단순한 것도 그리 단순하지 않다

화학적 진화론에서는, 지상의 생명체가 수십억 년 전에 자연히 일어난 화학 반응에 의해 생겨났다는 의견을 제시합니다.

이 이론에서는 생명 없는 물질이 우연에 의해 바로 새나 파충류 등의 복잡한 생명체로 변화되었다고 말하지 않습니다. 그보다는, 일련의 화학 반응이 자연적으로 발생한 결과 마침내 조류(藻類)나 단세포 생물처럼 아주 단순한 생명체가 생겨났다고 주장합니다.

하지만 그러한 단세포 생물들에 대해 현재 알려진 점들에 근거해 볼 때, 그러한 생물들이 자연 발생적으로 생겨날 수 있었을 만큼 단순하다고 생각하는 것이 과연 합리적입니까? 예를 들어, 단세포 조류는 얼마나 단순한 것입니까? 단세포 조류 중 한 가지 종류를 자세히 살펴보도록 합시다. 이 조류는 볼복스 목의 두날리엘라 속에 속하는 단세포 녹조류입니다.

독특한 단세포 생물

두날리엘라 세포들은 알 모양으로 생겼고 크기가 매우 작아서 길이가 약 10미크론에 불과합니다. 1000마리 정도를 일렬로 늘어놓아야 그 길이가 겨우 1센티미터가 됩니다. 각각의 세포에는 한쪽 끝에 채찍처럼 생긴 두 개의 편모가 있어서 물속에서 움직일 수 있습니다. 두날리엘라 세포들은 식물과 비슷하게 광합성을 통해 에너지를 얻습니다. 이들은 세포 안으로 흡수한 이산화탄소와 무기질 및 기타 영양소들을 사용하여 양분을 만들어 내며, 번식은 세포 분열을 통해 합니다.

두날리엘라는 심지어 염분이 포화 상태인 용액에서도 살 수 있습니다. 이 생물은 사해에서도 살아갈 수 있고 또한 번식할 수 있는 극소수의 생물 가운데 하나인데, 사해의 염도는 일반 바닷물의 약 여덟 배나 됩니다. 또한 소위 단순하다는 이 유기체는 생활환경의 염도가 갑작스럽게 바뀌어도 생존할 수 있습니다.

한 가지 예로서, 시나이 사막에 있는 바닷물로 인해 생긴 얕은 습지에 사는 두날리엘라 바르다윌을 고려해 보도록 합시다. 그러한 습지의 물은 뇌우가 있을 때는 빠르게 희석되기도 하고, 몹시 뜨거운 사막의 열기에 물이 증발되면 염도가 포화 상태에 달하기도 합니다. 이 매우 작은 조류가 그러한 극심한 변화를 견디어 낼 수 있는 것은, 부분적으로는 글리세롤을 정확하게 알맞은 양만 만들어 내어 축적하는 능력 덕분입니다. 두날리엘라 바르다윌은 글리세롤을 아주 빠르게 합성해 낼 수 있는데, 염도의 변화가 생기면 몇 분도 채 안 되어 필요에 맞게 글리세롤을 생성하거나 없애기 시작하여 환경에 적응합니다. 이러한 능력은 중요한데, 이 생물이 사는 일부 지역은 염도가 몇 시간 만에 크게 달라질 수 있기 때문입니다.

사막의 얕은 습지에 사는 두날리엘라 바르다윌은 강렬한 햇빛에 노출되어 있습니다. 세포에 있는 색소가 보호막을 만들어 주지 않는다면, 세포는 햇빛 때문에 손상을 받게 될 것입니다. 이용 가능한 질소가 풍부할 때처럼, 영양분을 얻기에 좋은 환경에서 자라는 경우, 두날리엘라 배양 세포는  연두색을 띠는데, 녹색 색소인 엽록소가 보호막을 형성하기 때문입니다. 하지만 질소가 부족하고 염도와 온도와 빛의 강도가 높은 환경에서는, 배양 세포의 색이 녹색에서 오렌지색이나 빨간색으로 바뀝니다. 이유가 무엇입니까? 그처럼 열악한 상황이 되면 복잡한 생화학 작용이 일어납니다. 엽록소의 수치는 낮게 떨어지면서, 그 대신 대체 색소인 베타-카로틴이 생성됩니다. 이 색소를 만들어 내는 독특한 능력이 없다면, 세포는 죽게 될 것입니다. 베타-카로틴은 그러한 환경에서 사는 두날리엘라의 건조 중량 중 많게는 10퍼센트를 차지할 정도로 다량으로 생겨나서 이 조류의 색깔을 바꾸어 놓습니다.

