우리 현대인들은 세포의 존재와
모든 생명이 세포로 만들어져 있다는 사실,
우리 인간들도 하나의 생명체로서
무려 37조개의 세포로 되어 있다는 사실을 너무나도 당연하게 느낍니다!
하지만 우리가 시간을 단지 400년 전으로만 돌려도
이것은 그리 당연하지 않았습니다
그것은 당시 사람들이 세포를 관측할 만한
적절한 도구가 없었기 때문입니다. 세포가 그들 주위에 있었다는 것을 몰랐죠
그들은 단세포 동물이란게 존재하는지도 몰랐습니다!
하지만 이 모든 것은 로버트 훅과 함께 바뀌었습니다.
그는 가장 기초적인 현미경을 발명하였고,
이게 그의 현미경입니다만,
이걸 보시면 우리가 지금 사용하는 것에 비해
얼마나 단순했는지 알 수 있습니다.
상을 확대하는 렌즈들을 여기에 두고,
보시다시피 촛불을 사용해서 빛이
그가 관찰하는 물체에 반사되도록 했죠.
그리고 1665년에 그는 "Micrographia"를 출판하여 (주: "작은 그림들", "작은 도면들"로 번역)
제가 발음을 제대로 하고 있는지 모르겠네요.
그래서 1665년에 출간된 이 책 속에
훅은 그가 현미경을 통해 관찰한 것들을
그림으로 그려 넣었습니다.
훅의 그림 실력은 꽤 출중한데, 사실 훅은 꽤 뛰어난 예술가였죠,
이 덕분에 그는 이나 벼룩같은
그림을 자세히 그려넣을 수 있었습니다.
하지만 그가 이와 벼룩만 관찰할 수 있었던 것은 아닙니다.
그는 현미경을 통해 코르크도 관찰했는데, 이것을 보며 그는
"이 조그만 사각형들 좀 봐봐, 마치 이 코르크의 기본 단위처럼 보이지 않니?"
"마치 수도승들이 생활하고 명상하는 작은 방(cell) 같은걸?"
그래서 그는 이걸 세포(cell)라고 불렀습니다.
이게 세포의 어원이죠.
그는 '마이크로그라피아'에서 이것들을 세포라고 부릅니다.
이게 세포죠.
하지만 불행하게도, 지금 우리에게는
정말 훌륭한 그림들을 남긴 훅이
직접 그린 그림은 남아있지 않습니다.
매우 재미있는 이야기죠. 대부분의 가설들은
훅의 초안을 불태운 사람으로 아이작 뉴턴을 지목하고 있습니다.
그리고 이 이야기는 언젠가 다시 만나게 될겁니다.
어쨌든, 훅이 '세포'라고 부른 것들은 사실 죽은 조직의 죽은 세포들입니다.
엄밀히 말해, 그가 본 것은 세포벽의 잔해에 불과하죠.
그는 애초에 '살아있는 세포'를 관측할 수 없었고, 더 나아가서
"이것이 모든 생명체를 이루는 단위이고 이것들은 스스로 분열할거야!"
"모든 세포들은 다른 세포들로부터 만들어지는거지". 와 같은 생각은 할 수도 없었습니다.
여기서 시계를 몇년 뒤로 돌리면, 우리는 안토니 레벤후크를 만나게 됩니다.
이번에도 발음을 제대로 했는지 모르겠네요.
그는 네덜란드의 안경 제작자였는데, 그는 훅에게 영감을 받고
"이봐, 나는 안경을 만드니까 내가 직접 렌즈를 깎으면 더 훌륭한 현미경으로 보다 잘 관찰할 수 있지 않을까?"
그는 능력이 충분했고, 그가 직접 만든 현미경으로
그는 살아있는 세포와 단세포 생명체들을 관찰할 수 있었습니다.
인간의 정자도 직접 볼 수 있었습니다.
그는 "야, 이거 살아있는 거 같아!"고 말했다죠.
그는 세포벽이 있는 단세포 진핵생물들, 마치 단세포 동물들같은
원생생물들도 관찰했습니다.
그는 이것들을 "극미동물"들이라고 불렀지요. *animal(동물)+cule(작다)
"마치 꿈틀대는 작은 동물들같다"고 말하면서 말이죠.
그래서 그는 세포가 어쩌면 생명의 근간이 되며,
이 작은 것들도 '살아있는 생명'이라고 여겼습니다.
