KBS 다큐멘터리, 생명 그 영원한 신비 (+히스토리채널 생명의 기원)

[박경선]

KBS 다큐멘터리, 생명 그 영원한 신비 (+히스토리채널 생명의 기원)

1부, 생명의 탄생. 40~37억년 전에 생명이 나타났다. 바다에 최초의 동물이 나타난 시점은 약 10억년전.

뉴질랜드 북쪽 화산섬, 화이트섬. 황화수소, 황이 뿜어져 나온다. 펄펄 끓는 황화수소, 95도쯤. 박테리아가 산다. 최초의 생명체와 닮았다고. 46억년 전 지구는 액체 마그마의 바다로 덮였다. 10 억년쯤 지나자 지구가 식으면서 비가 내렸다. 바다가 생겼다. 섭씨 150도가 넘는 바다였다고.

호주에 떨어진 운석을 분석하니, 아미노산등 생명에 필요한 요소가 있었다. 천둥(번개), 자외선이 도움이 됐을 것이다.

45억년 전 어느날, 화성과 비슷한 크기의 행성이 지구와 정면 충돌. 자이언트 임팩트. 지구의 맨틀 일부가 우주로 떨어져 나갔다가 일부가 돌아온다. 나머지는 뭉쳐서 달이 된다. 해저에는 굴뚝같이 지구 중심에서 나오는 물질이 나오는 구멍이 있다. 당시 달과 지구 사이의 거리는 지금거리의 반이 안 됐다고. 달의 인력이 커서 조수간만의 차이가 컸다. 거대한 파도가 생긴다. 밀물과 썰물의 차이가 10m. 시안화수소, 시안화칼륨이 있었다(사람에게는 독). 핵산(DNA)이 나타난다. 데이브 디머 박사는 원시 달이 일으키는 큰 파도 때문에 해변에 웅덩이가 생기면서 농축과정을 거쳤을 지도 모른다고 주장. 파도가 생기면 기포가 생겨 바위에 붙는다. 파도가 자꾸 치면 기포에 여러 물질에 섞여 있게 된다. 기포의 막안으로 주위의 물질이 흡수된다. 작은 방안에 모여 있어야 반응을 할 수 있다.

심해열수구. 황화수소가 굴뚝에서 나온다. 생명탄생 초기의 바다와 비슷하다. 박테리아로 가득하다. 황화수소를 먹이로 삼았다.

어떤 것은 단단한 껍질, 어떤 것은 부드러운 막. 이들이 원시조상. 당시 지구 대기는 이산화탄소와 자외선이 가득했다. 바다는 황화수소와 시안화칼륨이 많았다. 당시에는 산소가 없었다. 산소는 연소성이 높고 위험한 기체로 순식간에 물질을 분해해 버린다. 처음의 DNA에게는 유독한 기체였을 것이다.

35억년전부터 대륙이 생겼다. 호주 서부대륙이 35~27억년 사이에 나타났다고. 대륙이 커지면서 땅 표면이 깎이면서 바다로, Ca Na이 바다로 흘러들어갔다. 칼슘과 나트륨이 이산화탄소를 흡수한다. 그 결과 환경이 변하기 시작한다. 온실효과가 약해지고 지구가 식기 시작한다. 두꺼운 구름이 약해지기 시작하면서 햇볕이 바다로 직접 비추기 시작한다. 호주 서부의 필바라 지역은 세계에서 가장 오래된 대륙의 흔적이 있다. 34억 6천만년전 미생물 화석이 발견되었다. 광합성을 해서 산소를 내놓는 시아노박테리아 화석이었다.

밀스드림 국립공원(호주서부)은 대륙사이 틈새에 있던 바다였다. 검은지층이 있더라. 검은 흙의 정체는 유기탄소였다. 손에 묻어난다. 숯처럼. 알고 보니, 이게 시아노박테리아층이었다. 하멜린 해안(호주 서부), 바위 표면에 산소 기포가 많은데 여기에 시아노박테리아가 살고 있다.

지구의 바다는 시아노박테리아가 내놓은 산소로 가득차게 되었다. 그 결과 바다에 녹아 있던 철과 반응하여 붉은색 녹이 되어 바다 밑바닥에 가라앉았다. 그 결과 산화철. 대부분이 시아노박테리아가 산소를 내뿜어서 생긴 것이다. 바다속이 다 산화되어도 남으니 대기로 산소가 올라간다.

그런 과정으로, 오렌지 빛의 지구는 청록색의 지구로 바뀌게 된다. 대륙의 확장과 산소로. 바다에 황화수소로 먹고 살던 박테리아는 산소가 해로웠다. 산소에 노출되면 결국 죽고 만다. 부드러운 막을 가진 박테리아는 산소를 피하는 방어전략을 세웠다. 딱딱한 막을 가진 박테리아는 산소를 정면으로 맞섰다. 스페인의 어느 삼각주에, 위에는 시아노박테리아(초록층)가 살고 아래층에는 황화수소를 먹는 박테리아(검은층)가 사는데, 그 사이에 붉은 층이 있다. 산소를 생산하는 박테리아 옆에 산소를 쓰는 박테리아가 있다. 산소는 유기물을 분해할 때 더 많은 에너지를 낸다. 산소를 이용하는 박테리아는 활동성이 커져서 다른 박테리아를 찢고 들어가 그 박테리아를 쓴다. 부드러운 막의 박테리아는 혐기성 박테리아로, 막이 딱딱한 박테리아는 호기성 박테리아로. 호기성 박테리아와 혐기성 박테리아의 경쟁으로, 진화한다. 부드러운 막의 박테리아가 여러개 합쳐서 대응한다. DNA를 막으로 덮어서 보호한다. 세포핵이 탄생. 호기성 박테리아는 산소를 이용해서 많은 에너지를 만들어낼 수 있었다. 살아있는 에너지 공장이 되었다. 혐기성 박테리아가 동료들을 모아 연합해서 DNA의 데이터베이스인 세포핵을 만들어냈다. 다시 정리하면, 혐기성 세균에서 세포핵 진화하고, 호기성세균이 미토콘드리아로 진화.

아메바 연구. 다른 박테리아에 감염되어 죽어갔는데, 살아남은 녀석이 있었다. 다른 박테리아가 아메바 안에서 살고 있더라. 박테리아를 가진 채 계속 살아가더라. 5년뒤, 아메바안에 살고 있던 박테리아를 없앴더니, 아메바가 죽더라. 공생관계. 전광우 박사연구. 기생하다가 공생관계로.

20억년전. 핵을 가진 박테리아가 싸우던 호기성 박테리아를 삼킨다. 사람의 세포에는 2000개가 넘는 미토콘드리아가 있다. 핵이 있으면서 산소로 호흡하는 유기체가 탄생했다, 동물로 진화. 사람의 산업도 처음부터 새로운 것을 만드는 것이 아니라 남의 해 놓은 것을 합쳐서 새로운 것을 만들어 내는 것과 같다. 다른 부품을 가져다가 새로운 것을 만든다. 핵이 있고 미토콘드리아가 있는 세포로 진화하는데 20억년이 걸렸다.

https://www.youtube.com/watch?v=MSuTaiwj8uQ

2부 위대한 실험. 5억 3천만년전 캐나다 서부의 록키 산맥은 바다 바닥에 있었다. 캄브리아기 바다에 있던 생물의 화석이 있다. 버게스 쉐일, 혈암. 망치로 치면 책장이 펴지듯 얇게 쪼개지면서 화석이 드러난다. 삼엽충. 바다의 거대한 절벽에서 갑자기 산사태가 나서 수많은 생명체가 한꺼번에 묻혔다. 버게스 쉐일에서 10만개가 넘는 화석 발견. 오파비니아(눈이 5개, 먹이는 잡는 긴 기관이 머리에 붙어 있다). 할루시제니아, 넥토카리스, 디노미슈스, 오돈토그리퍼스...

