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자유게시판

이 름	정계헌교수
제 목	생명의 신비
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생명의 신비 정계헌 교수(순천향대학교 자연과학대학 학장, 생명과학부)

생명체들은 간단한 생명체이거나 고등한 생명체이거나 완벽하게 생리적 기능을 다하며 불편 없이 생을 영위하고 종족을 유지하고 있다. 생명체를 이루는 구조나 생리 현상 중에는 누구나 무심히 지나치기 쉬운 부분에서도 창조주의 깊은 뜻을 느낄 수 있는 현상들이 많이 있다. 생명체는 그를 이루는 모든 부분들이 항상 뚜렷한 존재의 목적이 있고, 질서가 있으며, 그 구조들은 항상 상호의존하고 있으며, 전체적으로 보아 완전한 조화를 이루고 있음을 알 수 있다. 본 주제에서 함께 음미해 볼 사항들은 다음과 같다.

"너희는 눈을 높이 들어 누가 이 모든 것을 창조하셨나 보라 (사40:26)."

◇ 음미해 볼 주제들
(1) 생명체들은 놀라운 생리적 항상성을 가지고 있어 생명을 유지한다.
(2) 곤충의 후각기능은 놀랍다.
(3) 민물고기는 물을 먹지 않고, 바다고기는 바닷물을 먹는다(상어는 제외).
(4) 딱다구리의 혀는 구조와 기능이 다른 동물들에서와 너무도 다르다.
(5) 박쥐와 돌고래 등의 초음파 감지능력은 특이하다.
(6) 새들과 어류들의 회기능력은 이해할 수 없을 정도로 정확하다.
(7) 철새들은 특이한 방법으로 체온을 유지한다.
(8) 동물들은 동일 종만이 감지할 수 있는 성유인 호르몬을 발산한다.
(9) 정자와 난자의 발생과정은 너무나 다르다.
(10) 어느 동물의 난자이든 같은 종의 정자만 받아들인다.
(11) 사람에게서 체온과 고환정소의 온도는 달라야 한다.
(12) 위와 자궁에는 사근(斜筋)이 있다.
(13) 자궁에서의 혈관 분포 양상은 타 부위에서와 너무 다르다.
(14) 신생아는 출생하는 순간부터 태아시절과는 전혀 다른 순환계를 가진다.
(15) 신생아의 간에는 철분(Fe)이 보통 사람보다 많다.
(16) 인체의 피부에서 땀샘과 기름 샘의 분포양상은 신체 각 부위의 기능에 따라 다르 다.
(17) 발생중인 배세포들의 분화능력은 모두가 같다.
(18) 동물이나 사람을 이루는 모든 세포들의 핵은 등가이다.

생명현상에 대하여 깊이 들어가 보지 않고 단지 위의 몇몇 주제들에 대하여 피상적으로 음미해 보더라도 진화론만으로는 설명하기 어려운 부분이 너무나 많다. 다음은 선택된 몇몇 주제들에 대하여 약간의 풀이를 더한 것들이다.

"창세로부터 그의 보이지 아니하는 것들 곧 그의 영원하신 능력과 신성이 그 만드신 만물에 분명히 보여 알게 되나니 그러므로 저희가 핑계치 못할지니라" (로마서1:20)

1. 항상성(恒常性, Homeostasis)

