인간과 함께 한 물의 신비 : 인간과 물의 공생관계

지구를 지켜주는 물, 온실효과로 인한 증발 위기

인간의 직립보행도 물과 연관있다는 학설 존재

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기사원문은 인터넷 과학신문 '사이언스타임즈'에서 확인할 수 있습니다.

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너무도 당연한 얘기지만 생명체는 물과 떼려야 뗄 수 없는 관계이다. 물 분자 자체는 유기물이 아닌 무기물이지만, 생물과 무생물을 잇는 연결고리라고 할 것이다. 지구상 최초의 생명체가 바로 바다 속, 즉 물에서 탄생하였는데, 이는 물이 보편 용매(Universal solvent)로서 어떤 액체보다도 더 많은 화학물질들을 용해시킬 수 있기에 가능한 것이었다.

​최초의 생명이 정확히 언제 어떻게 탄생했을지는 여전히 밝혀내기 어려운 과제이겠지만, 원시 지구의 대기 환경에서 합성되거나 바다 속에서 여러 원소의 반응 등을 거쳐 만들어진 유기물들이 점차 발전하고 변화하여 복제 능력을 갖춘 원시 생명체가 출현하였을 것으로 추정하고 있다. 생명체 탄생의 발원지로 가장 유력한 곳은 바다 밑바닥에 지각이 갈라진 곳에서 뜨거운 물과 가스가 뿜어져 나오는 열수 분출공(Hydrothermal vent)으로서, 생명체에 필요한 에너지를 공급해 줄 수 있는 곳이다. 초기 지구의 대기에는 산소가 없었으므로 당연히 오존층도 존재할 수가 없어서, 바다가 아닌 지상에서는 쏟아져 내리는 태양의 자외선과 우주선(宇宙線)을 버텨낼 재간이 있는 생명체는 없었을 것이다.

생명체 탄생의 발원지로 추정되는 바다 속의 열수분출공 ⓒ 위키미디어

이처럼 지구의 생명체는 탄생 순간부터 현재까지 ‘물’에 큰 빚을 지고 있지만, 한편으로는 지구상의 물 역시 생물들 덕분에 오늘날까지 풍부하게 남아 있을 수 있게 되었다. 즉 물과 생명체는 일방적인 관계가 아니라 서로 돕는 긴밀한 ‘공생’ 관계인 셈이다.

​물의 기원이 원시지구에 충돌한 혜성들로부터 실려 온 것이 아니라 지구가 탄생한 처음부터 물이 존재했다고 주장한 지질학자 스티븐 모지스(Stephen Mojzsis) 교수는 생명체의 탄생 시기에도 매우 주목할 필요가 있다고 언급하였다. 즉 초기 지구에 물이 풍부했더라도 당시 대기의 대부분을 구성하는 짙은 이산화탄소로 인한 온실 효과로 인하여, 지구가 뜨겁게 달궈져서 물이 모두 증발하여 사라질 위기에 놓였을 것이라 한다.

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바로 이처럼 절체절명의 순간에 원시 생명체가 탄생하고 이후 광합성을 하는 생물들이 출현하여 이산화탄소를 흡수하고 다량의 산소를 내놓았던 덕분에, 물은 없어질 위기를 극복하고 지구는 쾌적한 환경을 유지할 수 있게 된 것이다. 생물의 광합성의 부산물인 산소에 의해 지구 상공에 오존층이 형성됨으로써, 태양의 자외선 등으로부터 지구를 지켜 줄 강력한 보호막의 하나가 만들어진 것이다.

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지구 인근의 행성인 금성과 화성의 현재 상황을 살펴보면 물과 생명체의 상호 관계를 더욱 잘 이해할 수 있을 것이다. 원시 지구대기와 비슷하게 짙은 이산화탄소의 대기로 둘러싸인 금성은 당연히 물이 없을 뿐 아니라, 표면 온도가 약 500도에 달하는 불지옥과도 같은 곳이다. 태양에 더 가까워서 에너지를 훨씬 많이 받는 수성보다도 더 뜨거운 것이다. 초기의 금성에 바다가 있었는지는 논란이 될 수 있지만, 아무튼 만약 지구에서 생명체가 탄생하지 않았더라면 지구 역시 금성과 별로 다르지 않은 환경이 되었을지도 모른다.

