(식물의 진화, 생존과 번식)

[윤철호]

(식물의 진화, 생존과 번식)

지구의 역사는 45~48억년정도라는 것이 과학자들의 일관된 주장이다. 이 긴 세월 동안 지구에서 수많은 동물들은 어떤 진화를 거쳐서 살아 왔을까? 지금도 과학자들은 끈임 없이 연구하여 그 해답을 찾고자 노력하고 있다. 동,식물의 진화의 중요한 목표는 먹이를 어떻게 섭취하여 생명을 이어 갈 것 이냐, 자손을 어떤 방법으로 많이 번성 시킬 것이냐가 생존 진화의 목표로 봐야 한다.

2019년 노벨 경제학상 수상자가 발표되었다. 올해 노벨경제학상은 3인 공동 수상이다. 수상자는 모두 미국인. “아비지트 배너지, 에스더 듀플로, 그리고 마이클 크레이머” 이다.

지난 14일 스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 올해 노벨 경제학상 수상자들의 연구 주제는 “빈곤경제학”이라고 밝혔다. 수상자 3명은 모두 “빈곤경제학”을 연구하는 학자들이다. 노벨 경제학상이 빈곤경제에 관심을 가진 것은 처음이다.

매사추세츠주 공과대학(MIT) 교수인 “아비지트 배너지”와 “에스더 뒤플로”는 부부다. 사제지간으로 만나서, 결혼에 이르렀고, 이번에 노벨 경제학상까지 공동으로 수상하는 영과을 얻었다. 하버드 대학 교수인 “마이클 크레이머도 아비지트 배너지, 에스더 뒤플로”와 동료 관계이다. 하버드 대학에서 박사학위를 취득한 뒤, 매사추세츠주 공과대학에서 포스트닥과 6년간의 교수 생활을 했기 때문이다. 따라서 “아비지트 배너지와 에스더 뒤플로와”는 연구 방법론에 대해 교류하는 학문적 동지라고도 말할 수 있을 정도이다.

이들 3명의 학자들에게 노벨상을 수여할 노벨위원회는 “지난 20년 동안 세 학자의 실험 기반의 접근법은 개발경제학의 지평을 넓혔다”라고 평가했다. 이들의 연구가 빈곤과 싸운데 강력한 도움을 줬다고 이해한 것이다. “행동하는 학자”들이라는 분석이다.

노벨위원회는 이들의 수상 이유에 대해 "전세계 빈곤 퇴치에 대한 우리의 능력을 상당히 향상했다"며 "새로운 실험 기반 접근법은 개발 경제를 변화시켰는데, 이것은 현재 번성하는 연구 분야가 됐다"고 설명했다.

이들의 현실 실험적 접근방식 연구는 현재 개발경제학에서 지배적인 방법론으로 정립됐다.

지난 20여년간 이들이 개발한 새로운 실험적 접근 연구는 개발경제학분야에 널리 활용돼 빈곤 퇴치 연구를 활성화시켰다.

특히 개도국 어린이들의 건강을 증진하는데 가장 효과적인 개입정책이 무엇인지 등을 현실에서 실험적으로 연구했으며, 이들의 연구에 힘입어 인도에서 어린이 5백만명 이상이 학교 치료교수법 프로그램 혜택을 입었다고 노벨위원회는 밝혔다.

아비지트 배너지와 에스더 뒤플로는 인도 등 다양한 개발도상국의 발전 방안을 연구해서 빈곤과 싸우는 인류의 능력을 향상시켰으며, 그로 인해 인도에서 500만 명 이상의 어린이들이 혜택을 받을 수 있었다. 마이클 크레이머는 1990년대 중반 아프리카 케냐의 서부에서 어린이의 교육과 건강을 증진시키는 가장 강력한 접근법을 개발했다. 이들 3명의 학자들은 뚜렷한 연구 결과와 실천 행동으로 결실을 얻은 것이다

이들의 연구 예에서 아프리카의 빈곤국 케냐에서 교과서나 급식 등을 무상 제공하는 것이 학생들의 교육 수준 개선에 도움이 되지 않는다고 지적했다. 이보다는 교사가 더 책임감을 가질 수 있도록 학생 성적에 따라 금전적 인센티브를 제공하는 것이 더 효과적이라는 주장을 하였다.

노벨위원회는 "최근 극적으로 개선되고 있지만, 인류의 가장 시급한 과제 중 하나는 세계 빈곤을 줄이는 것"이라며 "여전히 7억 명이 넘는 사람이 극도로 낮은 소득으로 연명하고 있다"라고 지적했다.

