감염병을 막는 백신, 빈곤을 해결하는 식량,

환경을 지키는 바이오 에너지, 장기 이식을 위한 유전자 가위…

작지만 위대한 지구 생물의 세계를 누빈 과학자들

“생물학자가 지구를 구할 거야!” 

현재 인류의 건강과 수명은 놀랍도록 향상되었다. 100년 전만 해도 인간의 평균수명은 47.3세밖에 되지 않았지만, 지금은 100세 시대를 넘어 150세 시대가 현실이 된다는 전망이 나온다. 식량이 풍성해져 빈곤이 아닌 비만이 오히려 사회문제가 된 나라가 많다. 이렇게 풍요로운 삶이 가능해진 배경에는 ‘생물학자’들의 활약이 있다. 생물학자들은 지구의 수많은 동식물을 파악하고 분류하는 것은 물론, 미생물이나 세포, DNA처럼 눈에 보이지 않는 존재들의 정체를 탐구해 왔다. 그렇게 밝혀낸 사실들을 토대로 백신부터 식품에 이르기까지 삶의 질을 높이는 다양한 과학 기술을 개발했다.

이 책에서는 특히 주목할 만한 업적을 남긴 생물학자 열두 명을 추렸다. 세포의 구조를 최초로 발견한 로버트 훅부터 유전자 가위를 개발한 제니퍼 다우드너까지, 생물학의 위대한 과거와 뜨거운 현재를 폭넓게 아울렀다. 저마다 살았던 시대와 환경은 달랐지만, 그들에게는 난관 앞에서도 ‘열정’ 하나로 연구를 이어 갔다는 공통점이 있다. 파스퇴르는 몸의 절반이 마비된 채로 거의 평생을 보내야 했지만, 미생물 연구를 통해 감염병을 막는 여러 백신을 개발했다. 전 세계의 생물을 찾아 나선 찰스 다윈은 배를 타고 수년 동안 지구를 탐험하며 오래된 음식, 좁은 방, 지진과 화산 폭발 같은 열악한 환경과 재난을 견뎌 냈다. 멘델은 7년이라는 긴 시간 동안 끈기 있게 완두를 길러 유전 법칙을 최초로 발견했다. 포기를 몰랐던 그들의 연구와 인생을 따라가다 보면 어느새 과학 지식이 머릿속에 자연스럽게 자리 잡고, 과학을 이해하는 재미 또한 느낄 수 있을 것이다.

생태계 파괴 논란을 부른 GMO, 동물 실험을 둘러싼 논쟁,

금지된 유전자 기술로 탄생한 아기…

"동물 복제를 어디까지 허용해야 할까?"

요즘 과학의 논쟁거리와 전망까지 한눈에

생명을 연구하고 활용하는 분야인 만큼 생물학은 때로 윤리적 논란의 중심에 서기도 한다. 이 책은 유전자를 편집해 만든 쌍둥이 아기, 유전자 변형 생물이 초래할 수 있는 생태계 파괴 등 최근 생물학에서 비롯한 각종 논란을 균형 있게 살펴 과학 토론과 논술 대비에 도움을 준다.

예를 들어 유전자 가위 기술은 불치병을 치료할 수 있는 새로운 가능성을 열었지만, 생물을 인간의 의도대로 조작하는 기술이 생명의 존엄성을 해칠 수 있다는 우려와 비판도 적지 않다. GMO 식품은 식량 문제 해결에 큰 도움이 되지만 새로운 유전자가 생태계를 파괴할 위험이 있다. 책을 다 읽고 나면 양날의 검과 같은 과학 기술을 바라보는 자신만의 관점을 세울 수 있다.

지구 곳곳에서 생물 다양성이 줄고 기후 위기가 심각해지고 있다. 현재 생물학계는 생물로 만드는 에너지인 바이오매스를 비롯한 다양한 친환경 기술을 연구하고 있다. 이 책은 청소년 독자가 새로운 과학 기술을 미래 사회의 어디에 어떻게 적용해야 할지 고민해 보는 계기 또한 마련해 준다.

진화론의 토대를 세우다_찰스 다윈

돛대 밑 골방의 박물학자 | 난관에도 불타오른 다윈의 열정 | 핀치의 부리에서 얻은 진화론의 단서 | 다윈의 아이디어에서 뻗어 나온 현대 생물학

[깊이 이해하는 과학 이야기_다윈보다 먼저 진화론을 주장한 학자들도 있다?]

