다윈에 머물러 있던 진화에 대한 인식을 새롭게 하다!
다윈의 진화론, 어디까지가 사실일까? 분자생물학의 발전과 함께 진화의 비밀을 새롭게 밝혀낸 현장 속으로 여러분을 초대합니다. 진화를 계통수(tree of life)로 나타낼 수 있는지, 종(species)이란 무엇인지, 우리 인간의 정체성은 무엇인지, .... 생명이라는 근원적인 물음의 해답을 찾아 나선 과학자들의 열정적인 삶과 함께 미처 몰랐던 과학적 사실이 스릴 넘치는 이야기로 펼쳐집니다.


- 출판사 리뷰 -
진화를 나무 형태로 표현할 수 있는가?
이 책에서 과학 작가 데이비드 쾀멘은 분자생물학으로 최근 발견해 낸 성과가 진화와 생명의 역사에 대한 우리의 이해를 어떻게 바꿀 수 있는지 설명합니다. 이는 인간의 건강과 심지어 우리 인간 본질에 대해서도 막대한 영향을 미칩니다.

1970년대 중반, 과학자들은 DNA 염기서열을 사용하여 모든 생명의 역사를 다시 조사하기 시작했습니다. 분자 수준에서 생명의 다양성과 관련성을 연구하는 이 분야의 가장 놀라운 발견은 수평적 유전자 전달(HGT, horizontal gene transfer), 즉 종을 가로지르는 유전자의 이동입니다. 수평적 유전자 전달(HGT)은 널리 퍼져 있는 중요한 현상으로 밝혀졌습니다. 예를 들어, 이제는 인간 게놈의 약 8%가 조상으로부터 직접 받은 전형적인 유전이 아니라, 바이러스 감염에 의해 옆에서 들어온 것(일종의 HGT)임이 밝혀졌습니다.

이 책에서는 이러한 과학적 발견을 탐사와 인터뷰를 통해 연구자들의 삶과 함께 풀어냅니다. 여기에는 잘 알려지지 않았지만 20세기 가장 중요한 생물학자인 칼 워즈를 비롯하여 '모자이크' 생명체라는 엉뚱한 생각이 사실로 드러난 독불장군 린 마굴리스, 항생제 내성 박테리아라는 재앙이 HGT의 직접적인 결과임을 발견한 츠토무 와타나베 등이 포함됩니다.

자연의 역사를 글로 풀어내는 최고의 작가 데이비드 쾀멘은 이 책에서 진화에 대한 분자 수준의 연구가 어떻게 얽힌 생명의 나무(tangled tree of life)라는 놀라운 인식을 가져다 주었는지 설명합니다. 크리스퍼(CRISPR)와 같은 새로운 기술 덕분에, 우리는 이제 자연이 오랫동안 해온 것처럼 이러한 기술로 우리의 유전자 구성까지도 바꿀 수 있는 능력을 갖게 되었습니다. 《진화를 묻다 The Tangled Tree》는 진화와 생명의 역사, 그리고 우리 인간 본질에 대한 이해를 바꾸게 만들 것입니다.


- 추천사 -
"20세기 후반 생명과학 발전에 지대한 공헌을 했음에도 노벨상을 받지 못한 사람이 둘 있다. 세포내공생으로 유명한 린 마굴리스와 아르케이아(고세균)를 발견해 분류학을 혁신한 칼 워즈다. 이 책은 워즈를 주연으로 마굴리스를 포함한 많은 과학자들을 조연으로 등장시켜 분자 수준에서 진화의 미스터리를 파헤치는 분자계통학의 등장과 전개를 생동감 있게 펼쳐보이고 있다. 1990년 워즈가 ‘3영역 분류 체계’를 제시한 지 30년이 되는 해에 이 책의 한국어판이 나와 더욱 감회가 새롭다."
- 강석기, 과학칼럼니스트

"‘아는 만큼 보인다’, 잘 알고 있는 말이지만 이 책을 읽으면 더욱 실감하게 된다. 과학의 발달로 인간이 바라볼 수 있는 시각이 넓어지고 있는데, 이는 ‘진화’도 마찬가지다. 이 책은 다윈의 진화론부터 최근 유전자가위 기술(CRISPR)의 출현까지 일반인들이 이해하기 어려운 진화에 대한 이야기를 가능한 한 쉽게 풀어내고 있다. 더불어 이 과정에 관여한 많은 과학자들의 삶이 과학을 어설프게라도 접한 사람으로서 과거에 대한 기억과 아련한 친근감을 느끼게 한다."
- 윤강식, 국가항암신약개발사업단 본부장

"찰스 다윈의 진화론에서 핵심적인 통찰 중 하나는 생명이 마치 나무의 가지처럼 갈라졌다는 것이다. 그리고 한 세기가 지나 분자생물학의 혁명적인 발견 중 하나는 '생명의 나무'가 사실 훨씬 더 복잡한 가지들로 구성된 미로라는 점이다."
- 칼 짐머, 《진화: 모든 것을 설명하는 생명의 언어》, 《기생충 제국》의 저자

