성경과 과학
과학보다 앞선 ‘창조주의 기록’을 들여다봅니다.
머리카락 한 올이 말해주는 것
최근 기초과학연구원(IBS) 양자나노과학연구단에서 원자 크기1만 한 저장 매체를 개발해 관련 분야의 상을 휩쓸었다. 인류는 마이크로의 세기였던 20세기를 지나, 21세기 들어 미세한 나노 기술의 절정을 향해 나아가고 있다. 1. 나노 단위의 크기. 참고로 1㎚(나노미터)는 m(미터)의 10억분의 일. 한 세기를 걸쳐 연구해 낸 미세 저장 공간의 영역이, 우리의 머리에는 옛날부터 심어져 있었다. 바로 머리카락이다. 머리카락은 사람이 태어나기 전부터 자라기 시작한다. 수정 후 7주에 접어들면 피부조직에서 모낭2을 관찰할 수 있다. 10~13주쯤에는 두피에서 털이 나며 20주 정도 되면 머리카락과 함께 눈썹, 솜털이 매우 뚜렷하게 확인된다. 33~37주 동안 솜털은 대부분 빠지고 머리카락은 더욱 뻣뻣해져 완연한 모습을 갖춘다. 2. 머리카락 뿌리 부분을 둘러싸고 영양을 제공하는 피부조직. 많아도 고민, 적어도 고민, 길어도 고민, 짧아도 고민…. 배아 시절부터 일평생을 함께하며 우리에게 수많은 고민을 안기는 머리카락은 왜 존재하며, 어떤…
세상을 담는 창, 눈
노벨 문학상 수상자 ‘주제 사라마구’가 쓴 장편 소설 『눈먼 자들의 도시』는 평범한 어느 날 오후, 차를 운전하던 한 남자가 갑자기 눈이 멀어버리는 것으로 시작된다. 곧이어 그를 간호한 아내도, 남자가 치료받기 위해 들른 병원의 환자들도, 그를 치료한 안과 의사도 모두 눈이 멀어버린다. 원인 불명의 실명은 전염병처럼 퍼져나가고 사회는 빠른 속도로 붕괴한다. ‘장님 나라에서는 외눈박이가 왕’이라는 말처럼 본다는 것의 위력을 실감 나게 표현한 소설이다. 우리는 종종 시각의 중요성을 잊곤 한다. 하지만 당장 손으로 눈만 가려보아도 우리가 얼마나 시각에 크게 의지하고 있었는지를 알 수 있다. 사람은 감각적 경험의 거의 80퍼센트를 눈에 의존할 만큼 시각을 통해 많은 정보를 받아들인다. 복합적이고 세련된 감각기관, 나와 세상을 연결하는 통로인 눈에 대해 살펴보자. 특별하고 섬세한 감각기관, 눈 평균 무게 7그램, 지름 2.4센티미터의 탁구공만 한 사람의 눈은 초점 및…
추억을 담은 향기_후각의 신비
소박하고 구수한 된장찌개 냄새에 문득 저녁놀이 붉게 물든 고향 집 풍경이 눈앞에 펼쳐진다. 투박한 손길로 뚝딱 한 상을 차려내시던 어머니의 손맛과 함께 애틋한 그리움까지 떠오른다. 이처럼 누구나 한 번쯤 익숙한 향기에 잊혔던 기억 한 조각이 불현듯 떠오른 경험이 있을 것이다. 게다가 그 기억들은 꽤 구체적이며 기억에 담긴 감정까지 생생하게 되살아난다. 강렬한 기억의 매개체로 작용하는 냄새. 후각에는 무슨 비밀이 숨겨져 있을까. 우리가 냄새를 맡기까지 코끝을 자극하는 맛있는 냄새에 어느새 입에는 군침이 돈다. 음식에서 풍기는 다양한 냄새의 실체는 다름 아닌 공기 속 미량의 화학물질이다. 음식에서 나온 물질 분자가 코안 점막에 접촉하면 후각 수용체가 화학물질을 감지해 뇌로 정보를 보내고, 뇌는 이 정보를 토대로 냄새의 정체를 파악한다. 이 모든 것이 한순간에 이뤄진다. 포유류의 경우 냄새를 담당하는 유전자만도 1천여 종에 이르는데, 사람은 이 중 350여…
