랩 걸

호프 자런/김희정

알마출판사/2018.1.24.

sanbaram

지구의 허파라고 하는 열대우림이 점차 사라지고 화석연료의 사용량이 많아지면서 기후변화가 인류 최대의 문제로 떠오르고 있다. 요즘도 세계 곳곳에 슈퍼태풍이 많은 피해를 입히고 있는데, 이 또한 기후 변화의 한 사례에 해당된다. 그 모든 것의 기저에 식물이 있다. 식물은 지구에서 이산화탄소를 흡수하여 영양분을 만드는데 활용하기에 줄여주고 산소를 공급해준다. 이런 식물에 대해 사람들은 관심을 갖지 않는다. 과학자들도 큰돈이 되지 않는 연구에 열정을 쏟지 못하는 것은 마찬가지다. <랩 걸>은 제목처럼 실험실 여성이라는 뜻이다. 성차별을 이겨내고 과학계에서 식물관련 연구로 일가를 이루기까지의 이야기다. 호프 자런은 캘리포니아 버클리 대학교에서 박사학위를 받고 조지아 공과대학과 존스홉킨스 대학교에서 부교수로 재직했다. 폴브라이트상을 세 번 수상한 유일한 여성 과학자로 식물에 비추어 세상을 바라보는 통찰력이 돋보이는 책 <랩 걸>을 통해 작가로서의 재능을 인정받았다. 현재 오슬로대학에서 연구를 이어가고 있다.

<랩 걸>은 과학계의 심한 여성차별을 딛고 온 힘을 다해 식물연구 과학자로 자란 한 여성의 삶과 사랑, 과학에 대한 순수한 열정을 담은 자전적 기록이다. 3부로 이루어졌다. 1부에서는 말없는 가정에서 어린 시절 아버지 실험실을 놀이터로 알고 자라면서 생각한 일과, 과학자가 되기까지의 과정을 간략하게 소개한다. 병원의 약국에서 아르바이트 경험과 지도교수의 조수로 활동하며 박사과정을 공부하면서 외톨이로 공부하는 빌을 만난다. 2부에서는 캘리포니아를 떠나 조지아 공대에서 첫 식물학교수 생활을 시작하며 어려움을 겪는다. 함께하는 빌도 중고트럭과 실험실을 전전하며 힘겹게 생활한다. 학회에 참석하기 위해 며칠씩 운전하여 동부에서 서부까지를 왕복하는 등 열정을 쏟았지만 힘겨운 생활을 못 벗어난다. 그러다 볼티모어의 존스홉킨스대학으로 자리를 옮기게 되었다. 빌은 어려서 오른손가락 몇 개를 사고로 잃어서 외톨이가 된 것을 알게 되었다. 그가 찾은 안식처가 그를 인정해 주는 저자다. 3부에서는 모임에서 만나 호감을 갖게 된 클린트가 알고 보니 같은 대학을 나온 사람이었다. 서로의 일을 인정하고 이해하게 되어 결혼을 했다. 임신으로 고생을 하면서도 과학에 대한 열정은 계속되었고, 힘겹게 아이를 출산했다. 그리고 노르웨이를 거쳐 하와이로 이사를 했다. 아이는 자라서 유치원을 다니고 초등학교 학생이 되었다. 저자 또한 안정적인 생활을 하게 된다.

“숲에 들어간 사람들은 대부분 인간으로서는 도달할 수 없는 높이로 자란 큰 나무들을 올려다볼 것이다. 그러나 발아래를 내려다보는 사람은 드물다. 발자국 하나마다 수백 개의 씨앗이 살아서 기다리고 있는 데도 말이다.(p.50)” 그 씨앗 중 절반 이상은 모두 자기가 기다리던 신호가 오기 전에 죽고 말 것이고, 이 모든 죽음은 이렇다 할 흔적을 남기지 않는다. 머리 위로 우뚝 솟은 자작나무 한 그루당 매년 적어도 25만 개의 씨앗을 만들어내기 때문이다. 대부분의 씨앗은 자라기 시작하기 전 적어도 1년은 기다린다. 체리 씨앗은 아무 문제없이 100년을 기다리기도 한다. 각각의 씨앗이 정확히 무엇을 기다리는지는 그 씨앗만이 안다. 온도와 수분, 빛의 적절한 조합과 다른 많은 조건이 맞아떨어졌다는 신호가 있어야 싹을 틔운다고 저자는 말한다.

