과학 | 지구환경의 미래를 묻다, 화학의 눈으로 보면 녹색지구가 펼쳐진다

화학의 눈으로 보면 녹색지구가 펼쳐진다 - 지구환경의 미래를 묻는 우리를 위한 화학 수업 ㅣ 내 멋대로 읽고 십대 7
원정현 지음 / 지상의책(갈매나무) / 2023년 1월

『하나, 책과 마주하다』

지구를 되살리는 데 화학이 왜 필요할까?

생각해보자. 지구온난화와 기후변화는 정확히 어디에서 비롯된 것일까?

생각해보자. 플라스틱은 단지 썩지 않아서 문제가 된 것일까?

생각해보자. 이산화탄소는 기체인데 왜 토양과 바다까지 오염된다고 하는 것일까?

그렇다면, 지구와 인간에게 모두 이로운 방향은 없는 것일까?

이 모든 질문에 대한 해답을 위해, 책을 펼쳐보려고 한다.

저자, 원정현은 서울대학교 사범대학 생물교육과를 졸업하고, 미국 일리노이대에서 교육학으로 석사 학위를 받았다.

서울대학교 자연과학대학 과학사/과학철학 협동과정에서 ‘20세기 한반도 지질학 지식의 형성과 재구성’으로 박사학위를 받았다.

졸업 후에도 지질학과 고생물학 분야의 연구를 계속하고 있으며, 서울과학기술대학교와 홍익대학교에서 과학사를 강의해 왔다.

Ⅰ 물질 순환, 자연에 이미 답이 있다

환경 문제를 해결할 때 현상을 이해하는 과정도 중요하지만 건강한 환경에 관한 자신만의 사고 틀을 가지는 일도 매우 중요하다.

태양계의 구성요소인 지구는 지권-수권-기권-생물권-외권, 이렇게 지구 자체적으로 하나의 시스템을 이루며 지구 시스템의 각 구성요소는 끊임없이 상호작용을 한다.

예컨대 기권은 생물권의 광합성과 호흡에 필요한 이산화탄소와 산소를 주고 수권은 기권에 수증기를 공급하고 지권의 암성은 풍화되어 생물이 살아갈 수 있는 장소를 제공하고 필요한 유기물과 무기물을 제공하는 역할을 한다.

우리는 항상 탄소에 대해 주목한다.

왜일까? 탄소는 지구 시스템 유지에 결정적인 원소이기 때문이다.

탄소로 시작해 탄소로 끝난다고 해도 과언이 아닐 정도로 탄소는 우리의 삶에 밀접하게 연관되어 있다.

전체 무게로 보면 지표면 전체 원소의 0.08%에 불과하지만 지구 모든 곳에 존재하면서 다른 원소와 결합하여 만드는 화합물의 수가 나머지 다른 모든 원소로 이루어진 화합물의 수보다 훨씬 더 많다.

단단하게 뭉쳐져서 다이아몬드가 되기도 하고 석유, 석탄과 같은 에너지원이 되기도 하고 종이의 구성 성분이 되기도 하며 온실효과를 일으키는 이산화탄소도 탄소로 구성되어 있고 플라스틱, 합성계면활성제도 탄소로 이루어져 있다.

즉, 탄소가 다양한 화합물의 형태로 지구 시스템을 지배하고 있음을 의미한다.

탄소는 제자리에 머무르지 않고 지구 구성요소들이 상호작용하는 과정에서 각 권 사이를 이동하며 다닌다.

탄소가 한 구성요소에서 다른 구성요소로 이동하였다가 다른 원래 구성요소로 돌아오는 과정을 탄소의 순환이라고 한다.

탄소의 순환 과정을 빠르게 일어나는 순환 과정과 느리게 일어나는 순환 과정으로 나눌 수 있는데, 전자는 생물들의 광합성과 호흡을 통해 일어난다.

지구 시스템은 탄소와 같은 물질의 순환으로 균형을 이룬다.

그렇다면 여기서 궁금증이 생길 수밖에 없다.

만약 탄소가 순환하지 못한다면 지구 시스템에서는 어떤 일이 발생할까?

아니면 지구 구성요소들이 서로 연결되어 상호작용하는 상태에서, 만약 인체에 해로운 물질이 순환 경로를 따라 이동하면 어떤 일이 발생할까?

물질 순환은 지구에서 생물체가 생존할 수 있는 최소한의 안전장치이기 때문에 매우 중요한 것이다.

마치 우리 몸이 제대로 작동하려면 혈액이 제대로 순환해야 하는 것처럼 말이다.

이산화탄소가 물질 순환고리에서 이탈해버린다면 지구 대기에 어떤 일이 벌어질지 우리는 잘 알고 있다.

즉, 우리가 해야 할 것은 바로 물질 순환고리의 회복인 것이다.

Ⅱ 화학의 눈으로 보면 녹색지구가 펼쳐진다

16세기에 들어서면서부터 자연에 관한 지식이 빠른 속도로 확장되었고 자원을 더 효율적으로 이용하는 방향으로 성장하다 보니 함께 할 대상이라기보단 이용할 대상으로 여겨져왔다.

특히 1, 2차 산업혁명 때 주 원료가 화석이었기에 필연적으로 환경오염이 될 수 밖에 없었다.

이후 19세기 말부터 환경오염을 우려하는 목소리가 등장하기 시작했는데 당시 환경주의자들은 인간들이 무분별하게 자연환경을 파괴하다 보면 결국 이상기후 상태로 전환될 것이라 목소리를 높였었다.

그런데 제 2차 세계대전이 과학 기술의 위대함을 증명하는 계기가 되어 인공적으로 합성시킨 화학물질들이 빠른 속도로 옛 물질들을 대체하게 되며 환경이 심각하게 오염되게 된다.

이후 60년대에 들어서며, 그제야 과학자들이 화학물질이 지구 시스템에 심각한 영향을 끼친다는 사실을 깨닫게 된다.

온갖 화학물질을 만들었을 때 정작 환경오염에 대해 깨닫지 못했겠지만 심각하게 오염된 자연환경을 보며 과학자는 물론 기업가들 또한 그 심각성을 알게 된 것이다. 물론 각국 정부 또한 환경오염의 책임에서 벗어날 순 없었다.

그렇다면 화학물질로 발생한 환경오염 문제는 누가 해결해야 하는 것일까?

철은 생활용품을 비롯해 주택, 자동차 등을 만들 수 있게 해주었고 시멘트는 안전한 주거를 제공해주었으니 인공 화학물질들이 우리에게 편리함을 주는 것은 인정할 수밖에 없다.

일단 지구 곳곳에 쓰레기가 많은 이유는 그동안 우리가 플라스틱 제품을 무분별하게 많이 사용했기 때문이다.

그럼에도 플라스틱 제품을 썼던 이유는 다양하다. 가볍고, 깨지지도 않고, 값싸고, 물도 묻지 않고, 썩지도 않고…….

무엇보다 거북의 껍질과 코끼리 상아를 이용했던 공예품이 플라스틱으로 대체되었으니 거북이와 코끼리의 멸종을 막았다는 의견도 있다.

단순히 생각해보면 플라스틱이 환경을 오염한다고 해서 철이나 시멘트 공장을 대폭 줄이고 합성세제를 없애자는 일상 생활의 유용함마저 폐기할 순 없을 것이다.

화학물질은 생산하되, 이 과정에서 발생하는 환경오염 문제를 해결해야 한다면 남은 질문은 바로 이것이다.

화학물질을 만들어내는 생산 활동과 이를 소비하고 폐기하는 과정에서 지구 시스템의 기능은 그대로 유지하되 환경오염을 최대한 막을 방법은 무엇인가?

두마리 토끼를 잡을 수 있는 해결책은 과연 무엇일까?

바로 목표를 지구 시스템의 물질 순환 회복으로 설정하는 것이다.

그렇다면 '어떻게 하면 효율적인 화학물질을 만들 수 있을까?'에서 '어떻게 하면 효율적이면서도 지구에 피해 주지 않은 화학물질을 만들 수 있을까?'로 질문이 자연스레 바뀔 것이다.

화학물질의 생산/소비/폐기하는 과정을 지구 시스템과 생태계 순환의 원칙에 맞게 재조정하면 되니깐.

기술을 개발하는 첫 단계부터 친환경 목표에 부합하는 쪽으로 방향을 잡는 것이 환경오염을 막을 수 있는 유일한 길이다.

돈과 시간, 인력 등이 더 들더라도 장기적으로 놓고보면 매우 유리한 방법이다.

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지구가 많이 아픈가보다!

지구가 이상해졌다!

지구 시스템이 더 병들어 가면 고스란히 피해를 받는 것이 바로 우리들이다.

기상 이변으로 인한 자연 재해가 바로 그 증거다.

그렇다면 우리가 할 수 있는 것은 무엇일까?

과거와는 달리, 모두가 환경에 대한 관심도가 높아지면서 지구환경을 위해 한 두가지 이상의 좋은 습관을 가지고 있다.

나 또한 환경에 도움이 되고자 사소한 것 하나, 하나 놓치지 않고 실생활에서 실천중이다.

그러나 단순하게 환경 오염의 주범 그리고 환경오염을 막기 위한 실천 방안만 알아서는 부족하다는 것이다.

그래서 펼치게 된 책이 바로 『화학의 눈으로 보면 녹색지구가 펼쳐진다』였다.

과학 | 끝내 진화하여 살아남고 마는 식물 이야기, 『극한 식물의 세계』

극한 식물의 세계 - 끝내 진화하여 살아남고 마는 식물 이야기
김진옥.소지현 지음 / 다른 / 2022년 9월

『하나, 책과 마주하다』

1월 1일 0시 기준으로 지구가 탄생했다면 식물은 11월 24일 이끼식물의 모습으로 나타났다.