영원불변한 기준을 찾아서
일요일 오후, 주부 김모 씨는 가족과 함께 장을 보러 나섰다. 기온이 섭씨 영하 2도라 겉옷을 챙겨 차에 올랐다. 내비게이션이 5㎞ 떨어진 대형마트까지 20분 정도 소요된다고 알린다. 먼저 남편의 구두를 사러 갔다. 남편은 275㎜와 280㎜ 구두를 신어본 뒤 넉넉한 사이즈를 택했다. 식품 코너에서는 저녁거리로 소고기 600g과 할인 중인 1L 우유 두 병, 5㎏짜리 사과 한 상자도 샀다. 기온부터 거리, 무게, 각종 치수…. 우리는 헤아릴 수 없이 많은 숫자에 둘러싸여 살아간다. 이들을 규정하는 ‘단위’는 어떻게 생겨났을까? 문명의 척도, 단위 인류가 농사를 짓기 시작하고 문명이 싹트면서 단위의 필요성이 커졌다. 농작지의 넓이를 재고, 수확한 농산물을 분배하는 과정에서 도량형(度量衡)의 등장은 필연적이었다. 공정한 거래를 하려면 사물의 부피나 무게를 알아야 했고, 의복 등 제품을 만들고 건축물을 짓기 위해서는 자재의 치수를 정확히 해야 했다. 이에 가장 먼저 등장한…
‘나’를 비춰 보는 거울 신경
가위바위보를 할 때 자주 비기게 되는 이유는 무엇일까? 왜 순간적으로 나도 모르게 상대방과 같은 것을 내는 것일까? 이 문제에 대하여 영국 런던대 뇌과학 연구팀이 재미있는 실험 결과를 발표했다. 실험 참가자를 대상으로 두 명 모두 눈을 가린 상태와 한 명만 눈을 가린 상태에서 각각 가위바위보를 하게 했더니, 둘 다 눈을 가린 상황에서는 비긴 확률이 33퍼센트로, 수학적 확률과 일치했다. 하지만 한 명만 눈을 가리고 진행하니 비기는 확률이 36퍼센트로 증가했다. 또 계속된 실험에서도 눈을 가리지 않은 사람이 눈을 가린 사람을 따라 하는 경향이 관찰되었다. 일상생활 속에서도 비슷한 일들이 일어난다. 교실에서 누군가 하품하면 전염이라도 된 것처럼 삽시간에 다른 사람들도 하품한다. 마주 보고 대화를 나눌 때 상대방이 턱을 괴면 같이 턱을 괴고, 자세를 바꾸면 나도 모르게 똑같이 자세를 바꾼다. 별로 웃기지 않은 이야기인데 어떤 이의…
협동과 희생으로 세우는 개미 왕국
길을 걷다 발 언저리를 내려다보면 어김없이 만나게 되는 생물이 있다. 길거리뿐 아니라 나무껍질 근처, 학교 운동장, 반갑지는 않지만 집 안에서도 볼 수 있는 개미 말이다. 주위에서 흔히 볼 수 있는 자그마한 곤충이기 때문에 가벼이 여기는 이들도 있지만, 이래 봬도 개미는 중생대 백악기부터 유구한 세월 동안 지구에 터를 잡고 살아왔다. 먼 친척급인 장수하늘소, 소똥구리 등은 멸종위기에 처한 것에 반해1 개미는 지구상의 개체 수가 최소 1경 마리로 추산될 정도로 번성했다. 기록된 종만 약 5천 종, 기록되지 않은 종을 더하면 1만 5천 종이라고 하니 몸의 크기가 작다 해서 무시할 존재가 아니다. 에드워드 윌슨 등 생물학자들은 개미를 ‘지구의 정복자’, ‘지구의 지배자’라고 주저 없이 말한다. 1. 환경부, 2018년 멸종위기 야생생물 목록 변경 현황. 개미들이 이토록 놀랍게 번성한 비결은 무엇일까? 평소 스쳐 지나갔던 개미들의 세계로 함께…
보이지 않는 힘, 바람
