바다의 천재들 - 물리학의 한계에 도전하는 바다 생물의 놀라운 생존 기술

심해로 유유히 잠수하는 거대한 향유고래와 대왕오징어, 무리 지어 대형을 바꾸며 포식자를 교란하는 멸치 떼, 바닷물에서 튀어 올라 수면 위를 활공하는 날치……. 바다 생물이 살아가는 방식은 환경이 다른 만큼 육상 생물과 차이가 크다. 바다는 육지에 비해 많은 것이 드러나지 않은 만큼 바닷속 세상은 여전히 우리를 매혹한다.



『바다의 천재들』은 물리학자의 시각으로 바다 생물의 경이로운 능력을 탐색하는 책이다. 바다 생물의 매력에 빠진 물리학자 빌 프랑수아는 물질, 힘, 에너지 등 물리학적인 관점에서 수중 환경의 특성과 그에 적응한 바다 생물이 지닌 생존 기술의 원리를 특유의 유머와 비유를 버무려 유쾌하게 전달한다. 섬세한 관찰과 정교한 기법으로 그린 생생한 그림과 함께, 우리와 다른 방식으로 살아가는 바다 생물의 천재성을 들여다보자.



★★★ 출간 즉시 프랑스 아마존 ‘동식물생리학’ 분야 1위

★★★ 이정모(『찬란한 멸종』 저자), 이대한(성균관대 생명과학부 교수) 강력 추천!



“바다를 들여다본다는 것은

또 다른 행성을 방문하는 것과 같다”



▶ 완벽한 거울처럼 주변을 비추는 멸치의 은빛 층

▶ 영원히 젊음을 유지하는 바닷가재와 노화를 역전시키는 해파리

▶ 몸 전체에서 물의 움직임을 감지하는 상어의 감각

▶ 자신의 껍데기에 논리 규칙을 무늬로 새긴 나사조개

▶ 한 번도 땅을 딛지 않고 세계를 일주하는 앨버트로스



물리학자의 눈으로 본 바다 생물의 경이로움

우리와 전혀 다른 삶의 형태를 만나다



“인간은 우리의 가장 비밀스러운 기술 몇 가지를 해독했어요.” 인어가 말했다.

“도대체 이 모든 정보를 어떻게 알아낸 거죠?” 문어가 물었다.

“그들은 아주 효율적인 연장통을 갖고 있는 것 같아요. 하나는 생물학이고 또 다른 하나는 물리학이죠.”



심해로 유유히 잠수하는 거대한 향유고래와 대왕오징어, 무리 지어 대형을 바꾸며 포식자를 교란하는 멸치 떼, 바닷물에서 튀어 올라 수면 위를 활공하는 날치……. 바다 생물이 살아가는 방식은 환경이 다른 만큼 육상 생물과 차이가 크다. 해양 세계는 어떤 모습일까? 바다는 육지에 비해 많은 것이 알려져 있지 않은 만큼 바닷속 세상은 여전히 우리를 매혹한다.

『바다의 천재들』은 물리학자의 시각으로 바다 생물의 경이로운 능력을 탐색하는 책이다. 생물학이 생물을 분류하고 모든 부분의 기능을 자세히 기술함으로써 일종의 확대경 역할을 한다면, 물리학은 법칙으로 만물을 설명하려는 특성상 모든 개체를 관통하는 단순한 원리를 찾으려 한다. 바다 생물의 매력에 빠진 물리학자 빌 프랑수아는 수중 환경의 물리적 특성과 그에 적응한 바다 생물이 지닌 생존 기술의 원리를 특유의 유머와 비유를 버무려 유쾌하게 전달한다. 섬세한 관찰과 정교한 기법으로 그린 생생한 그림과 함께, 우리와 다른 방식으로 살아가는 바다 생물의 놀라운 능력을 들여다보자.



세상에서 가장 큰 동물은 왜 바다에 있을까?

바다 생물의 모습과 생존 기술에는 물리학적인 이유가 있다



세상에서 가장 큰 동물은 대왕고래라고 알려져 있다. 과거와 현재를 통틀어 육지에서 가장 큰 동물인 공룡 아르겐티노사우루스의 몸무게가 약 80톤이었다고 추정하는데, 대왕고래의 몸무게는 그 2배에 이른다. 왜 대왕고래에 버금가는 크기의 생물이 육지에는 존재하지 않는 걸까? 여기에는 물리학적인 이유가 있다. 육상 생물은 중력의 영향을 받기 때문이다. 동물이 움직이기 위해서는 근육이 필요한데, 근육의 무게를 늘리면 뼈가 감당하기 어렵고, 근육과 함께 골격도 증가시키면 몸이 무거워 움직이기가 불가능해진다. 결국 초거대 동물은 중력의 영향력에서 비교적 자유로운 바닷속에서 발견될 수밖에 없다.

