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현재의 생물 이론을 이해하기 위해서는 생물학의 역사를 알아야 한다!
고대 그리스부터 현재까지, 생명의 신비를 탐구해 가는 과학자들을 만나다!

‘과학’이라는 분야는 절대적이고 변하지 않는 진리를 품고 있는 것처럼 여겨진다. 하지만 학문은 다양한 이론이 등장하면서 변화하였다. 자연과학도 예외는 아니다. 과학 시간에 배우는 과학 개념은 많은 과학자가 세상을 이해하는 방식을 서로 논쟁하고 검증하는 과정을 거쳐 정리한 것이다. 《세상을 바꾼 생물》에서 저자는 현대 생물의 이론을 생물의 역사에 자연스럽게 녹여 내 쉽고 재미있게 익힐 수 있도록 했다. 또한 책에 실린 귀여운 삽화와 다양한 시각 자료들은 독자가 생물을 여러 방식으로 이해하도록 돕는다.
〈세상을 바꾼 과학〉 시리즈의 세 번째 책인 《세상을 바꾼 생물》은 고대 그리스의 의사 히포크라테스부터 시작한다. 인체가 어떻게 움직이고 왜 질병에 걸리는지를 알아내려고 한 의사들의 고민은 후대로 이어져 혈액 순환 이론과 백신을 탄생시켰다. 대항해 시대가 시작되어 새로운 생물들이 유럽으로 들어오자 생물학에서는 또 다른 변화와 발전이 생겼다. 린네는 이 생물들을 분류할 적절한 방법을 찾기 위해 애썼고, 다윈은 다른 모습의 생물들도 서로 같은 조상에서 나왔다는 진화론을 발표했다. 물리, 화학, 지구과학 등 다른 과학 분야의 발전도 생물 연구에 큰 영향을 끼쳐 DNA 연구에 활용되었다. 이처럼 생물학은 인간의 삶과 사회와 가까운 관계를 맺으며 발전해 왔다. 과학자들이 기존의 생물 이론을 비판하고 수용하고, 새롭게 실험하며 생명의 신비를 탐구해 온 역사를 함께 살펴보자!

과학사 교수이자 영재 교육 전문 교사가 알려 주는 생물의 역사!
역사와 이론을 연결해 기존 과학사 책의 한계를 뛰어넘다!
뉴턴이 떨어지는 사과에 영감을 받아 중력을 떠올렸다는 일화를 모르는 사람은 없을 것이다. 하지만 뉴턴은 흔히들 알고 있는 것처럼 혼자만의 천재성만으로 중력을 떠올린 것이 아니다. 뉴턴은 자신이 ‘거인의 어깨 위에 올라서 있었기 때문’에 위대한 업적을 세우는 것이 가능했다고 말했다. 그는 이전의 과학자에게서 영향을 받아 자신의 이론을 만들었고, 그 또한 이후의 과학자의 이론에 많은 영향을 끼쳤다.
이처럼 과학 수업 시간에 배우는 과학 이론은 과거의 수많은 과학자들이 서로 영향을 주고받으며 형성된 것이다. 따라서 과학 이론의 변화 과정을 살펴보는 것은 과학 개념을 이해하는 가장 좋은 방법이다. 하지만 대다수 기존 과학사 도서는 이런 영향을 통합적으로 보여 주기보다는 흥미로운 일화와 위인 중심의 단편적인 이야기만을 싣고 있다. 이런 방식으로는 현재의 과학 이론과 역사를 분리해 보게 된다.
저자 원정현 교수는 독자가 과학사를 통해 과학의 개념을 배울 수 있도록 둘 사이의 균형점을 찾아냈다. 저자는 과학사학자이자 과학 영재 교육을 담당하던 교사로서, 과학 교육에 과학사를 재미있게 접목할 방법을 오랜 기간 고민해왔다. 그 고민의 결과물이 바로 〈세상을 바꾼 과학〉 시리즈이다. 이 시리즈에서 과학의 역사와 과학적 개념이 유기적으로 연결되어 서로를 보완하고 있다는 사실을 깨달을 수 있을 것이다.

