읽고 나면 세상이 달라져 보이는 매혹의 책
동적평형
《생물과 무생물 사이》 60만, 《모자란 남자들》 9만!
★ 일본에서 과학서 신드롬을 일으킨 화제의 작가 최신작 ★
★ 베스트셀러 과학자 후쿠오카 신이치 이론의 결정판 ★
“살아 있다는 것은 무엇인가?”
철학하는 분자생물학자가 말하는
쉽고 재미있고 깊이 있는 생명의 미스터리
문학적 감수성 넘치는 문장과 철학서에 비적할 만한 깊이 있는 메시지를 통해 일반 대중과 과학을 이어주는 과학자 후쿠오카 신이치. 내놓는 책마다 베스트셀러에 등극시키며 새로운 과학서의 흐름을 창조하고 있는 그의 신작 《동적평형》(은행나무 刊)이 발간됐다. 이번 책은 그동안 저자가 《생물과 무생물 사이》 《모자란 남자들》에서 수차례 언급했던 ‘동적평형’이라는 개념을 본격적으로, 그리고 다각적 측면으로 다루고 있다.
동적평형(動的平衡). 글자 그대로 보자면 ‘움직이는 평형 상태’라는 뜻이다. 움직이면서 평형을 유지한다는 것이 얼핏 잘못된 원리 같지만, 이 부분에서 생명의 놀라움이 있는 것이기도 하다.
우리의 몸은 매일 우리가 음식물을 먹음으로써 형태를 유지한다. 신체의 모든 조직과 세포는 먹은 음식물에서 온 것이다. 즉, 우리의 몸을 조사해보면 우리가 무엇을 먹었는지도 알 수 있다.
하지만 그 음식물에서 만들어진 분자는 가만히 있지 않는다. 몸을 이루고 있는 분자들은 모두 빠른 속도로 분해된다. 분해되어 사라진 그 분자의 자리에 새로 먹은 음식물이 새로운 분자가 되어 들어가는 것이다. 즉, 옛날 분자는 몸 밖으로 나가고 그 자리를 새로운 분자가 채우게 되는 것이다. 마치 사라진 퍼즐 조각의 자리를 새로운 조각이 와서 그림을 완성하는 것처럼.
한순간도 쉬지 않고 우리의 몸은 끊임없이 변화를 거듭하고 있다. 몸 전체에서 이 변화가 발생하고 있지만, 전체적인 그림으로 보자면 이는 매우 미미한 부분에 불과하기 때문에 우리의 몸이 변형되거나 하는 일은 없는 것이다.
거기에 있는 것은 흐름, 그 이상도 그 이하도 아니다. 그 흐름 속에서 우리의 몸은 끊임없이 변하고 간신히 일정한 상태를 유지하고 있다. 그 흐름 자체가 ‘살아 있다’고 표현되고 있는 것이다. 그리고 쇤하이머는 이 생명의 특이한 현상에 대해 “동적평형‘이라는 멋진 이름을 붙여주었다.
- 본문 192~193p
이 책은 심오한 생물학적 개념을 알기 쉽게 다양한 예시를 들어 설명하고 있다. 이 점에서 《동적평형》은 후쿠오카 신이치 이론의 가장 기본적인 개념을 알기 쉽게 정리한 ‘개론서’이자 ‘교양서’로 볼 수 있다. 물론 전작들에서 보여준 저자의 장점인 유려한 문체와 깊이는 여전해, 읽는 이를 사로잡는다. 《동적평형》은 전문성, 문학성, 대중성을 고루 갖춘 보기 드문 과학서라 할 수 있다.
기억의 정체, 살찌지 않게 먹는 법, 콜라겐 화장품의 비밀
광우병의 원인와 타미플루의 원리까지!
일상과 과학을 연결해 제시하는 동적평형의 신비
《동적평형》의 가장 큰 장점이라고 하면, 모든 생명을 유지하고, 우리가 살아가는 우주를 이루는 이 기본 개념인 ‘동적평형’을 이해하기 쉬운 비유와 일상과 밀접한 예시를 통해 설명한다는 것이다. 이 부분에서 《동적평형》이 빛을 발한다. 저자는 평소 생활하면서 가졌을 법한 궁금함, 혹은 누구나 한 번쯤 경험했을 만한 에피소드를 설명하면서 자연스럽게 ‘동적평형’으로 독자를 이끌어간다.
예를 들면, 왜 사람들은 나이가 먹어가면서 시간이 빨리 흐른다고 느낄까에 대한 것이다. 똑같이 1년이 흘러도 옛날에 비해 ‘지금’ 훨씬 더 그 1년이 빨리 흘렀다고 느낀다는 것. 이것은 단순히 우리가 바쁘게 열심히 살아서 그렇게 체감하는 것이 아니라, 실제로 나이가 먹으면 누구나 그렇게 느끼는 것이 당연하고 오히려 과학적이라고 이 책은 말한다.