모든 생명체들은 몸이 해로운 여건에 처해 있으면 이를 개선하려고 하는 노력을 한다. 때로는 자신에게 너무 좋은 여건이 되어도 자신에게 익숙해 졌던 한계 내로 회기하려는 경향이 있으며, 독극물이 체내로 들어오면 이를 대사하여 해롭지 않은 물질로 만들려는 노력을 한다. 이러한 능력은 생명체만이 가지는 고유의 특징 중의 하나로서 소위 항상성(恒常性, homeostasis)이라고 한다. 이러한 현상은 때로 생명체의 의지로 되는 부분이 있기도 하지만 중요한 항상성을 유지하기 위한 대부분의 기능은 그 생명체의 의지와도 관계 없이 생명체 스스로 수행하는 것이다. 이 기능에 의해 유지되는 것 중에는 크게 보아 호흡, 소화, 흡수, 배설, 혈압, 체온, 혈당, 세포분열 등등이 있다. 이토록 중요한 생리 기능을 수행하기 위하여 중추신경계와 각 장기, 각 장기를 이루고 있는 세포들 상호간의 기능 분담에 따른 여러 역할들의 상호 조절 등이 절묘하게 조화를 이룰 때 그 생명체는 건강을 유지하고 살아가게 되는 것이다. 우리 인체로 시선을 돌려 생각해 보면 보다 더 이해가 잘 될 것이다. 세부적인 것은 앞으로 계속 설명이 되겠지만 잠깐만이라도 한 번 생각해 보면 모든 것이 그저 놀라울 뿐이다. 예를 들어 우리가 계속 숨쉬는 이 외부 호흡 활동을 일일이 의도적으로 노력해야만 가능한 것이라면 우리는 하루종일 숨쉬는 것 외에 무엇을 할 수 있을 까? 위나 창자가 음식물을 소화하고 흡수하는데 우리들이 의지적으로 조절해야만 한다면.....땀이나 소변으로 필요 없는 물질들을 배설하는 량을 우리가 의지적으로 계산하고 조절해야 한다면.....혈압이나 체온까지도 우리가 의지적으로 조절해야 하는 것이라면...... 우리는 그 어느 하나도 완벽하게 처리할 수 없을 뿐만 아니라 그 한 가지 생리 현상에 신경 쓰다가는 다른 아무 생명활동을 할 수 없는 상황이 될 것이다. 우리는 우리의 의지에 따라 밥먹고 뛰고 놀며 공부도 하고 사색도 하며 살아간다. 그러면서도 자신의 몸 속에서 끝없이 진행되고 있는 기적들을 느끼지 못하며 살아간다. 감격을 하지 못한다는 이야기이다. 너무도 큰 사건들이라 그 사실들이 마음에 와 닿지를 않는 것일지도 모른다. 부모의 사랑이 너무 커서 분량을 모르다가 자신이 자녀들을 낳고 키워봐야 뒤늦게 나마 깨닫게 되는 것처럼 건강을 잃은 사람은 우리 몸이 얼마나 귀한 존재인지를 절실히 알게 된다. 내 몸이 내 것인 냥 마음대로 다루며 살아온 사람들을 병실에서 종종 만날 수 있다. 남이 무어라 하든 담배 피우는 것이 멋이고 낙이었던 사람이 폐암에 걸려 인공 호흡기로 겨우 호흡을 유지하면서.....또 술도 못하는 것이 사내자식이냐고 큰소리치던 사람이 간암 진단을 받은 지 6개월도 못되어 처참한 모습으로 숨을 거두는 사람들을 종종 본다. 생명유지에 절대적으로 필요한 기능들은 항상 생존이 가능한 일정한 범위 내에서 운영되고 있다. 우리가 잠이 들었을 때에도, 우리가 그 기능을 잊고 있어도, 아니 전혀 모르고 있어도, 때로 우리가 그 기능을 멈추고 싶어도 우리 의지와는 관계 없이 항상 유지되고 있다.

2. 땀샘과 피지선(汗腺·皮脂腺, The Sweat Gland and the Sebaceous Gland)

