Great Oxidation Event과 코의 역할

<호흡의 기술>을 읽다가 <월말김어준> 박문호 박사님 옛날 강의 내용을 떠올리게 하는 내용이 등장해서 해당 부분을 간단히 정리해두려고 글을 쓴다.

박테리아를 조상으로 보는 기록

아래는 <호흡의 기술> 35쪽의 내용이다. 여기서 말하는 조상이 추석에 제사 지내던 대상에 포함되어 있을까? :)

오래전, 그러니까 약 40억 년 전에 우리의 최초 조상들이 드문드문 바위 위에 모습을 드러냈다. 그때 우리는 작았다. 현미경으로 볼 수 있는 슬러지 뭉치였으니까. 그리고 우린 배가 고팠다. 생존하고 증식하려면 에너지가 필요했다. 그래서 우리는 공기를 먹는 방법을 찾아냈다. 

작년 3월 박문호 박사님 강의에서는 이 때를 Unoxinic Biological World 라고 말했다. 상식적으로 생명이 있으려면 산소가 있어야 한다고 생각하지만, 통념과 달리 산소가 없는 상태에서 생명히 번성했던 시기를 설명한다. 

그리고 40억 년 전 지구에 출현한 생명체를 박테리아 혹은 원핵세포라 설명한다. 또한 박문호 박사님은 이렇게 설명했다.

산소 없는 상태에서도 적어도 10억 년 동안 지구상에 생명이 있었다는 거에요. 생물학에서 이게 가장 중요한 사건입니다. 

이에 상응하는 내용을 <호흡의 기술> 35쪽에서도 찾을 수 있다.

그때 대기는 주로 이산화탄소였는데, 최고의 연료는 아니었지만 효율은 충분했다. 우리의 초기 버전인 이들은 기체를 삼켜 분해하고 남은 것, 곧 산소를 내뱉는 방법을 배웠다. 다음 10억 년 동안 끈적끈적한 원시 생명체는 계속 더 많은 기체를 먹고 더 많은 슬러지를 만들면서 더 많은 산소를 배설했다.

Great Oxidation Event

<호흡의 기술> 35쪽에 Great Oxidation Event를 언급하는 구절이 등장한다.

25억 년 전쯤 대기에 산소 쓰레기가 넉넉해지자 그것을 먹을 수 있는 청소부 조상이 출현했다. 이들은 온갖 찌꺼기 산소를 들이켜고 이산화탄소를 배설하는 방법을 배웠다. 이것이 최초의 유산소 생활사lifecycle다. 

여기에 해당하는 박문호 박사님의 <월말김어준> 강의는 2021년 3월호다. 

진핵세포가 언제 출현하냐면, 대략 20억 년 전에 출현합니다. 이 20억 년이 지구상에서 항상 중요합니다. 바톤 체인지해요. 대기 중의 이산화탄소와 산소의 바톤 체인지가 20억 년 전. Great Oxidation Event를 요즘은 제1차 산소 혁명이라고 그럽니다. 대기 중에 산소가 1% 정도 농축됐다 그 말입니다. 고세균하고 진정세균이 한 40억 년 전부터 있었다고 합시다. 얘들에서 진핵세포가 진화합니다. 

<호흡의 기술> 35쪽의 유산소 생물 형태는 박문호 박사님이 말하는 진핵세포에 대응하는 듯하다.

유산소 생물 형태는 이 힘을 이용해 진화하고, 슬러지로 덮인 암석을 뒤로하고 더 크고 복잡하게 성장했다. 이들은 기어서 육지로 올라가거나 바다 깊숙이 뛰어들거나 공중으로 날아갔다. 이들은 식물과 나무, 새, 벌, 그리고 가장 초기의 포유류가 되었다.

저자가 박테리아(원핵세포)까지 우리의 조상으로 취급하는 사고방식이 이런 생물학의 기초를 두고 있다.

포유류의 호흡과 코의 역할

<호흡의 기술> 35~36쪽을 일으면 제1차 산소 혁명 이후 현재의 인류까지 이어온 코와 호흡의 진화를 간략하게 이해할 수 있다.

포유류는 공기를 데우고 정화하기 위해 코를 길렀고, 공기를 폐로 이끌기 위해 목을 길게 길렀고, 대기 중의 산소를 뽑아 혈액으로 전달하는 자루sac의 네트워크(호흡기)를 형성했다. 한때 늪지대 바위에 달라 붙었던 유산소 세포들은 기나긴 세월을 거쳐 포유류 신체 조직을 형성하기에 이르렀다. 이 세포들은 우리의 혈액에서 산소를 얻어 정맥을 거치고 폐를 거쳐, 대기로 이산화탄소를 돌려주었다. 이것이 호흡의 과정이다.

여기까지 이해하고 나면 이우정원장님의 <목숨걸고 코숨호흡> 유튜브 강의에서 코의 개념을 이해하는데 확실히 도움이 된다.