현재 우리가 식물이라 부르는 생물의 가장 원시적인 단계는 이끼식물이다.

최초의 식물부터 지금의 식물까지 알고 싶다면, 45억 7000만 년이라는 지구의 역사와 지질시대를 훑어봐야 한다.

그렇다면 그 많은 식물들 중 가장 크고 작은 식물은 무엇이고 가장 빠르고 느리게 자라는 식물은 무엇이고 극한의 땅에서도 자라는 식물은 과연 무엇일까?

식물의 세계가, 문득 궁금해졌다.

저자, 김진옥은 이화여자대학교 생물과학과를 졸업하고, 동 대학원에서 식물분류학으로 석사 및 박사학위를 받았다. 이화여자대학교 자연사박물관 학예원구원, 성신여자대학교 자연사박물관 학예사로 근무했으며, 현재 서대문자연사박물관 식물분야 전문 위원으로 활동하고 있다.

허준박물관, 약령시 한의학박물관, 한독의약박물관, 한국숲해설가협회 등에서 식물수업을 진행하였다.

저자, 소지현은 이화여자대학교에서 생명과학과 학사와 에코과학부 식물계통분류학 통합과정을 수료하고 현재 이화여자대학교 자연사박물관 학예연구원으로 재직하고 있다.

자연사박물관, 이화여자대학교 자연사박물관, 인천 국립 생물자원관, 허준박물관에서 과학 교육 담당 강사로 활동하며 자연과학의 이야기를 나누고 있다.

Ⅰ 크거나 작거나

2016년 7월, 전 세계가 이목이 한 식물에 집중되었다.

시체꽃이라고도 부르는 타이탄 아룸이 80년 만에 꽃을 피운다는 것이었다.

수만 명이 이 꽃을 보기 위해 뉴욕식물원으로 몰렸고 꽃이 피고 지는 장면은 전 세계로 생중계되었었다.

도대체 어떤 꽃이기에 모두가 관심을 보이는 것일까?

타이탄 아룸은 수마트라섬에만 있던 식물로, 현재는 전 세계 식물원에서 옮겨 심어 전시하고 있는데 대개 7-9년에 한 번 꽃을 피운다고 한다.

무엇보다 피어 있는 기간이 단 이틀 뿐이라 타이탄 아룸의 꽃을 보기란 하늘의 별 따기인 셈이다.

이렇다보니 타이탄 아룸의 개화 소식이 들리면 모두의 관심이 쏠릴 수밖에 없다.

그렇다면 단지 7-9년에 한 번, 그것도 이틀만 꽃을 피운다는 이유로 사람들의 이목을 한 번에 받는 것일까?

또 다른 이유가 있다.

바로 타이탄 아룸은 길이 3m, 너비 1.5m까지 자라는 세계에서 가장 큰 꽃이기 때문이다.

여기서 말하는 꽃이란 꽃 한 송이가 아닌 꽃대에 달린 꽃 전체를 일컫고 있으니 정확하게는 '세계에서 가장 큰 꽃차례'라 할 수 있겠다.

바깥쪽은 녹색의 잎, 안쪽은 마치 거대한 나팔 모양의 꽃잎이 피어나듯 검붉은 색을 띄고 있는데 재미있는 것은 타이탄 아룸의 꽃을 세계에서 가장 큰 꽃이라고 표현하는 이유는 꽃차레 전체가 하나의 꽃처럼 보이기 때문이다.

타이탄 아룸의 꽃잎처럼 보이는 부분을 불염포라고 하는데, 이는 잎이 변형된 것으로 꽃차례 전체를 감싸안아 꽃차례를 보호하며 꽃가루를 옮기는 동물을 불러들이는 역할을 한다.

흔히 접할 수 있는 카라와 안스리움의 꽃도 각각 흰색과 빨간색의 꽃잎처럼 보이는 불염포로 싸여 있는 꽃차례이다.

그렇다면 여기서 의문이 생기는 게 '진짜' 꽃은 어디에 있을까?

'진짜' 꽃은 불염포 안쪽으로 가운데 높이 솟아 있는 거대한 연두색 기둥 아래쪽에 달려있다.

불염포가 감싸고 있어 자세히 볼 순 없지만 연두색 기둥 아래에 밑씨를 가진 작은 암꽃이 빼곡, 그 위로는 꽃가루를 가진 수꽃이 빼곡하게 달려 있다.

덧붙여 불염포가 감싸고 있어서 자세히 볼 수 없기도 하지만 방독면 없이는 관찰이 힘들다고 한다.

그 이유는 꽃이 풍기는 지독한 냄새 때문이다.

앞서 시체꽃이라고도 불린다고 언급했었는데, 그 냄새가 마치 썩어가는 고기와도 같아 얼마나 독한지 가까이 보려고 했던 사람들 중에 기절한 사람도 있었다고 한다.

이틀이란 짦은 개화 시간 동안 성공적인 꽃가루받이를 하기 위해 꽃차례에 거대한 크기, 강렬한 색깔, 지독한 냄새, 높은 온도 등 촘촘한 설계로 완벽한 생존 전략을 가지고 있는 타이탄 아룸!

그래서 매력적인 것이 아닐까 싶다.

꽃이 아닌 나무로 넘어가볼까?

우리나라에서 가장 키가 큰 나무는 무엇일까?

열네 살쯤 가족들과 양평으로 여행을 떠났었는데 그때 용문사에도 들러 은행나무 앞에서 막냇동생과 함께 찍은 사진이 있다.

쭉 뻗어있는 은행나무를 다 담아주려던 엄마의 열정이 빛을 발해 결과물이 매우 만족스러워 큰 액자로 뽑아 장식장 한편에 두었는데, 그때 찍었던 은행나무가 바로 우리나라에서 가장 키가 큰 은행나무이다.

1962년 천연기념물 제30호로 지정되어 보호되고 있는 용문사 은행나무의 키는 42m로 나이는 1100년이 넘은 것으로 추정되고 있다.

1100년, 그렇다면 삼국시대에 싹을 틔워 고려시대, 조선시대를 거쳤으니 역사의 산증인인 셈이다.

은행나무는 암꽃과 수꽃이 다른 나무에 피는 암수딴그루 식물로, 먹는 은행은 암나무에서 열리는 씨앗이다.

덧붙여, 황금빛의 절경을 보고싶다면 꼭 단풍이 물드는 가을에 용문사에 방문하기를 추천한다.

키가 큰 나무를 봤으니 작은 나무도 봐야 하지 않을까?

우리나라에서 가장 키가 작은 나무는 무엇일까?

우리나라에서 가장 따뜻한 곳이라고 할 수 있는 제주도!

제주도에는 다른 어느 지역보다 추운 곳이 있으니 바로 한라산 꼭대기이다.

땅에서부터 100m씩 올라갈수록 기온이 0.6℃씩 떨어지는데, 백록담의 기온은 한라산 아래보다 약 11℃ 더 낮다고 한다.

바로 백록담 바위틈에 우리나라에서 가장 키가 작은 나무인 암매가 붙어 살고 있다.

암매는 돌에 피는 매화라는 뜻으로, 난쟁이버들과 막상막하를 이루며 세계에서 가장 키가 작은 나무에 속한다.

아무리 자라도 10m가 넘지 않아 서로 옹기종기 붙어있는 모습이 마치 난쟁이버들과도 같다.

마치 전체적인 모습이 방석과도 같은데 암매는 백록담 바위에서 빈틈없이 빽빽하게 줄기를 얽혀 매서운 바람과 낮은 기온을 이겨낸다.

암매의 잎은 난쟁이버들의 잎에 비해 크기는 작지만 가죽처럼 반들반들하고 도톰해 겨울에도 푸른 잎을 달고 살며 수명이 다해 죽더라도 줄기에 남아 태양열을 흡수한다고 한다.

그렇다면 암매는 어쩌다 백록담 바위에 붙어 살게 된 것일까?

사실 암매는 북쪽의 극지방에 서식하고 있었는데 빙하기 때 점점 강해지는 추위를 견딜 수 없어 남쪽으로 내려오게 되었고 그렇게 정착한 곳이 제주도였다.

그런데 빙하기가 끝나고 날이 따뜻해지자 암매는 더이상 이곳에 있을 수 없어 다시 올라가려 하는데, 한반도와 제주도가 바다를 두고 분리되니 갈 곳을 찾지 못하게 된다.

그렇게 땅을 피해 고도가 높은 곳으로 오르고 오르다보니 도착한 곳이 백록담이었던 것이다.

생명과학의 세계란 참으로 신기하다.

안타까운 것은 온난화 현상으로 인해 전체적인 기온이 올라가면서 암매는 백록담 꼭대기에서 올라갈 수도, 버틸 수도 없는 상황이 되어버려 우리나라 멸정위기 1급 식물로 지정해 보호하고 있다고 한다.

Ⅱ 강하거나 독하거나 교묘하거나

식물이 독을 품는 이유는 단 하나다.

바로 천적으로부터 자신을 지키기 위해서이다. 식물에게 천적이라 하면 그 대상은 동물이 될 수도, 균이 될 수도 있다.

독이 강한 식물은 그렇지 못한 식물보다 잘 살아남을 뿐더러 자손을 많이 퍼뜨려 더더욱 강한 독을 강한 식물로 진화하게 된다.

식물의 독은 전체적으로 퍼져있기도 하고 잎, 열매, 씨앗 등에 집중되기도 하는데 대부분은 씨앗에 독을 품는 식물들이 많다.

씨앗이 자손을 남기는 직접적인 매개체이기에, 동물들이 먹지 못하게 하려고 씨앗에 독을 품는 것이다.

그렇다면 어떤 식물의 씨앗이 가장 강한 독을 가지고 있을까?

바로 피마자의 씨앗이다.