생물 이론의 발전 과정을 알면 생명의 신비가 보인다!
자연과학은 자연 현상이 왜, 어떻게 일어나는지 질문을 던지는 것으로 시작되었다. 〈세상을 바꾼 과학〉 시리즈에서는 과학을 물리, 화학, 생물, 지구과학 분야로 나눈 뒤, 그 분야의 중요한 핵심 개념들이 변화해 가는 과정을 좇는다. 책에서 다루는 과학의 핵심 개념은 과학 교과서를 참고하여 선별했다. 그만큼 과학을 이해하는 데 있어 기본적이고도 중요한 이론들이다. 옛사람이 세상을 이해하는 방식이 달라지는 과정을 따라가다 보면 자연스럽게 오늘날의 과학에 이른다.
<세상을 바꾼 과학> 시리즈의 세 번째 책인 《세상을 바꾼 생물》에서는 진화, 유전, 광합성, 백신 등 생물학 분야의 중요한 발견들이 어떻게 이루어졌는지를 알려준다. 옛사람들은 사람의 몸과 식물이 어떤 원리로 살아 있고, 번식을 한다고 생각했을까? 막연한 추측들이 실제 자연 현상에 기반을 둔 이론으로 대체되기까지 어떤 가설과 실험이 있었는지를 살펴본다. 사회와 다른 분야의 학문들이 어떻게 생물학에 영향을 주었고, 생물학의 발전이 우리의 삶에 어떤 영향을 끼쳤는지도 알아볼 수 있다. 이 책을 읽으면 생물 역사의 변화를 살피면서 생물학 이론을 이해하는 것은 물론, 과학적으로 사고하고 추론하는 법도 익히게 될 것이다.

다양한 자료로 과학을 쉽고 재미있게 이해하다!
《세상을 바꾼 생물》은 독자의 이해를 돕기 위해 다양한 장치를 적극적으로 활용했다. 역사 현장을 담은 사진 등의 이미지 자료는 과학적 발견들을 생생하게 체험하게 한다. 본문 중간에 들어가는 도식과 삽화는 어렵게 느껴질지도 모를 내용을 시각적으로 쉽게 정리해 준다. 또한 중간에 핵심 내용을 요약하는 메모를 넣어 핵심적인 과학 개념과 역사적 배경을 놓치지 않게 했다.
각 장의 끝부분에는 본문에서 다루지 못한 짧고 재미있는 이야기들을 덧붙였다. 혈액형은 어떤 기준으로 나뉘는지, 진화론이 사회에 적용되어 우생학이 탄생되었을 때 어떤 일이 일어났는지, 유전공학은 어떤 연구를 진행하는지 등 본문과 관련이 있는 흥미로운 지식을 쌓을 수 있다. 또한 각 장에서 다룬 내용을 정리하는 코너도 마련되어 있어 내용을 되짚어 보게 한다. 이 책으로 과학의 역사와 과학 이론을 통합적으로 이해하는 시선을 갖춘다면, 과학적이고 비판적으로 사고하는 힘도 자라날 것이다.

[연관도서]

《세상을 바꾼 물리》 │ 원정현 │2017년 11월 20일 출간
뉴턴은 정말로 사과를 보고 중력을 떠올렸을까? 세상을 움직이는 힘을 탐구하다!
〈세상을 바꾼 과학〉 시리즈의 첫 번째 책이다. 중력과 에너지, 빛과 전자기 등 중요한 물리 개념이 어떻게 나왔는지를 살펴본다. 뉴턴이 보편 중력 이론으로 과학의 역사를 새로 썼고, 맥스웰은 전자기파 이론으로 전기의 시대를 열었다. 우주가 움직이는 원리를 알아내려는 과학자들의 이야기를 들어 보자!

《세상을 바꾼 화학》 │ 원정현 │ 2018년 01월 23일 출간
연금술사들의 실험은 과학을 어떻게 바꾸었을까? 세상을 만드는 물질을 탐구하다!
〈세상을 바꾼 과학〉 시리즈의 두 번째 책이다. 화학의 중요한 개념인 원소, 원자, 분자의 발견 과정을 쉽고 재미있게 알려준다. 옛 사람들은 어떻게 불에 타는 과정을 설명했는지, 과학자들이 실험을 중요하게 여기게 된 계기는 무엇이었는지도 알 수 있다. 세상이 무엇으로 만들어졌는지 알아내기 위한 과학자들의 작고도 위대한 여정을 함께하자!

《세상을 바꾼 지구과학》 │ 원정현 (출간 예정)
이 우주는 어떻게 탄생했을까? 거대한 우주와 지구의 역사를 파헤치다!
〈세상을 바꾼 과학〉 시리즈의 마지막 책이다. 우주의 탄생에 관한 가설부터 오늘날 우리가 맞닥뜨리고 있는 기후 변화 문제까지 다룬다. 지구가 태양을 돈다는 코페르니쿠스의 우주관은 어떤 변화를 이끌어 냈을까? 우주의 비밀을 풀기 위한 과학자들의 노력을 따라가 보자!

