[3강 생물학의 발전] 과학 혁명 이후 현재까지

1. 생명학의 발전

 18세기와 19세기에 들어서 생물학은 생명에 대한 심층적인 이해에 한걸음 더 다가섰다. 식물 전문가 칼폰 린네는 생물체를 분류하며 이명법의 기초를 마련하였다. 이명법은 현재도 사용하는 생물 분류법인데, 라틴어를 사용하여 속(genus)뒤에 종(species)명을 나타내는 방법이다.

 

 18세기 말에 가장 큰 변화를 겪은 분야 중에는 생리학(physiology)이 있다. 그 이전에 생물의 기능은 종교에 큰 영향을 받아 영적인 힘에 의해 움직인다는 생각이 지배적이었다. 하지만 이 시기에 들어 생물학자들은 생명체를 물리학과 화학에 기초하여 역학적, 물질적 관점으로 보기 시작하였는데, 이는 그 당시 사람들의 종교적 신념을 모독하는 행위였다. (당시 종교와 생물학 간 갈등이 심각했다고 한다.)

 그러던 중 메갈로사우루스 화석이 발견되면서 멸종된 종과 현존하는 종 사이의 연결고리에 관한 의문이 제기되었는데, 생물학이라는 용어를 창안한 리마르크는 생명체들이 부모의 획득 형질을 물려받음으로써 진화한다고 주장했다. 반면 찰스 다윈은 그와 다른 의견을 제시하였는데, 바로 생물학계의 혁명과 같은 책 <종의 기원>을 통해서였다. 다윈은 진화가 자연 선택을 통해 이루어진다고 주장하였다. 즉, 부모가 물려받은 형질 중 생식 경쟁에 유리한 형질을 자손에게 물려줌으로써 진화가 일어난다는 것이다.

 

인류와 유인원이 공동 조상으로부터 발생했다는 이론을 펼친 다윈. 원숭이를 이용한 수많은 풍자를 이겨내야만 했다.

 

 19세기에 들어 과학자들은 꾸준히 생물학의 기초 지식을 발전시켰다. 프리드리히 뵐러는 무기물에서 유기물을 만들어내는 것에 성공하며, 생물과 무생물이 근본적으로 같은 물질로 구성되어있고 동일한 물리법칙을 통해 기능한다는 의견에 힘을 실어주었다. 또한 생명체의 기본 단위인 세포에 대한 현대적 개념도 개발되었는데, 세포가 생명체의 구조적, 기능적으로 가장 기본적인 단위라는 사실이 비로소 정립된 시기였다.

 

2. 의학의 재탄생

 생물학의 발전에 따라 의학도 체계적이고 효과적인 형태로 바뀌었다. 무엇보다도 질병의 원인이 세균이라는 사실이 밝혀지며 살균법이 창안되었고, 백신 개발의 이론적 기초가 마련되었다. 이는 수술에도 커다란 발전을 가져왔는데, 수술 시 상처부위, 도구, 붕대, 손 등을 소독하면서 수술 사망률이 절반으로 감소하는 결과를 낳았다. (추가로 이 때야 비로소 에테르나 클로로포름과 같은 마취제가 개발되어 환자들이 고통없이 수술을 받을 수 있었고, 혈액형에 대한 인식도 생겨 혈액형에 따른 안전한 수혈법이 개발되었다.)

 

3. 유전자 해독까지

 식물학자 멘델은 유전현상과 관련된 여러가지 사실을 밝혀냈는데, 이는 생명체의 형질이 유전 인자(유전자)를 통해 전달된다는 것을 발견한 것이었다. 그는 그 유명한 '완두 교배 실험'을 통해 유전 현상의 기본적인 법칙을 정립할 수 있었다. (하지만 1900년까지 관심을 받지 못했다고 한다;;)

 

 

유전인자에 따른 교배결과를 나타낸 표. 우성인자를 나타내는 R,Y / 열성인자를 나타내는 r,y.

 

  유전 인자의 조합에 따라 부모의 유전자 형질은 RY, Ry, rY, ry 4가지로 나타날 수 있다. (R은 완두의 모양을 결정하며 둥근 모양, Y는 완두의 색을 결정하며 노란색)
나올 수 있는 유전인자의 조합은 총 16가지. 다만 Rr이나 Yy같은 경우 우성인자의 영향을 받아 둥근모양, 노란색으로 형질이 발현된다. 모든 유전인자가 열성으로 발현되는 rryy는 주름진 모양에 초록색이며, 발현확률은 1/16!

 그 이후에도 꾸준히 유전자가 어떤 방식으로 형질을 결정하는지에 대한 발견이 있어왔지만, 유전 현상에 대한 정확한 메커니즘은 1953년 왓슨과 크릭에 의해 드러났다. 그들이 발견한 DNA 분자의 이중나선구조는 비로소 유전현상을 관장하는 유전암호를 풀 수 있는 키가 되었다. 이후 GMO를 개발하는 데에 쓰인 유전공학 분야가 탄생하였으며, 인간의 유전암호 지도화 작업인 인간 게놈 프로젝트가 이루어졌다. 생물학의 발전은 꾸준히 이어지는 중이다.