박테리아에서 알 수 있는 인간 지적능력의 기원

박테리아는 아주 작은 단세포 생물이다. 인간 머리카락 두께의 약 50분의 1 크기로 1개 이상의 긴 꼬리 모양의 편모를 가지고 있다. 박테리아는 물속에서 자기 몸길이의 50배 되는 거리를 단 1초 만에 헤엄쳐서 이동한다. 인간으로 치면 80m를 1초 만에 달린 셈이다. 긴 꼬리 모양의 ‘편모’를 초당 100~200회까지 비행기 프로펠러처럼 회전시켜 이동한다. 최초의 동력선인 셈이다. 배나 비행기의 프로펠러는 인간이 개발했지만 생물계에는 이미 몸 안에 그런 기능이 진화되어 나타났다. 자연에서의 기능을 인간이 머리로 찾아내어 개발한 것이 문명이 되었다. 박테리아는 혈액처럼 찐득한 유체에서는 저항이 커져 움직임이 둔할 것 같지만 오히려 더 빨리 움직인다. 박테리아는 움직일 때 편모를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시켜 추진력을 얻는다. 점도, 온도나 산성도 등 환경이 변하면 편모의 모양이나 회전 방향, 몸과 편모의 정렬을 바꿔 움직임의 방향을 조절하고 속도도 조절한다. 뇌도 신경세포도 없는 박테리아가 높은 지능을 가진 고등동물처럼 움직이며 살아가고 있다. 사실 박테리아는 이러한 기능을 조절하는 단백질을 가지고 있다. 이러한 단백질의 기능이 인간으로 치면 ‘감’이다. 이러한 기능이 점차 발달하여 인간의 뇌와 지능으로 연결된다.

https://www.nature.com/articles/s41586-022-04509-3#citeas

2012년에는 단세포 생물이 전에 있던 자리를 기억하고, 장애물을 피하며 목적지를 찾아 가는 것이 관찰되었다. 이 단세포 생물은 이동을 하면서 무언가 액체를 분비하여 그 냄새를 따라 원래 자리로 되돌아왔다. 이 균은 뇌는커녕 신경세포인 뉴런도 없는데도 이를 기억하는 것은 놀라운 일이다. 초기 단세포생물도 자기가 있던 곳으로 가야하는 문제를 해결하기 위해 ‘기억’을 하려고 액체를 이용했다.

썩어가는 나무나 떨어진 나뭇잎에는 언뜻 보기에는 곰팡이 같은 기생 균(황색망사점균)이 산다. 이 균은 동물처럼 움직인다. 하나의 세포로 이루어진 이 생명체는 입과 소화기관이 없는데도 음식을 먹고 소화시킨다. 세포가 하나밖에 없는데도 먹이가 유해한지 아닌지를 알 수 있으며, 그렇게 쌓은 정보를 서로 공유한다. 사람처럼 뇌나 신경세포가 없는데도 단백질 하나로 이렇게 ‘지적인’ 활동을 한다. 황색망사점균은 세포막에 있는 특정단백질로 지적능력을 발휘한다. 사람도 이 단백질로 세포에서 ‘기계적인’ 감지를 한다. 기계적 감지란 쉽게 말해 ‘감’으로 판단하는 것을 말한다. 이러한 단백질에 의한 감지능력이 점차 진화하여 뇌가 되었을 것이라는 추정을 해본다.