<먹고 사는 것의 생물학>김홍표

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1월 20일 금요일 김홍표 교수임의 강연 장소는 종로 3가역 1번 출구?<한국 인성 개발원입>니다.

<먹고 사는 것의 생물학>은 생물학, 분자생물학, 발생 생물학, 진화학, 생화학, 지질학, 영양학 등이 총 동원되어, 단세포에서 호모 사피엔스에 이르기까지 20억 년 전부터 먹고 살기위해 소화기관은 어떻게 진화해 왔는가를 소화기관 진화의 관점에서 생명의 기원과 생명의 현상, 생명의 진화를 다루는 책입니다.

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김 홍표 교수님은 전작인 <산소와 그 경쟁자들>에서 산소와 지구 생명의 진화, 세포의 산소 활용의 메커니즘을 다루고 있습니다. 교수님의 책에는 닉 레인의 책들이 많이 인용됩니다.

닉 레인은 <미토콘드리아>에서 <산소>, <바이탈 퀘스쳔>에 이르기까지, 에너지의 흐름의 관점에서 생명의 기원을 추적해 갑니다. <먹고 사는 것의 생물학>에서 교수님은 단세포에서 진핵 세포, 호모 사피엔스에 이르기까지 소화기관의 진화로 생명의 진화를 이야기합니다.

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20억 년의 생명의 소화기관의 진화사를 다루다보니 학술적인 내용이 많고 스케일이 방대합니다. 처음 들어보는 용어들도 많고 질문할 내용도 많습니다. 저도 2번 읽었는데 다시 읽어야 할 책입니다. 궁금한 내용은 1월 20일 강연에서 다시 여쭈어 보고자 합니다. 먼저 책의 앞 부분만 요약 소개합니다.

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1 들어가며

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“생명은 태양에서 도달한 남아도는 에너지를 어찌할 수 없어서 탄생한 우주적 필연이다.

눈에 보이지 않는 생물의 총 무게는 눈에 보이는 것보다 많다.

캄브리아기 이전에 동물은 세 문에 불과했다.

산소의 농도가 증가하면서 세 종의 동물문은 38개로 대폭 늘어났다.

수십억 년에 걸쳐 단련되고 정교해진 소화기관은 그것의 최종적인 형태, 즉 입이 있고 항문이 있는 통관(through gut)으로 자리 잡았다. 통관이라는 해부학적 관점에서 보면 벌레는 인간과 다를 게 없다. 통관을 가진 생명체가 지구상에 등장한 것은 생명체 진화의 역사에서 최근의 일이다.

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왜 대장에 많은 세균이 살고 있는가? 이들 세균이 동물과 함께한지는 무척 오래되었다. 아니 인간을 비롯한 진핵 세포의 탄생 자체가 세균 덕택이다. 그게 사실이라면 다세포 생명체의 진화 과정에서도 세균이 결정적인 역할을 했을 것이다.

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소화기관의 발생은 삼배엽성을 가진 배아로부터 시작된다. 우리가 외배엽, 내배엽, 중배엽이라고 칭하는 것들이다. 이들 중 중배엽은 내배엽에서 분화된 것이 거의 확실시 되고 있다. 이 말은 삼배엽성 생명체 이전에 이배엽성이 먼저 등장했음을 시사한다. 이들 세 배엽은 서로 ‘앞에서 끌어주고 뒤에서 밀며’ 하나의 생명체를 완성한다. 동물에서 외배엽과 내배엽이 만나는 부위인 구개(입)와 항문 부분에서 ‘피니싱’이 일어난다. 이 부위에는 중배엽이 들어오지 못하기 때문이다. 소화기관은 입 부위인 앞 창자와 뒤창자가 자라나와 중간창자에서 부위에서 완결된다. 앞 창자에서 유래하는 부속 기관들은 폐, 갑상선, 흉선 등이 있고 중간 창자부위에서 유래하는 것들은 대표적으로 간, 담낭, 췌장이 있다. 물론 발생 초기에 중 배엽이 머리 쪽으로 뻗어 나와 심장이 되는 것도 매우 중요한 과정이다.

캄브리아기 이후 지구 대기 조성을 보면, 산소의 농도가 올라가던 시기에는 이산화탄소의 농도가 줄어들었다. 동시에 식물이 광합성에 사용할 재료도 줄어든다. 이 때를 틈타 이산화탄소를 잘 잡아둘 수 있는 식물들이 지구상에 등장했다. 바로 C4식물이라 불리는 것들이다. 옥수수나 선인장, 갈대 등이 여기에 속한다. 화본과 C4식물을 식량으로 하는 초식동물들도 진화해나갔다. 초식동물은 위를 크게 확장하거나 혹은 대장을 크게 확장하면서 최대한의 영양소를 뽑아내려고 하였다. 초식동물을 사냥하는 육식동물은 대체로 대장이 짧다. 단백질이나 지방은 거의 대부분 소장에서 흡수가 끝난다. 조악한 식물 섬유에서 영양분을 뽑아내는 것은 대장에 상주하는 세균들의 몫이다. “-<먹고 사는 것의 생물학>중에서

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