미국과 오스트레일리아에서는, 영양제로 시판할 천연 베타-카로틴을 생산하기 위해 거대한 연못들에서 두날리엘라를 상업적으로 배양해 왔습니다. 일례로, 오스트레일리아의 남부와 서부 지역에는 대형 생산 시설들이 있습니다. 베타-카로틴은 인공적으로도 합성하여 생산하는 것이 가능합니다. 하지만 베타-카로틴을 인공적으로 대량 생산할 수 있는 생화학 제조 시설은 비용이 엄청나게 많이 들고 복잡하기 때문에, 그러한 시설을 갖춘 회사는 단 두 곳뿐입니다. 사람이 수십 년 동안 연구 개발과 생산 시설에 막대한 투자를 해서 가능하게 된 일을 두날리엘라는 식은 죽 먹듯 해냅니다. 이 단순한 조류는 생활환경에 따라 변하는 필요에 즉각적으로 반응하여, 너무 작아서 보이지도 않는 조그마한 공장에서 그러한 일을 해내는 것입니다.

두날리엘라 속의 또 다른 독창적인 능력을 두날리엘라 아키도필라 종에게서 찾아볼 수 있는데, 이 종은 자연적으로 형성된 산성 유황천과 산성 황화 토양에서 1963년에 처음으로 확인되었습니다. 그러한 산성 유황천이나 산성 황화 토양의 특징은 황산의 농도가 높다는 것입니다. 실험실 환경에서 실시한 연구들에 따르면, 이 두날리엘라 종은 레몬즙보다 산성이 약 100배나 더 강한 황산 용액에서도 자랄 수 있습니다. 반면에 두날리엘라 바르다윌은 알칼리성이 매우 강한 환경에서도 생존할 수 있습니다. 이러한 사실들은 두날리엘라가 생태학적 적응 능력을 발휘할 수 있는 범위가 얼마나 폭넓은지를 잘 보여 줍니다.

생각해 보아야 할 몇 가지 점들

두날리엘라가 지닌 비상한 능력들은 정말 놀랍습니다. 하지만 그러한 능력들은, 단세포 생물들이 변화무쌍하면서 때로는 열악하기도 한 환경에서 살아남고 번성하기 위해 사용하는 매우 놀라운 많은 특성들 중 아주 작은 부분에 불과합니다. 그러한 특성들 덕분에, 두날리엘라는 필요에 따라 성장하고, 선택적으로 양분을 섭취하고, 해로운 물질들을 차단하고, 배설물을 배출하고, 질병을 피하거나 극복하고, 포식자에게서 도망하고, 번식하는 등의 일을 할 수 있습니다. 사람은 그와 같은 일을 하는 데 약 100조 개의 세포를 사용하고 있습니다!

이 단세포 조류가 유기물 용액 속에 들어 있던 얼마의 아미노산에서 우연히 생겨난 단순하고 원시적인 생명체에 지나지 않는다고 말하는 것이 과연 합리적입니까? 그처럼 놀라운 자연의 경이를 순전히 우연의 산물이라고 생각하는 것이 과연 논리적입니까? 그보다는, 목적을 가지고 생명을 창조하신 설계의 대가에게 생물들이 존재하게 한 공로를 돌리는 것이 훨씬 더 합리적입니다. 생물들에게서 볼 수 있는 놀라운 복잡성과 상호 작용이 생겨나게 하려면, 우리가 온전히 이해할 수 있는 수준을 훨씬 뛰어넘는 탁월한 지성과 솜씨가 있어야만 합니다.

종교와 과학의 독단적인 견해를 배제한 채 성서를 주의 깊이 검토해 보면, 생명의 기원에 관한 질문들에 대해 만족스러운 답을 얻게 됩니다. 그처럼 성서를 검토하였기 때문에, 전문 과학 교육을 받은 많은 사람들을 비롯하여 수백만 명의 삶이 풍요로워졌습니다. *

[각주]

[26면 삽화]

왼쪽 끝: “두날리엘라”를 사용하여 베타-카로틴을 상업적으로 생산하는 모습

왼쪽: 다량의 베타-카로틴을 함유하고 있음을 나타내는 오렌지색 “두날리엘라” 배양 세포들을 확대한 모습

[자료 제공]

© AquaCarotene Limited (www.aquacarotene.com)

[26면 삽화]

두날리엘라

[자료 제공]

© F. J. Post/Visuals Unlimited

[27면 삽화]

주사 전자 현미경으로 찍은 모습, 핵(N)과 엽록체(C)와 골지체(G)가 보인다

[자료 제공]

Image from www.cimc.cornell.edu/Pages/dunaLTSEM.htm. Used with permission