“씨는 닻을 내리자마자 우선순위를 바꿔, 모든 에너지를 위로 뻗어 올라가는 데에 집중한다. 보유하고 있던 영양분은 거의 다 바닥이 났고 생명을 유지하는 데 필요한 연료를 확보하려면 빛이 절실하다. 숲에서 가장 작은 식물이니 자기 위에 있는 모든 식물보다 더 열심히 일해야 하는데, 그러는 동안 내내 그늘이라는 비참한 환경까지 견뎌내야 한다.(p.96)” 주근은 곁뿌리를 내보내 옆에 서 있는 다른 식물들의 뿌리와 얽혀서 위험 신호를 주고받는다. 시냅스를 통해 정보를 주고받는 뉴런과 비슷하다고 보면 된다. 이 뿌리 시스템 즉 뿌리의 표면적을 모두 합하면 이파리 면적을 모두 합한 것의 100배가 넘는 경우가 많다. 땅 위의 모든 것을 제거해도 멀쩡한 뿌리 하나만 있으면 대부분의 식물들은 다시 자라난다. 그리고 그런 회생은 한두 번에 그치지 않고 계속해서 반복된다.

“떡갈나무 한 그루에서 나는 수십만 개의 이파리 중 하나도 똑같은 것이 없다는 사실을 생각해보자. 사실 어떤 잎은 다른 잎의 두 배 정도 크기인 것들도 있다. 지구상에 존재하는 모든 떡갈나무 잎은 완벽하지 않고 대충 그려진 청사진 한 장을 가장 독특하게 응용한 것이다. (p.96)” 잎은 중록맥이라고 부르는, 가운데 잎맥에 있는 일련의 세포를 확대하며 자란다. 주변에 있는 단세포들은 언제 분열을 중단할지를 독립적으로 결정한다. 말단에서 작은 잎맥들이 발달하면서 형성되다가 줄기에서 완성된다. 이파리 만들기를 완수하고 나면 당을 아래로 보내서 뿌리를 더 만들기 시작한다. 그렇게 자란 뿌리는 물을 더 많이 끌어올려서 새로운 이파리를 키우고, 새 이파리들은 당을 더 많이 만들어 내려 보내고, 이런 식으로 4억년이 흘렀다.

“모든 식물은 두 가지를 얻기 위해 안간힘을 쓴다. 하나는 위에서 오는 빛, 그리고 다른 하나는 아래에 흐르는 물이다. 두 식물 사이의 경쟁은 한 가지 동작으로 결정된다. 더 높이 뻗는 동시에 더 깊이 파고드는 것.(p.116)” 이런 전투가 벌어졌을 때 목재가 얼마나 큰 무기가 될지 생각해보자. 빳빳하지만 탄력성이 있고, 강하지만 가벼운 물질이 이파리와 뿌리를 따로 분리시키고, 연결하며 지탱해주는 장점을 지니는 것이 바로 목재다. 그렇게 해서 나무들은 햇빛과 물을 향한 경기에서 4억 년 이상 압도적 승리를 거둬왔다.

“각각의 이파리를 따로따로 띄워두는 방법으로 나무는 자신의 표면을 일종의 사다리처럼 만들어 빛이 속속 들어오도록 하는 것이다. 고개를 들어 살펴보면 어느 나무든 위쪽에 달린 이파리들은 아래쪽에 달린 이파리들보다 평균적으로 크기가 더 작다는 것을 알 수 있다. 이것은 바람이 불어서 위쪽에 달린 이파리들을 움직이면 아래쪽에 햇빛이 도달할 수 있도록 하기 위해서다.(p.173)” 아래쪽에 달린 이파리들의 녹색이 더 진하다. 햇빛을 흡수하는 색소가 더 많이 들어 있어서 그림자를 뚫고 들어온 더 약한 빛을 흡수하도록 도와준다. 이파리를 만들어 낼 때, 나무는 각각의 이파리에 대해 개별적으로 예산을 세우고, 다른 이파리의 위치를 고려해서 각각의 이파리가 위치할 장소도 정해야 한다.

