생명 그 자체

40억년 전 어느 날의 우연

프랜시스 크릭 지음 | 김명남 옮김

김영사 2018년 03월 07일 출간 종이책 : 2015년 09월 11일 출간

작품소개

책소개

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.

목차

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
찾아보기

책 속으로

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]

출판사 서평

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

작가정보

저자(글) 프랜시스 크릭

저자 프랜시스 크릭은 DNA 이중나선 구조의 발견으로 노벨 생리의학상을 수상하며 생명과학 분야의 근본 패러다임을 바꾼 세계적인 영국 생물학자. 1916년에 영국 노샘프턴에서 태어나 런던대학교에서 물리학을 공부했고, 제2차 세계대전이 일어나자 자기기뢰, 음향기뢰 등 군사 분야 연구에 종사했다. 종전 후 생명 활동의 물리적 기초에 관심을 가지면서, 1947년 케임브리지대학교로 옮겨 생물학 박사학위를 받았다. 캐번디시연구소에서 재직 중이던 1953년, 《네이처》에 ‘DNA 이중나선 구조’에 관한 논문을 게재하며 생명공학 혁명의 첫 장을 열었다. 당시에는 이 연구가 학계에서는 크게 주목받지 못했으나, 이후 많은 학자들에 의해 재확인되며 그 공을 인정받아 1962년 제임스 왓슨(James Watson), 모리스 윌킨스(Maurice Wilkins)와 함께 노벨 생리의학상을 수상했다. 이로써 진화론의 찰스 다윈과 유전법칙의 발견자 그레고어 멘델과 같은 반열에 올라서며 분자생물학의 선구자로 명성을 떨쳤다. 1977년에는 미국의 솔크생물학연구소로 자리를 옮겨 만년을 보냈는데, 이때 뇌와 의식 문제를 집중적으로 연구하는 등 신경과학 분야에도 남다른 관심을 표했다. 2004년 세상을 떠날 때까지 초심을 잃지 않고 과학 연구에 매진한 그는 지금까지도 과학자들의 존경을 한몸에 받고 있다. 주요 저서로 《열광의 탐구(What mad pursuit)》, 《놀라운 가설(Astonishing Hypothesis)》, 《인간과 분자(Of Molecules and Men)》 등이 있다.

번역 김명남

역자 김명남은 KAIST 화학과를 졸업하고 서울대학교 환경대학원에서 환경정책을 공부했다. 〈동아일보〉 기자 출신으로, 인터넷 서점 알라딘의 편집팀장을 거쳐 현재 전문 번역가로 활동하고 있다. 과학 이외에도 환경, 문학서, 어린이 서적 등 다양한 분야의 책을 번역하기도 했다. 현재 〈한겨레〉 신문에 고정 칼럼을 연재하고 있다. 《우리 본성의 선한 천사》로 제55회 한국출판문화상 번역상, 《세계를 삼킨 숫자 이야기》로 제24회 한국과학기술도서상 번역상을 수상했다. 옮긴 책으로 《현실, 그 가슴 뛰는 마법》, 《지상 최대의 쇼》, 《내 안의 물고기》, 《소름》, 《남자들은 자꾸 나를 가르치려 든다》, 《특이점이 온다》, 《프랜시스 크릭》 외 다수가 있다.