피마자는 아주까리라고도 부르며 열대지방 전체에 널리 퍼져 있어 많은 사람이 심어 기르고 있다.

세계에서 가장 유독한 식물로 기록되어 있는 피마자의 씨앗에는 소량으로도 사람을 죽일 수 있는 독이 들어있다.

피마자의 씨앗에 들어있는 독의 실체는 리신으로, 리신은 생물무기금지협약 규제 목록에 올라와 있을 정도이다.

제1, 2차 세계대전 당시 리신을 무기화하기 위해 많은 실험을 했었고 그 과정에서 많은 사람들이 암살되었었다.

리신은 책을 통해 접하기도 했지만 CSI와 같은 범죄물 미드에서 일찍이 접해 사람에게 얼마나 치명타를 입힐 수 있는지 알고 있다.

이렇듯 리신이라는 단어가 생소하지 않은 것은 바로 많은 사건의 중심에 올라왔었기 때문이다.

1978년 영국 런던의 한 버스정류장, 불가리아 정부를 반대하던 조지 마르코프가 불가리아의 비밀경호국 요원에게 살해당한다.

우산 끝에 다리를 찔렸다는데, 사실 우산은 우산을 가장한 무기였으며 끝에 리신을 넣은 작은 알갱이가 들어 있었다고 한다.

1.7mm로 눈에 보이지 않을 만큼 작았지만 사람을 죽이기에는 충분한 양이었다.

그렇게 리신이 들어있는 우산에 허벅지 뒤쪽을 찔린 마르코프는 처음에 벌레 물린 통증을 느끼다 그날 밤 열이 나기 시작했고 시름시름 앓다 4일 만에 사망하게 된다.

2013년, 당시 미국 대통령인 버락 오바마에게 리신이 들어있는 편지가 배달되어 테러 경계령이 내려졌었는데 용의자는 상원의원과 판사에게도 같은 편지를 보내 생물학적 무기 사용 시도 혐의로 25년 형을 받게 되었다.

가루로 만든 리신이라도 기침, 발열, 설사, 출혈 등이 나타나다가 결국은 사망에 이르고 만다.

리신이 치명적일 수밖에 없는 이유는 일단 몸 속으로 들어오면 생명 유지에 필수적인 단백질을 세포에서 만들어내지 못하게 하기 때문이다.

번식력이 좋기도 하지만 사람들은 왜 피마자를 심어 기르는 것일까?

기원전 4000년경 이집트 무덤에서도 나온 것을 보면 유용하게 사용했던 식물임에는 틀림없다.

추정하건데, 피마자 씨앗에서 얻는 기름인 피마자유를 램프의 연료나 화장품, 의약품으로 쓴 게 아닐까 싶다.

무엇보다 다른 식물의 씨앗보다 월등히 많은 기름을 추출할 수 있다.

지금도 피마자유는 다양한 분야에서 쓰여지고 있다.

금속이 부딪히는 것을 방지하기 위한 윤활제, 상처 치유 연고, 램프 연료 등 여러 화학 분야의 원료로도 사용되고 있다.

치명적인 독성에 반해, 사람들은 왜 기피하지 않는 것일까?

씨앗에만 독성이 있고 씨앗에서 기름을 추출할 때 단백질인 리신이 기름에 녹아 나오지 않기 때문이다.

참고로 80℃ 이상만 열을 가해도 파괴되기 때문에 독성은 쉽게 사라진다.

Ⅲ 지나치거나 열악하거나

전세계에서 가장 메마른 곳, 아타카마 사막.

비가 땅에 닿기도 전에 증발해버리니 진정한 사막이라 할 수 있겠다.

오죽하면 화성 탐사 장비 테스트하는 장소로 사용되기도 했을까.

아타카마 사막은 바다였던 곳이 융기하여 생성된 지형으로, 소금 덩어리가 돌아다닐 정도로 염분이 많다.

해발 2000m가 넘는 고도이다 보니 낮은 여름처럼 더워도 밤은 겨울처럼 추워 계절에 상관없이 밤 기온은 영하로 떨어지곤 한다.

이렇게만 보면 극한의 공간이나 다름없으니 그 어떤 식물도 못 견딜 것 같다고 예상하겠지만, 살아가고 있는 식물이 있다.

너비 6m에 달하는 거대한 반구형의 모습을 한 식물, 그 주인공은 바로 야레타다.

야레타는 바위 근처에 붙어살며 극도의 건조함과 온도 차를 견디며 살아가고 있는데 그 모습이 마치 초대형 브로콜리처럼 생겼다고 한다.

야레타를 본 대부분은 신기하게 생긴 녹색 바위라고 생각하지 식물이라고 생각하지 못 한다고 한다.

야레타는 물이 많은 곳에 살면서 포자로 번식하는 이끼가 아니라 극도의 건조함 속에서도 꽃을 피워 열매를 맺는 속씨식물이다.

1년에 겨우 1.4mm에서 4mm까지 자란다고 하니 녹색 바위처럼 생겼다고 본 야레타는 수백 년 동안 살아오고 있는 것이다.

야레타의 생존 전략은 바위와 돌에 있다.

물이 없는 환경이 유리하기에 큰 돌이나 바위 근처에 붙어사는 야레타는 돌 위에 고여지는 물을 빠르게 흡수한다고 한다.

아타카마 사막에 비가 오지 않는 것은 맞다. 다만 안갯속 수분이 높은 해발에 있는 돌 위에 닿으면 식어서 물방울로 변하게 되어 소량의 물이 고이게 되는 것이다.

또한 낮에 강렬한 햇빛으로 데워진 돌이 밤의 추위 속에서 야레타를 따뜻하게 보호해준다.

현재 기후변화로 인해 날이 갈수록 건조하고 척박해지니 과학자들은 오늘도 아타카마 사막의 식물들을 연구하고 있다고 한다.

극한의 조건에서도 수백 년을 살아오고 있는 야레타는 정말이지 대단한 존재이다.

야레타의 유전자를 분석하여 척박한 환경에서도 잘 자랄 수 있는 작물을 만들어낸다면 훗날 많은 도움이 되지 않을까 싶다.

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유치원 때, 식물원에 다녀온 기억이 선명하다.

그 때, 충격적(?)으로 다가왔던 식물이 바로 파리지옥이었다.

식물이 파리를 먹는다고?

설마! 했었지만, 살포시 앉은 파리를 꿀꺽 삼키는 모습을 보고 얼마나 놀랐었는지 모른다.

세계에서 가장 크고 작은 식물은 무엇이고 가장 빠르고 느리게 자라는 식물은 무엇이고 극한의 땅에서도 자라는 식물인지, 총 30개의 식물을 통해 뜻깊은 여행을 다녀온 기분이다.

생명체는 결국 주어진 환경 속에서 적응하며 살아갈 수 있음을, 식물을 통해 다시 한번 느낄 수 있었다.

생명과학의 세계가 이렇게나 신비로웠던가!

크게 관심을 두지 않았던 것도 이유였겠지만 미생물에 이어 식물까지 책을 통해 접해보니 순간 그런 생각도 했었다.

'이과를 선택해서 과학을 배웠으면 참 좋았을텐데…'

생각해보니 서울대공원 내에 있는 식물원 들렸던 게 20살 때이니 식물원 안 가본지도 참 오래된 것 같다.

생각난 김에, 한 번 다녀와야 할 것 같다!

어제의 미생물에 이어 오늘의 식물이라니!

마치 짜여진 것 마냥 순서를 완벽하게 잡은 것 같아 뿌듯할 정도였다.

생명과학이 이렇게나 재미있을 줄은 몰랐다.

"나, 정말로 과학 좋아했네…♥"

과학 | 가장 미세한 존재들에 대하여, 『100개의 미생물, 우주와 만나다』

100개의 미생물, 우주와 만나다 - 온 세상을 뒤흔들어온 가장 미세한 존재들에 대하여
플로리안 프라이슈테터.헬무트 융비르트 지음, 유영미 옮김, 김성건 감수 / 갈매나무 / 2022년 9월

『하나, 책과 마주하다』

플로리안 프라이슈테터 "…… 하늘의 별만 우주 이야기를 들려주는 것이 아니라, 미생물 역시 또 다른 우주 이야기를 들려주지요! 지구를 오늘날과 같은 행성으로 만든 것도 미생물이에요. 행성으로서의 지구는 우리 천문학자의 담당 영역이지요. 소행성, 혜성, 달, 다른 행성도 그렇고요. 우리는 멀리 어느 행성에 생명체가 존재할는지 아직 알지 못해요. 하지만 외계 생명체를 부지런히 찾고 있지요. 이런 수색에도 미생물이 중요한 역할을 해요."

헬무트 융비르트 "미생물이 온갖 것에 연관되어 많은 이야기를 들려주는 건 놀랄 일이 아니에요. 한 사람의 신체 안에 있는 세균 수만 해도 100조 개에 이르거든요. 자그마치 우리 은하에 있는 별 개수의 500배에 해당하는 수지요. 지구상에 존재하는 세균의 총 개수는 관측 가능한 온 우주의 별보다 더 많고요. 미생물은 작지만, 온 세상에 존재해요! 그러므로 세상을 이해하려 한다면, 이 작은 생물체를 간과할 수 없습니다."

본격적으로 책에 들어가기에 앞서, 천문학자인 플로리안 프라이슈테터와 생물학자 헬무트 융비르트의 대화를 듣고 나니 가슴 한 켠에서 궁금증과 동시에 설레임이 폭발했다.

내가 과학을 이렇게나 좋아했었나 싶을 정도로 말이다.

이렇게나 신비롭고도 무궁무진한 세계가 우리를 기다리는데 책을 안 펼쳐볼 수 있겠는가!

세상에서 가장 작은 생명들을 통해 바라본 우리와 우주의 세계, 지금 미생물 사전을 통해 바로 확인해보자.

