종의 기원(The Origin of Species)
찰스 다윈의 <종의 기원>은 아이작 뉴턴의 <자연철학의 수학적 원리> 그리고 유클리드의 <원론>과 더불어 과학의 역사에서 가장 중요한 책 중의 하나이다.
다윈은 1809년 영국 슈루즈버리에서 태어나 9살에 사립학교에 입학하였으나 학교 공부엔 그리 흥미를 느끼지 못했다. 그가 관심을 가지고 있었던 것은 자연이었다. 넓은 들판을 돌아다니면서 각종 동물, 식물, 광물, 곤충들을 수집하였다. 16살에 에든버러 대학 의학부에 입학하였으나 의학에도 관심을 두지 못했고, 자연사 수업을 들으며 식물을 채집하고 표본을 조사하면서 시간을 보냈다. 의학에 흥미를 갖지 못해 아버지의 권유로 케임브리지 대학에서 신학을 공부했으나 이 또한 그의 적성은 아니었다.
하지만 케임브리지에서 그는 헨슬로 교수의 식물학 강의에 매료되어 그의 지도를 받았다. 헨슬로 교수는 다윈의 잠재력을 알아보았고 다윈은 헨슬로의 야외 채집에 항상 따라다녔다. 대학을 졸업한 후 1831년 헨슬로 교수의 권유로 비글호의 세계 여행에 동행하게 되면서 그는 인생의 전환기를 맞이한다. 다윈은 그의 아버지의 반대에도 불구하고 외삼촌의 도움으로 비글호에 동행할 수 있었다. 다윈은 비글호를 타고 1931년 12월부터 1836년 10월까지 약 5년간 전 세계를 다니며 수많은 식물, 동물, 광물, 곤충 등을 접하게 되었다. 다윈은 그동안 화석으로만 접했던 몇몇 동물들을 실제로 관찰하기도 했다. 또한, 지역에 따라 같은 종들이 서로 차이가 나는 것을 실제로 볼 수 있었다.
비글호 항해에서 중요했던 것은 남아메리카의 서쪽 갈라파고스 군도에서 수십 마일 떨어진 여러 섬들에서 다른 종류의 동물과 식물이 분포되어 있음을 알게 된 것이다. 특히 그는 핀치라는 새의 모양이 섬에 따라 조금씩 다르다는 것에 흥미를 느끼게 된다. 핀치는 우리나라의 참새와 비슷하게 생긴 작은 새인데, 날개가 작아 넓은 바다를 건널 수 없다. 이 핀치라는 새가 다윈의 진화론 확립에 결정적인 단서를 제공한다.
다윈은 이 핀치새의 관찰에서 우선 생물의 종이 시간과 지역에 따라 서로 다르다는 점을 계속해서 확인하였고, 그것은 다윈으로 하여금 종의 진화를 사실로 받아들이게 했다. 그리고 지역에 따른 종의 차이는 진화가 주위 환경에 적응하는 과정을 통해 일어난다는 것을 깨닫게 해 주었다. 그러나 기후와 풍토가 거의 흡사한 섬들에 서로 다른 종들이 분포되어 있다는 사실은 종의 진화가 단순히 자연적 조건에 의해 기계적으로 정해지는 것은 아니라는 점을 알게 되었다. 비글호 항해를 마친 다윈에게 진화가 일어난다는 것은 수용할 만한 사실이 되었고, 진화가 어떻게 일어나는가, 즉 진화의 메커니즘에 그는 관심을 갖게 된다. 항해를 마치고 영국으로 돌아와 1839년 그는 “비글호 항해기(The Voyage of the Beagle)”를 출간하였고, 그는 영국 왕립학회의 회원으로 추대되었다.
다윈은 진화의 메커니즘을 찾기 위한 단서를 원예가와 동식물 사육가들의 경험에서 찾았다. 그들은 자신들이 기르는 동식물 중에서 원하는 성질을 지닌 것들만을 선택해서 번식시킴으로써 품종을 개량하고 있었다. 즉, 인위 선택을 통해 인간의 필요에 적응하는 품종 쪽으로 종의 진화를 이루어낸 것이었다. 다윈은 이와 같은 인위 선택에 대한 것과 유사하게 진화의 메커니즘이 자연선택에 있다는 점에 주목하였다.
그는 생존경쟁에서 살아남은 종들은 세대를 거듭하여 진화하게 되고 그렇지 못한 종들은 멸종하게 된다는 것이었다. 기후나 풍토 등의 자연환경이 거의 비슷한 갈라파고스 군도의 다른 섬들에서 동식물 분포가 다르게 나타나는 것도 종들 사이의 경쟁에 의해서 설명될 수 있었다.