우리의 몸의 겉 표면을 이루고 있는 피부의 기능은 여러 가지로 많아서 피부가 모든 기능을 잃으면 우리의 생명은 유지될 수가 없을 정도이다. 예로 체온을 조절하는 기능을 보자. 우리의 체온은 36.5℃이다. 그런데 불과 몇도 올라간 것도 아닌 40℃에서 우리는 혼수상태가 되고 42℃면 완전히 사망하게 된다. 세포는 온도에 예민한 더없이 정교한 화학공장 같은 것이기 대문이다. 그런데 땀을 배설할 땀샘의 분포는 몸의 부위에 따라 땀샘의 종류가 다르거나 그 수가 다르게 되어 있다. 작은 땀샘은 피부 1 cm2 당 손·발바닥에는 400개 이상, 얼굴에는 200개, 팔·가슴에 180개, 다리에 90개, 안검과 내이에는 아주 적다. 큰 땀샘에는 첩모선, 귀지선, 액와선, 유륜선, 항문주위선이 있다. 그런가 하면 땀샘이 아주 없는 곳도 있는데 바로 입술, 유두, 고막, 손·발톱밑, 음경, 소·대음순의 내면 등이다. 왜 이렇게 양상이 다를까? 일생을 통하여 온 생명을 걸고 자신의 최선을 다해야 하는 손과 발에는 열이 날 일이 많으므로 땀샘이 많다. 아기가 엄마의 젓을 빨 때 열이 날 수가 있다. 그렇다고 젓꼭지로 땀은 내면 아기가 땀을 먹게 되므로 입술과 젓꼭지에는 땀샘이 없다. 아기가 젓을 빨 때 분명히 열이 날 조건은 되지만 그 열을 젓꼭지로 발산하지 않고 유륜의 큰 땀샘으로 발산하므로 아기는 젓을 빨 때 땀을 먹지 않을 수 있다. 옛날 아기는 엄마의 젓을 빨 때 땀도 함께 먹었을까? 기름샘(피지선)이라는 것이 있다. 털이 있는 모든 부위에 있는데 기능은 피부의 건조 방지와 마찰력감소이다. 그런데 털과는 관계없이 입술, 젓꼭지, 유륜, 항문주위, 눈꺼풀, 소음순 등에는 기름샘이 있어서 마찰력을 감소시켜 주어 피부의 손상을 막아 준다. 한편 기름샘이 전혀 없는 곳도 있다. 손·발바닥, 손·발가락 마지막 마디의 등과 옆, 손·발톱밑 등이다. 이들은 위에서 말한 땀샘과 상보적 기능을 가지며 절묘하게 배열되고 있음을 본다. 긴장했을 때 손과 발로 많은 피가 흐르며 방어 내지 공격의 자세를 갖추게 되어 손·발바닥에서 열이 많이 나게 되었는데 여기에 기름까지 나면 어떻게 되겠는가? 물건을 분명하게 단단히 잡을 수 있는 것은 손가락 마지막 마디 때문이다. 그래서 마지막 마디에는 등과 옆에도 기름샘이 없다. 손·발톱 밑은 청결하라고 땀샘과 기름샘이 없다. 이 모든 것이 시행착오적으로 진화한 결과라고 하기보다는 창조주의 치밀한 설계라고 생각된다.

3. 체온조절(體溫調節, Control of the Body Temperature)

이 세상의 모든 동물은 자신의 체온을 일정한 범위 내로 조절할 수 있는 능력을 가지고 있다. 동물 중에는 스스로 열을 발생하여 체온을 주변의 온도보다 높게 유지하는 종류가 있어 이들을 내온성동물(endotherm)이라 하고, 체온을 유지하기 위한 열을 주위 환경으로부터 받아들이는 동물들을 외온성동물(ectotherm)이라 한다. 조류, 포유류, 사람 및 몇몇 하등한 척추동물이나 수종의 곤충들은 대사율을 상승시켜 열을 발생시키거나 열전도를 낮게 하는 보온기작을 통해서 체온을 상승시키며 이에 따른 열 손실을 조절한다. 동물들은 자신들의 서식환경을 선택할 때에 최우선으로 꼽는 조건이 그곳의 온도일 경우가 많이 있다. 동물의 몸을 이루고 있는 세포들은 저마다 작은 화학공장이라 할 수 있고, 이 공장에서의 모든 화학반응은 철저하게 온도의 영향을 받고 있기 때문이다. 바다에 사는 많은 고기들은 자신의 온도조절 기작도 가지고 있겠지만 철저하게 바닷물의 온도를 따라 이동하면서 살고 있는데 한 예로 우리 나라 서해의 바닷물 온도가 달라지면 종전에 항상 있던 고기들은 자기에게 맞는 바닷물을 따라 다른 곳으로 가고 다른 곳에서 주로 살았던 고기들이 그 물을 따라 우리의 서해로 오게 된다. 이러할 경우 어부들에 의해 잘 잡히던 고기는 잡히지 않고 전혀 예상치 못했던 다른 고기들만 잡히게 된다. 고기들이 이토록 바닷물의 온도를 따라 이동하는 것은 물고기마다 자신들의 몸을 이루고 있는 단백질 중 콜라겐이 수온의 변화를 견딜 수 있는 온도의 한계가 서로 다르기 때문이다. 즉, 소위 한류성 또는 난류성 어류라는 명칭이 이래서 생기는 것이다. 수온이 서식환경의 한계를 넘으면 그 물고기는 죽을 수밖에 없다. 그래서 물고기들은 자신들이 좋아하는 장소를 따르는 것이 아니라 좋아하는 물을 따라가며 살고 있다.