저자, 플로리안 프라이슈테터는 오스트리아 빈 대학교에서 천문학을 공부하고 소행성을 주제로 박사학위를 받았다.

소행성 중 하나가 그의 이름을 따서 명명되기도 했다. 2008년에 그가 개설한 천문학 블로그 ‘Astrodicticum Simplex’는 현재 최다 방문객을 자랑하는 독일어권 인기 과학 블로그다.

저자, 헬무트 융비르트는 오스트리아의 칼 프란젠스 그라츠 대학에서 분자생물학을 공부하고, 아포토시스(세포자살) 연구로 박사학위를 받았다.

2008년부터 같은 대학 과학 커뮤니케이션 및 인재 육성 센터에 근무했고, 2016년 10월 오스트리아 최초로 과학 커뮤니케이션 분야 정교수로 임명되었다. 튀빙겐과 빈 대학에서 연구했고, ‘그라츠 참여실험실Mitmachlabore Graz’을 공동 설립했으며, ‘미각실험실Geschmacklabor’의 학술 분과장이자 사회·지식·커뮤니케이션 센터 소장으로 활동하고 있다.

자연의 모태에서 무궁무진하게 만들어지는 경이로운 형상, 미생물

Schizomycete 분열균류는 의미가 전이되어 세포 분열로 증식하는 미생물을 뜻하게 되었다.

사실 이 말은 구체적인 생물을 칭하는 말로 이는 fungus 진균과는 무관했다.

지구상의 생물을 분류하는 것이 얼마나 어려운 것인지, 우리는 분열균을 통해 짐작해볼 수 있다.

《Brock의 미생물학》에 따르면, 미생물은 이렇게 정의되어 있다.

"미생물은 아주 미세한 단세포생물이다. 미세하게 작지만 세포는 없는 바이러스도 미생물에 포함된다."

그렇다면 미생물은 육안으로 볼 수 없으며, 단세포이며 무엇보다 미생물은 생물이라는 것이다.

인류는 생물 분류를 명확하게 하고자 했다.

아리스토텔레스는 생물을 '완벽'의 정도로 분류하여 인간을 자연의 사닥다리 최상단에 위치시키는 주관적 오류를 범하였는데, 물론 지금은 생물을 과학적으로 분류하고자 노력하고 있다.

18세기, 자연과학자 칼 폰 린네는 식물과 동물이라는 두 '계'로 나누고 그 밑으로 강, 목, 과, 속, 종 같은 하위 그룹을 위치시켰다.

호모 사피엔스 종인 인간은 동물계 중에서 포유류 강에 속했고 포유류 강 안에서도 호미니드과에 속하였고 그 과에서 또 호모 속으로 세분화했다.

이렇게 생명체를 단순하게 동식물로 나누는 것은 한계가 있었다. 무엇보다 미생물에 속하는 생물들이 많았기 때문이다.

이 때, 찰스 다윈의 진화론은 새로운 분류체계의 필요성을 대두시키게 된다.

그리하여 동물, 식물을 추가적으로 더해 대부분 단세포생물로 이루어진 원생생물이 또 하나의 계로 추가된다.

이후 20세기에 들어서서, 균류를 식물계로부터 분리하고 원생생물을 진핵생물과 원핵생물로 나누었다.

그러다 1970년대 새로운 연구 결과를 통해 다시금 극적인 전환을 맞이하게 된다.

미생물학자 칼 워즈가 박테리아를 자세히 살펴본 결과 필연적으로 나누어야 한다는 것을 깨달았기 때문이다.

비슷하게 보여도 유전적 분석으로는 전혀 달랐기에, 원핵생물을 세균과 고세균으로 분류하고 생물 분류 단계에서 계보다 높은 최상위 단계인 역을 두었다.

즉, 지구상의 모든 생물을 진핵생물과 세균 그리고-새로운-고세륜, 이렇게 세 가지 역으로 분류하였다.

지금도 새로운 제안들이 끊임없이 나오기 때문에 생물 분류 문제는 아직도 최종적으로 결론나지는 않았다.

올해는 특히 인명피해가 심각할 정도로 장마가 심했는데, 지금도 전세계에서는 홍수, 가뭄으로 인해 골머리를 앓고 있다.

급격한 기후 변화의 가장 큰 원인인 지구 온난화 현상이 심해지지 않도록 전세계가 작은 노력부터 천천히 실천하고 있지만 여전히 심각해지고 있다는 것이 우리들의 현실이다.

미생물 이야기에 앞서, 무한도전 오호츠크해 특집편에 나왔던 퀴즈 하나를 내볼까 한다.

문제! 소가 트림을 하면서 내뿜는 가스, 이산화탄소보다 25배 강한 온실효과를 내는 가스는?

정답은 메탄이다.

파아란 하늘 아래 드넓은 초원에서 풀을 뜯는 소들, 이러한 목가적인 풍경이 사실은 기후위기를 부추기는 요인이 되고 있다는 사실에 대해 알고 있는가?

기후위기에 대한 책임이 소나 초원에게 있다고 말하기는 힘들지만, 그 책임은 소와 풀을 서식 공간으로 삼는 미생물에 있다.

고세균인 메타노브레비박터 루미난티움은 메탄을 생성하는 단세포 미생물로, 현재 메탄을 발생시킨다고 알려진 유일한 생물이다.

대기 중의 나머지 메탄은 지질활동으로부터 배출되는데, 고세균들은 산소가 없는 환경을 선호하므로 소의 위나 장이 더할 나위없이 적합한 서식 공간이다.

소의 내장에서 메탄이 만들어 내면 자연스레 메탄은 소의 위장 안에 남아있게 되니 소의 트림이나 방귀로 메탄이 대기 중으로 배출되는 것이다.

메탄가스는 무색무취로, 기후에 매우 부정적인 영향을 미친다.

대기로 배출되는 온실가스 중 메탄이 차지하는 비율이 20퍼센트 정도이며 그중 동물사육이 가장 큰 몫을 차지하니, 전세계에서 배출되는 메탄가스의 35퍼센트 이상이 축산업에서 비롯되었다 해도 과언이 아니다.

소의 내장에서 고세균을 억제하는 방법이 실질적으로 효과적이지 못하니, 동물성 식품의 대량생산을 줄여 소의 수를 줄이는 것밖에 방법이 없는 것일까?

2013년 연구자들은 고세균이 특히 사탕무에 주로 들어있는 물질을 화학적으로 변화시켜 메탄을 만들어낸다는 것을 발견해냈다.

(사탕무는 동물사료에 종종 사용되는 식품이다.)

사료 제조과정에서 유채씨유를 소량 섞으면 유채씨유가 소의 위장에서 수소가 방출되는 과정을 방해하여 고세균의 성장이 억제된다는 것이다.

다만, 이 방법은 소들이 식량으로부터 충분한 영양을 취하지 못하는 것으로 밝혀져 이런 방법들을 적극 활용하는 것이 과연 소에게 이로운 것인지는 확신할 순 없다.

지구온난화가 유발하는 것은 결코 소의 잘못이 아니다.

소의 배설물이 기후문제를 유발하긴 하지만 자연 속에서 메탄은 배출될 뿐 아니라 자연스레 흡수되어 없어지기도 하니깐 말이다.

그렇다고 목장을 숲으로 바꿔야 하는 것은 아니다. 숲으로 무성해지면 나무는 더 많은 수분을 필요로 할 테고 건조화는 더 가속될 것이다.

즉, 지구에는 숲도 필요하고 초지도 필요하며 적절한 곳에 적절한 미생물도 있어야 한다.

지구는 선조로부터 물려받은 것이 아닌 지구는 후손에게서 빌려온 것이니, 소나 고세균에게 책임을 떠넘길 것 없이 우리가 기후 문제를 적극 해결해 나가야 할 것이다.

미생물의 세계는 수수께끼와도 같다.

그중 고세균이 단연 으뜸이라 할 수 있는데, 오랜 세월 동안 고세균은 박테리아, 즉, 세균으로 여겨졌다.

그러다 불과 몇 십 년 전에 고세균이 독립적인 생명 형태라는 사실이 밝혀졌다.

예로서, 고래와 상어는 생김새와 행태가 비슷하더라도 고래는 포유류이고 상어는 어류다.

이처럼 박테리아와 고세균도 마찬가지지만, 이 차이가 매우 크다.

처음 고세균은 극한의 환경에서 발견되었다.

펄펄 끓는 뜨거운 온천, 칠흑같이 깜깜한 심해, 말라버린 염호 뿐만 아니라 우리 몸 속에도 존재한다.

미생물의 종류를 막론하고 코로나나 독감같은 바이러스, 박테리아 그리고 균류와 조류는 끊임없이 우리를 병들게 하는데 참 희한한 것은 고세균만이 우리에게 해를 끼치는 데 전혀 관심이 없어 보인다.

메타노브레비박터 오랄리스는 구강 속에서 살며 치주염을 앓는 사람들에게 자주 발견된다.

고세균의 신진 대사가 입안의 무해한 세균의 균형을 깨뜨려서 질병을 유발하는 세균을 더 증식하게 하는지 모르겠지만, 이는 추정일 뿐이다.

고세균도 병을 유발하는데, 그 메커니즘을 우리가 알지 못하는지도 모른다. 아니면 병을 일으키는 고세균은 정말로 없는지도 모른다.

자연과 생물들 간의 관계에 대해 우리가 알고 있는 지식을 감안하면 이것은 참으로 놀라운 일이다. 하지만 적어도 생물계에서 우리에게 늘 친절한 영역 하나가 있다는 건 반가운 일이 아닐까.

언젠가 우리가 다른 행성에 거주하게 된다면 그 때에도 함께 할, 미생물

흥미롭게 봤었던 영화 「인터스텔라」를 생각하면, 우주는 참 불친절한 공간이다.