바람은 눈에 보이지 않는다. 그러나 우리는 바람의 존재를 분명히 느낄 수 있다. 흔들리는 나뭇잎이나 나부끼는 머리카락, 팽그르르 돌아가는 바람개비를 통해 간접적으로나마 바람의 움직임을 볼 수 있기 때문이다. 형체 없는 바람의 위력은 인류의 역사를 바꿔놓기도 했다. 16세기, 열세에 있던 영국은 무적함대라 불리는 스페인을 상대로 유례없는 대승을 거뒀다. 때마침 불어온 강한 바람과 해류가 영국군이 스페인 군함을 격추하는 데 유리하게 한 것이다. 눈에 보이지는 않지만 국가의 흥망성쇠를 좌지우지할 만큼 우리 생활에 큰 영향을 미치는 바람은 대체 무엇일까? 공기의 움직임, 바람 바람은 간단히 말해서 대기의 온도와 기압의 차이 때문에 생기는 공기의 흐름이다. 따뜻해진 공기는 밀도가 작아지며 가벼워져서, 공기보다 가벼운 헬륨이 들어있는 풍선이 두둥실 떠오르듯 상승한다. 이때 생긴 빈자리를 채우려고 주위의 찬 공기가 따뜻한 공기가 있던 곳으로 움직이는데, 이것을 바람이라고 한다. 물이 높은 곳에서 낮은…
엄마 목소리에 담긴 비밀
선천적으로 귀가 들리지 않던 아기가 처음으로 엄마의 목소리를 듣고 울먹이는 영상이 화제가 됐다. 특수 보청기의 도움을 받아 난생처음 듣는 부드러운 엄마의 목소리에 아기는 웃어 보이거나 입술을 비죽이며 울음을 참기도 했다. 과연 아기는 모태 안에서 들었던 엄마의 목소리를 기억하고 있는 것일까? 태아도 소리를 들을 수 있다 19세기 말까지 서양에서는 태아가 아직 청각을 갖지 못했을 것이라는 생각이 지배적이었다. 그러나 1925년, 독일의 의사 알브레히트 파이퍼가 자동차 경적 소리에 태아가 반응하는 것을 발견함으로써 태아도 들을 수 있다는 것이 입증됐다. 발생학적으로도 임신 4주째가 되면 태아에게서 귀가 될 부분이 보이기 시작하고 24주가 되면 내이1가 완성된다. 신경계도 태아 초기부터 발달하기 시작해 34주가 되면 신생아에 비견될 만한 청각신경을 갖게 된다. 1. 내이(內耳, inner ear, 속귀): 귀의 가장 안쪽 부분. 듣기를 담당하는 달팽이관과 평형을 감지하는 전정기관, 반고리관으로 이루어져 있다.…
광활한 우주, 또 다른 세계
일상에서 접하지 못했던 경관이나 풍경을 볼 때 우리는 감탄을 금치 못한다. 새롭고 아름다운 것을 볼 때면 심신이 재충전되는 느낌을 받는다. 다른 세계를 접하며, 날마다 반복되는 삶에 찌든 스트레스나 권태감을 한꺼번에 날려버릴 수도 있다. 이 때문에 우리는 여행을 나선다. 힘들게 산을 오르는 이유도, 추운 극지방에서 오로라를 보고자 하는 이유도 마찬가지일 것이다. 하지만 이런 지구의 경치보다 더욱 마음을 동요시키는 것이 있으니 바로 우주의 모습이다. 빛과 어두움이 공존하는 우주는 새로운 것들이 만들어지는 창조의 공간이며 우리가 상상할 수 없었던 미지의 세계가 공존하는 곳이다. 그래서 우주의 모습이 담긴 사진들은 우리의 마음을 사로잡는다. 영원한 시공간이 펼쳐져 있는 우주는 과연 어떤 곳일까? 광활한 공간과 영원의 시간이 펼쳐진 우주 1977년 발사된 보이저 1호가 수십 년의 긴 비행 끝에 태양계 끝자락에 도달했다. “보이저 1호가 태양권을 벗어나 항성 간 공간에…