사람의 체온은 인종간이나 남녀간에는 차이가 없으나 소아는 성인보다 약간 높고, 노인은 낮은 경향이 있다. 하루 사이에도 변동이 있는데, 새벽4∼6시에 가장 낮고 저녁인 6∼8시에 가장 높으며, 그 차이는 1.0℃ 이내이다. 이 주기적 변동의 원인은 아직 밝혀지지 않고 있으나 육체적인 활동여부와 관련이 있을 지 모른다. 여성의 체온은 월경주기에 관련하여 고온기(36.8∼9℃)와 저온기(36.3∼4℃)가 있다. 식사에 의해서 0.2∼0.3℃ 높아지고, 심한 운동이나 질병에 의해 체온이 많이 상승하는 경우도 있다. 사람과 항온동물들의 체온이 일정하게 유지되는 것은 체 내에서의 열의발생과 방산이 평형을 유지하고 있기 때문이다. 열은 물질 대사 때의 화학반응에 의해서 발생하므로, 끊임없는 활동을 하고 있는 골격근·간장·심장 등이 주로 열을 생산하는 기관이라고 할 수 있으며 그중 근육의 열생산 능력은 엄청나다. 우리가 추울 때 떠는 것은 열을 생산하기 위한 근육의 운동 때문이다. 외계의 온도가 10℃ 이하로 되면 열 생산이 항진되고, 외계가 35℃이상 되면 피부에서의 수분의 증발이 주가 되며 발한(땀흘리기)의 형태로 열을 방산한다.

포유류의 경우에는 뇌의 온도가 2∼3℃ 정도만 변하여도 뇌기능에 심각한 영향을 줄 수 있다. 사람의 경우는 체온이 보통 36.3∼37.3℃ 이며, 생존이 가능한 체온 변화의 허용범위는 35℃∼42℃ 정도이다. 실제로는 체온이 36℃ 정도로 내려가거나 40℃정도로 올라가면 심히 위험한 상황일 수가 있다. 체온이 내려가면 발열작용과 말단 조직의 혈관운동 신경을 촉진시키고, 반대로 체온이 올라가면 땀을 흘리게 하거나 헐떡이기를 촉진시키는 동시에 혈관운동신경(vasomotor)을 느리게 하여 피하에 혈류를 증대시킨다. 신체의 깊은 곳의 체온이 0.5℃만 올라가도 피하의 혈류량은 평상시의 7배나 증가하며 말단 조직의 모세혈관을 팽창시켜서 살갗이 붉은 색을 띄게 된다.

이토록 체온을 조절하는 중추는 시상하부에 있다. 이 중추는 피부에 있는 온도수용기로부터 오는 구심성 충동에 의해 자극이 주어지기도 하고 그곳을 흘러 지나가는 혈액의 온도 변화를 직접 느끼기도 한다. 이 시상하부는 마치 항온기(恒溫機,thermostat)같은 역할을 하여 체온의 급격한 변화를 자동적으로 방지하는 역할을 한다. 항온동물에서 체온이 어떻게 항상 같게 조절되는 지는 아직 완전히 밝혀진 바 없지만 시상하부에 있는 체온조절기의 완벽한 작동은 우리를 이 시간까지 살려 왔다. 이것은 우리 자신의 의지와도 관계없고, 시상하부 및 그 속의 온도조절기의 의지나 현명함에 의한 것도 아니다. 본래부터 완벽하였다.

4. 감각기관 (感覺器官, The Sensory Organs)

모든 생명체는 환경의 변화를 감지할 수 있으며 이에 어느 정도 적응할 수 있는 능력을 가지고 있다. 식물에서는 조직학적으로 보면 감각기관이 발견되지 않는다. 그러나 식물 역시 놀라우리 만큼 환경의 변화에 예민하고 토양이나 기후조건 이외에도 좋아하고 싫어하는 감정적인 부분이 있다는 것이 속속 발견되고 있다. 여기에서는 우선 동물의 감각기능을 다루기로 한다. 동물은 환경에서부터 오는 특정한 자극을 받아드릴 수 있도록 특수하게 분화된 감각기관(sensory organ) 또는 감각수용기( sensory receptor)를 가지고 있다.