시공간의 제약이 얼마나 작고 클지 가늠이 되지 않을 뿐더러 실질적으로 방사선을 얕잡아 볼 수 없기 때문이다.

별은 빛과 열 뿐만 아니라 태양 대기의 외부층으로부터 고에너지 입자 흐름을 계속 방출하지만 지구에는 자기장과 대기가 막아주고 있기 때문에 크게 문제되지는 않는다.

다만, 우주에는 이러한 보호막이 없기에 우주에 머문다는 것은 생명체로서 굉장히 위험한 일일 수밖에 없다.

화성을 생각해보자. 화성을 비행하려면 몇 달은 족히 걸릴테고 화성에 도착해서도 자기장과 대기가 없기 때문에 우주선에 탑승한 사람들은 끊임없이 우주방사선에 노출되어야 한다.

(열 번은 족히 봤을 정도로 좋아하는 영화 중 하나인데, 자기장이 얼마나 큰 역할을 하는지는 영화 「코어」를 통해 확인할 수 있다.)

시간이 흘러 여러 방법론들이 제안되기 시작했는데 그 중 하나는 지하에 거주지를 마련하자는 것이었다.

두꺼운 암성측이 충분히 방사선을 막아준다는 것이었다. 가능할 순 있으나 그렇다해도 썩 유쾌한 방법은 아니다.

또 다른 제안은 이렇다. 곰팡이를 방사선 차폐 재료로 활용하자는 것이다.

지구에서는 곰팡이가 달갑지 않은 존재일 수 있으나 우주와 화성에는 곰팡이가 생명을 구할 수도 있다.

체르노빌 원전 사고 이후 누출된 방사선으로 인해 수백 종의 균류가 발생되었는데 그 중 하나가 클라도스포리움이었다.

클라도스포리움은 방사선 친화성을 보이는 균류로, 멜라닌 색소를 사용해 방사선에 들어 있는 에너지를 활용한다.

하지만 원자로에서 누출된 방사선과 우주방사선은 차원이 다르기에 이 제안 또한 썩 유쾌하지는 않다.

가까운 우주정거장을 잠시나마 안전하게 방문하는 정도로 만족할 순 있겠지만 우주로 여행을 떠나고 정착하는 것은 많은 연구가 이루어져야 한다.

어찌되었든, 언젠가 우리가 다른 행성에 거주하게 된다면 분명 미생물과 함께 할 것임은 틀림없다.

2000년, 박테리아로 장전한 총이 등장하였다.

생물학전 무기일까?

아니다. 애리조나대학 연구자들이 지구상의 생명이 다른 행성에서 온 것이 아닐까 하는 의문을 품고서 만든 것이었다.

노벨상 수상자이자 스웨덴 과학자 스반테 아레니우스는 포자들이 바람에 실려 지구 대기의 최상층까지 이르렀고 그곳으로부터 우주 공간까지 날아갈 수 있다고 생각했다.

우리는 알고 있다. 우주는 생명에 적대적인 조건이 지배적인 곳이어도 이러한 환경에서 무리없이 적응해 살아가는 생물들은 분명히 존재한다는 것을.

현미경으로 봐야 보이지만, 생물 가운데 특히 강인한 생물은 바로 데이노코쿠스 라디오두란스이다.

1950년대 통조림에 방사능을 조사해 최대한 무균 상태로 만들어 오랫동안 보존할 수 있게 만드는 방법을 연구하던 중에 발견되었는데, 모든 것을 다 죽일 수 있을 정도의 방사선량을 식품에 노출시켰는데도 얼마 안 있어 깡통 속의 고기가 상하는 것을 확인할 수 있었다.

실제 데이노코쿠스 라디오두란스는 인간을 사망에 이르게 하는 수준보다 1000배 이상 높은 방사능을 쏘여도 살아남는다고 한다.

이 정도의 강인함이라면 우주여행을 하는 데 있어 최적의 무장을 하고 있는 셈 아니겠는가.

데이노코쿠스 라디오두란스는 방사선 뿐만 아니라 우주의 다른 조건에도 끄덕없는 존재이다.

국제우주정거장에서 이루어진 실험에 따르면, 1년 내내 우주에 노출시켰는데도 끄덕없이 살아남았다고 한다.

과학계에서는 데이노코쿠스 라디오두란스를 코난 박테리아라고 별명 지어주기까지 하였다.

그렇다면 데이노코쿠스 라디오두란스의 저항력이 강한 이유는 무엇일까?

여러 이유가 있지만 그 중 하나가 바로 최대 500군데의 손상된 부위를 동시에 복구할 수 있을 정도로 DNA를 복구하는데 매우 효율적인 메커니즘을 가지고 있기 때문이다.

하지만 제작 가능한 로켓들과 달리 코난 박테리아에게는 적절한 추진 수단이 없으니 학자들은 이를 계속해서 연구하고 있다.

다른 천체에서 확연한 미생물을 찾지 못하면 지구상의 생명이 우주에서 우리에게로 온 것인지 규명할 순 없을 것이다.

하지만 지구상에 서식하는 생물을 먼 우주에서 발견하게 될 지도 모르겠다.

긴 세월 동안 지구도 많은 암석 파편을 우주로 날려보냈으니깐.

☞

미생물 사전을 이렇게나 쉽게 접할 수 있다니!

세상에서 가장 작은 생명들을 통해 바라본 우리와 우주의 세계는 실로 신비로웠다.

균이라고 하면 fungus가 전부였는데, 100개의 미생물에 대해 알아본 것은 생애 처음이다.

35억여 년 전, 지구상의 생명이 탄생했다.

10억 년 정도가 지나면 태양의 지표면 온도가 섭씨 100도를 웃돌 것이고 50억 년이 더 지나면 태양은 부풀어 오를 것이다.

결국 지구는 생명이 살기 힘든 땅이 될 지도 모른다.

우주의 무한한 시간에 비하면 우리 행성의 생명은 매우 짧다고 할 수 있다.

그럼에도 어쩌면 미생물은 끝까지 살아남을지도 모르겠다는 생각이 든다.

플로리안 프라이슈테터 "…… 하늘의 별만 우주 이야기를 들려주는 것이 아니라, 미생물 역시 또 다른 우주 이야기를 들려주지요! 지구를 오늘날과 같은 행성으로 만든 것도 미생물이에요. 행성으로서의 지구는 우리 천문학자의 담당 영역이지요. 소행성, 혜성, 달, 다른 행성도 그렇고요. 우리는 멀리 어느 행성에 생명체가 존재할는지 아직 알지 못해요. 하지만 외계 생명체를 부지런히 찾고 있지요. 이런 수색에도 미생물이 중요한 역할을 해요."

헬무트 융비르트 "미생물이 온갖 것에 연관되어 많은 이야기를 들려주는 건 놀랄 일이 아니에요. 한 사람의 신체 안에 있는 세균 수만 해도 100조 개에 이르거든요. 자그마치 우리 은하에 있는 별 개수의 500배에 해당하는 수지요. 지구상에 존재하는 세균의 총 개수는 관측 가능한 온 우주의 별보다 더 많고요. 미생물은 작지만, 온 세상에 존재해요! 그러므로 세상을 이해하려 한다면, 이 작은 생물체를 간과할 수 없습니다."

책에 들어가기에 앞서, 천문학자인 플로리안 프라이슈테터와 생물학자 헬무트 융비르트의 대화를 듣고 나니 가슴 한 켠에서 궁금증과 동시에 설레임이 폭발했었다.

내가 과학을 이렇게나 좋아했었나 싶을 정도로 말이다.

책을 다 읽고선 마지막 장을 딱 덮고나니 이런 생각이 들었다.

"나, 과학 좋아했네…♥"

과학 | 생물학과 유전학의 역사를 바꾼 숨은 주인공, 『초파리』

초파리 - 생물학과 유전학의 역사를 바꾼 숨은 주인공, 개정판
마틴 브룩스 지음, 이충호 옮김 / 갈매나무 / 2022년 8월

『하나, 책과 마주하다』

꽤 오래 전에 한 매거진에서 초파리에 관한 이야기를 읽은 적이 있었다.

작디 작은 초파리의 영향력이 꽤나 있구나라는 생각과 함께 크게 관심을 두지 않았었는데, 그 때 나는 큰 오류를 범하고 말았다.

20세기의 생물학과 유전학의 상징은 초파리이며, 초파리를 빼놓고 생물학을 논하지 말라는 이야기가 나올 정도니깐 말이다.

그렇다면, 초파리가 어떻게 생물학의 역사를 대변하는지 이에 대해 알아보자.

저자, 마틴 브룩스는 진화생물학자이자 과학비평가로서 수많은 대중 과학서를 집필하였다. 영국 유니버시티칼리지런던에서 생물학을 공부하고, 8년간 초파리를 연구하기도 했다.

주요 저서로 《손에 잡히는 유전학Get a Grip on Genetics》과 《무엇이 위대한 아이디어일까?-유전학What’ the Big Idea?-Genetics》 《극단적 조치-프랜시스 골턴의 빛과 그림자Extreme Measures-The Dark Visions and Bright Ideas of Francis Galton》 등이 있다.

유전학의 새로운 역사 - 현대 유전학의 기초를 세운 만남

모건은 자신도 그 논쟁에 끼어들까 생각하다가 마개가 느슨한 병이 눈에 띄자, 손을 뻗어 그 병을 집어 들었다.

마개를 단단히 막고 나서 병을 불빛 아래롤 가져가 소인국 같은 그 안의 세계를 들여다보았다. 초파리들은 일상적인 일에 열중해 있었다. 어떤 놈은 다른 놈 위에 올라타려 애쓰고 있었고, 어떤 놈들은 이미 뒤꽁무니가 서로 붙어 있었다. 모두가 몰두한 짝짓기 게임에서 벗어나 가장자리에 홀로 머무는 녀석들도 몇 마리 있었다.

