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[장수철의 생물학을 위하여] 생물 다양성이 중요한 이유

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입력 :ㅣ 수정 : 2020-12-01 03:05 장수철의 생물학을 위하여 섹션 목록 확대 축소 인쇄
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선진국을 의미하는 지표 중에 심혈관 질환과 암으로 인한 사망률이 있다.
장수철 연세대 학부대학 교수
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▲ 장수철 연세대 학부대학 교수

암은 정상 세포가 환경과 반복되는 상호작용 속에서 서서히 변해 가며 생긴 결과다. 젊은 세포는 외부 자극에 의한 손상을 쉽게 회복한다. 그러나 시간이 가면서 지속되는 자극에 의한 세포의 손상 회복 정도는 점점 줄어든다. 그러면 결국 세포는 고장이 나고 일부는 암세포로 바뀔 수 있다. 나이가 들수록 암환자가 늘어날 수밖에 없는 이유다.

이런 현상은 생물의 중요한 특징인 번식과 관련해 걱정을 안겨 준다. 많은 손상을 입은 세포가 그대로 복제돼 자손을 만든다면 그 자손은 만신창이가 될 것이기 때문이다. 이 같은 문제를 해결하기 위해 생물은 나름대로 방법을 고안해 냈다. 세균은 자손을 빠르게 많이 만들고, 사람과 같은 생물들은 생식세포를 이용해 이 같은 문제에 대응했다.

생식세포는 감수분열을 통해 만들어지는데, 감수분열은 염색체의 수를 반으로 줄이는 과정이다. 이를 통해 자손을 유전적으로 최대한 다양하게 만들 수 있다. 다른 유성생식 생물도 그렇지만 사람은 가장 큰 것부터 작은 것까지 1~23번의 번호를 부여한 23개의 염색체 한 벌씩을 부모에게서 각각 물려받아 46개의 염색체를 가진다.

부모는 생식세포에서 감수분열을 통해 46개 염색체 중 23개만 아이에게 전달하게 된다. 물론 나의 배우자도 마찬가지로 배우자가 만든 생식세포에서 감수분열을 통해 46개 염색체 중 23개만 아이에게 전달한다. 부모에게서 전달받은 염색체들을 조합하면 약 800만개의 생식세포가 만들어지는데, 이러한 염색체의 조합은 모두 다르다. 아버지와 어머니의 염색체 사이에서 일부분 교환이 일어나는 것까지 감안한다면 사람의 경우 정자와 난자들은 거의 수십조개의 다른 염색체 조성을 나타내게 된다. 따라서 부모 사이에서 생긴 자손의 유전적 조성은 수십조 곱하기 수십조분의1, 즉 천문학적 확률로 고유한 특징을 갖게 된다. 그래서 동일한 부모 사이에서도 형제끼리 유전적으로 동일할 확률은 0에 가까운 것이다.

이렇게 부모의 유전자를 섞어 다양한 자손을 만들면 어떤 점에서 유리할까. 우선 유전자를 섞는 과정에서 해로운 유전자를 제거할 수 있다. 왜냐하면 나쁜 유전자를 2개 가진 자손은 치명적이기 때문에 태어나는 것 자체가 어려워 사라지게 된다.

거꾸로 유전자를 섞는 과정에서 이로운 유전자들을 모아 자손에게 전달할 수도 있다. 자손들이 변화무쌍한 환경 변화에 다양한 유전자로 맞설 수 있는 준비가 가능하다. 실제로 한 연구에서 40여명의 젊은 사람 각각의 땀을 준비해 이성에게 냄새를 맡게 했다. 냄새에 호감을 표한 사람과 해당 이성의 유전자를 비교한 결과 면역에 관련된 세포의 주조직 적합성 유전자가 매우 다르다는 점을 발견했다. 만약 둘 사이에 자손이 생긴다면 다양한 종류의 면역 관련 세포가 생겨 병원균에 대해 효과적으로 대응이 가능하다는 것을 암시한다. 일부 곤충과 양서류는 기생충이 창궐하면 유성생식을 하고 그렇지 않으면 무성생식을 하는 것과 같다.

하루하루가 다르고 수많은 요소가 섞여 있는 인간 사회는 다양하고 변화무쌍하다. 따라서 문화, 제도, 인종, 사고, 직업 등 모든 면에서 다양성을 많이 갖출수록 다가오는 미래에 대해 더 든든한 준비를 할 수 있을 것이다. 왜냐하면 다양성은 자연이 수억년 동안 검증한 방법이기 때문이다.
2020-12-01 29면
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