“유카립투스가 발산하는 휘발성 유기 화합물은 잎이나 나무껍질에 상처가 났을 때 감염을 방지해서 건강하게 유지하는 소독약 기능을 한다. 대부분의 휘발성 유기 화합물에는 질소가 들어 있지 않기 때문에 식물들이 만들어내는 비용이 상대적으로 적게 들어간다.(p.238)” 나무가 휘발성 유기 화합물을 대량으로 뿜어내도 그다지 손해 볼 것이 없다. 그렇기 때문에 인간의 코가 감지하는 유칼립투스 특유의 향기 같은 것이 존재한다.

“긴 겨울 여행에 대비하기 위해 나무들은 ‘경화’과정을 거친다. 먼저 세포벽의 투과성이 극적으로 증가해서 순수한 물은 흘러나오고 세포 안에 남은 당, 단백질, 산이 농축된다. 이 화학물질들은 효과적인 부동액 역할을 해서 온도가 0도보다 훨씬 더 떨어져도 세포 안에 든 액체는 시럽 같은 액체 상태가 유지된다. 세포들 사이의 공간은 세포에서 나온 고도로 정제된 물로 채워지는데, 이 물은 너무도 순수한 상태여서 여기엔 얼음 결정의 핵이 돼서 자라도록 하는, 혼자 떨어져 돌아다니는 원자가 하나도 없다.(p.275)” 얼음은 분자가 3차원적인 결정을 만드는 구조이기 때문에 얼음이 생기려면 핵, 즉 모종의 화학적 돌연변이가 있어야 그것을 기초로 얼음 결정이 쌓아올려지는 것이다. 핵이 될 만한 디딤돌이 전혀 없는 순수한 물은 영하 40도까지 ‘초냉각’을 해도 얼음이 없는 액체 상태로 존재할 수 있다. 이렇게 일부분은 화학물질로 가득 채우고, 또 다른 부분은 완전히 순수한 상태로 유지하는 ‘경화’과정을 거쳐 중무장하고 나무는 겨울 여행을 떠나 서리, 진눈깨비, 눈 폭풍을 견뎌낸다. 나무들은 겨울 동안 자라지 않는다. 순환주기 중 빛이 존재하는 시간이 감소하는 것을 감지해서 낮이 점점 짧아지는 것을 알고, 월동준비에 들어가기 때문이다. 한 해는 온화했다가 한 해는 혹독했다가 하는 식으로 겨울 기온은 변덕을 부리더라도 가을에 낮이 짧아지는 변화는 해마다 똑같다.

“다 자란 나무는 대부분의 물을 똑바로 뻗어 내려가는 곧은 뿌리를 통해서 공급받는다. 땅 표면 가까이 자리 잡은 뿌리는 가로로 자라면서 그물 같은 짜임을 만들어 나무가 쓰러지는 것을 방지한다. 이 얕은 뿌리들은 또 건조한 흙으로 수분을 흘려보낸다. 특히 해가 지고 이파리들이 활발하게 땀을 흘리지 않을 때 이 현상이 두드러진다.(p.328)” 다 자란 단풍나무는 밤새 수동적으로 깊은 곳에 흡수한 물을 얕은 뿌리를 통해 흘려보내 물을 재배치한다. 이런 큰 나무들 근처에 사는 작은 나무들은 필요한 물의 절반 이상을 이렇게 재활용된 물에서 얻는다.

“세상은 조용히 무너져 내리고 있다. 인류 문명은 4억만 년 동안 지속되어 온 생명체를 단 세 가지로 즉, 식량, 의약품, 목재 이렇게 세 가지로 분류해버렸다. 우리의 끊임없고 점점 더 거세지는 집착으로 인해, 이 세 가지를 더 많이, 더 강력하게, 더 다양한 형태로 손에 넣고자 하는 과정에서 우리는 식물 생태계를 황폐하게 만들고 말았다.(p.399)” 이 황폐의 규모는 수백만 년 동안의 자연 재해가 미친 피해와도 비교할 수 없을 만큼 심각하다. 그런데도 인간들은 자연파괴를 멈추지 않는다. 좀 더 편리함과 호화로움을 찾아 나무를 벌목하고 생태계를 파괴하는 행위를 이제는 조절하여 자연과 공생할 방법을 찾아야 한다. 식물과 생태계, 인류의 미래에 관심을 갖고 있는 사람들에게 이 책 읽기를 권한다.