유전 법칙을 최초로 발견하다_그레고어 멘델

오래된 서가에 숨겨져 있던 천재적 연구 | 다양한 공부로 힘을 기르다 | 완두콩으로 정설을 뒤집다 | 멘델의 유전 법칙 대탐구

[깊이 이해하는 과학 이야기_맨델의 법칙에 예외는 없을까]

미생물 연구로 수많은 생명을 살리다_루이 파스퇴르

프랑스인들이 사랑하는 과학자 | 어린이들의 건강을 지킨 저온 살균법 | 자연 발생설에 종지부를 찍다 | 콜레라와 탄저병을 예방하다 | 광견병 백신을 만들다

[깊이 이해하는 과학 이야기_몸에 해로운 세균과 이로운 세균]

땅콩으로 미국 농민을 구하다_조지 카버

지독한 차별에 맞서다 | 험난한 길을 지나 과학자의 자리로 | 남부 사람들에게 윤택한 삶을 선물하다 | 죽음 앞에서도 이타적이었던 과학자

[깊이 이해하는 과학 이야기_화석 연료의 대안, 바이오매스]

오직 대한민국 농업에 헌신하다_우장춘

우장춘과 노란 유채꽃 | 조선인의 자존심을 지킨 친일파의 아들 | 대한민국의 식량 자립을 꿈꾸다 | 두 식물을 교배해 새로운 식물을 탄생시키다

[깊이 이해하는 과학 이야기_GMO는 먹어도 안전할까]

당뇨병의 특효약 인슐린을 추출하다_프레더릭 밴팅

11월 14일은 세계 당뇨병의 날 | 당뇨병 환자들을 살린 묘약, 인슐린 | 동료를 끝까지 지킨 정의로운 밴팅

[깊이 이해하는 과학 이야기_갑상샘 호르몬과 방사능이 관련 있다고?]

DNA의 이중 나선 구조를 밝히다_제임스 왓슨 &프랜시스 크릭

DNA를 향한 총성 없는 싸움 | 훌륭한 테크니션, 로절린드 프랭클린 | 《이중 나선》과 센트럴 도그마 | 무단으로 사용된 X선 회절 사진

[깊이 이해하는 과학 이야기_유전자 지도로 불치병을 정복할 수 있을까]

야생 동물의 곁을 다정하게 지키다_제인 구달

알려지지 않았던 침팬지의 세계 | 어머니와 함께 나선 첫 밀림 탐험 | 침팬지 연구에서 침팬지 보호로

[깊이 이해하는 과학 이야기_침팬지와 인간이 겨우 1퍼센트 차이라고?]

진화생물학의 대중화에 앞장서다_리처드 도킨스

옥스퍼드 교육이 키워 낸 도킨스 | 진화의 원동력은 유전자다 | 뇌에서 뇌로 전달되는 자기 복제자, 밈 | 유전자는 몸 밖까지 영향을 미친다

[깊이 이해하는 과학 이야기_다인자 유전이란 무엇일까]

유전자 편집의 가능성을 열다_제니퍼 다우드나

원리를 알아도 치료할 수 없던 유전병 | 유전자 치료의 시대를 열다

유전자 가위의 무한한 가능성 | 인간 배아 세포 편집의 위험성

[깊이 이해하는 과학 이야기_으, 가려워! 모기 좀 없애 주세요]

대신 물어봐 드립니다, 작가 인터뷰

교과 연계

참고 자료

린네는 여행하면서 식물을 발견하면 채집해 표본을 만들고, 일지에 기록했습니다. 그는 6개월간 무려 2,000킬로미터를 이동했답니다. 라플란드와 스칸디나비아반도는 추운 기후 때문에 식물이 많지 않은데도 이 여정에서 새로운 식물을 100종이나 발견했으니, 기뻐했을 린네의 모습이 상상됩니다. 당시 여행을 하면 말을 타고 이동해야 했습니다. 힘든 여정이었겠지만 린네는 유럽에 있는 모든 식물을 찾겠다는 심정으로 여정을 마쳤을 것입니다. - 〈이름 없는 꽃에 이름을 붙이다_칼 폰 린네〉 30쪽

다윈의 비글호 항해는 계획했던 3년보다 길어졌어요. 1836년 10월 2일에 다시 영국에 도착했으니 4년하고 10개월을 여행한 거랍니다. 원래의 계획보다 거의 2년이나 길어졌어요. 흔들리는 함선 속 좁고 불편한 방에서 약 5년이라니, 다른 사람이라면 심각한 향수병에 걸렸을지도 모르겠습니다. 물론 다윈에게도 이 여행이 마냥 순탄하지만은 않았어요.

