 있는 범종설을 구체화하기 위함이었다. 크릭은 생명의 진화와 범종설을 다음과 같이 설명한다.

생물체들은 자연선택(natural selection)에 의해 진화할 것이며, 갈수록 더 복잡한 구조를 갖출 것이다. 결국엔 생각을 할 줄 아는 지능적인 생물체가 등장할 것이다. 문명, 과학, 기술의 발전이 자연스레 뒤따를 것이고, 오래지 않아 그들은 자기 행성의 모든 환경을 장악할 것이다. 새로운 세상을 정복하려는 열망에 휩싸인 그들은 바람직한 환경이 갖추어진 곳을 식민화하기 위해서 이웃 행성으로 여행하는 방법을 알아낼 것이다. 그다음에는 가까운 별로 여행하는 방법도 알아낼 것이다. 결국 그들은 온 은하로 퍼지면서 발길이 닿는 곳마다 탐사할 것이다. 대단히 영리하고 재주 좋은 이 생물체들이 우리 지구처럼 아름다운 곳을 간과할 리 없다. 지구는 물과 유기 화합물이 풍요롭게 공급되고 온도가 알맞는 등 여러 이점을 지닌 곳이기 때문이다. _[프롤로그] 중에서

* 무한한 상상력과 과학적 논증을 정교하게 결합하여 완성한 놀라운 이야기

과학에 대한 애정이 남달랐던 크릭은 끊임없는 열정으로 자신이 알고 있는 과학적 지식을 자연스럽게 녹여냈다. 시공간을 뛰어넘는 무한한 상상력은 자칫 공상 과학소설처럼 느껴질 수 있으나, 그가 소개한 다양한 과학 이론과 학자로서의 통찰은 현대과학으로 충분히 설명가능한 부분이기 때문에 더욱 흥미롭다.
그렇다면 외계 생명체는 왜 로켓을 타고 직접 지구에 오지 않은 것일까? 가장 큰 이유는 특수상대성 이론의 시간 지연 때문이다.

우주인이 경험할 우주여행의 시간은 여정의 길이를 우주선의 평균속도로 단순히 나눈 값이다. 광속의 100분의 1에 해당하는 속도로 100광년의 거리를 여행하는 데는 1만 년이 걸린다. 아주 발전된 우주선으로 매우 짧은 거리를 갈 때를 제외하면, 여행 시간은 인간의 수명보다 한참 더 길다. 물론 다른 곳에서 진화한 생물은 우리보다 수명이 더 길지도 모른다. 따라서 냉동이 가능하다면 우주인들을 냉동함으로써 어떻게든 수명을 연장해야 하고, 그게 아니라면 우주선 속에서 번식을 해야 한다. 그다지 좋은 인생은 아니지 싶다. _[12장 로켓의 설계] 중에서

또한 지구의 수많은 종들 중에 미생물을 선택하게 된 특별한 이유는 무엇일까? 험난한 여정으로부터 인류를 보호하려 했다면, 임상실험에 주로 사용되는 쥐는 왜 선택되지 못한 것일까?

세균이 그토록 불리한 생물 형태인데도 로켓의 탑승객으로 고려되는 이유는 무엇일까? 대답의 열쇠는 바로 산소다. 생물 발생 이전 환경의 대기에는 산소가 거의 없었을 가능성이 높다. 따라서 진화가 상당히 진행된 세포들은 대부분 우주 식민화의 후보로 알맞지 않다. 안타깝지만 쥐를 써서 얻는 이득도 별반 다르지 않다. 쥐는 사람보다 공간을 덜 차지하지만, 주변 환경에 대해 사람과 같은 통제력을 갖지 못한다. 번식이 가능한 집단이라도 쥐들이 우주선에서 수백 년을 살려면, 만만치 않은 문제들을 해결해야 한다. 무엇보다도 산소가 부족할 텐데 이것은 장기적으로 치명적인 장애물이다. 결국 이 일에 적합한 생물이란 우주로 상당히 많은 수를 실어 보낼 수 있는 것이어야 하며, 우주에서의 긴 여행을 거뜬히 견디고, 행성으로 진입하는 과정과 그곳에서 마주칠 환경까지 모두 견딜 수 있어야 한다. 이렇게 보면 외계의 식민주의자들이 머나먼 장소에서 생명을 개시할 도구로 선택할 생물은 지구의 세균과 비슷한 모종의 미생물이 아닐까? _[11장 그들은 무엇을 보냈는가] 중에서

미생물을 실어 보낼 로켓은 어떻게 설계되어야 할까? 수억 광년을 이동해야 하는 로켓은 어떤 방법으로 연료를 실어갈까?