모건은 초파리들이 자신들의 일상의식에 몰입한 채 어쩌면 저렇게 바깥 세상에 대해 무심할 수 있는지 신기했다. 그는 병을 도로 내려놓고, 다음에 발표할 중요한 논문의 초고를 쓰기 시작했다.

여기서 나오는 토머스 헌트 모건은 초파리를 생물학계의 총아로 만든 사람이며 1910년부터 1915년까지 컬럼비아대학교에서 자신의 연구팀과 함께 초파리를 수십억 마리나 번식시켰었다.

외부인이 보기에는 광란 그 자체였을지 몰라도 6년이란 기간동안 모건과 그의 연구팀은 온갖 노력 끝에 현대 유전학의 기초를 세운 것이었다.

모건과 초파리의 만남은 곧 두 기회주의자의 만남에 관한 이야기이다.

실험과학에 광적으로 열중한 키가 크고 긴 턱수염을 가진 남자, 실험적인 짝짓기에 광적으로 열중한 작은 몸에 온몸이 털로 뒤덮인 동물 - 목적은 달라도 열정적이었던 이 둘의 결합은 결국 실험실에서 놀라운 결과를 낳게 된다.

역사적으로 알아야 할 부분이 있어 잠시 짚고 넘어가자면, 미국 생물학에서 하나의 분수령이 된 사건이 바로 남북 전쟁이다.

남북 전쟁 이전까지의 생물학은 신학을 연장한 것에 지나지 않았는데 전쟁 후에 독일의 생물학을 모범 삼아 새로운 생물학을 도입하려고 했었다.

그러나 박물학이 이전의 생물학, 즉, 신이 만든 작품들에서 에서 패턴을 찾으려는 것을 포기하려고 하자 새로운 학문으로 변하게 된다.

유럽과 마찬가지로 생물학의 무대를 박물관에서 대학의 새로운 학과와 연구소로 옮기게 된 것이다.

존스홉킨스, 하버드, 시카고, 코넬 대학교와 같은 혁신적인 대학들에서 이를 적극적으로 채택하게 되면서 실험생물학에 큰 변화를 일으키게 된 것이다.

물론 처음부터 긍정적으로 바라본 것은 아니지만, 19세기 후반에 이르러 새로운 생물학의 발견으로 생물학에서 실험 연구가 실용적인 대안으로 부상하기 시작했다.

1886년, 스무 살의 모건은 존스홉킨스대학교에 들어가 전통적인 박물학을 선택하였고 박사 학위 논문 주제로 바다거미의 분류를 택하게 된다.

그의 연구는 무미건조하고 기술적이어도 대학교를 다니는 동안 광범위한 생물학적 견해를 가진 이들과의 만남을 가질 수 있었다.

이러한 만남으로 인해 모건은 실험과학에 흥미를 느끼게 된 것이었다.

박사학위를 마친 모건은 브린모어대학교의 생물학 부교수로 발령받게 되고 여기서 자크 로브와 한 팀이 되어 일하게 된다.

(자크 로브는 독일 출신의 생리학자로, 실험생물학에 탄탄한 기초를 가지고 있었다.)

로브의 적극적인 권유로 모건은 유럽으로 가 많은 것을 배우게 되는데 특히 해양생물학 연구소이자 전 세계 생물학자들의 메카인 동물학연구소를 방문해 깊은 인상을 받게 된다.

나폴리 동물학연구소는 모건의 실험생물학의 거대한 잠재력을 깨닫게 해주었고 무엇보다 그의 연구 경력에 지대한 영향을 미치게 된다.

나폴리 동물학연구소에서는 온갖 국적의 사람들을 만날 수 있었다. 러시아, 독일, 오스트리아, 이탈리아, 네덜란드, 영국, 벨기에, 스위스, 미국에서 연구자, 교수, 객원 강사, 조수, 학생 등 생각과 교육 배경이 아주 다양한 사람들이 왔다. 마치 만화경이 돌아가듯이 달이 바뀔 때마다 장면이 바뀌었다. 그러한 다양한 요소들이 모이는 곳에서는 생각들과 비판적 견해들의 충돌이 일어나게 마련이고, 그런 환경에서는 누구든 깊은 영향을 받고 많은 것을 배우지 않을 수 없다.

그가 특히나 시간을 들여 연구한 주제는 바로 '재생'이다.

지렁이를 가지고 실험을 계속했지만 결국 원하는 결과는 얻지 못했다.

그렇게 1904년 여름, 그는 대학원생 제자였던 릴리언 샘프슨과 결혼을 하게 되었고 여름동안 스탠퍼드대학교와 캘리포니아대학교 연구를 하면서 이색적인 허니문을 보내게 된다.

그는 결혼과 동시에 오랫동안 머물렀던 브린모어대학교를 떠나 컬럼비아대학교로 옮겨 가기로 결정하게 된다.

학생 시절에 몰두했던 기술적인 방법을 비판하는 것과 동시에 이제는 실험과학을 열렬하게 옹호하며 자신의 연구에 헌신적이다.

무엇보다 38세 무렵에 이미 세계적으로 유명한 실험생물학자로 인정받았으니 안 떠날 이유가 없었다.

드디어, 초파리를 만날 때가 된 것이다.

모건은 초파리 실험에 비교적 늦게 참여한 셈이었다.

하버드대학교의 실험실에서 데뷔한 지 7년이 지난 1907년에 처음 만났으니깐.

초파리는 크게 주목받는 대상은 아니지만 꽤 믿을 만한 실험동물이었다.

당시 새 대학원생을 받는 시기어서 퍼낸더스 페인이 들어오게 되었다.

페인은 모건에게 동굴에 사는 물고기가 실명하는 쪽으로 진화하는지 조사하고 싶다고 의견을 내놓았었다.

19세기 초, 프랑스 생물학자 장 바티스트 라마르크는 생물이 자신의 필요에 따라 진화한다고 주장했었다.

즉, 환경변화는 눈의 필요를 없앨 수 있으니 페인이 모건에게 제안한 실험은 라마르크식 진화를 뒷받침하는 사례가 될 수 있었다.

실험적으로 검증할 만한 가치는 있지만 시간과 비용의 제약으로 인해 동굴물고기를 대상으로 하는 게 마음에 걸렸던 이들은 그 대상을 초파리로 결정하게 된다.

페인은 빛은 차단시켜 49세대에 이르는 초파리를 번식시켰지만 큰 변화를 발견할 순 없었다.

그러나 모건은 실험 결과보다 방법을 훨씬 중요하게 여겨 초파리를 자신의 연구실에서 정식 실험동물로 받아들이기에 이르른다.

초파리는 과학계의 수요를 충분히 충족시킬 수 있는 장점을 지니고 있었기 때문이다.

초파리와 관련된 실험을 통해 이룬 과정과 성과는 책에서 확인할 수 있다.

유전자 지도의 작성은 거대한 한 걸음이었다.

스터티번트, 브리지스, 멀러 그리고 모건!

모건과 그의 제자들 그리고 초파리는 멘델의 유전 이론을 염색체설과 결합하여 유전에 대한 완벽한 설명을 제시했으며 초파리 번식을 유전자 지도 작성 기술로 발전시켰다.

그들 모두 새로운 유전학 분야의 개척자였다.

진화유전학의 탄생 - 초파리 실험

이전까지 보조 역할에 불과했지만 1970년대는 초파리의 전성기였다.

독일의 한 대학교 작은 분자생물학 연구실, 발생생물학자 크리스티아네 뉘슬라인폴하르트와 에릭 위샤우스가 초파리 연구를 재개했었다.

그런데 이곳뿐만이 아니었다.

1만 km 이상 떨어진 캘리포니아공과대학교에서 진행하였던 행동의 유전학적 연구에서도 초파리가 주역으로 떠오른 것이었다.

이를 이끈 인물이 바로 과학자 시모어 벤저였다.

1970년대, 초파리의 대중적 이미지를 획기적으로 변화시킨 인물이 바로 시모어 벤저였다.

초파리가 짝짓기에 탐닉하는 동물인 것은 사실이지만 단순히 짝짓기에만 몰두하는 뇌가 없는 멍청이가 아니라는 것이다.

즉, 초파리의 지적 능력이 뛰어난 것은 물론 훈련만 적절히 시키면 정보를 학습하고 기억할 수 있다는 것도 증명한 것이었다.

그의 실험 과정에 따르면 초파리의 기억은 아주 짧은 시간만 지속된다고 한다.

세 시간 뒤에 시험을 반복하면 일부 초파리는 기억을 잃은 듯한 행동을 보였다.

그렇다고 장기 기억 능력이 없는 것은 아니기에 초파리가 기억을 오래 간직하게 하려면 반복 훈련이 필요했다.

초파리의 기억은 신기하게도 사람의 기억과 비슷한 방식으로 작용하는 것처럼 보여졌다고 한다.

특히 중간에 적당한 휴식 간격을 두고 반복 훈련을 할 때 기억을 장기간 지속시킬 수 있었다. 휴식 시간이 매우 중요했다.

사람 또한 마찬가지다. 휴식없이 훈련을 계속 반복하게 되면 기억은 오래 남지 않는다.

짝짓기를 둘러싼 진화 게임

초파리 생물학자 트레이시 채프먼의 초대로 기묘한 실험을 보게 되었다.

특히나 트레이시는 초파리의 성생활 연구 중 정액을 전문적으로 연구한 과학자이다.

강한 조명이 비치는 투명한 샌드위치 포장 상자 안을 지켜보는 트레이시를 보며 그 앞의 의자에 자리를 잡고 앉아 덩달아 살펴보게 된다.