“인간에게 유용한 변이가 분명히 일어나는 것을 볼 수 있으므로, 각 생물에게 있어서 거대하고 복잡한 생존 전투를 위해 뭔가 도움이 되는 다른 변이가, 수천 세대를 거듭하는 동안 이따금 일어난다고 생각할 수 없을까? 만일 그런 일이 일어난다면 우리는 다른 개체에 비해 뭔가 조그만 이점이라도 가진 개체가 생존과 번식을 위한 기회를 가장 많이 가진다고 생각할 수 없는 것일까? 이와는 반대로 조금이라도 유해한 변이는 엄격하게 파괴된다는 것은 확신할 수 있다. 이렇게 유익한 개체적 차이와 변이는 보존되고, 유해한 변이는 버려지는 것을 가리켜 나는 ‘자연선택’, 또는 ‘적자생존’이라고 부른다. 유해하지도 유익하지도 않은 변이는 자연선택에 의해 영향을 받지 않으며, 또 다양한 형태의 종에서 볼 수 있듯이 모든 형질이 변화성을 가진 요소로서 남아 있거나, 그 생물의 성질이나 생활 조건의 성질에 따라 결국 고착화될 것이다.”
그는 자신이 모아 왔던 방대한 자료를 바탕으로 자연선택에 관한 그의 가설을 증명하는 작업에 착수하기 시작한다. 처음에 그는 원대한 목표를 가지고 일을 추진하다 시간이 너무 오래 걸리게 된다. 그러던 중 1858년 다윈은 당시에 말레이 군도의 생태계를 조사하고 있던 월리스(A. Wallace)로부터 아주 충격적인 편지를 받는다. 월리스는 자신이 출간하려는 논문의 요지를 설명하면서 논평을 부탁하였는데, 그 내용이 다윈이 생각한 것과 너무나 비슷하였던 것이다. 다행히도 다윈은 라이엘과 후커의 중재로 1858년 다윈과 월리스의 공동 저자의 형식으로 <변종을 형성하려는 종의 경향 및 자연선택에 의한 종과 변종의 연속성에 대하여>라는 논문을 출판하게 되었다. 그리고 1859년 다윈은 그의 이론을 종합하여 <종의 기원(The Origin of Species)>이라는 책을 쓰게 된 것이다.
“비슷하게 변화한 개체들은 곧 하나의 무리를 이루어 함께 살게 되며, 함께 생식하는 경우가 많다. 만일 이 새로운 변종이 생존경쟁에 성공한다면, 그들은 서서히 그 지방의 중심부에 널리 퍼져서 차차 사라지는 영토의 경계선에서 변화하지 않은 다른 개체와 싸워서 이기게 될 것이다. 변이성이라는 것은 언제나 개체적 차이를 포괄하지만, 그 변이성이 많다는 것은 확실히 유리한 것이다. 개체 수가 많은 것은 어느 정도 일정 기간 내에 유리한 변이를 나타낼 더 좋은 기회를 제공함으로써 각 개체 안에 비교적 적은 변이성을 보충해 주는데, 나는 이것이야말로 지극히 중요한 성공의 요소라고 믿는다. ‘자연’은 자연선택의 작용을 위해서 오랜 세월을 주고 있지만, 무한한 시간을 제공해 주는 것은 아니다. 왜냐하면 모든 생물은 자연의 질서 안에서 제각기 그 지위를 얻으려고 노력하고 있으므로, 만일 어떤 한 종이 경쟁자와 비슷한 정도로 변화 또는 개량되지 못한다면 그것은 절멸해 버리고 말 것이기 때문이다. 적어도 유리한 변이가 그 자손에게 일부분조차 유전되지 않는다면, 자연선택은 아무것도 이룩할 수 없을 것이다.”
다윈은 진화론에 있어서 자연선택뿐만 아니라 유전도 굉장히 중요한 요인이라는 것을 놓치지 않았다. 이로 인해 진화된 종의 특징은 그 후손으로 이어져 내려올 수 있는 것이다.