​7억5천만년전 초대륙. 6억년전에 초대륙이 갈라지다가 얕은 바다가 나타난다. 호주 남부 에디아카라 힐스. 당시 화석을 분석하면, 물에 떠다니거나 해저에 붙어 있는 동물이 많고, 동작이 빠른 동물은 없었다. 6억년전 약 30종류 정도의 동물무리가 있었다. 몸은 부드러웠다. 그러다 캄브리아기에 수만종의 동물로 진화. W자 모양의 물린 자국이 있는 삼엽충 화석. 고대 해파리 화석에는 이빨이 있더라(알고보니 해파리가 아니라 아노말로카리스). 그리고 아노말로카리스(이상한 새우라는 뜻). 길이 60cm. 몸 양쪽에 14쌍의 지느러미. 오파비니아의 눈은 망을 보는 역할이었을 것이다, 포식자가 나타나면 도망가기 위해. 도망치는게 효과적인 방어법이므로 여러가지 헤엄법을 발전시켰다. 다리와 지느러미를 같이 가지기도 하고, 좌우로 흔들어 헤엄치는 것과 아래위로 헤엄치는 것. 진흙탕의 해저에 몸을 숨기는 것도 방법. 가시를 발전시키는 동물. 살기 위해 먹느냐 먹히느냐 하는 싸움이 계속되면서 구조적 다양성을 촉진해 진화. 바다속 모든 동물은 아노말로카리스의 먹이였는데, 피카이아는 방어껍질도 없고 가시도 없었다. 플로리다의 창고기가 피카이아와 비슷하다. 떠다니는 유기물을 물과함께 빨아들인 뒤 아가미로 거른다. 눈도 없고 이도 없다. 척색이 있다. 헤엄칠 때 몸을 지탱해준다. 콘웨이 모리스 박사, 피카이아가 물고기로 진화했을거야. 척색이 진화해 등뼈가 됐다. 카나다스피스는 새우, 게의 조상이 아닐까? 오파비니아는 멸종. 아노말로칼리스의 입은 턱이 두쌍이어서 절대로 먹이를 놓치지 않았을 것이다. 그러나 버게스쉐일 천만년 뒤의 지층에서 발견된 것을 끝으로 아노말로칼리스 화석은 발견되지 않는다. 약 2000만년동안 번성.

https://www.youtube.com/watch?v=1rDWEe27wI4

3부 어류의 상륙작전. 3억 6천만년전. 이크시오스테가.

20억년전에 세포탄생, 10억년전에 원시 다세포 생물 탄생. 바다에는 생명이 넘쳐 흐르지만 땅은 불모지였다. 5억년전 흩어져있던 대륙이 합쳐지면서 육지와 육지가 만나는 곳에서 지각이 밀려 올라가 산맥이 생겼다. 거대한 산맥이 대기의 순환을 방해하여 구름이 생기고 비가 집중됐다. 골짜기가 생긴다. 폭이 수백킬로미터짜리 강이 생긴다. 바다가 아닌 강이란 세계가 나타난다. 4억 6천만년전, 아란다스피스란 가장 오래된 물고기가 나타났다. 지느러미가 없어 자유롭게 헤엄칠 수 없었다. 해저에서 진흙 바닥에서 캐낸 미생물을 먹었다. 당시에는 앵무조개가 바다를 지배했다. 현재의 오징어가 앵무조개의 자손이다. 오징어는 물고기를 잡아 먹는다. 강한턱을 가졌고 헤엄을 잘 치는 무서운 포식자가 앵무조개. 피터 더글라스박사는 물고기가 앵무조개를 피해 강으로 도망쳤다고 생각한다. 민물로 도망쳤다. 당시 생물이 거의 없었으니까. 바다 생물에게 있어 염도의 변화는 치명적이다. 바닷물에 사는 짚신벌레. 물을 섞어주면, 세포막이 터진다. 미국 캘리포니아주 데스밸리는 4억년전 너비 500m가 넘는 강이 있던 자리. 담수로 올라온 최초의 물고기 화석 발견. 원시조개 링굴리드와 같이 발견. 프테라스피스. 익갑류(단단한 껍질을 가졌다고). 투구같은 뼈와 비늘이 물이 몸안으로 들어가는 것을 막아준다. 그러나 아가미로 숨쉬는 물은 막을 수 없다. 신장에서 펌프처럼 물을 빼낸다. 그런 식으로 염도의 차이를 극복. 최초의 물고기가 생긴지 6천만년 뒤 프테라스피스가 바다에서 담수로 들어가 버린다. 이 즈음 물가 주변에 식물이 나타났다. 개구리밥과의 식물이 나타나고, 이끼가 바위를 덮고, 초기 양치식물이 자랐다. 프테리도파이트. 담수는 바다와 달리 빠른 물살, 폭포같은 복잡한 환경이다. 강물이 호수와 늪을 이루기도 한다.

4억년전 캐나다 미구아샤는 적도 바로 아래 아열대에 위치했었다. 해안언덕에 22종의 물고기 화석 발견. 헤미시클라스피스. 보스리올레피스(지느러미를 강바닥에 꽂아 물살에 쓸려가지 않도록 지탱했을 것이다). 클라마티우스(육식물고기). 외골격이 아니라, 등뼈가 있는 물고기를 발견했다. 케이롤레피스. 3억 9천만년전에 출현. 가슴지느러미와 배지느러미가 한쌍씩 있다. 턱과 날카로운 이빨이 있었다. 등뼈가 있으니 강한 근육이 발달해서 빠르고 힘있게 헤엄칠 수 있다. 등뼈가 칼슘과 마그네슘의 창고 역할을 했을 것이다. 담수는 무기질이 모자라다. 담수의 칼슘 함량은 바닷물의 1/10~1/100밖에 안 된다. 칼슘이 심장의 기능을 통제. 심근세포를 칼슘이 전혀없는 배양액에 넣으면 움직임을 멈춘다. 담수에 모자라는 칼슘을 보충하기 위해 몸안에 뼈가 생겼다고 주장한다. 뼈는 계속 움직이고 있다. 뼈를 녹이는 파골세포가 있다. 뼈에 저장되는 무기질은, 마그네슘, 인, 황, 아연, 철 등 여러 무기질이 들어있다. 바다에 존재하는 모든 무기질이 뼈에 들어있다. 바다에서 독립할 수 있는 생리체계를 진화시켰다. 어떤 물고기는 강에서 버텼고, 어떤 물고기는 고향인 바다로 돌아갔다. 케이롤레피스는 등뼈의 존재로 담수를 지배하고 바다까지 진출했다. 현재의 모든 물고기(민물과 바닷물에 사는 모든 물고기)는 케이롤레피스의 자손이다.

비슷한 시기에 유스세노프테론이란 물고기가 있었다. 등뼈가 있는데, 지느러미 구조가 달라. 네개의 지느러미마다 손가락처럼 생긴 뼈 7개가 붙어 있다. 보통 물고기는 지느러미에 뼈가 없다. 수초사이에서 기어다니기 위해 뼈가 진화한 것으로 보인다. 수초가 빽빽한 환경에 적응한 것이다. 평범한 지느러미로는 힘들다. 아마존 강에 사는 폐어, 아기미와 공기 호흡을 위한 허파를 갖고 있다. 진흙탕 물에는 산소의 양이 매우 적기 때문이다. 수초가 썩으면 산소가 부족한 환경이 만들어졌을 것이다. 유스세노프테론도 허파가 있었다.