로켓은 엄청난 에너지를 필요로 하는데, 그렇다고 연료의 양이 지나치게 많거나 무거워서는 안 된다. 그러므로 에너지가 아주 풍부한 연료를 써야 한다. 우주선에 연료를 잔뜩 싣는 대신 우주 공간의 물질을 퍼 올려서 연료로 쓰자는 발상도 있었다. 하지만 중요한 문제는 우주선이 1만 년 뒤에도 확실하게 작동하도록 만드는 일이다. 우리는 적합한 별을 표적으로 선택한 뒤, 로켓이 그곳을 향해 끝까지 날아가도록 만들어야 한다. 이 문제는 비교적 쉽다. 진짜 문제는 우주선이 별에 도착했을 때다. 우주선이 별에 진입하기 위해서는 감속을 해야 하는데, 이는 우주선이 그때까지 로켓 연료를 충분히 갖고 있어야 한다는 뜻이고, 로켓의 모터와 통제 체계가 그때까지 잘 작동해야 한다는 뜻이다. _[12장 로켓의 설계] 중에서

이렇게 끊임없이 이어지는 문답과 과학적 논리, 독창적 사고는 지루할 틈 없이, 독자들을 크릭의 이론으로 거침없이 안내한다.

21세기 인류사를 뒤바꿀 테라포밍 vs. 정향 범종설!
현대과학의 한계를 뛰어넘어 우주를 향한 무한한 가능성의 세계로

칼 세이건의 《코스모스》에는 ‘테라포밍(Terraforming)’이 등장한다. 우리말로 지구화, 즉 지구가 아닌 다른 행성을 인간이 살기 좋은 조건으로 바꾸는 것을 말한다. 영화 〈인터스텔라〉에서 탐험대가 목숨을 걸고 우주로 나선 이유이기도 하다. 일반적인 테라포밍 방식은 지구와 비슷한 환경의 행성을 선택한 후 미생물을 투입해 식물이 살 수 있는 환경을 만들고, 그로 인해 발생한 산소로 대기를 형성하여 생명체가 살아가는 데 적합한 환경으로 만드는 것이다.
그런데 놀라운 것은 ‘테라포밍’이 프랜시스 크릭의 ‘정향 범종설’과 굉장히 유사하다는 점이다. 지구인이 ‘테라포밍’을 하기 위해 미생물을 담은 로켓을 다른 행성에 보내고, 그것이 생명 탄생의 기원이 된다면 말 그대로 ‘정향 범종설’이 되는 것이다. 이로 인해 발표 당시 과학자들 사이에서 의견이 분분했던 황당한 주장이, 오히려 현대에 와서는 새롭게 힘을 얻고 있다. 특히 우주 분광 분석법 등을 통해 우주 공간을 살펴보고 우주 먼지와 지구에 떨어진 운석을 분석한 결과, 우주에 아미노산 같은 생명의 원료가 되는 물질이 풍부하다는 것이 드러나면서 다양한 연구가 이루어지고 있는 추세다.
어쩌면 우리는 이미 모르는 사이에 태양계 행성에 테라포밍을 시도하고 있는지도 모른다. 인류가 쏘아 올렸던 우주 탐사선들, 지구 궤도에 버려진 쓰레기들 속에 담겨 있던 미생물이 우주를 떠돌다 다른 행성에 불시착해 생명을 출현시킬 씨앗이 될지도 모르는 일이다. 이를 통해 본다면 프랜시스 크릭의 주장은 충분히 실현 가능한 가설이 된다. 그런 의미에서 이 책은, 지구라는 한계를 넘어 우주라는 새로운 가능성을 우리에게 열어줄 훌륭한 교본이 될 것이다.

해제: 과학과 소설의 경계를 넘나드는 생명 이론
프롤로그: 그래서 그들은 어디에 있는가

1장 광대한 우주 속 모래알보다 작은 지구
2장 빅뱅과 초신성이 창조한 우주의 질서
3장 인간과 바이러스, 멀지만 가까운 사이
4장 강력한 자연선택의 힘, 복제와 돌연변이
5장 DNA와 RNA, 우리 몸에 남겨진 유일한 단서
6장 생명의 시작에 관한 놀라운 이야기들
7장 생명의 탄생은 우연인가 필연인가
8장 생명에 적합한 또 다른 행성의 존재
9장 그들이 생존 투쟁에서 살아남은 이유
10장 수프에서 인간이 되기까지의 장대한 과정
11장 산소 없이 생존 가능한 생물체의 비밀
12장 광년의 물리적 한계를 극복할 기술의 발견
13장 외계에서 온 것인가, 스스로 진화한 것인가
14장 인간이라는 유일무이한 존재
15장 인류의 영원한 숙제, 생명의 기원

