생명이란 무엇인가?라는 문제는 정말 중요하고 어렵고 핵심적이며 미묘한 자연철학의 과제입니다.

2001년에 나온 프랭클린 하롤드의 책 <세포의 길: 분자, 유기체, 생명의 질서>의 서문이 이와 관련하여 읽어볼만해서, 그 서문을 한국어로 번역하여 올려 둡니다. (시간을 절약하기 위해 파파고에 원문을 넣고 다시 문맥을 살피며 문구를 수정했습니다.)

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Franklin M. Harold (2001). The Way of the Cell: Molecules, Organisms, and the Order of Life. Oxford University Press. [https://bit.ly/3w2PSMS]

서문

이 책은 생물학, 생화학 또는 다른 완성되고 유한한 분과학문에 관한 것이 아니라 생명에 관한 것이다. 생명은 내게 우주의 가장 놀라운 경이로움으로 보인다. 친숙하고, 완전히 물질적이며, 아마도 어디에나 있지만 이해하기 어렵고 궁극적으로는 신비롭다. 나의 목적은 우리가 생명현상에 대한 과학적 이해를 위해 얼마나 멀리 왔는지를 평가하는 것이다.

이것이 모호한 주제임은 말할 것도 없고, 너무 광범위하기 때문에, 이 탐구의 기초가 되는 전제를 설명하는 것이 최선인 것 같다. 첫째, 나는 직업상 철학자가 아니라 과학자다. 우리는 심리학자나 신학자, 시인, 인식론자에게 어떻게 보이는지가 아니라 자연과학이 생명의 본질에 대해 말하는 것에 관심을 가질 것이다. 둘째, 나는 '생명'이라는 용어가 어떤 자연 물체의 특징에 의해 인식될 수 있고 다른 물체에는 없는 실제 현상을 의미한다고 생각한다. 우리의 목표 중 하나는 살아있는 유기체를 다른 것들과 구별하는 필수적인 특징들을 식별하는 것이어야 한다. 비록 우리가 단지 한 종류의 생명, 즉 지상의 다양성에 대해서만 연구할 수 있었지만, 생명은 우주의 다른 곳에 존재할 가능성이 있고, 어디에 있든 생명이 이 일반적인 원리에 기초할 것이라고 주장할 수 있다. 셋째, 지난 세기 동안 우리는 세포와 유기체의 작용, 구조, 화학을 면밀히 조사함으로써 아주 먼 길을 걸어왔다. 우리가 배운 것은 일반적인 생명체의 본질을 성찰하는 데 확고한 기초를 만든다. 마지막으로, 나는 "생명이란 무엇인가?"라는 수수께끼에 대한 해답을 찾는 것이 금세기의 과학적 대화를 통해 울려 퍼지는 위대한 주제들 중 하나라고 생각한다. 이 시기는 과학이 그 독특한 영광이기도 하다. 그 수수께끼는 모든 생명과학과 물리과학의 많은 주제들을 포용하고 초월한다. 생명이 빠져 있는 물리학은 화학이 없는 생물학만큼 피폐하다. 우주의 근본적 특징인 자연현상으로서의 생명에 대한 연구가 부서별 종족주의의 블랙홀로 빠져들게 해서는 안 된다.

