[eBook]폭발적 진화 : 인간을 탄생시킨 1%의 기적
저 : 사라시나 이사오 ㅣ 역 : 조민정 ㅣ 출판사 : 생각정거장 ㅣ 발행일 : 2018년 07월25일 | 종이책 발행일 : 2018년 05월23일
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Home > eBook > 자연/사회과학 > 생명과학/의학/뇌과학
| 구성 파일 갯수 : | 0개 |
|---|---|
| 구성 파일 명 : | 폭발적 진화 |
"원숭이는 왜 인간으로 진화하지 않은 걸까?"
생물이 무생물이 되고 인간이 되기까지
1% 기적이 만든 인간의 탄생!
하늘의 구름은 시시각각 모양이 바뀐다. 이와 비슷하게 생물도 끊임없이 변화한다. 그러나 생물과 구름에는 결정적인 차이가 있다. 40억 년간 생물이 변화하며 인간이 탄생했지만, 구름은 인간이 되지 못했다. 여전히 하늘에는 수많은 구름이 있지만 앞으로도 구름은 인간이 되지 못할 것이다. 생물 역시 아무리 많이 존재해도 단순히 변하기만 했다면 인간이 될 수 없었을 것이다. 진화론의 관점에서 인간은 특별한 위치를 차지하고 있다. 침팬지나 고릴라 같은 유인원은 인간과 유사한 모습을 하고 있지만 인간으로 진화하지 않았다. 인간은 어떻게 지금과 같은 형태의 팔과 다리, 눈과 입, 그리고 뛰어난 지능을 가지게 되었을까? 생물의 진화는 아주 천천히 일어났다. 그러나 거대한 시간 속에서 본다면 순식간이라고 할만큼 다양한 종이 폭발적으로 진화하는 시기가 있었고, 새로운 종의 탄생을 불러일으킨 핵심적인 사건이 있었다. 일례로 직립보행이 인간의 진화에 큰 영향을 끼쳤다고 알려져 있는데, 실제로는 직립보행을 한지 수백만 년이 지나는 동안 인간의 뇌는 전혀 커지지 않았다. 도대체 이유가 무엇이며, 어떤 사건이 인간을 변화시킨 걸까? 이 책은 입, 뼈, 눈, 뇌 등 신체기관을 힌트 삼아 아주 미세한 세포가 동물이 되고 인간으로 진화하기까지의 시간을 추적한다.
생물이 무생물이 되고 인간이 되기까지
1% 기적이 만든 인간의 탄생!
하늘의 구름은 시시각각 모양이 바뀐다. 이와 비슷하게 생물도 끊임없이 변화한다. 그러나 생물과 구름에는 결정적인 차이가 있다. 40억 년간 생물이 변화하며 인간이 탄생했지만, 구름은 인간이 되지 못했다. 여전히 하늘에는 수많은 구름이 있지만 앞으로도 구름은 인간이 되지 못할 것이다. 생물 역시 아무리 많이 존재해도 단순히 변하기만 했다면 인간이 될 수 없었을 것이다. 진화론의 관점에서 인간은 특별한 위치를 차지하고 있다. 침팬지나 고릴라 같은 유인원은 인간과 유사한 모습을 하고 있지만 인간으로 진화하지 않았다. 인간은 어떻게 지금과 같은 형태의 팔과 다리, 눈과 입, 그리고 뛰어난 지능을 가지게 되었을까? 생물의 진화는 아주 천천히 일어났다. 그러나 거대한 시간 속에서 본다면 순식간이라고 할만큼 다양한 종이 폭발적으로 진화하는 시기가 있었고, 새로운 종의 탄생을 불러일으킨 핵심적인 사건이 있었다. 일례로 직립보행이 인간의 진화에 큰 영향을 끼쳤다고 알려져 있는데, 실제로는 직립보행을 한지 수백만 년이 지나는 동안 인간의 뇌는 전혀 커지지 않았다. 도대체 이유가 무엇이며, 어떤 사건이 인간을 변화시킨 걸까? 이 책은 입, 뼈, 눈, 뇌 등 신체기관을 힌트 삼아 아주 미세한 세포가 동물이 되고 인간으로 진화하기까지의 시간을 추적한다.
종의 다양성을 불러일으킨 캄브리아 폭발
생물을 연구함에 있어 화석은 중요한 연구자료다. 그런데 생물화석은 과거 모든 시기에서 골고루 발견되지 않는다. 특별히 약 5억 3,000만 년 전인 캄브리아기의 생물화석이 상당히 많이 발견된다. 여기에는 몇 가지 이유가 있는데 첫 번째로는 이 시기에 많은 동물들의 골격이 일제히 진화했기 때문이다. 유기물이 주성분인 다른 부분과 달리 골격은 화석으로 남기 쉽다. 두 번째 이유는 많은 동물의 ‘체계’가 이 시기에 완성됐기 때문이다. 현재 지구상의 동물은 대략 30개 이상의 그룹으로 분류되는데, 이 시기에 수많은 동물의 체계가 형성됐다. 심장과 눈이 생기고 각기 다른 형태를 지니게 되면서 화석으로 남겨지기 쉬웠던 것이다. 이처럼 다양한 생물이 폭발적으로 진화했던 시기를 ‘캄브리아 폭발’이라고 부른다.