에필로그: 우리는 은하를 감염시켜야 할까
부록: 유전부호
감사의 말
참고문헌
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레슬리 오겔과 내가 몇 년 전에 제안했던 가설은 이런 내용이다. 미생물들은 여러 외부 요인으로부터 입게 될 손상을 막고자 무인 우주선의 머리 부분에 실려 여행했을 것이다. 그 우주선은 이미 수십억 년 전 우주 다른 곳에서 발달한, 우리보다 더 고등한 문명이 지구로 보낸 것이다. (…) 무인 우주선에 실려온 그 미생물들이 지구의 원시 바다에 떨어져 증식을 시작하였고, 그리하여 지구에서도 생명이 시작되었을 것이다. 오겔과 나는 이 발상을 정향 범종설이라 불렀고, 칼 세이건이 편집하는 우주론 잡지 《이카루스》에 조용히 발표했다. 이 가설이 완전히 새로운 발상은 아니다. 영국의 유전학자 J. B. S. 홀데인은 1954년에 지나가는 말처럼 비슷한 생각을 밝혔고, 이후 다른 여러 사람들도 이 발상을 고려했다. 우리만큼 상세하게 조목조목 다룬 사람은 없었지만 말이다. _ [프롤로그] 중에서

흔히 우주 나이를 지구의 하루에 비유하고는 하는데, 그보다는 지구 나이를 일주일에 빗대는 편이 더 이해하기 쉬울 것이다. (…) 그런데 이보다 더 좋은 방법은 시간을 인쇄된 활자들과 비교하는 것이다. 이 책 전체가 캄브리아기 시작에서부터 현재까지의 시간에 해당한다고 하자. 대략 6억만 년이다. 그러면 한 페이지는 약 300만 년을 뜻하고, 한 줄은 약 9만 년, 한 글자나 빈칸은 약 1,500만 년이다. 이때 지구의 기원은 책 7권쯤 더 앞선 시점이었을 테고, 우주의 기원은 그보다도 10권쯤 더 앞섰을 것이다. 기록된 인류 역사는 이 책의 마지막 두세 글자 안에 다 포함된다. (…) 우리의 전 생애는 쉼표 하나의 폭만도 못하다. _[1장 시간과 거리, 큰 것과 작은 것] 중에서

생명계 건설의 원재료로 기능할 만한 유기 분자들의 수용액을 표면에 갖고 있는 행성은 지구를 제외하고도 우리 은하에 많을 것이다. 생명 탄생에 적합한 유기물들을 다수 포함하고 있는 수프에서 합리적인 시간(약 10억 년)이 흐른 뒤를 생각해보자. 원시적인 생명계가 탄생할지, 아니면 생명의 발생이 대단히 희귀한 사건이라서 그런 수프의 대부분이 언제까지나 생명이 없는 상태에 머무를지 우리는 그 어떤 것도 분명하게 말할 수 없다. _[9장 고등 문명들] 중에서

작은 생물체들이 우주여행에 어떤 이점을 갖고 있는지 다시 정리해보자. 대부분의 세균은 크기가 작다. 몇 세제곱센티미터의 부피에 10억 마리의 세균을 담을 수 있다. 세균은 냉동이 가능하고, 해동과 동시에 대부분 다시 살아난다. 냉동된 상태로는 별다른 손실 없이 거의 무한히 버틸 수 있다. 제일 좋은 점은 세균이 생물 발생 이전 상태의 바다에 떨어진 뒤 쉽게 번식할 수 있다는 점이다. 이는 산소를 거의 쓰지 않거나 전혀 쓰지 않는 세균이 많기 때문에 가능한 일이다. 일부 세균들이 몹시 단순한 매질에서도 잘 자라는 것을 보면, 이들은 생물 발생 이전 상태의 수프에서도 비교적 효율적으로 생존하고 증식할 것이다. 게다가 세균은 몰려 있을 필요가 없다. 환경만 유리하다면 세균 한 마리가 온 바다로 퍼질 수 있기 때문이다. 이런 이유들을 고려할 때, 산소 없이도 생존할 수 있는 미생물이야말로 다른 행성으로 보내기에 적합한 생물체다. _[11장 그들은 무엇을 보냈는가] 중에서

정향 범종설이 과학소설의 낙인을 많이 품고 있는 것은 사실이지만, 그 요체는 훨씬 더 건실하다. 과학소설이 과학적으로 전혀 신빙성 없는 기반에서 상상력의 비약을 꾀하고는 그 사실을 감추기 위해 기반을 그럴싸하게 얼버무리곤 하는 것에 반해, 정향 범종설은 절대 상상력의 비약을 드러내지 않는다. 정향 범종설의 시나리오에 기여하는 세부 사항들은 오늘날의 과학 지식에 바탕을 두고 있다. 우주의 나이, 행성들의 존재 가능성, 생물 발생 이전의 바다 조성, 역경에 대처하는 세균의 강인함과 대부분의 생물들이 죽어버릴 환경에서도 번성하는 끈질긴 생명력, 로켓의 설계 등이 모두 그렇다. 오히려 정향 범종설은 전체적으로 상상력이 빈약한 편이고, 충분히 가능성 있는 사실들만을 연속적으로 이어서 구축한 이론이라고 묘사해야 옳다. _[12장 두 이론 비교하기]