저자의 말
들어가는 글

Chapter 1 몸속에서 피가 흐르는 이유는 무엇일까? | 혈액 순환 이론과 생리학
ㆍ갈레노스, 생리학 체계를 정맥·동맥·신경으로 나누다
ㆍ해부학이 발달하며 갈레노스의 이론이 흔들리다
ㆍ하비, 혈액 순환을 실험으로 증명하다
ㆍ혈액 순환 이론에 영향을 준 이론들
ㆍ베르나르, 인체의 기능을 밝혀 19세기 생리학을 발전시키다

Chapter 2 린네, 생물을 나누는 규칙을 만들다 | 린네 분류 체계와 분류학
ㆍ아리스토텔레스, 생물을 영혼과 형태로 분류하다
ㆍ유럽인들, 세계를 탐사하며 수많은 생물들과 마주하다
ㆍ린네 분류 체계의 특징, 하위 그룹과 명명법
ㆍ린네, 제한적인 분류 기준으로 비판받다
ㆍ진화만을 반영하는 분류 체계가 등장하다

Chapter 3 식물, 생명을 위한 영양소와 산소를 만들다 | 식물과 광합성
ㆍ식물의 잎과 줄기, 뿌리는 각각 어떤 역할을 할까?
ㆍ식물에게는 빛·물·이산화탄소가 필요하다
ㆍ광합성, 빛 에너지를 화학 에너지로 바꾸는 과정
ㆍ광합성의 두 단계인 명반응과 암반응을 분석하다
ㆍ식물, 지구 생명의 토대를 마련하다

Chapter 4 생물이 계속해서 변해 왔다고? | 다윈의 진화론
ㆍ신이 자연의 사다리에 맞춰 생명을 만들다
ㆍ지구의 나이가 길어지자 진화 개념이 생기다
ㆍ갈라파고스 육지 거북의 등딱지 모양은 왜 섬마다 다를까?
ㆍ다윈, 자신의 연구를 정리해 《종의 기원》을 펴내다
ㆍ다윈의 진화론을 둘러싸고 논쟁이 일어나다

Chapter 5 끝없이 계속되는 질병과의 싸움 | 세균과 백신
ㆍ질병의 원인, 신에게서 자연으로
ㆍ고대와 중세의 믿음, ‘나쁜 공기가 병을 일으킨다’
ㆍ파스퇴르, 미생물을 부패의 원인으로 지목하다
ㆍ코흐, 막대 모양 세균과 탄저병의 관계를 밝혀내다
ㆍ파스퇴르가 전염병을 막는 백신을 개발하다
ㆍ앞으로도 계속될 미생물들과의 전쟁

Chapter 6 자식은 어떻게 부모를 닮을까? | 멘델과 고전유전학의 발달
ㆍ생명의 씨앗은 부모 중 누가 품고 있을까?
ㆍ오스트리아의 수도사, 유전 연구를 위해 완두콩을 키우다
ㆍ멘델의 유전 법칙을 새롭게 발견하다
ㆍ멘델, 노력과 통찰력으로 ‘유전학의 아버지’가 되다

Chapter 7 유전 물질의 정체를 밝혀라! | DNA의 역할과 구조의 발견
ㆍ핵산과 단백질 중 유전 물질은 어느 쪽일까?
ㆍ생물학과 화학이 함께 유전 물질의 정체를 밝히다
ㆍ왓슨과 크릭, DNA의 구조를 알아내다
ㆍ과학자들의 교류가 새로운 과학 지식을 탄생시키다

참고 자료
사진 출처

흔히 현재를 이해하고 미래를 예측하기 위해서는 먼저 과거를 알아야 한다고 말한다. 우리는 과거를 분석해서 현재를 이해하기 위해 고조선에서 현대에 이르기까지의 역사를 공부한다. 과학사도 마찬가지다. 우리는 현재의 과학 이론을 제대로 이해하기 위해 과학사를 알아야 한다.
과학사에는 정답이 없다. 과학사는 다양한 사료를 이용해 여러 과학적 사건의 역사적 의미를 찾는 학문이고, 역사 해석에는 다양한 관점이 있기 때문이다. 과학사 연구를 하다 보면 관점에 따라 역사적 사건의 중요도나 사건에 대한 해석이 달라지기도 한다.
- 저자의 말, 8~9쪽


17세기 이전까지 유럽인이 알았던 생물의 수는 6,000여 종에 불과했다. 현재 우리가 알고 있는 생물이 200만 종가량 된다는 사실과 비교해 보면 턱없이 적은 수이다. 하지만 대항해 시대에 유럽인들이 발달한 항해 기술을 바탕으로 지구의 여러 지역을 탐사하기 시작하면서 새로운 생물에 대한 정보들이 유럽으로 쏟아져 들어왔다. 18세기에 유럽인들이 알게 된 생물 종은 이전 세대와 비교했을 때 2배가 넘었다.
많은 수의 새로운 생물 종들을 접하면서 동식물과 광물을 연구하는 자연학자들은 생물의 정보를 어떻게 기록하고 어떻게 분류할 것인지 고민했다. 자연학자들은 생물을 사실적으로 기록할 새로운 기록 방식의 필요성을 느꼈다. 이들은 생물을 신속하고 정확하고 체계적으로 분류할 수 있는 체계를 만들려고 했다. 자연학자들의 이런 고민은 근대적 자연사 연구의 탄생으로 이어졌다.
-Chapter 2 린네, 생물을 나누는 규칙을 만들다, 52쪽