또한 "매년 약 500만 명에 달하는 5세 미만 어린이가 저렴한 방법으로 예방하거나 치료할 수 있는 질병으로 죽고 있으며, 세계 어린이의 절반은 ​​기본적인 독해와 수리 능력을 갖추지 못하고 학교를 떠나고 있다"라고 설명했다.

수상 소감에서 빈공경제학과 개발경제학의 모범 국가가 대한민국이라고 말하기도하였다.

원시적 동물과 식물의 먹이에 대해서 진화적으로 풀이 해보자한다.

사람은 붉은색을 보면 식욕이 생긴다. 그래서 중국요리집의 대부분 색은 붉은 색이고 페스트푸드 간판 등도 대부분 붉은 색 계열이다. 잎 채소 뿐만 아니라 샐러드에도 빨간색 토마토나 전골 등에도 붉은 고추를 썰어 올리면 더욱 맛있어 보인다.

인간은 붉은 색을 보면 부교감 신경이 자극 되어 자율 신경에 의해 식욕이 솟기 때문이다. 요즘 음식이 매운 맛으로 많이 바뀐 이유도 매우면 역시 식욕이 향상된다. 그러나, 건강에는 맵고 짠 음식은 피하는 것이 좋다.

식물의 진화에서 지의류(잎이 없는 균류)-선태식물(이끼류)-양치식물(고사리류)-겉씨식물(주로 침엽수)-속씨식물로 진화 해 왔으며 속씨식물은 다시 외떡 잎 식물과 쌍떡잎 식물로 진화 되었다. 모든 동식물의 진화는 생존과 깊은 관련이 있다.

겉씨식물은 밑씨가 튀어나와 빙하기를 거치는 동안에 많은 식물이 멸종하고 밑씨가 씨방으로 감싸 추위에 강한 속씨식물로 진화 되었다. 밑씨를 보호하기 위해 만든 씨방을 발달 시켜 과일을 만들고 과일 속에 씨를 숨겨 추위에 보호하고 과일을 조(鳥)류가 먹도록 진화 시켰다.

열매가 대부분 여름에는 푸르고 떫거나 쓴 맛이 난다. 이는 열매가 익기 전에는 먹지 말라는 신호이다.

그러나 가을에 되면 붉게 익고 단맛이 난다. 조류는 붉은 색을 아주 좋아한다. 열매를 조류가 먹으면 그대로 소화 되어 씨앗만 배설하여 주로 땅속에 묻혔다가 봄에 싹을 티워 자손을 번성 시킨다.

포유류 동물들은 빨간색을 인지하지 못한다. 공룡이 번성하던 시대에는 포유류의 조상들은 공룡의 눈을 피해 주로 야행성 동물로 살았다고 봐야 한다. 밤의 어둠에서 가장 식별하기 어려운 색이 빨간색으로, 야행성 동물은 빨간색을 식별하는 능력을 잃어 버렸다. 그러나 포유류 중에 유일하게 빨간색을 식별한 능력을 갖고 있는 동물은 인간의 조상인 원숭이류이다. 이는 잘 익은 빨간색 과일 등을 식별하여 먹이로 삼기 위해서 진화했다고 봐야 한다. 인간이 붉은 새에 끌리는 이유도 그의 본능적이라 봐야 한다.

<식용 작물과 인류 문명>

동물의 진화에서 사람이 가장 우수한 동물로 진화 될 수 있는 결정적인 사건은 불의 발견이다. 불을 사용 할 수 있어서 모든 음식을 불로 조리 함으로서 턱뼈의 턱이 작아지고 혀도 작아져 굴리기가 쉬워져 언어를 갖게 되고, 턱이 줄어지는 대신 뇌가 크져 다른 동물보다 지능이 높아져 생태를 지배 하며 경영 할 수 있게 된다. 숲에서 인류 가 발생 되어 차츰 식구가 많아지니 식량이 부족하여 농사가 잘 되는 강가로 이동하게 된다. 동물의 먹이는 풀-초식동물-육식동물 등으로 먹이 피라밋을 이루며 살아왔다. 처음 숲에서는 동물이 먹을 수 있는 식량이 한계가 있었다. 그래서 초원으로 나오게 되고 초원으로 나오니 가장 먹기 좋은 식물이 볏과 식물이었다. 볏과 식물 입장에서는 많은 동물들이 먹어 치우니까 자기들이 살아 갈 수 있는 방법으로 진화가 필요 했다.

볏과 식물의 잎은 유리 성분인 규소라는 딱딱한 물질이 많이 들어 있다. 잎에는 섬유질을 많이 만들어 초식 동물이 먹을 수 없도록 진화를 시켰다. 더 중요한 진화는 다른 식물은 줄기 끝에 생장점을 두었는데 볏과 식물은 생장점이 땅 속에 있다.