상자 안, 수백 마리의 초파리가 줄지어 기어다니며 대부분의 초파리는 이미 짝을 지었는데 암컷이 앞서 가면 수컷은 그 뒤를 바짝 따라갔다.

수컷의 시선은 알이 들어 불룩한 암컷의 크림색 배에 고정돼 있었다.

수컷들은 얼른 교미를 하고 싶어 안ㄷ날나는 것처럼 보였는데 암컷들은 전혀 그런 기색이 보이질 않는 것을 보니 짝짓기를 둘러싼 양성 간의 긴장을 느낄 수 있었다.

재미있는 광경도 목격하게 된다.

한 수컷이 한 암컷 뒤를 따라 상자 안을 돌아다니다가 반대 방향에서 다른 암컷이 걸어오는 것을 발견하자 잠시 멈춰 선 수컷은 어느 쪽을 택할지 생각하게 된다.

마음을 정하고 방향을 바꾸려는 그 순간, 이미 두 암컷은 무리 속으로 사라지고 수컷은 텅 빈 플라스틱 조각 위에 홀로 남는다.

트레이시의 이 모든 실험은 초파리 성생활의 어두운 면을 파헤치기 위한 연구의 일환으로, 정액의 이미지가 크게 변화를 맞이하게 된다.

단순히 정자를 운반하는 무해한 매개 물질이 아닌 초파리의 정액은 끝없는 짝짓기 전쟁에서 사악한 화학 무기로 쓰여지기 때문이다.

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초파리와 관련된 흥미로운 이야기를 보며 한낱 작은 생물일지라도 그들도 마찬가지로 다 계획이 있음을 깨우칠 수 있었다.

흘리듯이 봤었기에, 아무리 생각해도 잘 기억이 나질 않는데 초파리에 관한 이야기를 한 매거진에서 본 기억이 있다.

해외잡지였던 것으로 기억하는데, 타이틀 위주로만 스윽 보고선 제대로 본문을 읽지는 않았었다.

그런데 책을 보고 나니 초파리가 생물학과 깊은 연관이 있는 줄은 전혀 몰랐던 부분인지라, 과학이 마냥 어렵게 느껴진다고 자세히 보지 않았던 한때의 무지했던 나에 대해 반성하는 시간도 가질 수 있었다.

지나가고 날아다니는 벌레에도 온몸에 털이 쭈뼛 설 정도로 무서워하지만 쏙쏙 파헤치며 이야기 하나하나 읽다보면 참 신비롭게 느껴지니 아이러니하다.

크게 어려울 것 없이 자세하게 서술되어 있어 생물학에 관심있어 하는 학생들에게도 꼭 추천해주고픈 책이다.

과학 | 시간과 경계를 넘나드는 종횡무진 화학 잡담, 『역사가 묻고 화학이 답하다』

역사가 묻고 화학이 답하다 - 시간과 경계를 넘나드는 종횡무진 화학 잡담 ㅣ 묻고 답하다 4
장홍제 지음 / 지상의책(갈매나무) / 2022년 5월

『하나, 책과 마주하다』

화학이 이렇게 재미있던 분야였던가?

나는 본디 문과 체질인지라 생물과 화학에는 관심도 없던 사람으로 오로지 내게는 언어와 역사만이 재미를 주었다.

그런데 이렇게 화학이 재미있었다니!

학교에서 배웠던 형식적인 교과서가 재미있는 한 권의 책이라 생각하면서 공부했었더라면, 그 때 재미있게 공부했었을 것이라 자부한다.

문과생도 재미있게 접근할 수 있는 화학의 세계로 GO!

저자, 장홍제는 광운대학교 화학과 교수이며 과학과 실험 속에 낭만이 살아 숨 쉬고 있다고 믿는 화학자이자 잡지식 수집가, 데스메탈 마니아, 월드오브워크래프트 플레이어다.

좋아하는 것을 좋아한다고 이야기하는 것은 부끄러운 일이 아니라 생각하기에, 평소 화학이 좋아서 화학을 공부한다고 당당하게 말한다.

화학에 빠져 계속 물질의 비밀을 탐구하지만 여전히 그 끝이 보이지 않는다는 사실에 아름다움을 느낀다. 최근에는 세상에서 가장 작은 물질의 변화를 추구하는 나노화학 연구에 집중하고 있다.

낮에는 논문을 쓰고 밤에는 책을 쓴다.

Ⅰ 역사에는 화학이 있었다

"죄인은 사약을 받으라!"

사극을 보면 사약으로 처형당하는 장면을 종종 보곤 한다.

그럴 때면 한 번쯤은 사약에 대해 궁금증을 가지기도 한다.

사약을 마시면 바로 죽는 건가?

곧장 기절해 죽는 건가?

사약은 곧 독약이니 구토 증상이 바로 나타나지 않을까?

그렇다면 사약은 어떻게 만들었던 것일까?

난 사약에 대해 궁금증을 가져본 적은 없지만 어릴 적에 그런 생각을 한 번쯤 해본 적이 있다.

저 사약은 한약의 일종인 건가? 무엇으로 만들어진 것일까?

대부분 사약을 보면 겉보기에 한약과 같은 색을 띄고 있다.

사약의 한자 표기를 살펴보면 죽음에 이르게 하는 약이 아닌 '하사받은 약'이라는 의미를 가지고 있다.

참형이나 능지처참과 같은 신체에 직접적인 훼손을 주는 형벌이 아니기에 적어도 명예는 지킬 수 있어 사대부나 왕족 정도의 인물이 사약으로 처형되었다고 한다.

실제 사약으로 처형당한 인물에 대해 기록이 남아 있는 것이 없어 당시 취급이 가능했던 천연물로 만들어졌을 것이며 독이라는 것만은 분명했다.

사약의 주재료로 생각되는 식물은 바로 '투구꽃'이다.

관상용으로는 예쁘지만 뿌리에 강한 독이 있는 식물로 그 안에는 아코니틴이라는 물질이 들어있다고 한다.

자연적으로 식물이 체내에서 합성한 유기 화합물 중 질소를 포함하고 있는 물질이며 인체에 영향을 미치는 종류를 알칼로이드라고 구분한다.

양귀비의 덜 익은 꼬투리에서 모은 유액으로 만든 아편의 중요 성분인 모르핀이나 키나나무 껍질에서 추출되어 말라리아 기생충 치료제로 사용대는 퀴닌이 대표적인 알칼로이드다.

인체에 해로운 영향을 끼치는 알칼로이드는 매우 다양하며 벨라도나나 미치광이풀 줄기에서 얻을 수 있는 아트로핀은 신경 작용을 차단해 마비 혹은 사망을 유발하고 마전자 나무 씨앗에서 발견된 스트리크닌 또한 근육 경련 및 질식을 일으킨다.

하지만 아트로핀이나 스트리크닌을 문제를 일으키지 않을 정도의 소량을 사용한다면 수술 보조제, 각성제나 위장병 치료약 등으로 효과를 얻을 수 있다.

투구꽃의 아코니틴 역시 대표적인 알칼로이드 물질로 체내에서 신경 신호를 전달해 생명 유지, 호흡과 관련한 모든 조절에 작용하는 소듐 이온 통로를 여는 작용을 한다.

이로 인해 호흡곤란과 신경발작을 포함한 심정지가 일어나는 것이다.

한의학과 관련된 책이나 드라마를 보면 부자라는 말이 나오는데, 그 부자가 바로 투구꽃이다.

투구꽃의 뿌리는 줄기에 연결된 큰 덩이뿌리인 초오와 주위에 연결된 더 작은 덩이뿌리들인 부자로 나뉜다.

부자는 뜨거운 성질의 약초로 냉증을 치료할 수 있으며 효능을 살리고 독성을 줄이기 위해서는 다양한 방식의 법제 과정이 필요로 한다.

즉, 열처리를 하지 않은 부자 생즙을 사용한다면 사약의 효과는 더 극대화되는 것이다.

신기한 것은 부자가 속한 미나리아재비과 식물들은 알칼로이드 독을 포함하고 있어 초식 동물들도 먹지 않고 피한다는 것이다.

중드 사극을 보면 以毒制毒이란 대사가 나오곤 한다.

이독제독은 독으로 독을 다스린다는 의미로, 부자도 관련되어 있다.

앞서 설명했듯이 부자가 소듐 이온 통로를 열어 신경 손상을 일으킨다고 언급했었다.

그렇다면 소듐 이온 통로를 차단하는 약으로서 적절하게 조절할 수 있지 않을까 하는 의문이 생길 것이다.

가능할까? 실제 가능하다고 한다.

바로 사이안화 포타슘의 약 1000배에 달하는 신경독인 복어 독, 테트로도톡신이라면 말이다.

아코니틴이나 테트로도톡신 모두 수십 분 내로 사망할 수 있는 위험한 독인데 실제 일본에서 투구꽃 살인사건이 있었다고 한다.

1980년대에 보험금을 노리고 남편이 아내를 독살하게 되었는데 1시간 40분의 시간이 흐른 후에 증상이 발생해 독의 종류와 살해 방법을 증명하지 못하다가 투구꽃의 독과 복어의 독을 함께 복용시키는 방법으로 죽였음을 알아냈다고 한다.

이렇듯 독은 인류의 역사에서 떼어놓고 논할 수 없는 것이다.

서양에서는 사약이 아닌 조금 더 공개적인 방식으로 사용되었다고 하는데, 바로 '상속의 가루(inheritance powders)'이다.

비상과 비소는 완전히 다른 물질이라고 한다.

비상은 산소, 황 등 다양한 원소들과 비소가 결합해 있는 형태이며 비소는 순수한 하나의 원소이자 비상의 핵심 구성요소라고 한다.

비소는 독일의 자연과학자인 알베르투스 마그누스가 웅황을 비누와 함께 가열애 처음으로 분리하는 데 성공했었다.