- 〈진화론의 토대를 세우다_찰스 다윈 42~43쪽

멘델은 1856년부터 본격적으로 유전 연구를 시작했어요. 수도원 한쪽에 온실을 만들었죠. 무려 2만 8,000포기의 완두를 심었고, 7년 동안 열린 완두콩의 숫자를 셌습니다. 그리고 노란색 완두콩과 초록색 완두콩의 수를, 둥근 완두콩과 주름진 완두콩의 수를 세대별로 셌죠. 그 결과 그는 통계적 규칙을 발견했습니다. 멘델의 발견이 대단한 이유는 당시 세상을 지배하던 과학적 원리를 뒤집는 내용이었기 때문이에요. 모두가 하늘이 돈다는 천동설을 믿을 때 지동설을 주장한 니콜라우스 코페르니쿠스처럼, 모두 가 창조론을 믿을 때 진화론을 주장한 찰스 다윈처럼 그는 혁명적인 주장을 한 학자였죠. - 〈유전 법칙을 최초로 발견하다_그레고어 멘델〉 60~61쪽

세균은 쓰레기도 처리한답니다. 세균을 이용해 대변을 분해해서 바이오 연료로 만들기도 해요. 플라스틱을 먹이로 하는 세균도 있죠. 현대에 플라스틱 쓰레기는 아주 큰 문제예요. 미세 플라스틱이 생수에서도 발견된다고 하니까요. 하지만 플라스틱을 분해하는 이 세균을 이용하면 플라스틱 쓰레기 문제를 해결할 수도 있어요. 나아가 방사선 쓰레기를 분해하는 세균도 발견되었다고 해요. 최근 일본에서 나온 방사선 오염수 처리가 사회적 문제인데, 어서 이런 세균을 이용해 방사선 쓰레기를 처리하는 연구를 시작해야겠습니다. - 〈몸에 해로운 세균과 이로운 세균〉 85쪽

땅콩이 남아돌자 땅콩의 가격이 떨어졌어요. 시간이 갈수록 땅콩은 그저 썩어나갈 뿐이었습니다. 흑인들이 큰 손해를 보게 될 상황이었어요. 조지 카버는 땅콩을 가지고 연구실로 들어갔어요. 땅콩을 활용할 수 있는 방안을 찾으려고요. 카버는 땅콩의 지방을 분리하고, 수액을 만들고, 분말을 만들어 제품을 개발했어요. 땅콩 잼, 구두약, 물감, 접착제, 인조 대리석 등등 땅콩의 활용 용도는 많았어요. 그는 오직 흑인들의 삶을 개선하겠다는 일념으로 노력한 거예요. 사람들이 조지 카버를 땅콩 박사라고 부르는 이유입니다. - 〈땅콩으로 미국 농민을 구하다_조지 카버〉 95쪽

우장춘이란 인물을 들어 봤나요? 처음 들어 봤다면 지금 부모님께 ‘씨 없는 수박’에 관해 아냐고 물어보세요. 그럼 우장춘이란 이름이 나올 거랍니다. 우장춘은 씨 없는 수박을 만든 것으로 유명했어요. 하지만 여기에는 조금의 오해가 있습니다. 씨 없는 수박을 최초로 만든 사람은 일본의 기하라 히토시 박사라고 합니다. 우장춘은 대한민국에 ‘육종’에 관한 지식을 전하고 싶었는데, 당시 무지했던 사람들에게 육종의 효과를 한눈에 알려 주려고 일부러 씨 없는 수박을 만든 거예요. 육종이란 생물의 유전적 성질을 이용해 새로운 품종을 만들거나 기존 품종을 개량하는 것을 말해요.

- 〈오직 대한민국 농업에 헌신하다_우장춘〉 102쪽

모기를 매개체로 하는 말라리아라는 질병이 있어요. 우리나라에도 있지만, 치료가 어려운 아프리카 국가에서는 말라리아로 죽는 사람이 많습니다. 그들을 위해 세상의 모기를 모두 박멸하면 어떨까요? 그러면 문제가 생겨요. 모기를 먹이로 하는 생태계가 무너질 수도 있거든요. 그 대신 모기를 그대로 두되 말라리아 병원균이 모기에게 감염되지 못하게 하면 말라리아로 죽는 것을 막을 수 있어요. 여기에 유전자 가위를 사용할 수 있답니다. 모기 유전자를 변형해 말라리아 원충의 감염을 막고, ‘유전자 드라이브’ 기술로 세상의 모든 모기의 유전자를 바꾸면 되죠. 그렇지만 혹시 모를 위험 요소를 고려하느라 조심 또 조심하고 있는 거랍니다. - 〈유전자 편집의 가능성을 열다_제니퍼 다우드나〉 175쪽