폭발적 진화를 일으킨 핵심적인 사건
캄브리아 폭발은 동물 진화 역사에서 가장 큰 사건이다. 캄브리아기 폭발이 일어난 계기에 대해선 여러 가지 추론이 가능하다. 어떤 연구자는 바닷물의 인 농도가 증가한 것을 이유로 든다. 물론 척추동물의 뼈가 인산칼슘으로 이루어져 있으니 인 농도의 증가가 진화에 관여했을 수도 있다. 그러나 캄브리아기에 탄생한 골격은 탄산칼슘으로 된 것도 있고, 이산화규소로 된 것도 있다. 인 농도만으론 설명이 부족하다. 기후의 온난화나 대륙과 해양의 변화로 인한 서식지 다양화도 이유가 될 수 있지만 이처럼 환경적인 요인은 캄브리아기 이전에 이미 조성되어 있었다. 만약 진화를 위한 환경이 이미 갖춰져 있었다면 어떤 사소한 계기가 진화를 폭발시킨 건 아니었을까? 마치 과냉각수가 들어 있는 병을 흔들었을 때 순식간에 물이 어는 것처럼 말이다. 캄브리아 폭발을 발생시킨 ‘병을 흔드는 행동’이 무엇이었을까?
신체에 남아 있는 진화의 증거들
최초의 동물은 바다에서 탄생했고, 꽤 오랫동안 동물은 물을 떠나지 못했다. 그러다 어느 순간 육지로 진출했고 새로운 모습으로 진화하기 시작했다. 동물이 호흡을 하려면 산소가 필요한데 물고기들은 주로 아가미로 호흡하고 육상동물은 폐로 호흡한다. 그런데 몇몇 동물의 경우 아가미와 폐를 함께 가지고 있는 경우가 있다. 한편 고래의 경우 줄곧 물속에서 생활하는데도 폐로 호흡을 한다. 바로 여기에 생물의 진화 과정을 엿볼 수 있는 힌트가 있다. 이 책은 다양한 동물의 신체기관을 통해 생물이 어떤 과정을 거쳐 인간의 형태로 진화해왔는지 살펴본다.
생물을 연구함에 있어 화석은 중요한 연구자료다. 그런데 생물화석은 과거 모든 시기에서 골고루 발견되지 않는다. 특별히 약 5억 3,000만 년 전인 캄브리아기의 생물화석이 상당히 많이 발견된다. 여기에는 몇 가지 이유가 있는데 첫 번째로는 이 시기에 많은 동물들의 골격이 일제히 진화했기 때문이다. 유기물이 주성분인 다른 부분과 달리 골격은 화석으로 남기 쉽다. 두 번째 이유는 많은 동물의 ‘체계’가 이 시기에 완성됐기 때문이다. 현재 지구상의 동물은 대략 30개 이상의 그룹으로 분류되는데, 이 시기에 수많은 동물의 체계가 형성됐다. 심장과 눈이 생기고 각기 다른 형태를 지니게 되면서 화석으로 남겨지기 쉬웠던 것이다. 이처럼 다양한 생물이 폭발적으로 진화했던 시기를 ‘캄브리아 폭발’이라고 부른다.
폭발적 진화를 일으킨 핵심적인 사건
캄브리아 폭발은 동물 진화 역사에서 가장 큰 사건이다. 캄브리아기 폭발이 일어난 계기에 대해선 여러 가지 추론이 가능하다. 어떤 연구자는 바닷물의 인 농도가 증가한 것을 이유로 든다. 물론 척추동물의 뼈가 인산칼슘으로 이루어져 있으니 인 농도의 증가가 진화에 관여했을 수도 있다. 그러나 캄브리아기에 탄생한 골격은 탄산칼슘으로 된 것도 있고, 이산화규소로 된 것도 있다. 인 농도만으론 설명이 부족하다. 기후의 온난화나 대륙과 해양의 변화로 인한 서식지 다양화도 이유가 될 수 있지만 이처럼 환경적인 요인은 캄브리아기 이전에 이미 조성되어 있었다. 만약 진화를 위한 환경이 이미 갖춰져 있었다면 어떤 사소한 계기가 진화를 폭발시킨 건 아니었을까? 마치 과냉각수가 들어 있는 병을 흔들었을 때 순식간에 물이 어는 것처럼 말이다. 캄브리아 폭발을 발생시킨 ‘병을 흔드는 행동’이 무엇이었을까?