저자는 그 이유를 자세히 설명하면서 ‘시간’의 개념을 독자에게 주지시켜, 뒤에 설명할 동적평형의 의미를 쉽게 이해할 수 있도록 한다. ‘동적인 평형’ 상태인 생명은 절대로 거스를 수 없는 시간의 축을 달려가고 있기 때문에 그 위대함이 빛을 발한다는 것을 차근히 설명한다.
이밖에 다이어트를 하려면 같은 양을 한 번에 다 먹는 것보다는 조금씩 나눠서 먹어야 하는 이유나 콜라겐 화장품으로 피부가 재생될 수 없다는 근거 외에 광우병, 아토피, 타미플루 등 평소에 궁금했을 법한 소재와 에피소드가 등장한다. 이는 과학을 전공하지 않은 일반 독자에게 생경할 수 있는 ‘동적평형’이라는 원리, 더 나아가 과학과 의 거리를 좁혀준다.
1천 킬로칼로리를 한 번에 먹으면 100그램의 체지방이 생긴다고 가정해 보자. 10회로 나눠서 100킬로칼로리씩 섭취하면 어떻게 될까? ……한 번에 먹든 조금씩 나눠 먹든 결국 마찬가지 아니겠냐고 생각하는 사람도 적지 않을 것이다. 하지만 실제 생명현상은 그렇지 않다. 살찌는 것을 원치 않는다면 반드시 조금씩 여러 번에 나눠 먹어야 한다. ……가능한 한 인슐린이 방출되지 않도록 ‘조금씩 몰래’ 먹을 수 있다면 그만큼 지방 세포가 받아들이는 명령은 적어지게 된다. 즉, 살이 잘 찌지 않게 된다. – 본문 77~88p
동적평형으로 설명되는
우주의 정교함, 자연의 위대함
그렇다고 《동적평형》을 가벼운 ‘재미’만으로 무장한 책으로 봐서는 곤란하다. 이 책의 진정한 힘은 재미에서 자연스럽게 이어지는 묵직한 메시지에 있다. 저자는 인간은 속이 텅 빈 관에 지나지 않고, 환경의 일부일 뿐인 미미한 존재라고 말한다. 하지만 인간을 포함한 모든 생명체는 단순한 기계론적 관점으로 이해하고 취급해서는 안 된다고도 주장한다. 현대 사회에 이뤄지고 있는 장기 매매나 세포 조작을 통렬히 비판하며, 동적인 평형 상태에 있는 살아 있는 모든 것에 대한 경외심을 드러낸다.
물론 억지로 주입하지 않는다. 타당성 있는 예시와 진정성 담긴 문장은 절로 읽는 이의 맘을 움직인다. 마지막 장에 등장하는 멸종 위기에 처한 코끼리와 고래가 인간은 들을 수 없는 저주파음으로 대화를 나누는 장면 인용은 숙연함을 느끼게 할 만큼 큰 울림을 준다.
《동적평형》은 아미노산에 대해 몸에는 꼭 필요한데 저절로 만들어지지 않아 꼭 따로 섭취해야 하는 필수아미노산이 있다고 설명한다. 그런 식으로 보자면, 살아가는 데 필요하지만 교과서나 다른 책들이 알려주지 않는, 그래서 따로 섭취해야만 하는 과학 이야기가 담긴 책은 필수과학서라고 할 수 있겠다. 그렇다면 《동적평형》은 필수과학서다.
과학자인 저자가 전작인 "생물과 무생물 사이" "모자란 남자들" 등에서 여러 차례 언급했던 개념을 본격적으로 다루고 있다.
살찌는 매커니즘, 콜라겐 첨가식품의 실체, 입맛을 돋우는 중국집의 비밀 등 평소에 궁금했을 법한 소재들을 예로 들어 과학에 보다 쉽게 접근할 수 있도록 도와준다.
페달을 열심히 돌려야 균형을 잡을 수 있는 외발 자전거처럼, 지속된다는 것은 무엇인가 바쁘게 움직이기 때문이라는 게 동적 평형 이론이다. 책은 이 잣대로 먹고 생각하고 병 드는 생체 시스템을 분석한다. 몸 속을 현미경으로 들여다보는 듯하다. 200g짜리 케이크를 먹어도 체중이 100g도 늘지 않는 건 소화기관이 케이크의 수분을 땀, 소변 등으로 배출하고 세포들이 에너지를 태워 없앴기 때문이라는 식이다. 분자생물학자가 쓴 과학서인데 다이어트 등 일상적 소재를 쉬운 용어로 풀어내 재미있게 읽힌다. 김소연 옮김ㆍ은행나무ㆍ216쪽ㆍ1만2,000원.