"이 책은 새로운 분자 기술이 어떻게 기존에 진화 과정을 이해하던 방식과 생명을 일관성 있게 분류하던 방식을 혁신하게 되었는지 밝혀낸다. 저자 쾀멘은 이러한 혁명을 둘러싼 과학과 인물 이야기를 훌륭하게 엮어냈다."
- 사이언스지


-언론사 서평-
박테리아와 바이러스의 ‘무기’ 수평 유전
[책&생각] 정인경의 과학 읽기
왜 바이러스와 박테리아는 쉽게 변이를 일으킬까? 왜 백신 개발이 어려울까? 이 질문에 대해 우리는 항생제에 적응한 돌연변이의 출현 때문인 것으로 이해하고 있다. 불가피한 진화의 과정으로 알고 있을 뿐, 박테리아 변이의 유전적 메커니즘에 대해서는 잘 모른다. 데이비드 쾀멘의 <진화를 묻다>는 20세기 후반 생물학의 혁명을 일으킨 유전자 분석을 통해 바이러스와 박테리아의 실체를 깊이 있게 조명하고 있다. 나아가 생명의 역사에서 미생물이 인간의 진화를 어떻게 추동했는지를 통찰한다.
1977년 칼 워즈는 원핵생물도, 진핵생물도 아닌 “제3의 생명체”를 발견했다. 분자서열의 분석 기술로 생물의 계통관계를 추적하다가 고세균(아르케이아)을 찾아낸 것이다. 그는 세포핵이 없는 원핵생물과 핵이 있는 진핵생물의 이분법이 틀렸다는 것을 알리고, 1990년에 ‘3영역 분류 체계’를 제시했다. 지구의 생물을 세균(박테리아), 고세균, 진핵생물의 3개 영역으로 나누고, 그중에 진핵생물은 식물계, 동물계, 균계, 원생생물계로 구분하였다. 이러한 분자계통학의 발전은 생명의 역사를 다시 살펴보는 계기가 되었다.
미생물을 포함한 모든 생물의 진화는 우리가 알고 있는 것보다 훨씬 더 복잡하게 얽혀 있었다. 칼 워즈와 린 마굴리스 등의 새로운 연구는 진화와 계통을 표현하는 다윈의 “생명의 나무”를 바꾸었다. 생명의 역사는 나무가 아니라 거미줄처럼 연결되어 있었다. 미생물의 세계에서 유전자는 아래 세대로 흐르는 것이 아니라 종의 경계를 가로질러 수평적으로 이동하였다. 바로 항생제 내성을 가진 박테리아가 이렇게 진화했다. 수평유전은 형질전환, 접합, 형질도입의 세 가지 방식으로 이뤄지는데 그중에서 형질도입은 바이러스를 매개체로 박테리아의 접촉 없이도 유전자를 교환했다. 살아 있는 바이러스들은 자신이 감염시킨 세포에 외부 유전자를 나르며, 순식간에 강력한 슈퍼 버그를 탄생시켰다. 수평 유전을 통해 다른 종의 박테리아로부터 모든 약물에 내성을 가진 유전자를 획득하는 방식으로 말이다.
그런데 “감염 유전”은 다윈의 느린 진화 과정으로 설명할 수 없는 것이다. 자연선택은 한 개체와 다른 개체 간의 유전적 차이, 변이가 있을 때만 작동한다. 다중 내성을 가진 박테리아가 진화하려면 엄청나게 많은 돌연변이가 출현해야 한다. A, C, G, T의 염기서열이 어쩌다 한번 틀려서 나타나는 돌연변이로는 빠른 속도로 확산하는 진화가 불가능하다. 감염유전이 일반적인 느린 진화를 앞선 것은 유전자의 수평 이동 과정에서 특별한 능력이 발휘되었기 때문이다. 박테리아 유전자는 유전자 한 조각이 아니라 내성에 관계된 유전자 뭉치가 통째로 오고 갔다. 또 그 유전자 뭉치는 생물의 경계를 넘나들며 어디든 이동할 수 있는 것으로 밝혀졌다.
수평 유전의 현상은 진핵생물 종 사이의 경계를 허물고, 인간의 몸속으로 파고들었다. 박테리아와 바이러스는 끊임없이 진화해서 더 강한 내성을 갖고, 인간 숙주들 사이에서 옮겨 다니고 있다. 바이러스에서 유래한 유전자가 인간 유전체의 8%를 차지한다고 하니, 우리의 정체성의 12분의 1은 바이러스인 셈이다. 이렇게 이 책은 “우리 인간은 누구인지, 우리는 어떻게 만들어졌는지, 생태계는 어떻게 돌아가는지에 대한 우리의 근본적인 생각들에 이의를 제기하고 있다.”
-과학저술가 정인경
(출처: 한겨레, 2020.03.06)