유스세노프테론이 나타난지 1000만년 뒤에 최초의 네발동물. 스코틀랜드의 엘진 숲에 화석이 있다. 몸 길이 1.5m. 아마도 얕은 물에서 걸어다니기 위해서 발이 생겼을 것이다. 지금의 큰 도롱뇽처럼. 대부분의 시간을 물속에서 보낸다. 이런 초기 다리는 물의 부력이 없이 몸무게를 지탱하지 못한다. 당시 10m가 넘는 양치식물, 프테리도파이트가 숲을 이뤘다. 그늘진데 습지에 작은 곤충이 살았다. 땅 위에 살려면 중력을 이겨내야 한다.

이크시오스테가가 나타났다. 화석에 등뼈와 강한 뒷다리, 발가락뼈가 보여. 뼈가 무거워 빨리 달리지 못했을 것이다. X-ray 스캔으로 복원해보니, 뒷다리가 350kg을 지탱할 수 있다. 다리를 앞뒤로 뻗을 수 있는 공간 구조였다. 최초로 갈비뼈같은 골격구조를 발달시켰다. 중요한 기관을 보호. 3억 6천만년전 그린랜드는 적도 아래에 있었고, 숲으로 가득했다. 물고기가 최초로 담수에 들어온지 1억년이 지난 때였다. 익시오스테가는 육지로 올라갔다. 바다에서 강으로 강에서 땅으로. 사람의 태아도 손과 발이 처음에는 지느러미처럼 보인다. 점차 지느러미가 갈라져 손과 발이 된다. 태어난다는 건 바다에서 땅으로 나오는 것과 같다. 울음소리는 바다에서 벗어난 증거다.

https://www.youtube.com/watch?v=h0cHDfz3irI

4부 꽃과 공룡. 미국 자연사박물관의 바로사우르스 화석(무거운 도마뱀이란 뜻). 길이 27m, 높이 15m. 1억 5천만년전 쥐라기 살던 초식성공룡. 당시 나무높이가 100m에 달했다고. 공룡의 번성과 멸종에 식물의 진화가 중요한 역할을 했다. 삼첩기에 작은 공룡이 나타났다. 쥐라기에는 커다란 공룡이 나타났다. 백악기는 뿔달린 공룡이 많았다. 공룡 멸종에 대한 이론은 60여가지. 공룡의 모양과 크기는 시대별로 달랐는데, 공룡의 먹이가 되는 식물도 달랐다.

4억년전. 바닷가에 식물이 나타나기 시작했다. 육지엔 동물이 없었다. 식물은 30m나 자랐다. 곤충과 원시거미등이 나타났다. 양서류가 땅으로 올라온다. 3억 5천만년전 거대한 숲을 형성했다. 프테리도파이트는 양치식물이라 물가를 떠나선 자라지 못했다. 내륙에는 식물이 없었다. 따라서 동물의 서식지도 물가로 제한되었다. 미국 애리조나주에 식물의 화석이 있다. 키가 20m. 이 나무는 포자가 아니라 씨가 있었다. 3억 2천만년된 식물화석에 둥근 씨가 있다. 포자는 습한 곳에서 싹을 틔우지만, 씨는 건조한 곳에서도 살아남았다가 비가 내리면 싹을 틔울 수 있다. 겉씨식물이 탄생. 은행나무 소철 침엽수 등. 바람에 꽃가루를 날려보내 수분시켰다. 물의 도움없이 번식할 수 있었다.

삼첩기에 초대륙 팡게아가 깨어지기 시작했다. 2억3천만년전. 심한 화산활동의 결과 대기중 이산화탄소 농도가 4~8배 증가. 이산화탄소 농도가 올라가자 겉씨식물이 더 넓게 자라났다. 지구를 덮었다. 캘리포니아 레드우드 숲. 큰 키나무가 있고, 응달에는 양치류와 이끼류가 자란다. 먹이가 많으니 다양한 초식성 동물이 나타났다. 도마뱀과 악어의 조상인 커다란 파충류, 털이 난 작은 파충류(포유류와 비슷한다), 최초의 공룡도 등장. 2억2천500만년전 공룡화석. 작다. 길이 80cm, 키는 40cm. 이런 작은 동물들은 울창한 키 큰 나무의 나뭇잎을 먹을 수 없었다. 5000만년동안 진화하여 점점 커졌다. 바로사우르스 등장. 몸 길이를 더 늘리기 위해 뒷다리로 설 수 있었다? 과연 가능한 일인가? 이 시기의 겉씨식물은 현재의 침엽수보다 잎이 더 부드러웠다. 나무 꼭대기의 잎을 독차지할 수 있었다. 이빨이 부실하다, 어금니가 없다. 가늘고 긴 이빨. 몸집에 비해 머리가 작았다. 말머리 크기. 쥐라기의 초식성 공룡은 위석, 규칙적으로 돌멩이를 삼켰다. 머리가 무거워지지 않게 진화, 이빨이 많아지면 무겁다. 긴 목 때문에 불균형의 문제가 생겨. 하루에 600kg~1톤의 식물을 먹어치웠을것이다. 대륙의 숲을 황폐화시켰을 것이다. 쥐라기가 끝날 무렵에는 몸길이 50m가 넘는 공룡들이 나타났다. 세이스모사우르스, 아파토사우르스, 브라키오사우르스등. 거대한 공룡 10여종이 북아메리카에 살았다. 쥐라기 말기에 육식성 공룡이 나타났다. 작은 곤충도 숲을 파괴하곤 했다. 잎에 구멍을 뚫어 즙을 빨아먹고, 꽃가루를 먹어치웠다.

웨스트워터 유타주. 둥근잎의 변종 식물 화석. 1억1천만년전의 꽃 화석. 꽃이 식물계의 혁명. 최초의 꽃은 현대 목련의 조상으로 생각된다. 현화식물. 골드벅의 조상이 꽃 피는 식물의 진화에 중요한 역할을 한 것으로 추정한다. 다리에 붙은 꽃가루를 옮겨주었다. 그 전까진 식물은 동물의 먹이에 불과했는데, 동물이 식물과 공생이 시작되었다. 번식에 곤충을 이용하는 것이, 꽃가루를 바람에 실려 날려보내는 것보다 훨씬 믿을 수 있는 방법이었다. 속씨식물이 탄생. 속씨식물이 성장속도가 빠르고 번식속도도 빨라진다. 겉씨식물은 꽃가루가 암술에 도착해도 6개월~1년이나 걸려 수정과정이 완결된다. 그러나 속씨식물은 꽃가루관을 내려, 수분이 된 후 3분만에 수정한다. 느려도 24시간이면 수정한다. 속씨식물은 꽃가루보다 매력적인 꿀을 만들어내기 시작했다. 그 결과 꿀을 빨아먹는 벌과 나비같은 새로운 곤충이 등장했다. 그 과정에서 한종의 곤충이 한종의 꽃과 쌍을 이루는 공생관계가 만들어졌다. 반면 겉씨식물은 공생관계를 만들기 어렵다. 겉씨식물보다 속씨식물이 번성하면서 겉씨식물을 먹이로 하는 공룡은 위기에 빠졌다.

거대공룡의 멸종은 큰나무숲이 줄어들면서 시작되었다. 1억3천만년전 바로사우르스 멸종. 꽃피는 속씨식물이 번성하자 북아메리카에서 10종의 거대 공룡중 1종만 남고 멸종. 백악기에. 알래스카의 공룡화석. 공룡시대에서 추웠다. 에드몬토사우르스, 초식성 공룡. 오리주둥이형 공룡. 침엽수 화석과 같이 발견된다. 추운 지역이었다는 얘기다. 메타세콰이어같은 침엽수 화석이 90%. 속씨식물은 따뜻한 지역을 점령하고, 겉씨식물은 침엽수가 북쪽으로 추운데로 밀려난다. 에드몬토 사우르스는 온대기후를 포기하고 침엽수를 따라 추운 지역에 정착했다.