이 책은 바다라는 수중 환경에서 진화한 다양한 생물 종을 소개하며 그들의 모습과 생존 기술을 물리학자의 시각으로 풀어낸다. 물질, 힘, 에너지 등 물리학적인 관점에서 수중 환경은 우리가 살아가는 육지 환경과 매우 다른 제약 조건을 가지고 있으며, 바다 생물들은 진화를 통해 수중 환경에 적합한 삶의 방식을 갖추었다. 태어나자마자 마치 꿀 속에서 헤엄치는 경험을 하는 아주 작은 치어, 절대로 헤엄을 멈출 수 없는 다랑어, 수면을 뚫고 솟아오르는 날치들, 캄캄한 심해에서 스스로 빛을 내는 발광 동물 등, 이 책을 통해 바다 생물의 삶을 생생하게 경험해보자. 바다 생물이 자연의 일부인 그 자체로서 소중한 존재임을 깨닫게 될 것이다.



전지 발명부터 투명 망토, 젊음을 유지하는 비결까지

인류의 지식을 확장하는 바다 생물의 비범한 능력



우리가 물속에서 몇 분 버티기도 힘들다는 점을 떠올리면 바다를 누비는 온갖 생물은 경이로울 수밖에 없다. 바다 생물은 늘 호기심과 궁금증을 불러일으켰으며, 우리는 그들이 지닌 특별한 능력의 비밀을 분석하는 과정에서 자연스럽게 그 원리를 지식으로 습득한다. 일찍이 전기가오리의 신비한 능력이 밝혀지면서 전기생리학이라는 새 과학 분야가 탄생했고 최초의 전지가 발명되었다. 오늘날에는 멸치 피부의 은빛 층이 거울처럼 빛을 반사함으로써 주변 배경에 섞여 자신의 모습을 사라지게 한다는 사실과 그 원리가 알려져 있는데, 이는 장비를 만드는 공학자들에게 매우 유망한 가능성을 제시한다. 또한 200년까지도 사는 바닷가재는 포유류와 달리 염색체 손상을 방지하는 텔로머레이스라는 효소를 온몸의 세포에서 평생 동안 생성해 젊음을 유지한다는 사실을 생물학자들이 밝혀내기도 했다.

이 책은 바다 생물들이 지닌 다양한 능력에서 찾아낸 단순한 원리들이 우리에게 새로운 가능성을 열어준다는 점을 보여준다. 물고기의 몸과 조개껍데기에 나타나는 패턴 무늬의 논리 규칙, 물고기 떼의 움직임에서 발견한 집단 지능, 몸 전체에서 물의 움직임을 감지하는 상어의 감각 등 이 책은 생물학과 진화, 물리학이 교차하는 지점에서 바다 생물을 관찰해 사고의 범위를 확장해줄 것이다.



바다 생물에 관한 지식을 어디에 이용할 것인가

함께 살아가는 지혜가 필요한 이유



아주 작은 채식성 새우인 크릴과 거대한 몸집의 고래는 기후 위기의 주범인 탄소를 처리하는 데 중요한 역할을 한다. 대기 중 이산화탄소는 바다 수면에 녹아들고, 식물 플랑크톤은 물속에 녹은 이산화탄소를 광합성을 통해 유기 물질로 바꾼다. 크릴은 바로 이 식물 플랑크톤을 섭취하면서 이산화탄소 일부를 몸속에 고정한다. 지구의 기후에 기여하는 크릴의 역할은 그 다음 과정에서 발휘되는데, 탈피하면서 떨어져나온 껍데기나 배출한 배설물이 깊은 바다 밑에 쌓여 머물게 된다. 이 작은 생물이 지구 환경에 얼마나 영향을 미치겠냐 싶겠지만, 그 수가 어마어마하게 많아서 남극해에서만 약 2300만 톤의 탄소를 처리한다. 한편 고래는 매일 6톤 이상의 크릴을 먹어치워 이산화탄소를 자신의 몸에 고정한다. 나중에 고래가 죽으면 탄소는 고래 시체와 함께 바닷속으로 가라앉는다.

저자 빌 프랑수아는 책 곳곳에서 남획과 서식지 파괴로 인한 바다 생물의 멸종과 생태계의 위기를 알린다. 투구게는 그 피가 백신 시험에 유용하다는 이유로 오늘날 미국에서만 약 50만 마리를 잡히고 있는데, 최근에야 인공 대체 물질이 개발되었다. 해저의 열수 분출공은 발견된 지 50년이 채 지나지도 않았는데, 광물을 개발하려는 투자자와 산업가가 채굴 허가 신청을 준비하고 있고 과학자와 비정부 국제 조직들은 이를 늦추기 위한 활동을 벌이고 있다.

이 책에서 저자는 바다 생물에 관한 지식은 우리가 어떻게 사용하느냐에 따라 자연을 파괴하는 힘이 될 수도, 자연을 살리는 힘이 될 수도 있다는 점을 지적한다. 크릴과 고래가 지구 온난화를 해결할 수는 없겠지만 많은 바다 생물 종이 탄소 순환 역할을 하고 있다는 사실을 많은 사람이 인지한다면 바다를 보호하는 방향으로 이용하는 방안을 함께 모색할 수 있을 것이다. 이 책을 통해 바닷속에 사는 다채로운 생물들을 만나보자. 바다 생명에 대한 애정이 묻어나는 이 책은 경이로움 그 자체가 해양 생태계를 보호해야 하는 이유로 다가올 것이다.