짙은 이산화탄소 대기로 인하여 몹시 뜨겁고 물이 없는 금성 ⓒ 위키미디어

지구보다 태양에서 멀어서 평균 온도가 낮은 화성 역시 지금은 표면에 물이 별로 없는 것으로 관측된다. 퇴적암의 흔적 등으로 미루어볼 때 과거에는 물이 풍부했을 화성이 현재는 거의 메마르게 된 것은, 화성의 약한 자기장 탓일 수도 있지만 역시 화성에 생명체가 번성하지 않은 것과 깊은 관련이 있을 것이다.

​고등동물인 포유류로 진화한 인간은 외관의 생김새가 물고기와 크게 다른 듯이 보이지만, 인간의 몸 안에는 오랜 세월 동안 물에서 진화해 온 흔적들이 고스란히 남아 있다. 국내에도 번역되어 나온 세계적인 과학 베스트셀러 ‘내 안의 물고기(Your Inner Fish)’의 저자인 닐 슈빈(Neil Shubin) 박사는 어류에서 사지동물인 양서류로 진화하는 중간 형태의 동물 틱타알릭(Tiktaalik)의 화석을 발견한 것으로도 잘 알려져 있다.

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닐 슈빈 등의 고생물학자들은 인간의 팔다리는 어류의 지느러미에서 유래된 것으로서, 손가락과 발가락의 형성에 필요한 유전자는 바로 틱타알릭과 같은 물고기로부터 물려받은 것임을 밝혀냈다. 또한 복잡하기 그지없는 인간의 뇌신경 역시 물고기의 뇌신경으로부터 발전한 것임이 입증되었다.

사지동물의 조상인 틱타알릭의 머리 화석을 들고 있는 닐 슈빈 박사 ⓒ Caleb Long

인간이 직립보행을 하게 된 것 또한 물과 깊은 관련이 있다고 주장하는 과학자도 있다. 하버드 대학 인간진화생물학과의 리처드 랭엄(Richard Wrangham) 교수는 침팬지, 보노보 원숭이 등을 오랫동안 연구해온 세계적인 영장류 학자인데, 그는 인간의 이족 보행에 대한 새로운 이론을 내놓은 바 있다.

​인류의 조상, 즉 호미닌이 최초에 어떤 과정을 통하여 두 발로 걷기 시작했는지는 여전한 논쟁거리인데, 기존의 가장 유력한 학설은 나무 위에서 내려오면서부터 초원을 두 발로 걷기 시작하였다는 것이었지만, 최근에는 나무 위에서부터 두 발로 걸었을 것이라는 주장도 있다.

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랭엄 교수는 엉덩이와 무릎을 구부린 채 불편하게 걷는 보노보 원숭이들의 행태를 상세히 연구한 결과, 그것은 바로 물에서 먹이를 구하면서 걷기에 매우 편리한 자세라고 주장하였다. 즉 인류의 조상이 두 발로 직립보행을 하게 된 시초를 물속을 헤치고 다니던 유인원으로부터 진화한 것이라 설명한 것이다. 랭엄 교수는 몸의 털이 없어지고 땀을 흘리게 된 것 등도 인간이 다른 유인원들과 구별되는 특성들도 물과 연관이 있다고 주장한 바 있다.

< 출처 : 과학기술정보통신부 >

대멸종 연대기 : 멸종의 비밀을 파헤친 지구 부검 프로젝트 / 피터 브래넌

576.84 B821eKㄱ   자연과학열람실(4층)

책소개

지구를 휩쓴 대멸종의 현장에서 만난 미래!

미국에서 가장 주목 받는 젊은 과학저널리스트 피터 브래넌의 작가 데뷔작 『대멸종 연대기』. 3년여의 추적과 연구 끝에 완성한 대멸종 연구서의 최종판으로, 지구가 죽음에서 스스로 깨어난 방법들을 알려주면서 또 한 번의 대멸종을 멈추기 위해 인류가 무엇을 해야 하는지를 깨닫게 한다.