캐나다 레드디어 강. 시간의 강. 트리케라톱스 화석. 백악기 후반을 지배. 현화식물을 먹을 수 있었다. 키작은 식물을 먹고 살았을 것이다. 백악기 말기에는 속씨식물을 먹었을 것이다. 속씨식물을 먹을 수 있는 공룡으로 진화.

최초의 포유류는 쥐만한 크기. 당시 거의 모든 포유류가 곤충을 먹고 살았다. 속씨식물의 새로운 동반자가 된다. 곤충을 먹던 포유류의 이빨, 백악기 말기에 살던 포유류의 이빨을 분석. 공룡시대 포유류는 여러가지 방법으로 속씨식물의 씨앗을 널리 퍼뜨렸다. 들장미는 열매를 맺은 최초의 식물과 가깝다. 열매는 씨를 퍼뜨리기 위한 새로운 미끼였다. 열매를 포유류가 먹고 퍼뜨렸다. 열매를 먹고 뱉거나 배설물로 나온 씨가 자라났다. 아주 먼 데까지 퍼질 수 있었다. 식물은 움직이지 못하니까 동물이 도와줘야 빨리 퍼진다. 열매는 포유류에게 좋은 먹이였다. 영양분이 많고 칼로리가 높았다. 그리고, 곤충을 잡아먹으려 힘들여 돌아다니지 않고 손쉽게 먹을 수 있었다. 그래서 공생관계, 협력관계가 이뤄졌다. 작은 포유류와 공생하는 경우에는 작은 열매, 큰 포유류를 유혹하는 경우엔 큰 열매. 열매의 모양과 크기는 다양하다. 현화식물은 열매를 매개로 포유류와 1:1관계를 확립했다. 곤충이 했던 것처럼. 그러나, 공룡은 속씨식물과 공생관계를 맺지 못한 것으로 보인다. 큰 공룡을 위한 큰 열매는 보이지 않아. 참고로, 현대의 코끼리를 위한 큰 열매가 있다. 식물에게 트리케라톱스는 먹어치우기만 하고 아무것도 주지 않는 파괴자였을 것이다. 7500만년전 레드디어강 일대에는 트리케라톱스등 8종은 케라톱시안 공룡이 살았다. 천만년 뒤에는 단 두종류만 남는다. 그 사이 포유류는 10종류에서 20종류로 늘었다. 6천500만년전, 이미 공룡의 종류는 크게 줄어 있었다. 10km짜리 운석이 유카탄 반도에 충돌하면서 공룡 멸종. 엄청난 먼지구름이 지구를 덮었다. 기나긴 겨울이 시작됐을 것이다. 쥐만한 포유류는 살아남았다. 고칼로리의 열매를 먹은 작은 포유류는 살아남았다. 공룡은 멸종했고, 포유류는 빠르게 빈자리를 채우며 진화했다. 현화식물은 다양한 열매를 만들어 냈고, 그와 함께 다양한 원숭이가 진화했다. 우리가 살 수 있는 것은 식물이 있기 때문이다. 우리의 삶은 식물과의 공존이 무엇보다 중요하다. 식물은 정지해있지 않다. 나뭇잎에서는 세포가 활발하게 움직이고 있다.

https://www.youtube.com/watch?v=D6O3j2W3NPo

5편 대담한 도전. 1억 5천만년전. 시조새. 깃털은 날기 위해 만들어진 걸작. 새가 나타나기 전에, 잠자리같은 곤충이 있었고, 공룡시대 하늘의 지배자는 파충류인 익룡. 현대에도 박쥐같은 포유류도 있지만 박쥐는 새처럼 자유롭고 멀리 날 순 없다. 새는 현재 9000여종. 쥐라기 후반에 나타난 시조새. 초대륙 판게아가 갈라지고 있었다. 북아메리카는 100m넘는 나무가 숲을 이루고, 거대한 공룡이 지배. 그러나 동쪽의 유럽에서는 달랐다. 당시 유럽대륙은 훨씬 남쪽에 있었고 대부분 물속에 잠겨 있었다. 넓은 해안지대와 크고 작은 섬. 산호 바다. 익룡은 조류가 나타나기 훨씬 전부터 하늘을 지배. 프테로닥틸루스. 1억 5천만년전에 살던 익룡. 4번째 손가락이 길어져서 날개로 삼았다. 몸통으로 이어진 피부가 막처럼 팽팽하게 늘어난다. 무게를 줄이기 위해 4번째 손가락뼈가 속이 비어있다. 뼈의 두께는 1mm지만 여러 지지대가 있어 가볍지만 견고했다. 익룡은 글라이더처럼 날았다. 해안을 따라 형성되는 안정된 기류와 상승기류를 탔다. 산호초와 해안을 날아다니며 먹이 사냥.

독일남부 바이에른주의 알트물 골짜기. 1억5천만년전 산호섬 지대. 지금은 석회암지대. 졸렌호펜은 건설용 석회암 생산지다. 얇게 벗겨지는 바위. 1861년에 깃털화석 발견. 6cm. 이어 발견된 화석에서 깃털이 있었지만 긴 꼬리가 있는 화석. 더구나 다리뼈는 파충류의 특징이 있었다. 아케옵테릭스(시조새). 영국 자연사박물관으로 가져갔다. 리처드 오웬이, 5~6달동안 연구. 화석 한 가운데 V자 모양의 뼈. 차골, 새에게서만 발견되는 뼈. 시조새가 새라고 주장. 3번째 시조새 화석은 날개가 분명하게 보였다. 시조새는 이빨이 있고, 날개에 발톱이 3개 있었다.

베네수엘라 오리노코강. 삼각주. 오아친이란 새가 산다. 갓 태어난 새끼는 날개에 발톱이 있다, 다 크면 없어진다고. 어린 새끼는 발톱을 써서 능수능란하게 나뭇가지를 넘어 다닌다.

2억년전 살았던 파충류, 라고수츄스. 이게 조류의 조상. 새의 조상은 나무에 살았던 도마뱀이었을 것이다. 나무에서 나무로 뛰거나 활공할 수 있다면 숲에서 보다 효율적으로 움직일 수 있다. 파충류 비늘과 새 깃털은 같은 물질로 만들어져 있다. 둘다 케라틴이란 단백질로 이뤄져 있다. 파충류의 몸을 보호하던 비늘이 복잡한 깃털로 진화한 것으로 본다. 익룡도 나무에서 진화했을 것으로 본다. 포유류의 털도 비늘에서 진화했다고.

시조새 화석은 처음에, 콤프소그나투스라는 공룡으로 오해받았다. 공격적인 육식성 공룡으로 길이 70cm. 그래서, 새의 기원은 공룡에서 유래했다고 결론내렸다. 시조새와 콤프소그나투스의 뼈 구조의 유사점 20가지를 찾아냈다고. 활동적인 시조새는 온열동물 또는 내온동물이었을지 모른다. 초기 깃털은 원시적인 단열재로 내온 역할을 했을지 모른다. 시조새는 깃털이 온 몸을 덮고 있었다. 오스트론 박사. 콤프소그나투스는 활동성을 유지하기 위해서, 높고 일정한 체온을 가져야 했다. 체온을 유지하기 위해, 비늘을 깃털로 발전시켜 단열케 했다. 깃털은 갑작스럽게 등장했다고.