볏과 식물은 줄기를 뻗지 않고 땅속 그루트기에 생장점을 두고 잎을 위로 뻗어내어 자라게 한다. 동물이 줄기를 먹어도 생장점은 살아 있어서 그루트기에서 계속 잎을 만들어 낼 수 있게 되어 있다. 그러나 잎을 꾸준히 만들어 밀어 올리기에도 한계가 있어서 그루트기에서 줄기를 늘리면서 왕성한 가지치기를 함께 하게 진화 시켰다. 모내기를 할 때 5포기 정도 심어면 가을에 벨 때 배 이상 새끼치기가 된 것을 확인 할 수 있다.

볏과 식물은 잎 속에 단백질을 최소화해서 영양가를 줄여 초식 동물의 먹이로서의 기호도를 없애려는 노력을 해 왔다.

볏과는 잎에 규소가 많고, 소화하기도 어렵고, 영양분도 적어 동물의 먹이로 적합하지 않도록 진화시켰다.

그런데 초식동물은 볏과 식물을 먹지 않고는 살아 갈 수가 없었다. 볏과 식물을 소화 할 수 있는 다양한 방법으로 진화 해서 먹이가 많이 필요 한 소등은 위를 4개로 발달 시켜 완벽히 소화 시킬 수 있는 소화 기관을 진화 시켰다. 소화 기관이 많고, 섬유소를 소화 하려니 자연적으로 소화 기관이 크고 길어 배가 큰 몸집으로 진화할 수밖에 없었다. 지금은 한국국민의 체형도 많이 서양화 되었지만, 60년대 이전 만하여도 서양인은 육식을 많이하여 작은 창자가 동양인보다 1m 정도 짧았기에 앉은 키가 작았고, 다리가 길었고 키가 크 주로 침대나 의자 생활을 할 수 밖에 없었고, 동양인은 채식이라 작은 창자가 길어 앉은 키가 크고 다리가 짧아 좌식이 편했고 온돌을 발달 시켰다. 채식을 주로 한 동양인은 하체 보다 상체가 발달하였다. 우리 국민이 활을 잘 쏘고 골프, 양궁 등을 잘하는 것은 상체가 발달한 원인에 있다고 봐야 한다.

인간은 볏과 식물의 잎으로는 식량으로 삼을 수가 없었다. 일찍부터 불을 사용 했지만 볏과 잎으로는 어떤 요리도 불가능 하였다.

볏과 식물의 열매에 주목하기 시작 했다. 벼와 밀, 옥수수의 열매를 수확하여 불로서 요리를 하여 식량으로 발달 시켰다. 야생 볏과 식물은 가을이 되어 수확을 하려니 탈립(씨앗이 자연적으로 떨어지는 현상)으로 수확량이 적었다. 그러나 생물은 1/10,000의 돌연변이가 일어난다고 한다. 그 중에서도 탈립이 잘 안 되는 것에 주목하고 계속 그 종자를 받아서 심어서 하나의 품종으로 고정 시켜 탈립을 막아 식량으로 이용 할 수 있었다.

볏과 식물의 농사로 인간의 식량 확보에 성공한 것은 혁명적인 사건이었다.

불과 식량을 해결하고 석기 문화에서 철기문화를 발달 시켜 인류 문명이 시작 되었다. 식구가 늘다 보니 자연적으로 땅이 기름진 강가로 이주 하게 되었다.

문명의 발상지에는 반드시 중요한 식량작물이 있었다.

이집트와 메소포타미안 문명의 발상지는 밀의 기원지이고, 인더스 문명의 발상지는 벼의 기원지이다. 중국문명의 발상지는 대두의 기원지이고, 중미의 마야 문명과 아스텍 문명에는 옥수수가 있었고, 남미의 잉카 문명은 감자가 있었다. 지금도, 벼, 밀, 옥수수, 감자, 콩 등은 중요한 식량 작물이다.

여기서 중요한 식량은 쌀과 밀이었다. 빵과 밥은 어느 것이 영양이 많을까? 밀이 주식인 민족과 밥이 주식인 민족 중 어느 민족이 생산 인구가 많을까? 당연히 쌀이 주식인, 민족이 인구가 많을 수밖에 없다. 통계적으로 서양 보다 동양이 인구가 많은 이유는 밀보다 쌀이 영양이 많기 때문이다. 특히 5대 영양 중 단백질 함양이 쌀이 훨씬 많다.

구소련이 왜 미국에게 무릎을 꿇었을까? 식량 때문이다. 소련에서 T.D Lysenko(1898~1976)라는 유명한 생물학자가 있었다. 리센코는 1928년 춘화처리를 발표하여 세계적인 생물학자가 된 사람이다. 가을에 밀을 파종하고 남은 밀자루를, 밖에 쌓아 두게 되어, 겨울 눈을 맞치게 되었다. 이 밀을 봄에 밭에다가 파종 했더니만 가을에 밭에 밀보다 더 수확량이 많았다.