다윈의 이론을 열렬히 받아들인 사람도 많았지만, 반대도 만만치 않았다. 흔히들 반대의 주축에 종교가 있었으며, 모든 종교인들이 진화론을 반대했을 것이라고 생각한다. 하지만 이는 오해이다. 오히려 종교인 중에서는 다윈의 진화론이 신이 생물을 계속해서 창조하고 있음을 보여 주는 증거라고 믿는 사람도 많았다. 반대로 모든 과학자들이 진화론을 환영했던 것도 아니다. 자연 선택이라는 다윈의 핵심 개념을 받아들이지 못했던 과학자도 많았다. 사실 이는 당시로서는 너무나도 당연한 현상이었다. 자연 선택을 이해하려면 변이라는 개념과 유전이라는 개념을 이해해야 하는데, 당시에는 아직 유전학이 발달되어 있지 않았기 때문이다.
- Chapter 4 생물이 계속해서 변해 왔다고?, 138쪽



다음 해, 58세가 된 파스퇴르는 탄저병 예방 백신 개발에 도전해 성공했다. 파스퇴르는 탄저병 예방 백신을 만들었다고 떠들썩하게 자랑하고 다녔고, 그를 못마땅하게 여긴 한 수의사가 파스퇴르에게 대규모 공개 실험을 제안했다. 공개 실험은 수의사의 농장이 있는 푸이 르 포르에서 실시되었다.
1881년 5월 5일에 파스퇴르는 양 24마리, 젖소 6마리, 양 1마리에게 탄저병 백신을 주사했다. 그리고 2주 후에 1번 더 백신 주사를 놓았다. 5월 31일, 백신을 접종했던 동물과 그렇지 않은 동물은 모두 똑같이 탄저균 주사를 맞았다. 150명이 넘는 군중이 지켜보는 가운데 행해진 이 실험은 파스퇴르의 승리로 끝났다. 백신을 주사 맞은 동물들은 모두 살아남았지만, 백신을 주사 맞지 않은 동물들은 모두 죽고 말았던 것이다.
- Chapter 5 끝없이 계속되는 질병과의 싸움, 174~175쪽


멘델은 1865년에 브르노의 자연사학회에서 자신의 연구 결과를 발표했다. 발표 당시 아무도 멘델의 발표에 이의를 제기하지 않았는데, 이는 멘델의 실험 결과를 이해하는 사람이 아무도 없었기 때문이었다고 한다. 멘델은 자신의 연구 결과를 〈식물 잡종에 관한 실험〉이라는 44쪽짜리 논문으로 정리했고, 이 논문을 《브르노 자연과학 연구학회보》에 게재했다. 멘델은 자신의 논문을 따로 40부 복사해서 유럽의 여러 생물학자에게 보내기도 했다. 하지만 멘델의 논문은 거의 읽히지 못한 채로 남았다.
멘델의 연구가 무시되었던 데는 여러 이유가 있다. 첫째로, 멘델은 당시의 과학계에 전혀 알려지지 않았던 사람이었다. 과학자들은 멘델을 수도사로만 생각했고, 과학자로 인정하지 않았다. 둘째로, 당시에 과학자들의 화두는 온통 진화론에 집중되어 있었다. 다윈이 1859년에 《종의 기원》을 출판하고 얼마 지나지 않은 시기였기 때문에 과학자들의 관심은 진화론에 쏠려 있었고, 멘델의 유전 연구는 상대적으로 시시해 보일 수밖에 없었다.
- Chapter 6 자식은 어떻게 부모를 닮을까?, 200쪽


왓슨과 크릭이 DNA구조를 발견했던 과정은 연구자들 간의 정보 교환이 새로운 과학적 지식이 탄생하는 데 중요한 역할을 한다는 사실을 잘 드러내 주는 예라고 할 수 있다. 많은 사람들이 DNA 구조를 밝혀낼 것으로 기대했던 라이너스 폴링과 비교해 보자. 정치적인 이유로 최신의 DNA X선 회절 사진을 볼 수 없었던 폴링은 실패를 거듭하고 있었다. 그동안 왓슨과 크릭은 같은 주제를 연구하던 런던 대학교 연구팀과 교류하거나 학회에 참석해 최신 정보를 얻을 수 있었고, 이를 바탕으로 DNA 구조를 해석해 낼 수 있었다.
- Chapter 7 유전 물질의 정체를 밝혀라!, 240쪽