익룡은 아열대 지방의 해안위를 여롭게 날아다녔다. 원시 조류는 작았고, 숲속을 벗어나지 못하고 있었다.

인간의 조상 포유류는 파충류에서 가지를 쳐 나왔다. 파충류에서 공룡과 익룡이 진화. 깃털을 확대해보면 아주 작은 넷트워크를 이뤄 정교하다. 시조새는 50cm정도로 닭 정도 크기. 시조새의 깃털과 현대 새의 깃털 구조가 거의 같다. 우간이 한쪽으로 조금 치우쳐 있다. 타조처럼 날지 못하는 깃털은 모양이 다르다. 그리고, 우간은 한가운데 있다. 실험을 해보면, 대칭형 판은 바람이 불면 서로 반대방향으로 벌어진다. 비대칭형은 여러 판이 같이 올라가며 안정적이다. 비행기의 날개도 이런 공기역학을 기본으로 한다. 우간, 우지, 우소지(가는 가지가 엉켜서 깃털의 부드러운 털을 만들어). 정교한 구조 때문에 가볍다. 시조새는 잘 날았고 나는 힘도 좋았다. 익룡은 뼈속이 비어있어 높이 날 수 있었지만 시조새는 아직 높이 날 수가 없었다. 익룡화석은 전세계에서 발견되었지만 시조새 화석은 독일에서만 발견.

중국 요녕성에 백악기 초기 퇴적층에서 조류 화석. 시노르니스. 중국새라는 뜻. 숲에서 곤충과 작은 파충류를 잡아먹었을 것이다. 새조새보다 이가 작고, 발톱이 짧고, 꼬리뼈가 짧아졌다. 가슴뼈가 두드러지게 발달했다. 가슴뼈가 발달함에 따라 날개를 움직이는 근육이 튼튼해졌다. 그리고, 뼈가 비어있다. 뼈에 공기주머니가 있었다고. 새의 허파는 앞쪽과 뒤쪽의 공기주머니와 연결되어 있다. 뒤쪽 공기주머니는 신선한 산소를 공급하고, 앞쪽 공기주머니는 이산화탄소를 모았다가 내보낸다. 이렇게 하면 산소 공급이 잘 되어 많은 에너지를 낼 수 있다. 시노르니스는 숲에서 나와 자유롭게 하늘을 날았을 것이다. 1억년전에 조류는 현대 조류의 구조를 거의 완성. 1억5천만년전에는 조류화석이 8군데인데. 백악기말에 이르면 많아지고 지구 전체에 퍼져있었다. 이크시오르니스, 제비갈매기를 닮았다. 헤스페로르니스는 물갈퀴가 있어서 바다로 다이빙을 할 수 있었다(펭귄의 조상으로 여겨진다).

익룡은 2억년전에 출현. 처음에는 날개 펴서 30cm정도. 백악기 말에는 날개길이 10m의 거대한 익룡이 나타났다. 실험을 해보면 활공에 능하다. 거대한 익룡은 공중에 몇시간씩 떠 있을 수 있었다. 백악기말에 익룡은 3종류만 남았고, 조류는 엄청나게 늘었다.

6500만년전. 미국 뉴멕시코주 지층. 6500만년전 지층위의 신생대 지층에서는 익룡화석이 발견되지 않아. 프테라노돈은 초속 8m로 날았고, 바람이 초속 14m/s이면 바람에 날라가 버렸다고. 새는 스스로 날아갔지만, 익룡은 작은 바람에도 활공할 수 있게 날개의 크기가 커지는 진화를 했다. 대신 강한 바람에서 날 수 있는 능력을 잃어버렸다. 환경 조건이 바뀌면 뒤로 돌아갈 수 없다.

5000만년전, 독일 메셀. 포유류 화석과 조류화석이 같이 발견. 플라멩고, 따오기, 독수리, 매 등 13종의 화석 발견.

깃털의 단열이란, 몸안의 열을 지킬 뿐만 아니라, 밖의 열이 들어오지 못하게 지킨다. 따라서 새는 다양한 서식지, 위도, 환경에 잘 적응한다. 어떤 새는 북극에서 남극까지 날 수 있다. 어떤새는 높은 산맥을 넘는다.

타히티는 수백만년전 화산섬인데, 타히티의 식물 60%이상이 새가 바다 건너 가져온 것이라고. 덩굴손은 물때새가,

https://www.youtube.com/watch?v=ZYfZIuxzYkE

6부 성의 탄생. 이 세상에는 남자와 여자, 암컷과 수컷이 있는데 이는 당연하게 여기지만 처음부터 있었던 것이 아니다.

20억년전 지구. 바다에서 수컷과 암컷의 구별이 없는 단세포 생물. 자신의 몸을 나누는 방법으로 번식. 모두 똑같은 세포. 분열법의 경우, 먼저 DNA복제가 이뤄진다. 숫자 늘리기는 분열법이 가장 빨라. 초대륙이 등장하여 지구 환경 변화. 바다환경 변화로 양분이 모자란 곳에서 단세포생물이 죽어나갔다. 멸종위기에서.

클라미도모나스라는 작은 세균. 세포분열로 증식하는데. 양분이 없는 환경으로 가면, 클라미도모나스가 무리를 이뤄 뭉쳐다닌다. 세포 2개가 합쳐 하나를 이뤘다. 합쳐진 세포를 다시 양분이 많은 환경에 갖다 놨더니, 일주일뒤 다시 세포분열로 증식하기 시작. 하지만, 세포 중 일부는 분열되기 전과 크기와 색이 달랐다. 양쪽 부모의 유전자가 서로 합쳐져서 섞이면 전혀 다른 것이 되어서 후세에 계승된다.

단세포생물이 멸종위기에서 옆의 다른 세포와 합쳐서 모자란 양분을 나눠먹으며 생존을 이어간다. 그 결과, 몸안에 두 세트의 DNA를 갖게 되었다. 그 결과 전과 다른 방식으로 분열하기 시작했다. 먼저 DNA각 세트를 복제하여, DNA 4가닥, 두쌍을 만들어낸다. 서로 다가가 일부를 교환한다. 그런뒤 4개의 세포로 분열. 이런 식으로 뒤섞이며 후손의 생존가능성을 높였다.

14억년전. 다세포생물 탄생. 30개가 안 되는 세포가 하나로 움직이기 시작했다. 환경에 적응해서 생존가능성을 높이기 위해. 후손이 탄생할 때는 세포 중 일부가 다른 세포와 다른 식으로 분열한다. 오직 한세트의, 한가닥의 유전자를 포함한 세포를 만들어낸다, 생식세포. 부모의 몸을 떠나 다른 생식세포를 만난다. 생식세포는 정자와 난자로 분화된다. 수컷과 암컷으로 이뤄진 유성생식방법을 완성시킨다.

5억3천만년전, 캄브리아기. 초대륙이 떨어져 나가면서 땅덩어리 사이에 얕은 바다가 생긴다. 양분이 풍부한 천해는 한꺼번에 생명체가 번성할 수 있다. 50개가 안 되던 종의 수가 10000여개로 는다. 유전자 재조합을 통해 새로운 생명을 계속 만들어낼 수 있다. 오늘날 생명체는 3천만종. 유성생식이 다양성을 일으킨다. 아마존에 사는 나비. 숲의 보석. 나비는 썩은 과일을 먹는다. 썩기 시작한 바나나를 미끼로. 나비의 이름은 아글리아스. 각 아글리아스마다 독특한 무늬와 색을 가진다. 나비 수집가들이 좋아한다. 같은 종인데 날개 무늬가 다 달라.