부분적으로는 여행서이자 역사서이며 인류의 자연에 대한 무신경을 꼬집는 경고가 담겨 있는 이 책에서 저자는 앞선 다섯 번의 대멸종을 살펴보며 우리의 가까운 미래에 관해 주지할 만한 시사점을 제시한다. 다섯 건의 대멸종을 체계적으로 정리하고, 최신의 연구 데이터와 주류 이론은 물론 소수 과학자들의 의견이지만 주목할 만한 대멸종의 원인에 대해서도 상세하게 다루며 현대 인류에게 다가올 사건을 엿보게 한다.

출판사 서평

“이 책은 궁극의 추리소설이다!” _ 에드 용(과학저널리스트)
“놀랍도록 서정적인 지구 대멸종 연구서!” _ <사이언스>
수많은 언론과 지식인들의 극찬을 받은 대멸종 연구서의 최종판!

미국에서 가장 주목 받는 젊은 과학저널리스트 피터 브래넌이 3년여의 추적과 연구 끝에 완성한 대멸종 연구서의 최종판이다. 브래넌의 작가 데뷔작인 《대멸종 연대기》는 출간 이후 아마존닷컴 분야 1위(환경 재난 분야), 포브스 선정 베스트북 10, 〈뉴욕타임스〉 베스트셀러 및 에디터스 초이스(2017), 〈사이언티픽 아메리칸〉 선정 이 달의 책 등에 선정되며 대멸종 연구서의 한 획을 그었다는 평가를 받고 있다. 또한 더 나은 세상을 위해 공헌한 책에 수여하는 노틸러스상(nautilus book awards, 2017)을 수상했으며, 〈사이언스〉 〈뉴요커〉 〈보스턴글로브〉 〈이코노미스트〉 TED.com 등 유력 매체의 극찬을 받기도 했다. 부분적으로는 여행서이자 역사서이며 인류의 자연에 대한 무신경을 꼬집는 경고가 담겨 있는 이 책은, 지구가 죽음에서 스스로 깨어난 방법들을 알려주면서 또 한 번의 대멸종을 멈추기 위해 인류가 무엇을 해야 하는지를 깨닫게 한다.

ㆍ아마존닷컴 분야 1위(환경 재난 분야)
ㆍ포브스 선정 베스트북 10 (2017)
ㆍ뉴욕타임스 에디터스 초이스 (2017)
ㆍ뉴욕타임스 베스트셀러
ㆍ사이언티픽 아메리칸 선정 이 달의 책 (2017. 7)
ㆍ2017 노틸러스상(nautilus book awards, 더 나은 세상을 위해 공헌한 책) 수상
ㆍ『사이언스』 『뉴요커』 『보스턴글로브』 『이코노미스트』 TED.com 등 유력 매체 극찬.
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죽음보다 더한 뭔가가 벌어졌다. 우리는 글로 쓰일 수 있는 궁극의 최
후를 지켜보고 있으며, 다시는 빛줄기를 알지 못할 어둠을 일별하고 있다.
우리는 멸종의 현실성과 맞닿아 있다.
ㆍ 헨리 비틀 휴(Henry Beetle Hough)
여섯 번째 대멸종을 앞두고 앞선 다섯 번의 대멸종을 부검하다
_ 인간이 만든 초래한 새로운 지질시대, 인류세와 대멸종

