우리의 눈은 어떤 진화의 과정을 거쳐왔을까?

우리의 눈은 어떤 진화의 과정을 거쳐왔을까?

 

안녕하세요 만물창고입니다.

 

오늘은 우리의 눈에 숨겨진 비밀을 알아보려 합니다.

 

진화론으로 세계 학문의 흐름을 바꿔놓은 과학자

 

출처 - bbc.com

 

찰스 로버트 다윈(Charles Robert Darwin)은 종의 기원에서 이런 말을 했습니다.

 

 

 

 

"만약 오랜 기간 조금씩 변화하여 만들어질 수 없는 기관이 하나라도 존재한다면

 

나의 학설을 절대 성립될 수 없지만

 

그러한 기관은 하나도 존재하지 않는다."

 

 

 

우리의 눈은 정말로 놀라운 기관입니다.

 

현대의 과학이 지금까지 만들어낸 어느 기구보다도 복잡하고 섬세해서

 

자연의 위대함을 증명하는 기관이기도 하지만

 

아이러니하게도 똑같은 이유로 신이 '디자인'한 신체기관을

 

예로 들며 자주 사용하는 기관이기도 하죠.

 

너무나도 복잡하기 때문에 자연이 쉽게 만들어 낼 수 있는 기관이 아니라는 것입니다.

 

그만큼 눈이 없던 생명체에 눈이 "진화"했다라는 말은 정말 믿기 어렵습니다.

 

어둠 속에서 살아가던 생명체가 어떻게 갑자기 세상을 보는 눈을 갖게 되었을까요?

 

이것을 신이 눈을 '디자인'했다라고 대답해버리면 너무 쉽게 끝나버리는

 

유사과학의 일종으로 끝나겠지만

 

의문을 갖고 조금만 더 살펴보면 '생명의 진화'라는 것이 얼마나 대단한 것인지 알 수 있는데요.

 

40억 년 전 최초로 지구에 나타난 생명은 눈이라는 시각 기관이 없었습니다.

 

지구상에 사는 생명은 모두 장님이었고 정처없이 떠다니는 미생물이었죠.

 

그러나 그들에게도 생존을 위해 꼭 필요한 에너지가 있었는데

 

그것이 바로 태양에서 나오는 에너지 '빛'이었습니다.

 

눈 먼 미생물 중 햇빛이 잘 드는 명당자리에 머물던 박테리아는 생존과 번식을 잘할 수 있었던 반면에

 

햇빛이 전혀 들지 않거나 햇빛이 너무 강해 자외선 공격을 받는 안 좋은 위치에 머물던

 

박테리아는 번식을 하지 못하고 죽어나갔습니다.

 

그렇게 수억 년 동안 운 좋은 박테리아만 생존해오던 어느 날

 

한 박테리아의 번식 과정에서 DNA 복제 오류가 발생합니다.

 

DNA 복제 오류는 생명체의 번식 과정에서 빈번하게 일어나는 '실수'이지만

 

그 실수로 인해 한 평생에 큰 변화를 일으키는 실수 아닌 실수가 되기도 합니다.

 

이 박테리아의 DNA 복제 오류는 특히 주목할 만한 유전자 변형을 가져왔는데요.

 

 

출처 : 사이언스올(과학문화포럼)

 

바로 유글레나(Euglena)와 같이 햇빛을 감지해낼 수 있는 부위가 생긴 것입니다.

 

이 과정이 자연에서 "돌연변이"가 탄생하는 과정인데요.

 

자연에서 일어나는 DNA 복제 과정은 완벽하지 않고

 

지금도 우리 몸속 세포에서는 온갖 복제 실수가 일어나고 있지만

 

대부분의 돌연변이는 생존과 번식에 있어서

 

이점이 있는 돌연변이가 아니기 때문에

 

돌연변이 유전자를 후대에 전달하지 못하고 사라져 버립니다.

 

그러나 햇빛을 감지할 수 있게 된 이 돌연변이 박테리아는 어두운 밤이 되면 빛을 많이 받기 위해

 

수면으로 올라갈 수 있었고 낮에는 치명적인 자외선을 피해 수면 아래로 내려가

 

안전하게 햇빛을 흡수하며 생존과 번식을 성공적으로 이어나갈 수 있었죠.

 

이렇게 큰 이점을 가진 돌연변이 박테리아의 개체 수는 급속도로 증가했고

 

운으로만 생존해오던 박테리아 개체 수는 서서히 줄어들며

 

자연스럽게 세대교체가 일어났습니다.

 

바로 박테리아가 진화한 것입니다.

 

자연에서 돌연변이가 발생하는 과정은 랜덤이지만

 

그 돌연변이가 기존의 생명체를 대체하는 과정은 랜덤이 아닙니다.

