별의 죽음…그 안에서 인간이 태어났다

우리 몸에는 사막에 있는 모래알의 10억배에 해당하는 원자가 들어 있다. 몸을 이루는 원자의 종류(원소)는 60여 종에 달한다. 예컨대 몸무게가 70㎏인 사람의 몸에는 10㎏의 숯을 만들 수 있는 탄소, 식탁에 놓인 소금 병을 채울 정도의 소금, 가정용 수영장 몇 개를 소독할 정도의 염소, 그리고 7㎝ 길이의 못을 만들 정도의 철이 들어 있다.

신간 '우리 몸을 만드는 원자의 역사'는 과학을 전공하고 25년 넘게 내셔널지오그래픽, 디스커버리 등 과학 다큐멘터리를 제작해온 저자가 원자의 여정을 따라 밝혀낸 우주와 생명, 인간에 대한 이야기다.

원자는 물질을 구성하는 기본 입자이고, 원소는 물질의 기본 성분을 일컫는다. 현재까지 발견된 원소는 118종이고, 주기율표에는 이보다 많은 132종이 포함돼 있다. 책은 빅뱅(우주 대폭발)을 시작으로 우리 몸을 이루는 원소가 어떻게 만들어졌는지, 생명 분자와 세포의 기원, 몸속에서 일어나는 신진대사, 면역 반응 등 생명 활동까지 아우른다.

우주의 모든 물질은 같은 날 태어났다. 빅뱅의 엄청난 밀도와 온도로 인해 수소와 헬륨, 리튬과 베릴륨이 만들어졌고, 우주를 떠돌던 원자들이 중력에 이끌려 회전하면서 태양(항성)과 그 주변을 도는 행성들이 탄생했다. 지구는 45억년 전 태어났다. 끊임없는 소행성과의 충돌로 숱한 변화를 겪은 지구는 달과 지구 내부의 핵을 갖게 됐다.

지구 환경이 안정을 얻게 된 것은 38억년 전이다. 물이 모여 광활한 바다를 이뤘고 대기가 생겼다. 그때부터 생명이 출현하기 시작해 현재는 1000여 종이 지구에 살고 있다.

저자는 특히 식물이 지구의 많은 부분을 바꿔놨다고 설명한다. 식물은 광합성을 통해 태양 에너지를 탄수화물로 바꾸고, 이산화탄소를 흡수해 산소로 배출하기 때문이다. 남세균의 동시다발적인 광합성은 대기 중 산소 농도를 높여 극심한 빙하기를 가져오기도 했다. 빙하기가 끝난 21억년 전 지구에는 진핵세포가 등장했다. 인간이 출현한 시기는 500만년 전으로 추정되고 있다.

이후 생명과학은 다양한 원자들로 이뤄진 DNA가 세포에 명령을 내려 생명활동을 유지한다는 것을 입증했다. 세포 안에서는 에너지를 생산하는 ATP 합성효소, 신경 신호를 전달하는 소듐-포타슘 펌프 등이 쉬지 않고 작동한다.

저자는 "우리는 빅뱅과 별이 만들어낸 원소들의 일시적인 집합체일 뿐이다. 모든 생명체가 미생물에서 비롯됐다는 것은 우리가 지구상의 다른 모든 생명체와 깊은 생물학적 유대를 맺고 있다는 의미"라며 "원자의 여정을 되짚어보는 것은 세상을 새롭게 인식하는 일"이라고 강조했다.

[송경은 기자]

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