기의 생물학적 실체 1

2020.03.07 10:55:20

1편 입문 2장 음양 2절
[과학도가 본 명리학 6]

[우리문화신문=안승열 명리학자]  우리는 인체가 소우주라는 관념적 근거에 따라 자연계에서 파악한 기의 개념을 인체 장기에 적용하고 있다. 명리학은 인체 장기가 자연계의 음기 양기에 부응할 수 있다고 말하지만, 자연계보다 훨씬 정교하고 복합적인 생체에 물리적 에너지를 생물학적 고려 없이 적용해도 될까? 이 질문에 답하기 위해서는 우선 기의 생물학적 실체부터 파악해야 한다. 몇 가지 생물학적 관점들을 검토하며 그 실체를 알아보자.

 

지구 생명의 역사

 

세포의 관점에서 본 지구 생명 개략적 역사는 다음과 같다.

 

46 억년 전 지구 탄생

40 억년 전* 원시대양의 코아세르베이트(coacervate) 생성.

38 억년 전* 유전체를 갖는 원핵세포 출현.

35 억년 전 광합성을 하는 원핵 세포인 남세균* 출현

22 억년 전 대기 중에 산소 농축 시작.

유전체를 핵막으로 보호하는 진핵세포의 출현

15 억년 전 혐기성 박테리아와 진핵세포의 공생. 광합성 진핵세포 출현.

6 억년 전 지구의 산소 농도가 20%로 안정화 되며 다세포 진핵 생물, 동식물 출현.

5.4억년 전 캄부리아기. 생명종의 대폭발. 지적인 생명체의 출현.

 

 

지구 생명의 역사상 가장 어렵고 힘들었던 사건은 세포의 탄생이다. 지구는 탄생 초기부터 탄소, 수소, 질소 등의 원소를 갖고 있었다. 이들이 원시 대양 속에서 태양 에너지를 받아 여러 가지 유기물로 합성된다. 무수한 우연 끝에 생물 발생의 최초 단계로 여겨지는 특별한 유기물 복합체가 만들어진다. 현대의 과학자들이 “코아세르베이트(coacervate)”라고 이름한 이 복합체는 아직은 무생물이며 현대의 실험실에서도 만들 수 있다.

 

다시 무수한 우연이 더해지며 광합성을 하는 원핵세포 생명체인로 남조류*가 출현한다. 원핵세포는 유전체를 핵막이 아니라 세포의 원형질 속에 방치하고 있어서 정체성을 이어가기 어려웠는데 이러한 세포들은 환경 조건에 따라 수많은 변종으로 거듭났다. 그 가운데 부피가 큰 원핵세포가 아메바 운동*으로 자신의 유전체를 핵막으로 가두는 진핵세포로 진화한다. 당시, 지구상에 번성하던 주요 생명체인 남조류 들은 광합성 폐기물인 산소를 다량 발생시키고 있었고 이는 지구상의 철분을 산화하는데 쓰였으나 지표 철분의 산화가 진정되자 대기 중의 산소 농도가 증가하기 시작한다.

 

그때까지 저 산소 분위기에서 생존해 왔던 생명체들 곧 혐기성 단세포 가운데 일부가 산소에 잘 견디는 세포의 원형질 속으로 피신하여 소기관이 된다. 세포 공생이 시작된 것이다. 원핵세포보다 안정적인 진핵세포가 숙주로 변신을 꾀하여 자신의 부족한 능력을 여러 기생 세포로 보완하면서 드디어 다수의 진핵세포로 이루어진 다세포 진핵생물이 출현하게 된다. 오늘날의 동식물이 그들이다. 그 가운데 동물은 일단의 세포가 대중의 세포를 통제하는 기능이 필요했다. 세포 위에 군림하는 세포, 이 들을 신경세포(=뇌세포)라 하며 이로써 지적인 생명체가 태어나고 생명종이 폭발적으로 늘어나게 되었다.

 

 

 

 

생체 에너지

 

통상, 생명체는 “번식하고 진화할 수 있는 유기 무기 물질의 집합체”로 정의된다. 한 생명체가 긴 시간 세대를 이어 존속했다는 것은 변하는 주변 환경에 적응하여 살아남는 데 필요한 만큼 자신을 변화시켜 왔고(=진화) 생명체의 시간적 유한성을 자기 복제(=번식)로 극복해 왔음을 의미한다. 생명이 진화하고 번식하는데 필요한 에너지, 곧 생체 에너지는 모든 생명체가 필요로 한다. 곧 35억 년 전 초기 생명체에도 필요했던 에너지이다. 과연, 초기 생명체에서 현세의 생명체까지 모든 생명체를 존속시켜 온 생체 에너지의 실체는 무엇인가?

 

동물이 소화해서 얻는 주 에너지원인 포도당은 세포가 직접 쓰기에 그 에너지 단위가 너무 크다. 세포가 쓰기 편한 적당한 크기의 생체에너지는 무엇일까.

 

 

<낱말 풀이>

*원시대양의 코아세르베이트(coacervate) 생성이 38억 년 전, 유전체를 갖는 원핵세포 출현 40억 년 이전으로 규정한 것은 여러 문헌을 참고한 필자의 추정치

*남세균(藍細菌)- 남조류의 일종으로 시아노박테리아( cyanobacteria)라고도 하며 화석으로 남아 있는 최초의 생명체. 과학자들은 남세균이 35억 년 전부터 지구에 존재하며 광합성을 통해 지구 대기에 산소를 공급한 것으로 추측하고 있다.

*스트로마톨라이트(stromatolite)- 따뜻한 바닷물에 사는 남조류가 주변의 모래나 석회암등과 뒤엉켜서 점점 커지고 열과 압력으로 단단해진 암석. 호주 샥베이(shark bay)에서는 모래와 살아있는 남조류가 뒤엉켜서 현재도 자라고 있는 스트로마톨라이트를 볼 수 있다. 호주 서해안의 인공위성 사진은 남조류가 산화시킨 철광석으로 온통 붉은색이다. 이 지역의 광활한 붉은 대지는 35억 년 전의 지구 생명을 느끼게 한다. 스트로마톨라이트는 세계각지에 분포해 있으며 우리나라 영월과 백령도에서도 볼 수있다.

*아메바 운동- 세포가 세포질의 요변성에 의해 이동하거나 가짜 팔다리를 만드는 일.

*요변성(thixotrophy)- 혼합물의 상태가 묵이나 젤리 같아서 고체도 아니고 그렇다고 흐름성이 있는 액체도 아닌 상태를 겔(gel)이라 하고 이들은 저어주거나 흔들어 주면 흐름성이 생기는데 이런 상태를 졸(sol)이라 한다. 요변성이란 혼합체가 물리적 혼합으로 겔 상태에서 흐름성이 있는 졸로 변하고 이것을 방치하여 놓으면 다시 겔로 돌아가는 성질을 말한다.

 

※ 이어지는 연재는 ‘기의 생물학적 실체 2’

 

 

안승열 명리학자 syahn49@gmail.com
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