후쿠오카 신이치 지음, 김소연 옮김, 은행나무(02-3143-0651) 펴냄, 1만2천원
‘철학하는 분자생물학자’ 후쿠오카 신이치가 들려주는 ‘살아 있다는 것은 무엇인가’. 제목 ‘동적평형’은 ‘움직이는 평형상태’라는 말이다. 음식물을 섭취하고 분해된 음식물에서 몸을 구성하는 분자가 만들어지고 옛날의 분자는 새로운 것으로 대체되면서, 생명체는 끊임없이 움직이면서도 자기 항상성을 유지한다. 생명체는 외부와의 교류에서도 균형을 유지해야 한다. 생명체 유지를 위해 자연이 묵직하게 다가올 수밖에 없는 이유다.
후쿠오카 신이치 | 은행나무
쇤하이머란 과학자가 이런 실험을 한 적이 있다. 동물의 소화과정을 보기 위해 단백질에 포함된 중질소에 표시를 한 뒤 쥐에게 먹였다. 중성자가 8개인 중질소는 양성자 7개, 중성자 7개로 된 일반 질소에 비해 미량으로 존재하지만 무거워서 질량분석계로 측정해보면 쉽게 찾을 수 있다. 쇤하이머는 단백질은 아미노산으로 분해돼 우리 몸을 움직이는 연료가 될 것이고, 중질소는 대부분 배설될 것이라고 생각했다. 실험 결과는 의외였다. 배설된 투여량은 27%에 불과했고, 나머지 질소는 모두 몸속에 흡수됐던 것이다. 실험 결과는 우리 몸이 꾸준히 분해, 합성하고 있다고 해석할 수 있다. 새 손톱이 헌 손톱을 밀어내듯이 끊임없는 분자의 교환작용이 일어나고 있고, 우리 몸을 이루는 분자는 어제와 오늘이 다르다는 것을 의미한다. ‘내가 먹는 음식이 바로 내가 된다는 것’이다. 분자생물학자인 작가 후쿠오카는 이런 의미에서 ‘생명이란 동적인 평형 상태에 있는 시스템’이라고 규정한다. 따라서 환경은 항상 우리 몸속을 관통하고 있고, 우리 몸도 환경의 일부라고 설명한다.
이 책 전반에 흐르는 주제는 동적 평형이지만 우리 주변에서 흔히 들을 수 있는 소재를 예로 들어 쉽게 풀어준다. 이를테면 똑같은 양의 음식을 섭취하더라도 조금씩 나눠먹을 때보다 한 번에 많이 먹을 때 체중이 늘어나는 원인, 먹는 콜라겐이 피부 탄력에 효과를 줄 수 없는 이유, 나이가 들수록 세월이 빨리 흐르게 느껴지는가에 대한 과학적 견해, MSG가 들어간 음식을 왜 맛있다고 느끼는가에 대한 분석을 중학생 정도의 과학상식만 있으면 알아들을 수 있게 설명한다. 눈여겨볼 것은 첨단 분야의 과학자인 작가가 심장은 펌프이고, 신체는 그 부속이라는 데카르트의 기계론적인 생명관에 반대하는 것이다. 줄기세포를 배양해 우리 몸의 기관을 따로 만들어 불치병을 고치겠다는 생각에 대해서도 작가는 비판적이다. 생명을 기계론적으로 조작하기 불가능한 것으로 본다. 김소연 옮김. 1만2000원
생명이 살아있으려면 단백질을 합성하고 분해하는 평형상태를 유지해야 한다. 이 평형이 무너지면 심각한 문제가 발생한다. 하지만 인간의 몸은 단백질을 저장할 수 없다. 그러니 하루에 60g의 단백질은 무조건 섭취해야 한다. 단백질의 대사회전이 가장 빠른 장기는 췌장이다. 저자는 췌장의 생화학적 메커니즘을 연구하다보니 자신이 과학의 세계에 발을 들여놓게 되었다고 말한다.