하지만 세포에 대한 완전한 이론은 여기에서 100-150년이 더 흐르고서야 나왔습니다.
1800년대 초반에 말이죠.
우리가 도착한 1830년대에서 우리는 두 명의 신사, 마티아스 슐라이덴과 테오도르 슈반을 만나게 됩니다.
이 분들이 우리가 '현대 세포 이론'이라고 부르는 것의
초석을 다진 사람들이죠.
현대 세포 이론.
이 둘은 그들의 관찰 결과와 그들이 추론한 것을 바탕으로
"우리가 봤을 때 이 세상의 모든 생명체는"
"하나 혹은 그 이상의 세포로 이루어져 있어!" 라고 주장했죠.
우리는 지금 이를 당연하게 받아들이지만, 사실 그렇게 당연하지는 않았습니다.
이 작은 세포가 모이고 모여 모든 생명체가 되었다는 사실은 자명하지 않았습니다.
하지만 어쨌든 만약 모든 생명이 하나 혹은 그 이상의 세포로만 이루어져 있다면
우리는 세포가 생물의 기본 단위라고 말할 수 있을 것입니다.
"세포는 생물의 기본 단위이다."
이것은 꽤 강력한 문장으로,
만약 모든 생명체를 충분히 확대한다면 결국 세포를 만나게 될 것이라는 말이지요.
그런데 이게 전부가 아닙니다. 이 두 사람은 세포가 다른 세포로부터 생겨난다는 것을 알았습니다.
그들은 세포가 분열하는 것을 관찰할 수 있었지만, 아직 의문은 남아 있었습니다.
"어떤 세포들은 분열을 통해 생기는 것은 알겠어. 그런데 어떤 세포들은 자연적으로 생길 수도 있지 않나?"
"적절한 환경과 물질들만 넣어준다면 말이지. 아니면 그냥 무에서 갑자기 생겼을 수도 있고."
우리는 이 의문을 1800년대 중반에 가서야 해결하고 현대 세포 이론의 3번째 명제를 받아들이게 됩니다.
모든 세포는 다른 세포로부터 생겨난다는 것 말이죠.
모든 세포가, 다른 세포로부터.
이것을 해결해낸 장본인은 바로
여기에 나와있는 이 로버트 레막입니다.
가끔씩 이 공로를 루돌프 피르호한테 돌리기도 하는데, 밝혀진 바에 의하면
사실 피르호는 레막의 연구를 표절한 것이었습니다. 따라서 모든 세포는 다른 세포로부터 생긴다는 것을
입증한 공로는 레막에게 돌아가야 맞는 것이죠.
여기서 짚고 넘어가야 할 것은, 이 사실을 주장한 것이 그가 최초는 아니라는 점입니다. 하지만 그는
"모든 세포가 자연적으로 생기지 않고 다른 세포로부터 생기는 것은 근본적인 원리이다."는 것을 입증했습니다.
현대의 사람들마저도 이 명제를 읽고는
"세포가 다른 세포에서 생긴다면,
가장 처음에 존재했던 세포는 어떻게 생겼는가?" 라고 의문을 던지지요.
사람들은, 물론 100% 확실하지는 않지만,
지구의 진화사를 되돌아봤을 때 최초의 세포는 약 35억 년 전에 출현했을 것으로 추정합니다.
우리는 이 세포들이 어떻게 생겨났는지에 대해 여러 가설들을 가지고 있습니다.
우리는 세포막을 구성하는 인지질들이
자연적으로 이중층을 형성하고,
심지어 그 이중층이 둥글게 말려 구형 막이 될 수도 있다는 것을 압니다.
이런 구조가 자연적으로 생기고, 여기서부터 세포가 출발한 것이라고 생각할 수 있습니다.
그리고 어쩌면 세포의 조직 중 RNA 분자나 단백질이
아주 오랜 시간 전에 우연히 등장해서
스스로를 복제하는 능력을 갖추고,
억겁에 가까운 시간동안
자신의 복제에 필요한 장치들을 인지질 방울 안에 갖춰 나가며
더 에너지와 자원을 효율적으로 사용하는 방향으로 진화해
현대 세포의 모습에 가까워졌을 것입니다.
하지만 자세한 과정은 아직도 미궁 속에 놓여있고, 해답을 찾기 위해 연구가 활발히 진행되고 있습니다.