밀과 보리는 화아분화가 겨울에 저온 처리를 해야 봄에 꽃이 핀다는 사실을 밝히고 이를 "춘화처리"라고 명명하여 논문을 발표하게 되어 유명한 생물학자로 인정 받게 된다. 이 논문을 기반으로 리센코의 학설이 당시 식량 부족을 안고 있는 소련에서 리센코의 학설을 정치적으로 우상화 시켜 스탈린 정권 때 리센코는 농림부 장관으로 임명되어, 영웅으로 만들어 권력을 등애 업고, 자신의 학설에 반대하는 학자들을 숙청하였고, 멘델의 유전학을 부정하여 각 대학이나 연구소의, 멘델유전 연구소는 폐쇄되고 대학에서 가르치지 못하게하였기 때문에 소련의 육종학은 많은 퇴보를 하는 동안, 미국 등 서양은 육종학을 더욱 발전 시켜, 세계 다수확 밀을 미국 배곱에 해당하는 캔사스 주에서 생산하여 소련을 비롯한 전 세계에 수출하게 되었다.

위 캔사스주 지방의 밀 90%는 농림10호 밀의 유전자인자를  90%를 갖고 있는데, 이 품종은 1936년에 "후르트 달마"를 부계로 "터키레드"를 모계로 해서 일본의 이와테현 농사시험장에서 육종 한 것이다.

부계로 이용한 "후르트 달마"의 품종이 우리나라 달마의 재래종(앉은뱅이 밀)품종을 일본이 가져가 개량 했다는 것이 육종학자들의 일관된 주장이다.

만약 이것이 사실이라면 지금 우리가 미국서 수입하는 대부분의 밀가루의 맛은 우리 입맛에 맞을 수밖에 없지 않겠는가?.

종자는 우주이다. 종자 한 알이 세상을 바꿀 수 있다고. 우장춘 박사는 말하였다. 소련의 리센코라는 한 과학자의 오판으로 나라를 패망시킨 역사를 볼 때 종자의 중요성을 다시 깨닫게 된다.

좋은 종자는 생물에만 있는 것은 아니라고 본다.

모든 산업에도 좋은 종자가 있고 나쁜 종자가 있다. 좋은 산업 종자를 연구 개발하여 산업을 발전 시켜야하고, 나쁜 산업 종자는 버려야 한다. 이 판단은 그리 쉽지 않다. 지식에도 나쁜 지식 종자가 있고, 좋은 지식 종자가 있다. 나는 최근에는 정치에도 나쁜 종자가 있고 좋은 종자가 있다는 생각을 해 봤다. 좋은 정치 종자가 기름진 땅에 파종 될 때 건강한 나무가 되고 숲이 되어 국민이 편안하게 쉬고 즐기면서 많은 국민이 행복을 느낄 수 있지 않겠는가? 어떤 정치의 종자가 좋은 종자를 갖는 정치인가 국민을 주인으로 섬기는 정치가 좋은 종자를 갖는 정치이다. 헌법에 명시 된 것처럼 모든 권력은 국민의 권력이다. 선거를 통한 권력자의 권력도 국민의 권력이다. 정치 권력, 검찰 및 법의 권력, 종교의 권력, 언론의 권력, 교육의 권력, 경제의 권력 등 모든 권력의 힘은 국민으로부터 만들어 지고 국민을 섬기면서 선용 되어야 한다. 국민 선거를 통해야 대표가 선택 되고, 선택 된 대표는 힘을 갖는 것이다. 종교인이 있어야 목사, 스님, 신부가 있다. 독자가 있어야 언론이 존재한다. 학생이 있어야 선생이 있고, 소비자가 있어야, 종업원이 있어야 회사가 발전 할 수 있는 것이다. 물이 있어야 배를 띄울 수 있고, 물이 있어야 고기가 살 수 있는 지극히 당연한 보편적 진리를 잊어버리고, 각 계층의 윗자리를 차지 한 사람들은 자기에게 주어진 직분을 남용하고 무소불휘의 권력을 휘둘러 패가망신하는 예가 아직도 우리 사회의 각 분야에 만연해 있는 것 같아 부끄러움을 느낀다.

모든 좋은 종자의 발전은 하루 아침에 이루어지지 않는다.

부단한 노력으로 연구 개발 해야만 종은 종자가 될 수 있을 것이다. 나 자신부터 부단한 수양을 통해 좋은 종자로 튼튼한 모종으로 가꾸는 일에 소홀함이 없어야 겠다.