생태계 유지의 숨은 조력자, 꿀벌
“꿀벌이 멸종하면 4년 안에 인류도 멸종한다.” 과학자 알버트 아인슈타인이 남긴 말이다. 꿀을 채집하여 사람에게 벌꿀을 제공하는 유익한 곤충으로 익히 알려진 꿀벌. 노랑과 어두운 갈색의 경계색이 선명하고 침을 가지고 있어 가까이하기가 쉽지 않은 이 작은 곤충이 무엇이기에 인류의 생존과 밀접한 관계가 있을까? 꿀벌은 육각형의 방들이 이어진 벌집을 짓고 무리 지어 산다. 한 마리 여왕벌을 중심으로 수만 마리가 하나의 군체를 이루는데 무리 중 대부분은 암컷인 일벌이다. 일벌은 꿀, 꽃가루 같은 먹이를 채집하고 집을 짓고 애벌레를 기르며 말벌 등 천적으로부터 벌집을 지키는, 거의 모든 일을 담당한다. 번식을 담당하는 수벌은 오로지 여왕벌이 알을 낳기 위해서만 필요한 존재이기 때문에 벌통 내에서 먹이가 부족하면 일벌에 의해 쫓겨나기도 한다. 몸집이 가장 큰 여왕벌은 일벌과 같은 암컷으로 똑같은 수정란에서 태어나지만 유충기에 로열젤리1를 먹고 자라 여왕벌이 된다. 1. 로열젤리:…
지구 중심으로의 여행
우리가 밟고 서 있는 땅 밑은 과연 어떤 모습일까? 영화 『잃어버린 세계를 찾아서』는 이 질문에 흥미로운 상상력으로 답한다. 영화 속 지구 깊숙한 곳에 펼쳐진 세상은 거대한 동물들이 뛰어다니는 계곡과 굶주린 피라냐가 우글거리는 바다, 강한 자기장으로 암석들이 허공에 부유하는 신비한 모습으로 묘사된다. 누구도 가보지 못한 미지의 세계, 지구 중심으로 여행을 떠나보자. 발아래 세상, 지구 내부 구조 인류가 도달한 최고 높이는 지구에서 달까지 약 38만 킬로미터다. 인류가 만든 물체 중 지구에서 가장 멀리 있는 우주 탐사선 보이저 1호는 지구로부터 약 200억 킬로미터 떨어진 곳을 여행하고 있다. 인류가 광대한 우주를 향해 손을 뻗치고 있는 이때, 지표면을 뚫고 지구 중심을 향해 파고들어 간 깊이가 기껏해야 13킬로미터에 불과하다는 것은 참으로 역설적이다. 지구의 반지름이 약6,400킬로미터인 것을 감안하면 지구의 껍질도 채 벗겨보지 못한 셈이다. 지구 내부는 압력과…
사람에게는 천벌, 식물에게는 천은(天恩)으로 여겨지는 번개
하늘에 짙은 구름이 잔뜩 끼어 있으면 왠지 모르게 무서움을 느낀다. 거기에다 번개나 천둥까지 치면 어떨까? 두려움은 분명 배가 될 것이다. 영상 매체에서 무섭고 공포스런 분위기를 조장하기 위해 빼놓지 않고 등장시키는 것이 천둥과 번개다. 또한, 사람들은 큰 죄를 저질렀거나 사회에 크나큰 해를 끼친 사람에게 ‘저 벼락 맞을 놈!’ 하고 말하기도 한다. 이때 벼락은 하늘에서 내린 ‘천벌’이라는 의미다. 이렇듯 벼락, 번개, 천둥은 우리가 흔히 볼 수 있는 자연현상이면서도 사람들에게 두려운 존재로 여겨져 왔다. 번개는 구름에 의해 생성된 전하가 공기를 통해 흐르는 현상으로, 주로 비가 올 때 볼 수 있는 위아래로 긴 소나기구름에서 생긴다. 공기가 여러 요인에 의해 급격한 상승운동을 하게 되면 온도가 떨어진다. 그러면 공기 중에 있던 수증기는 차가워지면서 응결되어 물방울이 되고, 이 물방울들이 모여 점차 구름을 형성한다. 이렇게 급속히 만들어진 구름은…
