재미있는 과학

"사랑하는 사람을 언젠가는 떠나보내야 한다는 사실이 너무 슬퍼요."

최근 노부부의 애틋한 사랑을 다룬 영화가 많은 이에게 감동을 주었어요. 우리가 사랑하는 사람과 이별하는 아픔을 겪는 이유는 바로 사람이 영원히 살 수 없기 때문이에요. 그런데 오늘날 인류의 평균수명은 과거보다 크게 늘었고, 의학 기술 발달로 앞으로도 더 늘어날 것이라고 해요. 그렇다면 언젠가는 사람이 영원히 사는 날도 올까요?

살다가 늙어서 죽는 것은 지구 상 모든 생명체에 적용되는 자연의 법칙이에요. 애완동물만 보더라도 개의 평균수명은 12~16년이고, 고양이는 15~20년가량 살아요. 햄스터는 2~3년밖에 살지 못하고요. 그렇다면 가장 오래 사는 동물은 몇 살까지 살까요? 놀랍게도 포유류 중에서는 인간과 더불어 고래의 수명이 가장 길다고 해요. '흰수염고래류'의 최대 수명은 대략 120년 정도인데, 가장 오래 산 사람의 수명도 122.5세여서 서로 비슷하지요. 그리고 척추동물 중에는 파충류가 가장 오래 산다고 알려졌어요. 200년가량 사는 거북이와 도마뱀도 있다고 하니까요.

식물의 수명은 동물보다 훨씬 길어요. 5000~7000년을 사는 나무도 있다니, 정말 경이로운 생명력이지요. 학자들은 동물이 식물만큼 오래 살지 못하는 이유는 움직임이 크고 빨라서 에너지를 많이 소비하기 때문이라고 추측해요. 그만큼 세포가 많은 일을 해야 하기 때문에 세포 노화도 빨리 진행된다는 것이에요. 게다가 뇌를 많이 사용하면서 받는 스트레스도 나쁜 영향을 준다고 해요.

동물과 달리 식물은 스스로 영양분을 생산하며 에너지를 적게 소비해 세포 노화도 그만큼 늦춰진다고 하지요. 실제로 오래 사는 생물은 대개 활동량이 적어요. 그래서 어떤 학자들은 몸에 무리가 되지 않게 적당히 운동하고 소식(小食)을 하면, 건강하게 오래 살 수 있다고 말하기도 해요. 하지만 이런 방법은 사는 동안 건강을 유지하는 데 도움을 줄 뿐, 수명을 획기적으로 늘리는 방법은 아니에요. 그렇다면 우리는 왜 늙고, 결국 죽는 것일까요?

생물의 기본 구성단위는 세포예요. 우리 몸도 처음엔 한 세포(수정란)였다가 세포 수가 점점 늘어나며 뼈와 피부, 각종 장기가 형성되어 완전한 생명체로 성장하지요. 그런데 세포는 일정 시간이 지나면 그 기능을 잃어버려요. 우리 몸에서 피부 세포의 수명은 2~4주, 적혈구는 120일 정도, 뼈는 10년 정도예요. 그래서 세포는 생물이 사는 동안 끊임없이 성장하고 분열하지요. 그래야만 몸이 자라고, 늘 건강한 상태를 유지할 수 있거든요. 우리가 상처를 입거나 머리나 손톱, 발톱을 깎아도 복구되는 이유는 오래된 세포와 새로운 세포가 계속해서 자리를 바꾸기 때문이에요. 그런데 꾸준히 새로운 세포가 만들어지는데도 왜 우리는 점점 늙는 것일까요? 그것은 세포의 분열 능력이 영원하지 않기 때문입니다.

▲ /그림=정서용

세포 속에는 유전 정보가 담긴 'X'자 모양 염색체가 있고, 그 끝에 '텔로미어(telomere·말단소체)'라는 유전자 조각이 있어요. 이 부분이 바로 세포가 분열하도록 명령을 내리는 곳인데, 텔로미어는 세포가 분열할 때마다 조금씩 짧아져요. 즉 일정 기간이 지나 텔로미어가 더는 명령을 내리지 못하면, 세포는 더 분열하지 못하고 생명을 다하는 것이에요. 그래서 어떤 학자들은 인간이 아무리 좋은 음식을 먹고 건강을 잘 관리해도 130년 이상은 살 수 없다고 주장해요. 하지만 유전자 조작 기술을 발전시켜 질병을 일으키는 유전자를 찾아내 병을 예방하면, 2150년쯤엔 150세까지 사는 사람도 나올 것이라는 주장도 있습니다.

그렇다면 '영생(永生)'은 인류의 꿈에 불과할까요? 놀랍게도 '투리토프시스 누트리쿨라(turritopsis nutricula)'라는 해파리는 그러한 꿈을 현실에서 누리고 있어요. 이 해파리는 성장하여 번식한 후에 성장 주기를 거꾸로 진행하여 다시 미성숙 단계인 '폴립' 상태로 돌아간다고 해요. 이 단계는 무한히 반복될 수 있기 때문에 이 해파리의 수명은 영원한 셈이지요. 만약 우리에게 이런 능력이 있다면 어른이 되었다가 다시 아기 모습으로 돌아간다는 이야기인데, 그래서 벌어질 일을 상상해 보는 것도 정말 재미있겠지요?

그런데 '수명'은 생태계 균형에 매우 큰 영향을 미쳐요. 생명체가 죽은 만큼 새로 태어나 생태계가 균형을 이루거든요. 만약 어떤 생명체가 태어나기만 하고 죽지 않는다면, 개체 수가 계속 늘어나 균형이 깨질 거예요. 최상위 포식자인 인간의 수가 급격히 늘어나면, 식량·주거 문제 등 다양한 문제가 생기고 그 때문에 전쟁이 벌어질 수도 있지요. 어떤 시인은 '빛이 아름다운 이유는 어둠이 있기 때문이고, 삶이 가치 있는 이유는 죽음이 있기 때문이다'라고 말했어요. '영원한 삶'에 대해 여러분은 어떻게 생각하나요?


[관련 교과] 5학년 2학기 '우리 몸'


[함께 생각해봐요]

'텔로머라아제(telomerase)'라는 효소는 텔로미어의 길이를 유지하는 능력이 있어요. 하지만 현재 노화를 막기 위해 텔로머라아제를 사용하는 것은 매우 위험하다고 해요. 그 이유는 무엇일까요?

해설: 암세포는 일반 세포와 달리 분열을 거듭해도 텔로미어의 길이가 짧아지지 않아요. 암세포에서 텔로머라아제가 활성화되기 때문이에요. 따라서 텔로머라아제를 사용하면 정상 세포를 암세포로 만들거나 암세포의 활동을 더 활발하게 만들 위험이 있답니다.