신체에 남아 있는 진화의 증거들
최초의 동물은 바다에서 탄생했고, 꽤 오랫동안 동물은 물을 떠나지 못했다. 그러다 어느 순간 육지로 진출했고 새로운 모습으로 진화하기 시작했다. 동물이 호흡을 하려면 산소가 필요한데 물고기들은 주로 아가미로 호흡하고 육상동물은 폐로 호흡한다. 그런데 몇몇 동물의 경우 아가미와 폐를 함께 가지고 있는 경우가 있다. 한편 고래의 경우 줄곧 물속에서 생활하는데도 폐로 호흡을 한다. 바로 여기에 생물의 진화 과정을 엿볼 수 있는 힌트가 있다. 이 책은 다양한 동물의 신체기관을 통해 생물이 어떤 과정을 거쳐 인간의 형태로 진화해왔는지 살펴본다.
제1장 막 - 생물과 무생물 사이에는 무엇이 존재하는가?
따뜻한 가정집과 같은 세포
쓰러져가는 오두막과 같은 바이러스
스스로 단백질을 만드는 생물
막히지도 뚫려 있지도 않은 세포막
문어처럼 생긴 세포막 구조
달면 삼키고 쓰면 뱉는 세포막
모든 생물의 공통선조 루카
제2장 입 - 씹는 힘이 강하면 생존에 유리할까?
동물이란 입이 있는 관이다
새우는 등과 배가 반대다
단순한 구멍에서 열고 닫는 턱으로
귀 뼈가 된 포유류의 아래턱
턱으로 소리를 들을 수 있다?
씹는 힘이 약한 쪽이 유리할 때도 있다
제3장 뼈 - 폭발적 진화는 왜 일어났을까 ...
따뜻한 가정집과 같은 세포
쓰러져가는 오두막과 같은 바이러스
스스로 단백질을 만드는 생물
막히지도 뚫려 있지도 않은 세포막
문어처럼 생긴 세포막 구조
달면 삼키고 쓰면 뱉는 세포막
모든 생물의 공통선조 루카
제2장 입 - 씹는 힘이 강하면 생존에 유리할까?
동물이란 입이 있는 관이다
새우는 등과 배가 반대다
단순한 구멍에서 열고 닫는 턱으로
귀 뼈가 된 포유류의 아래턱
턱으로 소리를 들을 수 있다?
씹는 힘이 약한 쪽이 유리할 때도 있다
제3장 뼈 - 폭발적 진화는 왜 일어났을까 ...
우리의 귀는 고막이 진동하면서 소리를 포착한다. 그리고 작은 뼈 3개가 진동을 크게 증폭시켜 내이로 전달한다. 이 뼈들을 바깥쪽부터 순서대로 망치뼈(추골), 모루뼈(침골), 등자뼈(등골)라고 부른다. 고막 안에 뼈가 3개나 있는 생물은 포유류가 유일하다. 그런데 처음 육지로 진출한 척추동물에게는 원래 등자뼈밖에 없었다. 그렇다면 망치뼈와 모루뼈는 어떻게 생겨났을까. 사실 망치뼈와 모루뼈는 원래 턱뼈였다. 그것이 진화 과정에서 귀까지 이동한 것이다.
('귀 뼈가 된 포유류의 아래턱' 중에서/ p.39)
옛날에 동물은 몸이 작고 보드라웠다. 몸을 크게 만들 이유는 전혀 없었다. 골격 따위 만들어봐야 성가시기만 할 뿐이었다. 그런 평화로운 세계에 어떤 작은 사건이 일어났다. 한 동물이 다른 동물을 잡아먹은 것이다. 동물을 먹는 동물이 등장하자 먹히는 입장에 놓인 동물도 그에 대항해야만 했다. 그 과정에서 먹히지 않게 진화한 동물이 탄생했다. 그러자 이번에는 먹는 쪽의 동물 역시 대처할 필요가 생겼다. 이런 식으로 마치 군비 확장 경쟁을 하듯, 단숨에 동물의 다양화와 대형화가 진행된 것은 아니었을까. 또 이러한 생태계의 변화는 골격의 진화도 ...
('귀 뼈가 된 포유류의 아래턱' 중에서/ p.39)
옛날에 동물은 몸이 작고 보드라웠다. 몸을 크게 만들 이유는 전혀 없었다. 골격 따위 만들어봐야 성가시기만 할 뿐이었다. 그런 평화로운 세계에 어떤 작은 사건이 일어났다. 한 동물이 다른 동물을 잡아먹은 것이다. 동물을 먹는 동물이 등장하자 먹히는 입장에 놓인 동물도 그에 대항해야만 했다. 그 과정에서 먹히지 않게 진화한 동물이 탄생했다. 그러자 이번에는 먹는 쪽의 동물 역시 대처할 필요가 생겼다. 이런 식으로 마치 군비 확장 경쟁을 하듯, 단숨에 동물의 다양화와 대형화가 진행된 것은 아니었을까. 또 이러한 생태계의 변화는 골격의 진화도 ...
사라시나 이사오 [저]
학으로 돌아와, 도쿄대 종합연구박물관 연구사업 협력자로 일하고 있다. 주요 저서로는 코단샤 과학출판상을수상한 [화석 분자생물학] [우주에서 어떻게 인간이 탄생했을까] 등이 있다.
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조민정 [역]
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