이 책을 쓰게 된 동기의 상당 부분이 여기에 있기 때문에 후자의 요점에 대해 잠시 더 말하겠다. 과학이 생명의 본질을 알고 있는 것은 수많은 전문가들 덕분이다. 이 전문가들이란 물리학자, 화학자, 수학자와 지질학자, 유전학자, 생화학자, 생화학자, 생물학자, 진화론자, 분자생물학자이다. 우리 노동의 결실은 먼저 전문학술지 선반에 새겨지고, 그 뒤에 읽기는커녕 너무 무거워져 들고 다닐 수 없게 된 교과서에 환생한다. 그러나 생명의 본질은 연구를 위한 실용적인 주제가 아니다. 일반적인 통찰력이 있다면, 그것은 무수히 많은 특정한 발견에서 추출되어야 하며, 여기서 시간은 더 이상 우리 편이 아닐 수 있다. 모든 주제에 대한 가차없는 정보의 축적은, 그 자체로 아무리 바람직하더라도, 모든 사람들을 점점 더 좁은 경계 안으로 몰아넣음으로써 이해를 좌절시킨다. 두 번째 장애물은 지식이 실질적인 목적에 도움이 되는 한에만 가치가 있다는 떠들썩한 시대정신이다. 과학자들 스스로는 과학이 철학이 아닌 권력의 용도에 봉사해야 한다는 주장에 점점 더 동의하고 있다. 결국 우리가 부족한 공공 자원을 가져다 쓸 수 있는 것은 우리의 유용성 때문이다. 따라서 근본적인 탐구가 가장 생산적으로 이루어지는 시대가 끝나가고 있을지도 모른다. 그래서 연구에서 도출되는 지식의 실타래를 수집하고 그것들이 어떤 패턴을 만드는지 보는 것이 시의적절하다.

'이해'라는 일상적인 단어가 이미 여러 번 언급되었고, 그것이 이 모든 이야기의 목적을 대변하기 때문에 여하간 정의를 시도해 보는 것이 순서이겠다. 과학자들은 이 단어를 다소 특별한 의미로 사용하고 있는데, 메리 미줄리(Mary Midgley)가 비판적 연구서 <구원으로서의 과학 Science as Selvation>에서 훌륭하게 제시한 것처럼, "무엇이든 이해하는 것은 그 안에서 질서를 찾는 것이다. 그것은 단순히 [패턴]을 의미 있는 사물의 분류에 넣는 것이다. - 그것의 부분들이 전체와 어떻게 관련되어 있는지, 그리고 그것 자체가 주변의 더 큰 장면과 어떻게 관련되어 있는지를 주목하는 것이다." '설명'은 어떨까? 그럴듯하고 자기 일관적인 세계관을 위해 노력하고 그것을 다른 사람들에게 전달하는 것은 숭고한 추구라고 하기는 어렵다. 그러나 나는 우리가 차이점을 기억하는 한 그것을 무가치하다고 무시하는 사람들에게 동의할 수 없다.

"생명이란 무엇인가?"라는 질문에 대한 간단한 답변이 있다. 주위를 둘러보라! 새와 나비, 얼룩말과 암모나이트, 현재와 과거의 복잡한 생명의 거미줄을 주목하고 인간의 오만과 무념무상 앞에서 그것의 지속을 보장하기 위한 끝없는 발버둥에 동참하라. 이것은 내가 할 수 있는 것보다 훨씬 훌륭한 다른 사람들이 웅변적으로 말해 왔고, 그것은 내가 여기서 생각하고 있는 것이 아니다. 지난 40년 동안, 나는 생물에너지학과 형태형성과 같은 근본적인 측면을 강조하며 미생물의 생화학 및 생리학에 대한 연구에 종사했다. 결과적으로, 생명체의 중심적인 문제들이 내게 나타나는 것은 화학과 생물학이라는 접점에서이다. 어떻게 생명체가 없는 화학 물질들이 우리가 유기체라고 부르는 정교하게 정렬된 구조물을 만들기 위해 함께 모일 수 있을까? 어떻게 분자 상호 작용이 그들의 행동, 성장, 번식을 설명할 수 있을까? 유기체와 그 구성원들은 어떻게 어느 것도 가지지 못한 지구상에서 생겨났고, 그리고 연못의 물 한 방울에 활기를 불어넣는 생물들의 각성체로 다양화 되었을까? 제 목적은 생물학을 화학과 물리학으로 '환원'하는 것이 아니라, 생물 질서의 본질에 대한 통찰력을 얻는 것이다. 나는 이전의 책에서 "생물은 극도로 조직화된 상태로 특징지어지는 물질의 상태를 유지하고, 재생산하고, 증식하는 능력에서 가장 두드러지게 무생물과 다르다."라고 썼다. 이것은 여전히 사실처럼 들린다; 생물학적 조직화는 삶의 본질과 이 책의 중심 주제이다.

