칼럼

                과학은 모든 생명체에서 아이디를 얻는다

                                                              권우상

                                               명리학자. 역사소설가. 극작가

모든 생물은 자라고 움직이고 증식한다. 지구가 특별히 아름다운 것은 그러한 생물들 때문이다. 오늘날 인류는 그 어느 때보다 생명체에 대해 더 많은 것을 알고 있다. 성서에 따르면 생명은 창조주가 설계한 것이다. 생물은 세포로 구성되어 있다. 세포들은 작은 공장과 같아서 생명을 유지하고 증식하기 위해 엄청나게 복잡한 온갖 종류의 작업을 한다. 사실상 거의 모든 생명체가 그처럼 복잡한 작업을 수행한다. 예를 들어, 단세포 생물인 빵 효모균은 사람의 세포에 비하면 단순해 보이지만 사실 믿을 수 없을 정도로 복잡하다. 효모균에는 잘 조직된 세포핵이 있고 그 안에 DNA가 있는데 이 균은 분자를 분류하고 운반하고 변형시키는 초소형 기계와 같은 시스템을 갖추고 있다고 한다. 과학자들은 인간의 세포를 더 잘 이해하기 위해 수십 년 동안 효모균을 연구해 왔지만 아직도 과학자들이 모르는 것이 많다. 남극 해저 침전물에서 얻어 낸 화석화 된 꽃가루와 포자를 통해, 한 때는 남극에 야자나무가 자라고 열대림에 가까운 숲이 있었다는 사실이 최근에 밝혀져 세계인들에게 관심이 모아지고 있다. 미국에 본부를 둔 워취타워협회가 발행하는 잡지에 따르면 신생대의 이른바 “에오세 온실기”에는 겨울이 온화했고 “기본적으로 서리도 없었으며” 극지방의 기온이 적도와 큰 차이가 나지 않았다고 한다. 이 일은 우연의 산물인지, 아니면 DNA의 저장 능력 때문인지를 생각하게 한다.

컴퓨터 사용자들은 엄청난 양의 디지털 정보를 만들어 내며, 필요에 따라 사용할 수 있도록 그 정보를 저장해야 한다. 과학자들은 기존의 디지털 저장 방식을 혁신적으로 개선하기를 바란다. 그렇게 하기 위해 그들은 자연에 존재하는 훨씬 더 우월한 정보 저장 체계인 DNA를 모방하려고 시도하고 있다. 살아 있는 세포의 DNA에는 수십억 개의 생물학적 정보가 들어 있다. 유럽 생물 정보학 연구소의 ‘닉 골드먼’은 다음과 같이 말했다. “매머드의 뼈에서도 DNA를 추출하여 그 안에 담긴 정보를 이해하는 것이 가능하다. 또한 DNA는 놀라울 정도로 크기가 작고 정보의 밀도가 매우 높으며 저장하는데 전력이 필요하지도 않기 때문에 운반과 관리가 간편하다.” 그렇다면 DNA에 사람이 만든 정보도 저장할 수 있을까? 연구가들은 그렇다고 말한다. 과학자들은 디지털 장치에 정보를 저장하는 것처럼, 암호화된 문서와 사진과 오디오 파일이 담긴 DNA를 합성해 냈다. 나중에 연구가들은 저장된 그 정보를 100퍼센트 정확하게 해독할 수 있었다. 과학자들은 때가 되면 이 방법을 사용하여 1그램의 인공 DNA에 CD 약 300만 장 분량의 정보를 저장할 수 있게 될 것이며, 이 모든 정보를 수천 년까지는 아니더라도 수백 년간은 보존할 수 있을 것이라고 생각한다.

이 방법은 앞으로 온 세상의 디지털 자료를 모두 저장할 잠재력을 가지고 있다는 것이다. 그래서 DNA를 “하드 디스크의 결정판”이라고 부르기도 한다. 이에 대해 사람은 DNA의 저장 능력은 진화로 생겨난 것이 아니라 설계된 것이라고 생각한다는 것이다. 세계인들에게 관심을 보이는 것은 이것뿐만 아니다. 여치의 놀라운 청각도 관심꺼리가 되고 있다. 남아메리카에 서식하는 수풀 여치(Copiphora gorgonensis)의 귀는 길이가 1밀리미터도 안 되지만 사람의 귀와 매우 비슷한 기능을 한다. 이 곤충은 먼 곳에서 나는 광범위한 주파수대의 소리를 구별할 수 있다. 예를 들면, 다른 여치가 내는 소리와 박쥐가 먹이를 사냥할 때 내는 초음파를 분간할 수 있다. 여치의 귀는 양쪽 앞다리에 있다. 사람의 귀처럼, 여치의 귀는 소리를 모으고 변환한 다음 그 주파수를 분석한다. 그런데 과학자들은 이 곤충의 귀 안에서 독특한 기관을 발견했다. 이 기관은 액체로 가득 차 있는 팽팽한 주머니인데, 길쭉한 풍선처럼 생겼다. 소리 주머니라고 불리게 된 이 기관은 포유류의 달팽이관과 같은 역할을 하지만, 크기는 달팽이관보다 훨씬 작다. 여치가 가진 놀라운 청각은 바로 이 소리 주머니 덕분이다.

영국 브리스틀 대학교의 생물학 교수인 ‘대니얼 로버트’의 말에 따르면, 이 발견은 공학자들이 “생물체에서 아이디어를 얻어서 이전 어느 때보다 더 작고 성능이 좋은 보청기를 개발하는데 도움이 될 것이다”라고 한다. 연구가들은 이 발견이 의료 영상 시스템을 포함한 차세대 초음파 공학 기술에도 기여할 것이라고 하면서 인간의 질병 치료에 이용될 것임을 시사하고 있다. 이러한 여치의 놀라운 청각에 대해 많은 세계인들은 저절로 진화된 것으로 보기는 어렵다는 반응을 보이고 있다고 한다. 이처럼 대자연 속에서 생존하는 동식물을 통통해 인간에게 유익한 과학 아이디어를 얻는 것이 적지 않다. 다만 우리가 그것을 발견해지 못해서일 뿐이다.