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일상 속 경험에서 발견하는
청소년을 위한 환경 생리학

지구에서 살아가는 인간 ‘지구인’이 지구의 자연환경에 어떻게 적응하는지를 오랫동안 연구해 온 이대택 박사가 청소년을 위한 환경 생리학 책을 펴냈다. 온도, 습도, 공기압, 중력, 밤과 낮 등 지구인의 주위를 둘러싼 자연환경 요소들은 지구인의 신체와 행동에 어떤 영향을 미치는지, 최근 새롭게 만들어진 환경, 즉 공해, 도시, 음식과 같은 인공환경 요소들은 또 어떤 영향을 미치는지 등을 환경 생리학의 관점에서 살펴보고, 지구인의 일상이 어떻게 환경 생리학과 연결되는지를 생활 속 경험 사례를 통해 쉽고 명료하게 설명한다.

‘지구인’은 지구의 자연과 자신들이 만든
인공환경에 어떻게 적응할까?

지구의 가장 높은 위도에서, 즉 최저 수온에서 맨몸으로 물속에 들어가는 지구인이 있다. 바로 해녀다! 2016년 유네스코 인류 무형 문화유산으로 지정되기도 한 해녀는 과학계에서도 아주 잘 알려진, 찬물에 적응한 유일한 지구인이다. 피하지방 바로 아래 근육까지 단열층으로 활용하고, 동맥과 정맥의 열교환에 의한 체온 보존 방식으로 추위에 적응하던 해녀의 능력은 그러나 이제 더는 존재하지 않는다고 한다. 50여 년 전 잠수복을 입기 시작하면서 이러한 능력이 사라졌다는 것이다. 지구의 자연환경은 지구인의 적응과 진화의 이유였지만, 지구인의 적응 능력은 최근 새로운 시험문제를 받아 들었다. 지구인이 만들어낸 환경, 예를 들어 미세먼지 가득한 도시와 환경 호르몬을 걱정해야 하는 간편 음식, 냉난방 장치로 인해 적응 능력의 저하가 염려되는 온열 환경과 같은 인공환경에 적응해야 하는 과제 말이다.
『환경에 적응하는 지구인의 비밀』은 지구의 자연환경과 함께 새롭게 만들어진 인공환경에서 지구인이 어떻게 적응하는지를 답하려고 노력한 책이다. 다시 말해 지구인이 적응해야 할 대상 환경은 자연뿐 아니라 인공환경까지로 크고 넓어졌으며, 앞으로 지구인이 건강하고 행복하려면 과연 어떠한 환경이어야 하는지를 고민하는 책이라고 할 수 있다. 특히 현대 사회에서 80억 지구인의 건강과 생명을 위협하는 환경 인자들에 대한 관심이 높아지는 이때, 환경과 생리 기능의 관계를 배우려는 청소년들에게 이 책은 꼭 필요한 입문서가 될 것이다.

환경 생리학과 일상을 연결하는
쉽고 재미있는 청소년 과학 교양서

모두가 알고 있듯이 산업화 이후 ‘지구인’의 생활환경은 급변했다. 이 변화는 필연적으로 환경으로 인한 유기체의 변화와 적응을 연구하는 ‘환경 생리학’이라는 학문의 등장으로 이어졌다. 주로 세포 혹은 기관을 다루는 데만 치우쳐 있던 생리학이 통합학문으로서의 생리학으로 발전한 대표적인 분야가 환경 생리학이다. 저자는 이 책에서 환경 생리학이 일상과 어떻게 연결되어 있는지를 생활 속 경험 사례를 통해 청소년들의 눈높이에 맞게 흥미로우면서도 이해하기 쉽게 설명한다.
먼저 자연환경 요소에 속하는 온도 편에서는 지구인이 어떻게 더위와 추위에 적응할 수 있는지를 운동, 땀, 스포츠음료, 더위 순응, 해녀 등의 사례를 통해 풀어낸다. 공기 편과 중력 편에서는 잠수 시의 고압 환경이나 히말라야와 같은 고산 환경, 우주의 미세중력 환경 등이 미치는 생리학적 영향과 적응 메커니즘을 하나하나 짚어주고, 시간 편에서는 생체 시계나 시차 적응의 원리를 신체 기능과 연결해 알려준다. 이어서 인공환경 요소에 속하는 음식 편에서는 장내 미생물의 중요성과 지구인의 먹거리 적응의 역사를 살펴보고, 마지막으로 도시 편에서는 지구인의 절반이 살고 있다는 도시에 과연 지구인들이 적응했는지, 지구인을 덜 움직이게 만드는 도시의 문제점은 무엇인지와 그에 따른 몇 가지 해결책을 제안한다.
지구 환경은 빠르게 변하고 있고, 지구인의 일상 또한 빠르게 달라지고 있다. 그런데 적응에는 시간이 필요하다. 자연이든 인공이든 새롭게 펼쳐지는 환경에 지구인은 잘 적응하고 진화할 수 있을까? 다음과 같은 저자의 말로 그 질문에 답하고자 한다.

“오늘도 우리 인간은 부단히 역동적으로 진화한다. 무엇을 먹고 어떻게 움직이느냐가 우리의 능력을 결정한다. 오늘 하루는 내일의 나로 진화하는 바탕이 된다. 여기에 환경 또한 그 몫을 요구한다. 환경이 우리의 건강을 보장하는 중요한 요인이라는 것을 잊어서는 안 된다. 그리고 우리는 우리 몸의 유연한 적응력을 믿어야 한다.”

