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[과학] ‘톱-다운’ 가이아 가설의 장벽 강건일의 과학읽기
러브록(1919∼)은 1941년 런던의 국립의학연구소에 들어가 20년을 그곳에서 보냈다. 그는 DNA 이중나선구조 등 역사적 발견을 목격하고도 흥분하기보다는 생명을 이와 같이 쪼개서 이해할 수 있는지, 과학의 환원론적 방법론에 회의를 품었다. 생명은 부분의 합으로 말할 수 없는, 좀더 큰 무엇이 아닐까? 전일론적 믿음을 가진 그는 일상 전체적인 ‘톱-다운’(top-down) 사고에 익숙해 있었다. 1960년대 미 항공우주국(NASA)에서도 톱-다운 아이디어가 나타났다. 그곳에서는 화성의 생명체를 찾기 위해 탐사선이 현미경적으로 토양을 뒤질 계획을 세워 놓고 있었다. 이때 러브록은 전체적으로 대기를 분석하는 것이 바람직하다고 보았는데, 생명체가 존재한다면 대기에서 원료를 취하고 노폐물을 대기중으로 내보낼 것이 틀림없으므로 대기 조성이 완전 평형상태가 아닐 것이라는 가정에서였다. 이를 계기로 러브록은 대부분 탄산가스인 화성의 안정된 대기와 달리 반응성이 큰 산소가 많은 지구의 대기가, 불안정성에도 불구하고 유지된 이유를 생각했다. 곧 기후도 일정 범위에서 변화가 없었다는 것을 알게 된 그는 생명체가 환경을 자신에 적합하도록 조절한다는 생각에 이르렀다. 1970년대 나와 가다듬어진 ‘가이아 가설’(Gaia hypothesis)은 생명계와 환경계로 구성된 지구를, 생명체와 같은 항상성 메커니즘을 가진 하나의 살아 있는 유기체로 보는 가설이다. 과학자들은 생명계가 환경에 영향을 주는 것은 사실이지만 이 영향이 되먹임되어 돌아와 생명계를 풍요롭게 한다는 근거는 아직 희박하다고 말한다. 특히 가이아 가설은 생명체가 환경에 적응하여 선택될 뿐만 아니라 환경을 자신에 맞추어 적응시킨다는, 즉 생명과 환경의 공동진화를 통한 총체적 유기체 가이아의 진화를 의미한다. 다윈의 진화론을 넘은 가설이 이론으로 인정받기까지 넘어야 할 험난한 장벽을 상상할 수 있다. 톱-다운 가설의 장벽은 “환원론에 반대하며”를 외치는 미국의 노벨상 수상자 에델만을 보아도 알 수 있다. 그는 “개개인의 행동이론을 분자적 상호작용 이론으로 환원한다는 것은 어리석다”고 하며 인간이 기계가 아니라 자유의지를 가진 생명체임을 증명하려고 했다. 1980년대 그의 신경다윈론(neural Darwinism)은 진화론적으로 유도된 인간의 정신이 또한 뇌신경 그룹의 선택적 형성을 강요한다는 이론이다. 에델만에 대해 노벨상 수상자 비젤은 “그의 이론은 한눈을 박탈하면 의식이 그것을 알고 다른 눈이 그 자리를 대신토록 한다는 식의 실험에서 나온 것이다”라고 비판했다. 또한 에델만을 “명확성보다는 상상력이 두드러진 열성가이다”라고 평한 노벨상 수상자 크릭의 말도 있다. 가이아 가설에 대해 진화생물학자 도킨스는 “심한 오류의 이설”이라고 하였으나 도킨스의 스승인 해밀턴은 러브록을 “뉴턴을 기다리는 코페르니쿠스”라고 평했다고 한다.
전 숙명여대 교수·과학평론가 dir@kopsa.or.kr
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