동물의 수용기에는 동물체 몸 밖에서 오는 자극을 받는 외수용기(exteroceptor)와 내부로부터의 자극을 받는 내수용기(interoceptor)가 있다. 외수용기에는 촉각(tactile sence), 압각(pressure sense), 온도감각(thermal sense), 시각(vision), 청각(auditory sense), 후각(olfactory sense) 및 미각(taste) 등이 있어 몸의 표면에 존재한다. 내수용기에는 골격근, 관절, 내이 등에서 오는 자극을 받는 고유수용기와 소화기관, 호흡기관, 방광 등의 근육벽에서 오는 자극에 의한 통증, 공복감, 목마름, 질식감, 충만감 등을 감지하는 장기수용기가 있다. 어느 것 하나 중요하지 않은 것이 없는 생존을 위해 절대로 필요한 감각수용기들이다. 이 모든 감각수용기들은 「뇌」라고 하는 중앙 통제기관이 있다는 전제 하에 각각 자기의 분담 업무를 수행하고 있는 것이며 뇌가 없이는 이 모든 것이 무의미한 존재들일 뿐이다. 외부 자극들을 수용하는 눈, 코, 입, 귀, 혀, 피부 등은 각각 동물이나 사람이 현재 처하고 있는 곳의 환경을 감지하는 기관들로 마치 군대에서의 수색대의 역할과 같다. 이들은 감지된 모든 상황을 즉시 뇌로 전달하고 감각수용기 자신은 항상 새로운 것을 찾고 있다. 경계임무가 주 업무이기 때문에 그렇다. 눈이 앞을 향하면 앞의 것만 보이고 뒤로 향하면 다시 눈에 띄는 뒤의 것만 보인다는 말이다. 그런데 모든 동물과 사람들에게는 가시광선이라는 것이 있어서 감지할 수 있는 빛의 영역이 있다. 귀도 가청음만을 듣게 된다. 진화하면서 보기 싫은 광선에서 눈을 돌렸다가 볼 수 없게 된 것이 아니다. 사람이 그 시끄러운 초음파를 듣기 싫어해서 진화하면서 듣지 않게 된 것이 아니다. 처음부터 그 한계가 주어져 우리로 하여금 편히 보고들을 수 있게 된 것이리라. 사람의 코는 15,000가지의 냄새를 구별할 수가 있다. 그러나, 한 번 감지한 냄새에는 후신경이 곧바로 피로해 져서 계속적으로 감지하지 못한다. 사람 입장에서 보면 곧 그 냄새를 잊어버리게 되는 셈이다. 코는 벌써 다른 냄새를 찾고 있는 것이다. 사람이 어느 장소에 들어가다가 이상한 냄새를 감지하면 바로 뇌로 보내고 뇌의 판단을 기다리게 되는데 다른 일 먼저 처리하다가 즉각적인 조치를 취하지 못했을 경우에는 죽음을 직면하게 되는 위험까지도 따르게 된다. 그래서 사람은 이상한 냄새가 불길하게 느껴지면 다른 어느 일보다 우선적으로 그 냄새의 원인부터 제거하거나 흡입 방지 조치를 취해야 한다. 혀의 앞 끝은 단맛, 양옆은 신맛, 뒤쪽은 쓴맛을 감지한다. 그런데 혓바닥의 모든 부위에서 짠맛을 감지하는 것은 왜 그럴까? 우리는 범인이나 위험 인물을 찾기 위해 골목마다 경찰이나 군인 때로는 예비군까지 동원하는 것을 경험한다. 우리 몸에는 짠 것이 해롭다. 그래서 어느 방향으로 들어와도 이를 감지할 수 있도록 되어 있다. 우리의 손은 무엇인가를 만질 때 그 감촉을 뇌에 전달한다. 예를 들어 남자가 여자의 고운 손을 잡으면 여자가 어린 아기의 손을 잡을 때만큼 놀란다. 부드러운 촉감을 뇌에 보내고 손은 곧 그 기억을 잊는다. 다시 경계임무에 들어간 것이다. 부드러운 감촉이 그리운 뇌는 또 만져보라는 명령을 다시 내린다. 손은 그 명령을 따른다. 이 과정을 반복하다 보니 결국 남자는 고운 손을 주물럭거리게 되는 것이다. 잡고 있는 고운 손의 촉감이 계속 느껴지면 이런 일은 없을 것이다. 이런 것이 외부자극의 수용 즉 경계임무를 담당하고 있는 감각기들의 특징이다. 그러나, 생명의 유지에 큰 영향을 줄 수 있는 상황을 감지하는 감각기들은 다르다. 통증은 통증의 원인이 제거될 때까지 느낀다. 배고품(공복감)·목마름(갈증)·숨막힘(질식감)도 이들의 원인이 제거될 때까지 느끼게 되는 것이다. 이러한 감각기능은 우리의 의지와는 아무런 상관 없이 우리에게 주어졌다. 어느 한 가지가 유별나게 뛰어난 것도 아니고 모자른 것도 아니고 필요 적절하게 갖추어져 있다.