분리된 비소는 공기 중에서 가열하는 방법 등을 통해 산화되면 강한 독성의 산화 비소로 변화하는데, 이 때 특징이 맛도, 냄새도 없는 하얀 가루 형태라 음식에 넣어도 전혀 알아차릴 수 없다는 것이었다.

이렇듯 비소, 즉, 산화 비소 화합물은 권력이나 재산 상속을 위해 암살하는데 사용되었으며 독을 이용한 살인은 로마 제국에서 성행하였다고 한다.

이렇게만 봐도 세상에는 수많은 독성 물질이 존재한다.

현재 비소는 반도체 제조에 사용하기도 하고 항암 치료제로 쓰기도 한다.

사약에 어떤 독극물을 넣었었는지 추측만 할 뿐 확신을 갖고 단언할 수 없는 이유는 당시 지식의 깊이와 기술들에 대한 기록이 현저히 부족하기 때문이다.

독이 곧 약이고 약이 곧 독이라는 역설적인 표현은 의외로 가장 올바른 표현입니다. 과거의 진실은 결국 드러나지 않았지만 과학의 발전과 지식의 발전은 독을 약으로 탈바꿈시켰습니다. 하지만 이 모든 진보가 독이 더 이상 위험하지 않다는 것을 의미하지는 않습니다.

Ⅱ 화학은 세상을 어떻게 바꿨나

연금술이란 단어를 떠올려보자.

큰 책상 앞에서 이리저리 움직이는 연금술사가 있다.

비커 안에 담긴 액체는 부글부글 끓어 오르고 있는 상태이다.

그 때 실린더를 이리저리 흔들다가 스포이드를 이용해 물질을 쭈욱 빨아당겨 비커 안에 소량을 떨어뜨린다.

그리고, 펑!

약 300년경 이집트에서 본격적으로 시작된 연금술은 꽤 긍정적인 영향을 만들어냈었다.

탄압이나 마녀사냥을 피하기 위한 비밀스러운 기호와 그림 또한 이후 원소가 만들어지는 데 큰 역할을 하기도 했으니깐.

그렇다면 금과 현자의 돌 그리고 증식이란 무엇일까?

금속은 '열이나 전기를 잘 전도하고 강한 힘을 가하면 넓게 펴지거나 길게 늘어나는 성질이 풍부하며 특수한 광택을 가진 물질'로 정의된다.

세상에는 수많은 금속이 존재한다.

금속으로 분류되는 원소들로 한정해도 무려 91가지로 추려지며 지금까지 발견한 모든 원소 중 75% 넘는 비율이 금속일 정도이다.

금색이라는 고유명사로 색상이 대표될 만큼 노란색과는 전혀 다른 느낌을 주고 있다.

금빛은 빛과 온기를 주는 태양의 색이었으며 색이나 광택에서도 산화되지 않는다는 화학적인 성질이 더 높은 가치를 부여받아 신성한 금속으로 여겨지기 시작한 것이었다.

금은 산소와 쉽게 결합하지 않는 금속 원소이기에 금광석이나 사금과 같은 금 본연의 모습으로 바로 얻을 수 있으며, 물과 공기에 노출되면 서서히 녹스는 철과는 달리 금은 오랜 시간이 지나도 그대로의 모습을 유지한다.

연금술 역시 금의 가치를 추구하는 학문이다.

낮은 가치의 금속을 귀중한 금으로 바꾸는 연구는 이후 의화학의 시초가 된 방향이었던 병든 몸을 새롭게 바꾸는 연구라 볼 수 있는 것이다.

이는 이루어질 수 없는 목표였기에 이 목표에는 꼭 필요한 것이 있었으니, 바로 궁극의 목표이자 물질인 '철학자의 돌'이었다.

철학자의 돌은 현자의 돌이라고도 부른다.

일반적인 금속을 금으로 바꾸는 능력은 물론 영원한 생명을 얻을 수도 있게 해준다.

이 명칭은 연금술의 기본이 세상의 근원에 대한 철학적 생각에 뿌리를 두고 있다는 것과 관련이 있는데, 뜨겁고 건조한 불, 습하고 뜨거운 공기, 차갑고 습한 물, 건조하고 차가운 흙 등 4원소로 세상이 이루어졌다는 생각이 시작점이 된다.

어쩌면 말하고자 하는 네 원소는 변질되어 보이기까지 하는데 결국은 원소가 변화하고 물질이 변화할 수 있다면 당연히 금속도 변화할 수 있을 테니 당연한 이치이기도 하다.

철학자의 돌을 만드는 첫 단계이자 일반 금속을 금으로 변화시키는 첫 단계는 수은에서부터 시작되었다.

수은은 금과 가까이 있는 금속 원소이자 상온에서 액체 상태로 유일하게 존재하는 금속으로 이는 연금술의 상징인 헤르메스 Hermes 의 또 다른 이름으로 통하기도 한다.

수은에 금속을 넣어 액체 상태의 합금으로 만드는 과정이 첫 단계이며, 이를 땅에 묻거나 보관해 부패시키는데 이는 실제로 부패하는 것이 아니며 검은색으로 변화하는 흑색 작업 단계로 파괴를 통해 균일하게 만든다는 것을 의미한다.

그 후 정화가 이루어져 백색 단계를 거쳐 태양 빛과 같은 황색에 이른다.

성공적으로 진행하게 되면 철학자의 돌과 같은 붉은색 물질이 탄생하는데 흑, 백, 황, 적의 네 가지 물질 변화가 이루어지는 과정이 위대한 작업이라고 불리며 이 때가 가장 고귀하고 중요한 단계라고 한다.

그렇게 이어지는 단계가 바로 증식이다.

증식은 만들어진 물질의 양을 증가하도록 하는 것인데, 발효 등을 예로 들 수 있다.

증식까지 도달했다면 연금술의 마지막 단계인 투영이 뒤따르게 된다.

투영은 철학자의 돌을 다른 물질이나 인간의 몸에 덮어씌워 금을 만들어내거나 영생을 이뤄내는 최종 단계를 의미하며 위대한 작업의 종착지에 해당한다.

그러나 이후 연금술을 금지하는 법이 만들어지게 되었는데 이유는 금의 양이 늘어난다는 결과 때문이었다.

간단한 이유지만 사회 경제적 문제를 일으킬 수 있는 주 원인이 될 수 있어 사전에 차단할 수밖에 없었다.

긍정적인 효과를 기대하며 만들었어도 누군가는 악용하기 마련이니깐.

연금술은 마술과 과학, 신앙과 신비주의가 뒤섞였기에 역사 속 과학 분야 중 가장 흥미로울 수밖에 없으며 특히 문학작품에 많은 영향을 끼쳤었다.

지금은 화학과 과학의 진보로 금의 영원함, 반짝임의 원리나 표면적 의미 등을 이성적으로 보고 있다.

즉, 물질적인 집착을 넘어 보다 실용적이고 유용한 목적으로 바라보고 있는 것이다.

살바도르 달리가 말했다. 모든 위대한 예술은 연금술에서 태어나고 죽음을 초월한다. 하지만 나는 초의식을 통해 내면을 초월하여 금을 만든다고.

Ⅲ 인간은 화학을 어떻게 사용해야 할까

이번 우크라이나-러시아 전쟁을 통해 죄 없는 우크라이나 국민들이 얼마나 많은 고통을 받고 있는지 모른다.

끝이 보이지 않는 전쟁, 지금 이 시대에 전쟁이 웬 말인가.

인간은 전쟁에서 승리하기 위해 여러 형식의 무기를 만들어왔고 이 과정에서 과학이 발전했다는 사실도 부정할 순 없다.

과거 단순히 화살을 쏘고 칼을 휘두르는 물리적인 대응을 넘어 간편하게 목적을 달성할 수 있는 대규모의 불꽃, 화약 그리고 폭발물이 탄생하였기 때문이다.

심지어 불필요한 희생 없이 타인을 제압할 수 있는 목적으로 마비나 혼절 등을 가능케 하는 무기도 개발되었고 진압을 목적으로 최루 또한 만들어졌다.

최루는 눈물이 흐르도록 만든다는 뜻으로, 자극적인 향과 맛을 가지는 물질이 가루의 형태로 눈이나 코의 점막에 접촉하게 되면 고통을 느끼는 동시에 눈물과 콧물을 흘리게 된다.

이렇듯 최루의 최종 목적은 참고자 하는 의지와는 무관하게 눈물이 흐르게 만들어 시야를 차단하고 행동을 봉쇄하는 것에 있다.

화학은 인류의 삶과 세상에 양면적으로 작용하는 모습을 보이고 있다.

화학무기 또한 마찬가지다.

"중요한 것은 우리가 그 의미와 중요성을 알아야 한다는 것이다."

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화학이 이렇게 재미있었다니!

교과서가 아닌 책 한 권은 얇든, 두껍든 간에 마냥 재미있게만 느껴졌었다.

그 습관이 이어져 언어와 관련된 국어, 영어 그리고 한국사, 세계사를 그렇게 좋아했었나 보다.

과학에서 딱 한 분야만 좋아했었다. 바로 지구과학이다.

지금도 지구과학과 관련된 책은 꾸준히 보고 있지만 화학과 생물에는 그다지 손이 안 가는 건 어쩔 수 없는 사실이다.

그런 내가 이렇게 화학을 재미있게나 읽다니!

학창 시절, 누군가가 생각의 전환에 대해 뇌리에 박힐 만큼 조언해 주었다면 더 재미있게, 더 깊게 공부할 수 있었을 거란 생각도 든다.

역사와 화학의 조합은 첫 장부터 마지막 장까지 몰입하게 만들었고 성인뿐만 아니라 학생들도 많이 읽어봤으면 좋겠다는 생각이 들었다.