이 책을 쓰기 전에, 쓰면서, 쓴 다음에 한 생각

01 온도
병원에서는 왜 체온을 잴까?
운동으로 체온이 올라도 왜 아프지 않을까?
지구인이 견딜 수 있는 체온의 범위는 어디까지일까?
지구인은 땀을 가장 많이 흘리는 동물이다!
땀을 흘리면 왜 빨리 지칠까?
땀을 흘릴 땐 꼭 물을 마시자!
스포츠음료가 물보다 좋은가?
더위 순응도 훈련이다!
지구인은 태어나면서부터 추위와 싸울 수 있다!
추우면 왜 떨까?
해녀는 찬 겨울 바다에서도 물질한다!
체온을 낮추면 지구력이 좋아진다!

02 공기
높은 산에 오르면 숨이 가쁘다!
높은 산은 천천히 올라야 한다!
히말라야와 안데스에는 특별한 지구인이 산다!
과학이 놀란 지구인의 잠수 능력!
지구인도 바다표범처럼 잠수할 수 있다고?

03 중력
롤러코스터에서 중력을 느끼다!
지구인의 걷기와 달리기! 맨발이냐 신발이냐?
감각끼리 갈팡질팡하니 속이 울렁거린다!
우주에서 태어난 지구인은 어떤 모습일까?
우주비행사에게는 운동 처방 이 필요하다!

04 시간
시계 없이도 지구인은 규칙적으로 잘 산다!
생체 시계들의 합창!
지구인은 오늘도 시차 적응 중!

05 음식
지구인은 거의 모든 것을 먹을 수 있다!
장내 미생물이 지구인의 음식을 결정한다!
건강 에 좋은 음식이 따로 있다?
음식은 가리지 말아야 한다!

06 도시
허파는 미세먼지를 만난 적이 없었다!
미세먼지가 많을 때 운동하면 지구인에게 해로울까?
도시가 그랬어!
지구인에게는 많이 움직일 수 있는 도시가 필요하다!

01 온도
21쪽/ 결국 지구인의 정상 체온이라는 것은 그 신체 부위가 어떠한 화학 물질을 가졌고 어떤 기능을 수행하는가에 따라 다르다. 몸 안쪽 깊은 곳의 온도는 섭씨 36.5도에서 37.5도, 근육은 이보다 폭이 큰 섭씨 35도에서 39도 사이를 오르락내리락한다. 몸의 가장 바깥쪽인 피부는 평소 섭씨 32도에서 36도 사이를 유지하는데, 너무 장시간이 아니라면 아래로는 섭씨 10도, 위로는 섭씨 41도까지 충분히 견딜 수 있다.

02 공기
72쪽/ 높은 산에 장사 없다. 약하게 보이는 지구인이 고산 증세를 느끼지 않을 수도 있고, 근육질의 지구인이 비실거릴 수도 있다. 고산 증세는 나이, 성별, 체력 등과 무관하다. 불굴의 의지도 산소 부족 앞에서는 무력하다. 과학자들은 낮은 고도의 산에서는 지구인마다 차이가 있을 수 있지만 해발 3,500미터 이상 오르면 예외 없이 크든 작든 고산 증세를 경험한다고 말한다.

03 중력
107쪽/ 무중력 환경에서 태어난 지구인은 어떻게 적응하면서 성장할까? 이 질문에 대한 답은 지구인의 신체 기능과 적응이 어떻게 중력과 연관되어 있는지를 살피면 된다. 예를 들어 지구인의 척추 모양을 보자. 중력이 척추에 미친 영향을 이해한다면 중력이 약할 때 척추는 어떤 모양과 강도를 유지할지 상상할 수 있지 않을까?

04 시간
127쪽/ 지구인의 몸속에 생물학적 시계가 있고, 그 시계가 서로 조율되며, 그 주기가 25시간인 것은 우연이 아닐 수 있다. 그것이 밤과 낮의 길이, 시간대의 이동, 태어남과 노화 등으로 인한 수면이나 활동 같은 생리적 요구를 모두 수용해야만 하기 때문이다. 한마디로 변화하는 환경과 조건에 생체 시계가 바로바로 대응할 수 있도록 하기 위함이다. 지금 이 순간에도 지구인의 생체 시계는 멈추어 있지 않고 시차 적응 중이다.

05 음식
136쪽/ 지구인은 가능한 한 많은 것을 음식으로 먹기 위해 다양한 효소를 확보했다. 어떤 효소는 몸 안에서 만들어지고, 어떤 효소는 먹어서 얻는다. 또 효소는 종류에 따라 많기도 적기도 하다. 특히 지구인은 음식의 소화를 돕는 효소를 주로 장내 미생물에서 얻는다. 그래서 장내 미생물의 종류와 양에 따라 지구인의 소화 능력이 결정된다.

06 도시
160쪽/ 도시가 움직이지 않으려는 지구인의 속성에 맞추어 설계되고, 기술과 문명은 지구인을 점점 더 움직이지 않게 하지만 그래도 지구인은 계속 움직여야 한다. 그리고 지구인이 더 많이 움직일 수 있도록 도시를 설계하고 구조화해야 한다. 움직이지 않는 지구인에게는 여러 가지 부작용이 나타날 것이 분명하기 때문이다. 지구인은 항상 움직이며 진화해 왔다.