사람은 부모로부터, 두세트의 DNA에10만개 유전자가 있다. 아버지와 어머니의 10만개의 유전자 가운데 93%는 정확하게 똑같다. 똑같은 유전자는 어떻게 섞더라도 후손이 물려받는 유전자는 달라지지 않아. 나머지 7%가 아버지와 어머니가 다르다. 개별 특성을 결정한다. 7천개가 다르다고.

호주 대륙의 토끼. 인간의 멸종 위협을 이겨냈다고. 1895년 사냥을 위해 영국에서 토끼 몇 마리를 들여왔다. 천적이 없어서 호주대륙을 덮었다. 호주 과학자들은 미국에서 바이러스를 들여와서 퇴치하려고 했다. 토끼에게만 감염되고 죽고 만다. 그러나 일부 토끼가 면역성을 갖게 되어 실패. 어어떤 MHC 단백질을 갖고 있느냐에 따라 어떤 질병에 대한 면역을 가지느냐가 결정된다. 인간의 MHC 단백질은 6가지 유전자 조합에 의해 결정된다고. 각각 변이가 많다. 가능한 조합이 수십억개.

케냐 나이로비 매춘 여성의 에이즈감염율 95%. 에이즈에 걸리지 않은 여성 25명 발견. 모두 특정한 MHC단백질을 가지고 있더라. 에이즈 바이러스는 단백질의 모양을 바꾸며 피하는데, 변하지 않는 단백질이 있더라.

메넬라이데스 폴리테스. 일종의 호랑나비. 나비는 나이팅게일같은 새의 공격에 끊임없이 노출된다. 새는 빨간 점이 있는 나비는 공격하지 않는다고. 독을 가진 베니몬하게하라는 나비가 있어서 그렇다고. 그리고, 알을 낳으면 일주일 뒤에 나비가 되는데, 어떤 알은 약 한달뒤에 나비가 된다고. 오키나와는 태풍이 많다. 동시에 나비가 되면 다 죽을 수 있어.

멍게류는 군체를 형성. 같은 무리는 관을 섞어서 공존한다. 다른 무리는 서로 거부한다. 이물질로 여긴다. 그러나 유성생식을 할 땐 반대현상이 일어난다고. 번식할 때는 난자는 비슷한 유전자를 가진 정자를 거부한다.

보름달이 뜰 때, 산호는 알을 낳는다. 어마어마하게. 산호 하나가 알을 낳기 시작하면 다른 산호도 따라한다. 정자와 난자가 만날 수 있게 같은 시간에 같은 곳에서 알을 낳는다. 연어도 암수가 가까이 있어야 수정이 된다. 물고기는 물속에서 정자와 난자를 뿌려서 만나게 하면 되지만, 육상으로 올라와서는 그렇게 하면 죽어 버린다. 그래서 몸 속에 넣는다. 체내수정. 수컷과 암컷이 서로 끌리고 좋아해야 할 필요가 생겼어. 물고기는 좋아하지 않아도 되는데.

보노보. 침팬지는 먹이를 놓고 싸움이 벌어지지만 보노보는 싸우지 않는다고. 먹이를 먹기 전에 성행위를 한 뒤 사이좋게 나눠 먹는다고. 암컷 보노보는 다 자라면 자신이 태어난 무리를 떠나 다른 무리로 들어간다.

https://www.youtube.com/watch?v=EFeSR7vdjsU

7부 생존을 위한 통신.

3억년 전. 처음 하늘을 난 것도 곤충. 스테노딕티야(잠자리와 비슷). 프로토파스마(바퀴벌레류). 곤충은 게와 노래기 등과 절지동물에 속한다. 메가니우라(큰 잠자리). 날개길이 70cm. 작은 곤충을 잡아먹었다. 곤충의 기본 구조는 3억년전에 거의 다 완성됐다고. 세쌍의 다리, 몸통은 얇은 각피로 덮여 있고, 날개를 가진 게 많다. 겹눈. 양서류가 있었다. 에리오프스. 1억5천만년 전 육상척추동물은 엄청난 진화를 이뤘다. 공룡시대 잠자리 화석을 보면 최초의 잠자리보다 점점 작아졌다. 척추동물은 척추 덕에 커졌는데, 곤충은 척추가 없이 단단한 껍질로 몸을 싸고 있다. 만일 척추동물처럼 커진다면 다리가 버티지 못하거나, 껍질과 다리를 두껍고 튼튼하게 하면 몸속 기관이 들어갈 자리가 부족하다. 몸 크기를 작게 유지함으로써 곤충은 원래 타고난 구조를 최대로 이용할 수 있다. 육각형 모양의 홑눈의 렌즈가 여러 개 모여서 겹눈을 만든다. 겹눈이 아주 얇다. 많이 모아놔도 작다. 2000개의 작은 렌즈로 인공겹눈을 만들었다.

곤충은 인간이 볼 수 없는 자외선을 볼 수 있다. 꽃은 꿀이 있다는 신호를 곤충에게 보낸다. 꽃의 종류가 늘어남에 따라 곤충의 종류도 늘었다. 공룡시대 말기에 이미 지금과 비슷한 종류의 곤충이 있었다. 곤충의 진화는 거의 완성된 상태. 현재까지 알려진 바구미 종류가 6만종. 한 나무에 300종의 바구미를 발견하기도 했다. 곤충은 몸 크기를 줄여 적응하고 서식지를 찾아냈다. 곤충의 뉴런은 포유류의 100만분의 1에 불과해서 곤충은 복잡한 행동을 할 수 없다. 대신 몸안에 작은 뇌를 여러개 갖고 있어 외부세계 자극에 바로 반응한다. 단순하기 때문에 놀라운 능력을 발휘할 수 있다.

5천만년전 독일 메셀은 울창한 숲속의 호수였다. 화산활동으로 유독성 가스가 나오면 호수바닥에 묻혔다. 잎벌레, 비단벌레 화석. 사슴벌레화석. 400종 곤충화석. 박쥐를 비롯한 수많은 포유류 화석. 나방의 비늘이 박쥐 화석에 들어있다. 나방은 새를 피해서 야행성으로 변신했다고. 현재 나방은 20만종이나 된다. 박쥐는 5천만년전부터 야행성. 박쥐는 초음파로 어둠속에서 자유롭게 날아다닌다. 박쥐는 나방을 잡기 위해 여러가지 형태의 초음파를 고안해냈다. 정찰모드, 추적모드가 있다. 나방은 박쥐를 피하기 위해 특정한 기관을 갖고 있다. 날개 아래 고막이 있고 그 안에 박쥐의 초음파를 잡아내는 2개의 세포가 있다. 박쥐가 발생하는 초음파를 나방에게 들려주면... 초음파가 들리면 열심히 날개를 퍼득인다.

호랑나비 애벌레는 거의 보지 못한다. 나뭇가지의 표면을 감촉으로 감지한다.

일본꿀벌, 지도자는 없는데 만마리이상이 조직적으로 움직인다. 말벌이 나타나면 말벌을 둘러싸고 날개 근육을 진동시켜 열을 발생시켜 죽인다. 45도까지 올린다. 48도가 되면 꿀벌도 죽어서 45도 이상으로 올리지 않는다.

꿀이 있는 곳까지의 거리에 따라 춤을 춰서 알린다. 벌이 1초동안 춤을 추면 벌집에서 650m 떨어진 곳에 꿀이 있다. 춤의 방향과 해의 위치 사이의 각도로 먹이가 있는 위치를 알려준다. 꿀벌의 단체행동은 지도자에 의한 것이 아니라, 벌 하나하나가 만들어낸 상호 교신에 의한 것이다.

