생명공학으로 본 인간과 자연의 공존
식물과 동물 및 인간의 공존의 그물망
햇빛햇빛은 지구 생명체를 먹여 살리는 최초의 근원자이다.
빛 에너지를 지구에 보내면 식물이 이를 버무려서 동물과 인간의 에너지원인 포도당을 만들어낸다. 햇빛에 담긴 열에너지는 삶과 죽음이 교차하면서 역사를 만들어가는 지구 상 모든 생명체 활동의 출발점이 되는 것이다.
식물식물 내부에는 햇빛과 이산화탄소를 세포 속에서 잘 합성해서 새로운 산출물인 포도당(glucose)를 만들어낼 수 있는 장치가 구비되어 있다.
동물동물의 먹이가 되는 식물을 소화 흡수하기 위한 체내 기관이 마련되어 있다.
식물의 딱딱한 세포벽을 해체할 수 있는 효소가 있기 때문에 먹이로 할 수 있는 것이다.
인간인간의 생명활동을 보자
인간은 생명활동에 필요한 생체에너지인 ATP를 만들어야 한다.
인간의 움직임은 ATP에 담긴 화학 에너지를 활용하는 것이다. 즉 공유결합(covalent bond)가 깨지면서
발생하는 에너지를 사용한다.
세포 내 미토콘드리아에서 ATP가 만들어지려면 glucose와 O2(산소)가 필요하다.
glucose는 음식물에서 O2는 공기 중에서 얻어진다. 음식물은 입을 비롯한 식도, 위장, 소장으로 이루어진 소화계를 통해, 산소는 코를 비롯한 기관지, 폐로 이루어진 호흡계를 통해 체내로 흡수된다. 소화계와 호흡계가 작동되기 위한 혈액은 심혈관계를 통해 공급된다. 한편 호흡은 폐와 횡격막의 수축과 이완을 통해 이루어지는데, 호흡근인 전거근과 갈비뼈를 비롯한 근골격계의 협동적인 참여로 이루어지는 것이다.
인체 활동에 따라 필요한 에너지가 있다.
이를 위해 요구되는 영양분을 섭취하기 위한 식욕이 발동된다. 위액과 타액이 분비되어 음식을 맞아들일 준비가 되는 섭식 행위는 호르몬(갑상샘 호르몬)을 통해 조절된다. 즉 식욕이 발동되고 위액과 타액이 분비되며, 영양분을 분해 흡수하는 기능을 올려준다.
또한 인체 기능을 높이기 위해 심근의 수축과 이완력을 높여 호흡수를 늘려 산소 소비를 증가하도록 한다.
그 결과 열생산을 높여 추운 겨울에는 추위에 맞서 일정한 체온을 유지할 수 있도록 한다.
음식의 원천은 식물이나 동물의 조직이다
영양학적 측면에서 식물이든 동물이든 탄수화물, 지방, 단백질과 무기질로 이루어져 있다. 음식은 식물과 동물 몸체의 일부이다. 인간은 체내에서 사용할 수 있는 단위인 영양소별로 분해하기 쉬운 장치가 마련되어 있다.
음식물이 체내에 들어가는 순서별로 처음에는 입속에서 잘게 쪼개고 으깨는 물리적인 분해를 위장에서는 연동운동을 통해 죽의 상태로 만들어 소장에서 잘 흡수할 수 있도록 한다.
소장의 융모막에서 잘 흡수되도록 위장에서 소장으로 넘어가는 십이지장 부위에서 각종 효소가 분비되어 탄수화물, 지방, 단백질 별로 분리될 수 있도록 한다. 효소(enzyme)는 음식물의 소화흡수가 소화기 근육의 운동만으로는 한계가 있기 때문에 그 처리 속도를 훨씬 높여줄 수 있는 것이다.
산소는 호흡계의 첫 관문인 코를 통해 공기가 들어온다. 이것을 체내 환경에 잘 맞도록 알맞은 온도와
습도를 유지하도록 콧속에서 가온과 습도 조절을 해서 기도로 보낸다. 외부 이물질은 코털과 코 점막 그리고
기관지 점막과 섬모를 통해 걸러내고 폐포까지 들어온 병원체는 여기에 있는 면역세포인 대식세포(macrophage)가 처리한다.
인간의 생존에 필요한 ATP는 식물과 동물의 몸체에 담긴 조직이다
이 조직에는 식물이 햇빛에서 출발한 광량자와 지구 상의 공기인 CO2를 화학 처리하여 만들어낸 포도당이 동물의 먹이를 통해 조직의 일부가 된 것이다.
결국 햇빛의 광량자가 식물, 동물을 거쳐 인체를 돌아다니는 전자로 탄생하는 것이다.