나이를 먹어감에 따라 시간이 더 빨리 지나가는 것처럼 느껴지는 이유는 뭘까. 왜 사람들은 헛것을 보고서도 규칙적인 패턴을 찾아낼까. 콜라겐 화장품은 피부를 좋아지게 만들고 글루탐산소는 머리가 좋아지게 할까. 1000㎉를 한 번에 섭취하는 것과 10회로 나눠서 100㎉씩 섭취하는 것 중 어느 것이 더 살이 찔까. ‘콜레스테롤 저하 효과를 강화시킨 콩’이나 ‘비타민A 강화 쌀’ 같은 유전자 조작 식품은 인체에 유리할까. 줄기세포 연구로 유전자나 생명을 조작하는 일은 온당한가. 세균이나 바이러스의 항체를 만든 인간이 왜 광우병의 항체는 아직 만들지 못하는가.
이 책은 일상에서 쉽게 떠올릴 수 있는 구체적이고 세세한 질문들에 대해 잘 정리된 과학적 지식을 원용해서 매우 쉽게 설명해준다. 저자는 책의 마지막에서 마지막 남은 코끼리인 ‘태모’가 바다에서 가장 큰 동물인 고래와 겨우 100야드를 사이에 두고 초저주파음으로 대화를 나누는 아름다운 장면을 소개하면서 생명에 대한 경외심을 가져야 한다고 말한다.
결국 저자가 이 책에서 말하고자 하는 핵심 주제는 살아있는 모든 생명을 존중하자는 것이다. 그러기 위해서는 자신의 몸부터 동적 평형을 유지할 수 있어야 한다는 것을 책을 읽어나가는 과정에서 저절로 알아차리게 된다. 그리고 앞의 질문들에 대한 답변을 하나하나 찾아나가다 보면 스스로의 생명에 대해서도 존중하는 마음을 갖게 될 것이다.
◇동적 평형=왜 나이가 들수록 시간이 빨리 가는 것처럼 느껴질까. 나이를 먹을수록 체내시계의 초침인 단백질의 신진대사 속도가 느려지기 때문이다. 분자생물학자인 저자는 "끊임없이 변화하면서도 일정한 상태를 유지하는 "동적 평형"에 생명의 놀라움이 있다"며 일상의 다양한 에피소드를 과학으로 설명한다.
착각의 메커니즘,폭식보다 조금씩 자주 먹는 것이 다이어트에 유리한 이유 등 흥미로운 주제들에 대한 과학적 해답을 쉽게 제시한다. (후쿠오카 신이치 지음,김소연 옮김,은행나무,1만2000원)
■ 동적평형
후쿠오카 신이치 지음 | 김소연 옮김 | 은행나무 펴냄 | 216쪽 | 12,000원
그는 실험 쥐에 추적이 가능한 중질소로 표시된 로이신이라는 아미노산을 함유한 사료를 먹였다. 그 다음 쥐를 죽이고 모든 장기와 조직을 대상으로 중질소의 행방을 찾았다. 쥐의 배설물까지 모두 회수해 조사했다. 실험 쥐가 성숙한 어미였기 때문에 쇤하이머는 당초 먹이가 대부분 생명 유지를 위한 에너지원으로 연소됐으리라고 여겼다.
하지만 예상은 완전히 빗나갔다. 쥐를 구성하는 몸의 단백질은 겨우 사흘만에 사료를 통해 섭취한 아미노산의 약 50%에 의해 완전히 대체돼 버렸다. 쥐의 몸은 하나의 구조물이 아니라 흐름일 뿐이라는 것이 드러난 것이다. 새것으로 대체되는 것은 단백질뿐만이 아니었다. 체지방조차 이 다이내믹한 흐름의 한가운데 있었다. 언뜻 보기에 고정적인 구조처럼 보이는 뼈나 치아에서, 그리고 뇌에서조차 내부에서는 끊임 없는 분해와 합성이 반복되고 있었다.
생명과 환경의 상호작용은 접힌 색종이 같아서 그에 대한 개입은 파탄을 부를 뿐이라는 후쿠오카 신이치의 지적을 4대강 사업을 추진하는 한국 토건족은 꼭 새겨들어야 한다.
쥐의 몸은, 결국 우리 몸은 폭포처럼 흐름만 있는 형상인 것이다. 쇤하이머는 자신의 실험 결과를 근거로 다음과 같은 결론을 맺었다. 생물이 살아있는 한 영양학적 요구와는 무관하게 생체 고분자든 저분자 대사 물질이든 모두 변화하지 않을 수 없다. 생명이란 대사의 계속적인 변화이며, 그 변화야 말로 생명의 진정한 모습이다.
이렇듯 생명에 대한 막연한 고정관념이 깨진 지는 70년이 넘었지만 아직도 생명이 흐름이란 걸 모르는 이들이 많다. 생물학자들은 천문학적 숫자, 아니 생물학적 숫자의 원자에 의해 이루어지는 이런 정밀하고 열정적인 순환(곧 생명)을 동적 평형이라고 부른다. (자세한 기사는 링크 참조)