대부분의 과학 분야들은 삶의 문제와 관련이 있지만, 어떤 분야들은 다른 분야들보다 더 관련이 있다. 이 책은 미생물을 집중적으로 다루는데, 대부분의 사람들에게 '생명'이라는 단어로부터 세균(박테리아)이나 원생동물의 이미지를 떠올리지 않기 때문에 설명이 필요하다. 미생물은 생물학에 관한 책에서 많은 관심을 받지 못하며, 대중들은 미생물을 주로 질병의 매개체로 알고 있다. 미생물을 사랑하는 우리는 그들의 다양성을 찬양함으로써 우리의 특별한 열정을 정당화하기 쉽다. 그것은 모든 고등 생물들의 그것보다 훨씬 더 크다. 우리는 인간과의 다양한 상호작용을 지적하며, 일반적으로 해롭기보다는 유익하다. 그리고 우리는 생물권의 운영이 전적으로 미생물 관리에 의존한다고 주장한다. 하지만 그들이 이 책에 등장하는 이유는 가장 작고 단순한 형태의 생명체에 대한 성찰이 유난히 결실을 맺었기 때문이다. 우리가 이해하고자 하는 분자든, 유기체든, 공동체든, 진화든, 인류에 대한 올바른 연구는 종종 인간이 아니라 미생물이다. 지질학적 역사가 그 점을 보강한다. 박테리아와 원생생물인 미생물은 스스로 생물권을 만들 수 있고, 지구가 젊었을 때 수십억 년 동안 그렇게 했다. 고등생물들은 우리 인간들에게 특별한 관심사인 미스터리를 가지고 있다. 즉 질병의 유전적 기반, 면역 반응, 배아 발달 그리고 정신의 본질이 현재 연구 노력의 최전선에 있다. 그러나 생명의 본질을 탐구하기 위한 목적으로, 이것들은 지엽적인 문제이다. 그것들은 생물체에 내재된 잠재력을 나타내지만, 생물체의 존재에 필수적인 것은 아니다.

이 글을 쓰는 내내 몇몇 잠재적인 독자들이 내 원고를 들여다보았다. 먼저 학계의 동료들은 흠을 재빨리 찾아내고, 어떤 대가를 치르더라도 사실의 정확성을 요구하며, 일반화에 대한 나의 성향을 억제할 것을 요구한다. 나는 그들의 충고를 최대한 귀담아 들었다. 하지만 사실들로 가득 차 있지만 여전히 호기심이 많은 한 무리의 학생들이 그들을 과학으로 끌어들인 것이 무엇이었는지 상기시키고 싶어했다. 지역 대학이나 고등학교의 몇몇 교사들은 관심사가 온통 다른 곳에 있는 학생들에게 과학을 이해시킬 것을 요구했다. 여하간 그러한 교사들은 과학의 미래를 손에 쥐게 될 것이다. 나는 몇몇 멸종위기에 처한 종족, 즉 교육받은 평신도들이 피할 수 없는 복잡성에 직면하여 단순함과 명료함을 간청하는 것을 보았다. 그리고 종종 린든 존슨의 유령은 고인이 된 대통령이 가장 좋아하는 질문을 내 귀에 속삭이곤 했다. 그래서 뭐 어쨌다는 거지? 후자는 모두 내가 전문성과 세부 사항에서 물러나도록 설득했고, 그림을 넓은 붓으로 그리도록 만들었다. 결국 나는 내 자신의 독서가 저를 이상한 물속으로 잡아당길 때에도 개요(시놉시스)에 가깝고 테크니컬하지 않은 책을 쓰려고 노력했다.