 

랜덤으로 만들어진 돌연변이가 생존과 번식에 뚜렷한 이점을 가진 돌연변이라면

 

생존 경쟁에 뒤처진 기존의 생명체는 이 돌연변이로 대체되어 버립니다.

 

자연에서는 강한 유전자가 살아남는 것이 아니라 살아남는 유전자가 강한 것이죠.

 

시간이 흘러 단순히 햇빛만을 감지하던 부위는 어느 순간 오목하게 파인 모양으로 변형했는데

 

이것 또한 생존에 커다란 이득을 주는 변화였습니다.

 

빛을 감지하는 부분이 평평했을 때는 단순히 빛의 존재 유무를 느끼는 것에 불과했고

 

빛의 방향을 감지하는 것이 어려웠습니다.

 

하지만 빛을 감지하는 부위가 오목해지자 빛이 오는 방향까지 어렴풋이 감지해낼 수 있게 되었던 것이죠.

 

이런 변형이 나타나기 시작한 초기 생물로는 편형동물인 플라나리아를 예로 들 수 있는데

 

플라나리아는 현재도 바다에서 살고 있는 오래된 고생물로 오목하게 들어간 부위로

 

들어오는 빛의 방향을 통해 사물의 대략적으로 파악할 수 있게 되었고

 

무엇이 먹이이며, 무엇이 자신의 적인지 대략적으로 파악할 수 있게 되었죠.

 

이것은 기존의 생명들의 생존율을 높이는 엄청난 장점이 되었죠.

 

출처 : 잇뉴스

 

그러나 이렇게 오목한 부위만으로는 인간의 눈처럼 사물을 뚜렷하게 파악할 수 있는

 

시각기관을 만들어 낼 수는 없는데요.

 

빛을 받는 부위가 너무 넓어서 초점이 맞지가 않고

 

사물의 형태도 너무 흐릿하게 보이기 때문에 인간의 섬세한 눈과는 차이가 있죠.

 

사물에서 반사된 빛의 방향을 더 정확하게 인식하고

 

더 또렷하게 보기 위해서는 빛이 들어오는 구멍을 작게 만드는 것이었죠.

 

오목했던 모양은 더 깊숙하게 들어가 빛이 들어오는 공간을 축소시켰고

 

빛이 들어오는 방향과 초점이 조금 더 정확해지면서 사물의 형태도 더 뚜렷하게 보이기 시작했죠.

 

지금도 이런 눈을 가지고 있는 생물로 '앵무조개'를 들 수 있는데

 

앵무조개는 플라나리아의 오목한 눈보다 훨씬 더 좋은 성능의 눈을 가지고 있고

 

다른 생물들보다 생존에 훨씬 유리한 고지를 점하였죠.

 

빛이 들어오는 구멍이 작아 사물이 잘 보이기는 했지만

 

빛이 들어올 수 있는 구멍이 너무 작아 빛이 부족한 어두운 심해에서는 눈이 잘 보이지 않았죠.

 

심해에서는 오히려 오목한 눈으로 빛을 많이 끌어모으는 것이 유리했던 것이 핵심이었습니다.

 

또한 뒤를 보지 못하는 한계때문에 그 한계는 여실히 드러났습니다.

 

 그러나 어느날 단점은 버리고 장점은 살리는 새로운 변화가 일어나는데요.

 

앵무조개의 눈의 구조와 같은 눈에 세균이 침투해 염증이 나는 것을 막기 위해

 

구멍을 덮는 투명한 보호막이 생겼는데

 

오랜 기간 보호막의 모양이 변해가면서 빛을 한 곳으로 모아주는 모양의 보호막이 생긴 것입니다.

 

오목 눈처럼 넓은 부위로 빛을 받으면서 현재의 '렌즈'가 생겼던 것이죠.

 

하지만 이러한 해양생물들이 육지로 올라오면서 꽤나 큰 문제가 생기게 되었는데

 

물속에서는 잘볼 수 있게 적응돼있던 눈이 물 밖으로 나오면서  

 

물과 공기라는 매질의 차이에 따라 빛이 굴곡되면서 새로운 국면에 달하게 된 것인데요.

 

물에서 보기 위해 물기가 가득한 눈으로 진화해온 것은 어쩌면 당연한 것일지도 모르겠습니다.

 

이러한 이유 때문일까요?

 

출처 : 사이언스타임즈

 

눈에 대한 이러한 진화론적 과학적 지식을 탐구하다 거울을 바라보고

 

우리의 눈을 바라보면

 

우리의 눈에는 물기를 머금고 있는 것이요.

 

어쩌면 육지에 적응하기 위한 과정에 '인간'이 있는 것일지도 모르겠습니다.

 

여러분은 어떻게 생각하시나요?

 

이상으로 만물창고였습니다.