어머니 몸속에 있는 생명의 물, 양수
한 분유 회사의 광고에 물속을 헤엄치는 갓난아기가 등장한 적이 있다. 목도 잘 가누지 못하는 갓난아기의 수영 장면을 보고 사람들은 대부분 연출된 것이라고 반응했다. 그러나 놀랍게도 이 장면은 실제로 가능하다. 아기는 물속에서 두려워하기는커녕 평안함을 느낀다. 신생아일수록 더욱 그렇다. 신생아들은 물속에서 아주 평온하게 떠다니고, 눈도 뜰 수 있으며, 가라앉으면 가볍게 물장구도 친다. 어떻게 이런 일이 가능한 것일까? 비록 생후 3개월 뒤에는 잊어버리지만, 아기들이 열 달 동안 엄마 자궁 안의 양수(羊水)라는 물속에서 지낸 것을 기억하기 때문이다. 태아를 품어 안고 10개월을 보내는 양수는 단순한 물이 아니다. 엄마의 품을 대신하는 요람과도 같다. 가장 먼저 양수는 푹신한 쿠션처럼 외부의 충격으로부터 태아를 보호한다. 예를 들어 엄마의 배가 갑작스럽게 눌리거나 무언가에 부딪혔을 때 그 충격을 양수가 흡수하여 태아는 직접적인 영향을 받지 않는다. 또한, 탯줄이 태아의 몸에 감기면 혈류를…
생명의 타임캡슐, 씨앗
마음이 담긴 물건들과 추억까지 함께 넣어 오랜 시간이 지난 뒤에 개봉하는 타임캡슐. 최초의 타임캡슐은 1939년, 뉴욕 만국박람회 때 묻힌 것으로 5,000년 뒤인 6939년에 개봉될 예정이라고 한다. 만물 속에도 오랜 인고의 세월을 견디고 생명을 싹 틔우는 타임캡슐이 있다. 바로 씨앗이다. 가장 오래된 타임캡슐이 100년이 채 되지 않은 데 반해 이스라엘에서 발견된 어느 종려나무 씨앗은 2,000여 년의 세월을 넘어 싹을 틔웠다. 이 견고한 식물의 씨앗들은 어떻게 만들어질까? 식물의 가장 많은 종을 차지하는 속씨식물은 꽃가루와 밑씨가 만나 씨앗을 만든다. 동물과 달리 움직이지 못하는 식물은 성숙한 꽃가루를 다른 꽃의 암술머리에 옮기기 위해 물, 바람, 곤충, 새 등의 도움을 받는다. 꽃가루가 암술머리에 안착했지만 밑씨와의 거리는 아직도 멀다. 그래서 꽃가루는 꽃가루관이라는 긴 관을 만든다. 꽃가루관이 밑씨에 도착하면 꽃가루에 있는 핵이 관을 타고 내려가 밑씨와 결합하여 수정된다.…
살아 있다는 증거, 통증
성경이 알려주는 천국은 아픔이 없는 곳이다. 평생 아픔을 느끼지 않고 산다면 얼마나 좋을까? 그러나 아픔 자체가 아예 없는 천국이라면 모를까, 사람이 아픈데도 통증을 느끼지 못하는 것은 그리 좋은 일이 아니다. 2011년, ‘통증’이라는 독특한 제목의 영화가 개봉됐다. 영화는 자신의 실수로 가족을 잃은 후 죄책감으로 온몸의 감각을 잃어버려 통증마저 느끼지 못하는 남자와, 희귀병으로 작은 통증조차 치명적인 여자의 아이러니한 만남을 그렸다. 통증을 느끼지 못하는 남자 주인공과 작은 통증도 간과할 수 없는 여자 주인공의 상반된 이야기처럼 통증은 너무 느끼지 못해도 문제, 너무 민감해도 문제다. 통증은 우리 인체에 어떤 의미를 지니는 것일까? 통각은 가장 정확한 피부 감각 통증이란 실제적 또는 잠재적인 조직 손상과 관련되거나 그러한 손상에서 생기는 불쾌한 감각을 말한다. 쉽게 말하면, 신체 중 어딘가에 이상이 생겨 발생하는 기분 나쁜 느낌으로, 몸에 분포되어 있는 통점이…