이 책은 불가피하게 개인적인 책이다. 지식의 물결 속에서 이해에 대해 쓰려는 한 과학자의 시도이다. 그것은 연구, 학문, 교육에 헌신한 일생의 경험에서 자라났다; 그러나 나의 목적은 사실 그 자체를 설명하기보다는 생명에 대한 사실들을 이해시키는 것이기 때문에, 이 연구는 과학의 고유한 가장자리를 걸어간다. 여기에 제시된 주장과 결론은 내가 보기에 타당한 것 같지만, 그것들은 확실히 그 주제에 대한 최종적인 말은 아니다. 과학이 가르치는 가장 가치 있는 교훈은 추측과 반박의 게임을 하는 것이고, 우리의 지식의 잠정적인 본질을 감사하고, 의심을 존중하는 것이다! 만약 내가 여기에 쓴 것이 몇몇 독자들에게 그들의 겔과 유전자에서 먼 지평선을 응시하도록 격려한다면, 나는 충분히 만족할 것이다. 연구자, 학자, 철학자, 그리고 개척자로서의 나의 단점들을 나는 절실히 알고 있다. 그러나 나는 50년 전에 우리에게 진군 명령을 내린 에르빈 슈뢰딩거와 한 가지 장점을 공유하고 있다고 주장할 수 있다. 나 또한 좋은 목적을 위해 기꺼이 나를 바보로 만들겠다는 것이다.

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"생명이란 무엇인가?라는 질문에 과학은 현재 두 가지 답을 제공한다. 첫 번째는 살아있는 유기체는 자기 생성, 즉 자기 유지, 에너지 변환 자가 촉매 시스템이라고 주장한다. 두 번째 대답은 살아있는 유기체가 변화와 자연 선택에 의해 진화할 수 있는 시스템이라고 선언한다. 즉, 형태와 기능이 환경에 적응하고 생태계의 구성과 역사를 반영하는 자기 재생 실체이다. 그 두 대답은 동일하지는 않지만, 그들 사이에는 상당한 중복이 있다; 그들은 더 둥그런 실재의 다른 측면을 강조한다. 사람들은 진화에서 생겨나지 않은 자체생성적 존재자를 상상할 수 있다. 아서 클라크의 우주 서사시 2010의 우주 서사시에 나오는 우주비행사들은 목성을 작은 태양으로 바꿀 목적으로 목성에 씨앗을 심는다. 그러나 우리는 아마 그것에 우리처럼 유기체가 아니라 로봇이라는 이름표를 붙일 것이다. 같은 맥락에서, 복제 효소의 도움으로 반복적으로 복사된 시험관의 RNA 분자는 분명히 변이와 선택에 의해 진화하지만, 살아있는 것으로 간주되기 어렵다. 현재 우리가 제공할 수 있는 가장 좋은 답은 두 부분적인 답을 모두 결합한다. 즉, 생명은 다양성과 자연 선택을 통해 진화할 수 있는 자체생성계의 특성이다. 이 정의는 현재로서는 도움이 되겠지만, 우리의 기술이 더 많은 그리고 더 나은 골렘을 만들어내거나 우리가 보편적 생물학에 대한 경험을 얻었을 때, 수정이 필요할 수도 있다."

"To the question, What is Life?, science presently offers two answers. The first asserts that living organisms are autopoietic systems: selfconstructing, self-maintaining, energy transducing autocatalytic entities. The alternative answer proclaims that living organisms are systems capable of evolving by variation and natural selection: self-reproducing entities, whose forms and functions are adapted to their environment and reflect the composition and history of an ecosystem. The two answers are not identical, but there is substantial overlap between them; they emphasize different aspects of a rounder reality. One can imagine autopoietic entities that did not arise by evolution (the astronauts in Arthur Clark’s space epic 2010 learn of some, seeded on Jupiter for the purpose of turning it into a lesser sun), but we would probably label them robots rather than organisms like ourselves. By the same token, RNA molecules in a test-tube copied repeatedly with the aid of a replicase enzyme clearly evolve by variation and selection, but would hardly be considered alive; even viruses represent a borderline case. The best answer we can offer at present combines both partial ones: life is the property of autopoietic systems capable of evolving by variation and natural selection. This definition will do for the present, but may need revision as our technology creates more and better Golems, or when we gain experience of universal biology." (p. 232)