대멸종이라는 이슈가 전 세계적으로 커다란 화두다. 생물다양성협약의 과학적 자문을 위해 설립된 정부 간 협의체인 ‘생물다양성과학기구(IPBES)’는 2019년 5월 6일 프랑스 파리에서 발표한 <지구평가보고서>에서 인간의 활동으로 인한 동·식물 서식지 감소와 기후변화 등으로 지구가 대멸종에 직면할 수 있다고 경고했다. 언론에 따르면 멸종 위기를 경고한 보고서는 과거에도 있었지만 각국 정부가 생물 멸종의 위험성을 합동으로 승인하고 대응책을 고민한 것은 이번이 첫 사례라고 한다.
이와 맞물려 마지막 빙하기 이후 1만여 년에 걸쳐 현재에 이르는 지질시대인 ‘홀로세’와 구분해, 지금 지질시대를 ‘인류세’’로 부르자는 제안이 국제층서학위원회(ICS)의 소위원회(WGA)에서 한창 검토되고 있다. 인류세라는 이름이 제출된 건 지구에 대한 인간 활동의 영향이 눈에 띄게 커졌기 때문이다. 20세기 중반 이후 대기 중 이산화탄소 증가와 함께 생물 멸종의 속도가 빨라지고 플라스틱, 알루미늄, 콘크리트 같은 전에 없던 물질이 세상에 널리 퍼지면서 이전 지질시대와 확연히 구분된다는 주장이 나오고 있기 때문이다. 이런 논의가 이루어지고 있다는 것은 지구가 심각한 생태환경의 위기에 봉착해 있다는 것에 다름 아니다. 인류세라는 용어를 처음으로 쓴 노벨화학상 수상자 폴 크뤼천(Paul Crutzen)의 제안을 지질학, 생물학계가 받아들이고 과학철학 등 인문·사회과학 분야까지 논의가 퍼진 결과, 인류세는 전 세계적으로 ‘4차 산업혁명’보다 많이 검색된, 과학계의 2019년 현재 가장 뜨거운 담론이 되었다.
위의 두 가지 이슈 모두 한 가지 걱정을 향해 뻗어 있다. 바로 인류가 가까운 미래에 여섯 번째 대멸종을 겪을 수 있다는 우려다. 인류는 지금껏 자연에 순응하는 대신 환경을 인간 종에 맞게 뜯어고치면서 살아왔다. 그 결과, 대량생산과 대량소비로 특징지어진 현대사회로 접어들면서 지구 온난화와 서식지 파괴가 심각해졌다. 생물다양성과학기구는 생물 멸종이 전례 없는 속도로 진행되면서 전체 동·식물 종의 8분의 1인 100만종 이상이 멸종위기에 처했다고 밝혔다.
더 이상의 생물 멸종을 막으려면 인간이 생산하고 소비하는 방식의 근본적 변화가 필요하다. 실제 이를 요구하는 목소리가 유럽을 중심으로 커지고 있다. 지난해 말부터 영국에서 시작된 ‘멸종저항운동’은 세계 각국으로 퍼지면서 기후변화와 생물다양성 급감에 대한 관심을 높이고 있는 중이다. 공룡에게나 벌어지는 일인 줄 알았던 대멸종이 이제 인류의 미래를 위협하는 가장 무서운 장애물이 된 시대가 도래했다. 하지만 아직도 많은 사람들은 대멸종에 대해 무감하고, 무감한 만큼 지구의 생태 파괴 속도는 줄어들지 않고 있다.
이런 세계적 추세와 맞물려 《대멸종 연대기》의 출간은 큰 의의가 있다. 앞선 다섯 번의 대멸종을 살펴보면서 우리의 가까운 미래에 관해 주지할 만한 시사점을 제시하기 때문이다. 다섯 건의 대멸종을 체계적으로 정리한 서적이 드물뿐더러, 최신의 연구 데이터와 주류 이론은 물론 소수 과학자들의 의견이지만 주목할 만한 대멸종의 원인에 대해서도 상세하게 다루고 있기 때문에, 인류세를 살아가는 모두가 한번쯤 읽어보아야 할 책이다.

목차

머리말

제1장 시작
행성의 시발, 아득히 먼 시간의 심연

제2장 오르도비스기 말 대멸종
4억4500만 년 전

제3장 데본기 후기 대멸종
3억7400만 년 전 그리고 3억5900만 년 전

제4장 페름기 말 대멸종
2억5200만 년 전

제5장 트라이아스기 말 대멸종
2억100만 년 전

제6장 백악기 말 대멸종
6600만 년 전

제7장 플라이스토세 말 멸종
5만 년 전

제8장 가까운 미래
100년 안에 인류가 멸종할 가능성에 대하여

제9장 마지막 멸종
8억 년 후의 세계

감사의 글
참고문헌
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