생물학의 세계 15

1. 보상

모든 생명체는 생명을 유지하기 위해 보상에 반응한다. 생물학의 기본적 통찰이다. 보상이 한결같다면 생명체의 행위는 어느 정도까지 한결같을 것이다. 인간 역시 예외가 아니며, 보상에 이끌린다는 생물학의 성질을 매우 잘 보여주는 특별한 예다. 하지만 인간은 보상이 숨어 있거나 눈에 보이지 않을 수 있어 복잡하다. 생명의 법칙은 효과가 있고 보상받을 수 있는 일을 반복하는 것이다.

2. 협력과 공생

생물학적 체계를 설명할 때 빠짐없이 등장하는 것이 경쟁이지만 다양한 수준에서 일어나는 협력 역시 중요하다. 사실 단순 세포 하나와 박테리아 하나가 만든 협력이 최초의 복합 세포와 모든 생명체의 시발점이었을 것이다. 협력 없이는 집단이 살아남을 수 없으며, 집단들의 협력으로 더욱 복잡한 조직이 생겨난다. 경쟁과 협력은 다양한 수준에서 공존한다.

3. 에너지(물질적 및 정신적) 소비 최소화 경향

열역학이 지배하고 제한된 에너지와 자원을 두고 경쟁하는 물질 세계에서, 에너지를 낭비하는 생물학적 유기체는 생존에 지극히 불리할 것이다. 따라서 대부분의 경우 에너지 소비를 최소화하려는 태도가 관찰된다.

4. 적응

종은 유전과 환경의 숙명적인 조합을 고려해, 살아남기 위해 주변에 적응한다. 하지만 개체의 생애 동안 일어난 적응은 다음 세대에 유전되지 않는다. 얼마 전까지 사실로 받아들여졌던 생각이다. 특정 종의 개체군(사람의 경우라면 인구)은 자연선택에 의한 진화 과정을 통해 적응한다. 종 안에서 최적인 것들이 평균보다 높은 비율로 복제하기 때문이다.

5. 자연선택에 의한 진화

자연선택에 의한 진화는 한때 '인류 역사상 가장 위대한 생각'으로 여겨졌다. 19세기 찰스 다윈과 앨프리드 러셀 월리스(Alfred Russel Wallace)는 같은 시기에 생물의 종이 무작위적인 돌연변이와 생존율 차이를 통해 진화한다는 사실을 발견했다. 동물 사육과 번식에 관여하는 인간의 행위를 '인공선택'이라고 한다면, 특정 돌연변이의 성공과 실패를 결정하는 자연의 행위는 '자연선택'이라고 부를 수 있다. 생존에 가장 적합한 것들이 보존된다. 하지만 조건은 변하기 마련이다.

6. 붉은 여왕 효과(공진화 군비 경쟁)

자연선택에 의한 진화 모형은 제한된 자원을 두고 경쟁하는 종 사이에 일종의 군비 경쟁을 불러온다. 어떤 종이 유리한 적응에 성공하면 경쟁하는 종 역시 이에 반응해야지, 안 그러면 멸종한다. 현상 유지는 낙오를 의미할 수 있다. 이런 군비 경쟁을 붉은 여왕 효과라고 하는데 <이상한 나라의 앨리스>에 등장하는 붉은 여왕은 "자, 여기서는 있는 힘껏 달려야 제자리에 머물 수 있다"라고 했다.

7. 복제

생물학적 다양성의 기초 단위는 충실도 높은 복제다. 복제의 기초 단위는 DNA 분자로 보이는데, 이는 물리적 단위로 후손을 만들어내는 설계도를 제공한다. 복제하는 방법은 다양한데 크게 유성생식과 무성생식으로 나눌 수 있다.

8. 위계질서 또는 다른 조직화 본능

복잡한 생물학적 유기체 대부분은 조직화하는 감각을 타고난다. 모두가 위계질서 있는 구조를 갖지는 않지만 많은 유기체군이 그렇게 하고, 특히 동물계에서 그렇다. 인간은 예외라고 생각하고 싶어 하지만 다른 유기체들과 마찬가지로 인간 역시 위계질서에 강하게 끌린다.

9. 자기 보존 본능

유기체의 DNA에 강력한 자기 보존 본능이 없다면, 시간이 지남에 따라 유기체는 물론 DNA도 사라질 것이다. 협력이 중요한 모형이긴 하지만 자기 보존 본능은 모든 유기체에서 강하게 작용하며, 주변을 향해 폭력적이고 변덕스럽고 파괴적인 행동을 불러올 수 있다.

10. 단순한 생리학적 보상 추구

모든 유기체는 몸속에서 일어나는 단순한 화학 작용으로 쾌락과 고통을 느끼는데, 이런 화학 작용이 외부 세계에 반응하는 방식은 예측 가능하다. 대체로 보상 추구는 생존을 독려하는 효과적인 기술이라고 할 수 있다. 하지만 쾌락을 인지하는 바로 그 수용기가 약물 남용처럼 파괴적인 행동을 일으키는 데 일조할 수도 있다.

11. 선택적 진화

선택적 진화(exaptation)란 생물학자 스티븐 제이 굴드(Steven Jay Gould)가 소개한 개념으로, 나중에 또 다른 목적으로 활용될 의도로 개발된 특징을 말한다. 이는 안구처럼 복잡한 생물학적 특징이 발생하는 것을 설명한다. 안구는 원시적 형태일 때는 다른 용도로 활용될 수 있다. 일단 안구가 생겨난 후 계속해서 발생함으로써 입체적인 시각이 가능해졌다.

12. 멸종

생존할 수 없다면 멸종, 즉 종 전체가 경쟁을 중단하고 효과적인 복제를 그만두는 일이 발생할 수 있다. 개체수가 위태로운 선까지 줄어들면 충분한 개체수를 효과적으로 복제하는 능력이 상실되어 멸종이 불가피해진다.

13. 생태계

생태계는 자연과 공존하는 여느 유기체 집단을 말한다. 대다수 생태계는 다양한 형태의 생명과 생존 방식을 갖고 있으며 이는 각양각색의 행동 양식으로 이어진다. 사회 체계는 물리적 생태계로 볼 수 있고, 같은 결론을 도출한다.

14. 생태적 지위(틈새)

많은 유기체들이 생존을 위한 경쟁과 행동의 수단으로 생태적 지위를 찾아낸다. 종은 흔히 자신이 가장 잘 적응한 생태적 지위를 선택한다. 여러 종이 동일한 생태적 지위를 놓고 경쟁할 때는 멸종이 일어날 수 있기 때문에 위험하다. 제한된 자원이 바닥나지 않으려면 똑같은 일을 하는 종의 수가 제한될 수밖에 없다.

15. 던바의 수

영장류 동물학자인 로빈 던바는 영장류가 알고 지내며 친밀하게 신뢰할 수 있는 개체의 수는 신피질의 크기와 관련 있음을 실험을 통해 밝혀냈다. 그는 영장류 연구를 토대로 사람의 던바의 수가 100~250이라고 추정했는데, 던바의 수로 불리는 이 숫자는 인간 행동과 사회 관계망을 연구한 일련의 연구 결과들에 뒷받침된다.