“격리 또한 자연선택에 의해 종을 변이 시키는 데 중요한 요인이 된다. 한정되거나 격리된 지역에서는, 만약 너무 넓지 않다면 생활의 유기적 및 무기적인 조건은 일반적으로 현저하게 균일할 것이다. 따라서 자연선택은 변화하고 있는 종의 모든 개체를 전 지역을 통해 같은 조건과의 관계에서 역시 똑같이 변화시키게 될 것이다. 격리되어 있지 않으면 그것에 인접하여 환경이 다른 토지에 서식하고 있었을지도 모르는 같은 종의 개체와의 교잡도 방해받는다. 대다수의 종은 한 번 형성되면 그 이상 변화하지 않고, 변화한 자손을 남기지 않은 채 멸종해 버린다. 종이 변화를 입은 기간은 햇수로 측정하면 길지만, 같은 형태를 유지하고 있었던 기간과 비교하면 아마도 짧을 것이다. 가장 빈번하게 변이 하고, 또한 가장 많이 변이 하는 종은 우수하여 널리 전파되는 종이며, 변종은 가끔 처음에는 국지적이다. 국지적인 변종은 어느 정도 변화하여 개량되기 전까지는 다른 먼 지역으로 전파되지 않는다. ”
지역적 특성인 격리 또한 진화에 있어 중요한 역할을 한다. 진화는 오로지 하나의 요인으로 완성되는 것이 아니다. 자연현상의 그 다양하며 복잡하고 오묘한 것은 상상을 초월한다. 하지만 그런 가운데에서 보편적인 원리를 찾아내는 것이 바로 과학자의 역할이다. 다윈은 이를 성공시켰고, 여기에 그의 위대함이 있었다.
“자연선택의 작용이 극도로 느리게 이루어진다는 것을 나는 전적으로 인정한다. 자연선택의 작용은 자연의 국가 안에 어떤 종류의 변화를 겪으면서 그곳 거주자 가운데 어떤 것이 다른 것보다 더 잘 차지하는 장소가 있는지 여부에 의존한다. 이러한 장소의 존재는 매우 완만한 것이 보통인 물리적 변화와 더욱 잘 적응한 종류의 이입이 저지되는 것에 달려 있다. 오래된 서식자 중에서 어떤 소수의 것이 변화하면 그에 따라 다른 것들의 상호관계가 교란되어, 가장 잘 적응한 형태에 의해 곧 채워질 새로운 장소를 만들어내게 된다. 이 모든 것이 매우 서서히 일어난다.”
진화는 시간의 함수다. 다윈이 진화론을 발표하고 나서 많은 사람들이 이를 직접 증명하기를 요구했다. 하지만 한두 세대라는 짧은 기간에 진화론을 실험적으로 증명하는 것은 불가능하다. 지구의 역사가 45억 년 정도인데 그러한 시간의 과정에 어떠한 일은 정말 오래도록 걸려 일어나는 것이 자연현상이다. 단기간에 증명하지 못함을 가지고 옳다 그르다 비판하는 것은 과학 자체를 이해하지 못하기 때문에 나오는 억지에 불과할 뿐이다.
“시간이 경과함에 따라 자연선택에 의해 새로운 종이 생기므로 다른 종은 점차 줄어들며, 마침내 필연적으로 절멸해 버린다는 것이다. 변이와 개량을 거듭하고 있는 종류와 밀접한 경쟁을 하고 있는 종류는 당연히 가장 많은 영향을 입을 것이다. 가장 비슷한 종류, 즉 같은 종의 변종, 같은 속의 종, 또는 가까운 속의 종이 거의 같은 구조와 체질, 습성을 가지고 있기 때문에 일반적으로 가장 치열하게 경쟁한다. 그리고 각각의 새로운 변종과 종은 일반적으로 그 형성과정에서 그들과 가장 가까운 것을 가장 심하게 억압하여 절멸로 이끄는 경향이 있다. 자연선택은 주로 모든 생물이 생활기에 처하게 되는 유기적, 무기적 환경 속에서 유리한 변이를 보존하고 축적함으로써 작용한다. 그 최종적인 결과는 모든 생물이 환경에 따라 더욱더 개량되는 경향을 낳는다. 이러한 개량은 필연적으로 전 세계의 수많은 생물의 체계를 단계적으로 진보시키게 된다.”
자연에는 변함없이 존재하는 것은 없다. 물리적으로 볼 때도 지구 상에 그 어떤 것도 변하지 않는 것은 없다. 변함은 자연의 가장 보편적인 원리이다. 생명체의 경우도 예외일 수 없다. 우리가 가지고 있는 고정적인 관념과 인식이 문제일 뿐이다. 다윈은 마지막으로 그의 책에서 다음과 같이 결론을 내린다.
“우리는 종의 기원에 대해, 내가 이 책에서 말했고, 월리스도 말한 견해, 또는 그밖에도 그것과 같은 견해가 일반적으로 수용되기에 이르렀을 때는, 중대한 혁명이 일어날 것이라고 어렴풋이나마 예견할 수 있다.”
이로 인해 인간은 새로운 패러다임의 세계로 진입하게 되었다. 과학의 발전은 누군가의 조그만 힘에 의해 그렇게 한 단계씩 이루어지고 있다.