개미는 날개가 없고, 시력이 퇴화했다. 개미같은 로봇으로 이론을 검증했다. 로봇은 앞에 물건이 있으면 들고, 다른 블록을 만나면 내려놓는 단순한 방법으로 동작했더니, 모든 블록을 몇군데 모으게 된다. 단순한 행동양식이 중요하다, 복잡하면 안 된다. 지도자가 없기 때문이다.

잎을 자르는 개미, 파나마. 잎으로 버섯을 길러 먹는다. 쓰레기가 된 나뭇잎은 버린다. 일정한 장소에.

곤충은 단순한 생존 전략으로 산다. 복잡한 게 좋은 것만은 아닐 수 있다.

https://www.youtube.com/watch?v=yZMju0Tvp3o

8부. 숲에서 나온 두 발 동물.

350만년전 사람의 발자국.

6500만년전, 운석 충돌로 공룡 멸종. 작은 동물만 살아남았다. 푸르가토리우스, 오래된 영장류. 날카로운 발톱이 있어 나무에 올라 곤충을 잡아먹었다. 울창한 열대우림이 덮었는데, 이 울창한 숲에서 영장류가 진화한다. 숲에서는 먹이가 되는 과실도 풍부하고 특별한 포식자도 없었다.

빅토리아 호수. 루싱가라는 작은 섬. 유인원 화석이 있다.

다윈은 아프리카의 원숭이 무리에서 사람이 진화했다고 주장했는데, 명확한 이론을 세우지는 못했다.

자바인(피테칸트로푸스). 북경인. 사람들은 원숭이와 인간 사이의 화석을 찾으려 애썼다. 에티오피아 하다르, 루시 발견. 4백만년전 오스트랄로피테쿠스 아파렌시스. 강한 턱뼈 긴판은 원숭이의 특징. 뇌용량 400g. 현대 인간, 원숭이와 비교하여 어떻게 걸었을지 알아내려했다.

침팬지와 같은 네발 동물은 수직방향으로 골반이 길다. 오스트랄로 피테쿠스 아파엔시스는 골반이 옆으로 퍼져있다. 골반 모양이 전혀 달라. 넙다리뼈가 안쪽으로 기울어져 있어서 한 발로 지탱할 수 있게 된다. 그래서 두 발로 걸은 게 틀림없다. 다만 뇌는 원숭이같이 작은 뇌. 그러니 인류진화의 첫번째 특징은 뇌가 아니라 두다리로 걷는 것이었다.

1800만년전에 1년내내 과실이 풍부한 아프리카숲에서 유인원이 살았다. 침팬지는 사람과 99% 유전자가 같다. 인류의 조상은 어떤 순간까지는 침팬지와 같은 방식으로 살았다.

두다리로 걸을 때 허리의 중둔근(중간볼기근)을 쓴다. 걸을 때 쓰는 근육이다. 한 다리를 들면 반대쪽 중둔근이 외발로 설 수 있게 돕는다. 몸이 좌우로 많이 흔들리는 것을 막아준다. 침팬지가 나무를 수직으로 올라갈 때 중둔근이 많이 사용된다. 나무를 타는 동작과 서서 걷는 동작은 공통적으로 쓰는 근육이 많다. 나무 타는 동작이 두다리로 걷기 위한 연습으로 볼 수가 있다. 침팬지와 달리 몸집이 큰 원숭이는 나무에서 걷기보다 나뭇가지에 매달려서 이동하더라. 매달리면 등뼈가 쭉 뻗는다. 이것도 똑바로 서기 위한 연습이 될 수 있다. 500~700만년전, 덩치가 큰 유인원이 직립에 도전하게 되었다. 프로콘술. 프로콘술이 인간과 침팬지의 공동조상이라고. 프로콘술이 몸이 무거워지자 나무에서 나무로 뛰지 않고, 나무를 타고 내려가 걸어서 다른 나무를 타고 올라갔다.

인간과 침팬지가 갈라져 나온 시기가 대략 490만년전이라고. 오차는 약 20만년. 당시 이미 오랑우탄과 고릴라와는 갈라져 있던 시기. 천만년 전부터 아프리카에서는 심한 지각활동이 계속되고 있었다. 화산폭발. 대륙 동쪽의 땅이 1000m이상 솟아 올랐다. 500만년전에 아프리카 북쪽에서 남쪽으로 높은 산맥이 솟았다. 남북으로 높은 산맥이 생기면서 동쪽과 서쪽은 왕래가 불가능해졌다. 왕래가 불가능해지면서 인간과 침팬지가 서로 다른 종으로 진화해 나갔다. 높은 산맥이 습한 서풍을 막아, 산맥 동쪽에는 강수량이 적었다. 산맥의 동쪽은 숲이 사라지고 점차 초원으로 변해갔다. 인간은 어쩔 수 없이 초원에서 두다리로 걷기 시작했다. 숲이 사라지면서 인간이 진화한 것은 우연이었다. 오스트랄로피테쿠스 아파렌시스가 나타난 뒤로 초원에 계속 적응해갔다. 다만 초원에는 숨을 곳이 없었다. 표범은 먹이를 나무 위로 끌고 가서 먹는다. 동굴에서 200만년전, 파란트로푸스 로부스투스가 발견되었다. 머리 뒤에 두개의 커다란 구멍이 있다. 당시 표범 아랫턱 송곳니와 완벽하게 들어맞는다. 당시 인간도 표범의 먹이였다. 뇌 무게는 약 500g. 오스트랄로피테쿠스와 다른 점은 돌 연장을 썼다는 것이다. 손의 구조가 진화하면서 돌 연장 제작을 가능케 했다. 엄지손가락 뼈가 현대의 인간과 비슷해졌다. 침팬지 엄지손가락은 사람처럼 잘 발달하지 못했다. 침팬지가 엄지손가락과 둘째 손가락으로 작은 물체를 잡는 걸 잘 못 한다. 사람이 서면서 앞발이 나무를 오르는데 쓸 필요가 적어져서 손으로 진화해 물건을 잡고, 나르고, 집을 수 있게 됐다.

160만년전. 호모 에렉투스. 케냐북부에서 발견. 200만년만에 지금과 같은 직립의 자세 완성. 음성 언어를 가능하게 한 목구멍 구조가 생겼다. 오스트랄로피테쿠스는 구부정하게 걸어서 목청이 울려서 소리가 나오는 목구멍이 좁았다. 이런 목구멍으론 언어를 가질 수 없다. 낼 수 있는 소리가 적어서. 직립함으로써 소리를 진동시킬 수 있는 공간이 넓어졌다. 당시 인간의 뇌 무게는 900g. 2배로 커졌다. 100만년뒤 인간이 되었다. 뇌의 진화는 팔다리 몸이 먼저 진화한 뒤 진화의 마지막 단계에서 더욱 커졌다. 아마도 나무 주위에서 돌아다녔고, 원숭이 사촌은 땅에 내려왔을 때 네발로 기었지만, 사람의 조상은 두다리로 걸었다는 게 차이점.

프랑스 솔루트레. 절벽아래에 야생말 만마리의 뼈가 발견되었다. 2만년전. 말떼를 절벽 밑으로 몰고 와 창으로 찔러 죽인 것으로 보인다. 뇌의 발달과 언어의 사용으로 조직적인 대규모 사냥이 일반화되었다.

https://www.youtube.com/watch?v=-EwT4lIKpbI

9부 신에 도전하는 피조물.

10만년전 뇌용량과 신체구조가 우리와 똑같은 현대 인간 등장. 18000년전에는 시베리아와 극지방에도 인간이 살았다. 빙하기. 사냥감을 찾기 위해 북쪽으로 이동, 순록 등. 돌연장을 쓰고, 바늘(2만년전) 사슴뿔로 만들어 동물 가죽으로 옷을 만들었다. 빙하로 해수면이 낮아져서 시베리아와 알라스카가 이어져서 북아메리카로 이동. 빙하가 점점 녹아서 초원과 숲으로 바뀌어갔다. 돌조각이 꽂힌 매머드의 뼈 발견, 아리조나에서. 목뼈와 갈비뼈 사이에 여러개의 돌조각이 찔러져 있다. 매머드 사냥. 사냥을 당해본 적이 없는 북아메리카의 동물들은 인간이 사냥하러 다가가도 반항하거나 도망치지 않았을 것이다. 마틴박사는 인간이 이동을 시작하여 남아메리카끝까지 오는데 500~600년밖에 걸리지 않았다고 한다. 한명의 사람이 사냥으로 먹고 살려면 10제곱킬로미터의 땅이 필요하다. 당시 인구는 500만~1000만명으로 추정. 수렵채취생활로는 그게 최대치.

시리아 하르. 만년전. 정착생활터. 화덕유적. 정착생활의 증거. 정착생활은 온화한 기후와 관계가 깊다. 15000년전부터 기온이 올라가고 강수량이 늘었다고. 초원과 숲이 늘자, 수렵과 채취활동으로 전세계로 인간이 퍼져 나가면서 인구가 늘었다. 당시 유프라테스강 일대는 초원과 숲이 있어 양식이 풍부하여 정착생활이 가능해졌다.

북아메리카에선 빙하가 점차 사라지기 시작했다. 빙하가 녹아서 호수가 생겼다. 북미 한가운데 엄청난 호수가 생겼는데, 어느날 물이 흘러가는 걸 막고 있던 빙하가 무너져 내렸다. 엄청난 물이 한꺼번에 쏟아져 나왔다. 북미대륙을 가로질러 대서양으로 흘러들어갔다. 이 찬 물이 대서양으로 퍼져 나가면서 지구 기온이 내려갔을 것으로 평가. 그 결과 식량이 부족해지자 야생곡물로 농사를 시작한 것으로 생각한다. 추위가 시리아 주거지에 강타. 식량위기. 추위를 견디는 야생밀을 발견하고는, 길렀다. 스스로의 힘으로 식량생산. 만년전 쓴 돌낫, 요르단에서 발견. 시리아뿐만 아니라 그 주위에서 농사시작. 돌절구도 발견.

농경의 시작으로 인구가 급격히 늘면서 5천년전에 1억명이 되었다. 5000년전 시리아 에블라. 인구 20만, 주변 지역에서 생산된 농산물이 모이는 무역중심지. 에블라왕의 도서관이 있다. 설형문자로 씌어진 15000개 흙판. 경제활동에 대한 문서. 농경생활은 부를 창출하고 사회가 복잡해졌다.

4대문명 시작. 중국의 황하문명은 벼농사 덕분.

시리아에는 1000년된 큰 물레방아를 아직도 쓴다. 수력 기술은 18세기 산업혁명의 기초가 되었다. 석탄, 석유... 현대문명 탄생.

너트슈미트 닐슨박사, 인간은 야생동물의 생존 규칙에서 벗어나고 있다. 일반적인 진화의 과정에서 이탈했다. 자연상태의 동물의 에너지 소비량은 몸 크기에 비례한다. 포유류의 몸 무게와 에너지 소비량 사이의 관계. 비례한다. 선진국의 경우, 인간이 자연상태에서 살 때 소비하는 에너지의 40배를 소비한다. 인구밀도도 자연상태의 30배. 자연상태기준 적정한 인구는 1억8천만.

화성 이주 계획. 극지방이나 지하에는 물이 있다고. 반사거울로 극지방을 녹여서 바다를 만드는데 100년, 사람이 살게 하기 위해서는 10만년. NASA에서는 화성을 지구처럼 바꾸는 일을 연구하고 있다고. 맥케이박사.

아리조나에 자급자족 생태계를 실험하고 있다. 8명의 사람이 이 안에서 살기 시작했다. 그러다 산소의 양이 줄면서 문제가 생겼다. 토양이 산소를 계속 빨아들였더라. 흙속의 박테리아가 산소호흡을 해서 산소량이 준 것이다. 지구 위에서도 인공생태계를 지구와 똑같이 유지하기 어렵다.

https://www.youtube.com/watch?v=Vw7esehwlkw

10부 생명, 그 신비의 순간들. 총정리.

지구탄생 초기. 운석이 계속 떨어져서 표면온도가 1000도를 넘었을 것. 식으면서 비가 500년이상 계속되었다. 바다의 온도는 200도.

멕시코의 해저화산. 굴뚝. 대량의 황화수소가 섞여 있다. 분출하는 물의 온도는 400도. 맹독과 고온. 거기있는 박테리아.

호주. 시아노 박테리아.

5억년 전 산소가 더욱 늘어나면서 오존층이 현재와 같은 수준으로 생기면서 식물이 육상으로 올라갈 수 있었다.

초기의 이산화탄소 농도는 지금의 20만배. 3억 5천만년전에 이산화탄소와 산소의 양이 현재와 비슷해졌다.

최초의 초대륙은 19억년 전. 급기야 갈라져 뿔뿔이 흩어졌다가 다시 합쳐지게 된다. 대략 4억년마다 되풀이 된다고. 대륙이 분열할 때 얕은 바다가 넓게 퍼진다. 2억5천만 년 전 다시 합쳐졌다. 북극에서 남극까지 하나로 뭉쳐진 초대륙 판게아가 완성되었다. 해저지층을 연구. 식물 플랑크톤이 내보내는 산소와 철이 결합해 산화철이 붉다. 고생대와 중생대 사이 지층에 차이가 있다. 플랑크톤이 사라진 지층.

초대륙이 생기면, 그 밑의 맨틀이 식어서 아래로 내려간다. 그 반동으로 지하 깊은 곳에서 뜨거운 맨틀이 급상승하게 된다. 그 일부가 대륙의 표면을 무너뜨려 대분화를 일으킨다. 연기가 하늘을 덮어 햇볕을 가려서 플랑크톤이 광합성을 못해서 동물까지 멸종한 것이다. 초대륙이 완성되던 시기에 대부분의 생명체가 멸종. 육상동물 대부분 멸종. 바다에서도 96%멸종.

2억3천만년전 초대륙 판게아가 다시 분열 시작. 대륙과 대륙 사이에 얕은 바다가 펼쳐진다. 그러면서 건조지대가 줄어들며 거대한 삼림이 퍼져 나간다. 초대륙일 땐 내륙에 건조지역이 넓다. 지구 전체가 1년내내 여름이었던 시절이라고.

식물과 곤충의 공생, 식물과 포유류의 공생. 꽃이 생기면서 생명의 다양성이 매우 커졌다. 숲이 지금처럼 복잡해졌다. 쓰러진 나무에는 버섯 등의 곰팡이류가 퍼지고 이를 먹으려고 곤충이 모여든다. 흰개미는 고목나무를 분해해 영양분으로 바꿀 수 있다. 흰 개미의 몸속에는 질소를 영양분으로 바꾸는 박테리아가 산다. 열대우림에서 산소의 절반 가까이 만든다.

이산화탄소 농도는 완만하게 줄어들어갔는데, 사람의 활동으로 늘어나기 시작했다.

만년전 밀농사 시작.

​석탄의 원료는 3억년전 삼림. 척추동물이 등장하기 전.

지금부터 10억년 후에는 지구는 뜨거워질 것이다. 태양이 뜨거워지기 때문에. 지구는 영원하지 않다.

[출처]KBS 다큐멘터리, 생명 그 영원한 신비 (+히스토리채널 생명의 기원)|작성자신바람한의사