5. 기이한 혈관망(怪網·奇網 The Wonder Net·Rete Mirabile)

우리 주변의 동물들에게서나 우리 자신의 몸에 대해서 조금만 주의 깊게 생각하기 시작하면 형태적 또는 생리적으로 궁금해지는 부분들이 종종 있다. 말하자면 "왜 그럴까?" 하는 의문이 잘 풀리지 않는 것이 있다는 이야기이다. TV나 영화를 보면 바닷 속에는 아름다운 고기들이 무리를 지어 오르락내리락하거나 이리 돌고 저리 돌며 움직이는 모습들이 마치 군무를 추는 듯이 너무도 환상적으로 보인다. 그런가 하면 가오리, 홍어, 상어들은 평상시 바다 밑바닥에서 쉬고 있다가 부스스 움직이며 떠서 조금 이동하거나 오랫동안 흉물스럽게 계속 맴도는 모습들을 볼 수가 있다. 위의 두 부류 중 전자의 것들은 뼈가 단단하다고 하여 경골어류라고 부르고 모두 부레를 가지고 있어서 오랜 시간 동안 물에 뜰 수 있고 또 자유롭게 물 속에서의 고도를 조절하고 있다. 그러나, 연골 어류인 후자들은 부레가 없어서 항상 떠 있을 수가 없다. 그러므로 쉴 때는 물밑 바닥에서 쉬어야 하고 목적이 있어 움직일 때면 몸을 움직여서 부력을 일으켜야 한다. 결국 물에 뜬다는 것은 사람이 수영을 하듯 움직인 만큼 뜨는 것이다. 그러면 부레는 어떤 작용으로 고기를 물에 뜨게 하는가? 부레는 앞 뒤 두 부분으로 크게 구분이 되도록 중간이 잘록하게 된 풍선 모양이다. 부레의 앞부분에는 동맥이 여러 갈래로 갈라져서 망을 이루고 있으며 산소를 저장하고 분비하는 기이한 혈관망이 있어서 고기가 뜨고 싶을 때는 산소를 분비하여 부레를 부풀리고, 가라앉고 싶을 때는 뒷부분에서 산소를 흡수하며 부레의 부피를 줄인다. 이 작용으로 고기가 원하는 대로 정교하게 조절되고 있다. 이 괴이한 혈관 망을 한국의 학술어로는 괴망(怪網), 일본에서는 기망(奇網), 서양에서는 wonder net(rete mirabile)이라고 부른다. 얼마나 놀라운 기능이면 이런 이름들을 붙였을까 싶다. 다른 동물에서도 이와 같은 혈관망을 볼 수 있는데 철새들을 보면 추운 날씨에 잠을 잘 때 되도록 이면 피부의 노출을 막기 위하여 몸을 웅크리고 부리까지도 털 속으로 넣은 채 자려고 한다. 그러나, 얕은 물 속이나 진흙 또는 얼음 위에서는 몸을 웅크리기가 곤란하여 한쪽 다리만으로 몸을 받친 채 잠을 잔다. 사람 같으면 눈을 감고 한 발로 서 있기도 어려운데 이들은 놀라운 평형감각의 발달로 몸의 균형 문제는 신경도 쓰지 않는 듯 하다. 이때 새의 상태를 보자. 새의 더운피가 발로 그대로 내려오면 새는 동상에 걸릴 것이고 서 있는 곳의 얼음은 금시 녹아버릴 것이다. 만약에 발을 통과한 찬피가 그대로 몸통으로 들어가면 새는 머지 않아 체온이 낮아지고 결국 얼어죽고 말 것이다. 그런데 아직 얼어죽은 철새는 없다. 여기에 비밀이 있다. 새의 발목에는 기이한 혈관망이 있어서 일종의 열교환장치를 이루어 발끝에서 냉각되어 돌아온 정맥피는 이곳에서 동맥피의 열을 받아 따듯하게 데워진 다음에야 몸 안으로 들어가고, 이 과정에서 열을 방출한 동맥피는 냉각되어 발끝으로 가게 된다. 결국 괴이한 혈관망의 존재 덕분에 이들은 생존한다고 생각할 수 있다. 포유동물이나 사람에게서 정소는 음낭(陰囊)이라고 하는 별도의 주머니 속에 들어 있다. 사람의 경우를 보면 난소는 복강 안에 있으므로 36.5℃에서 모든 기능 즉 여성호르몬과 난자를 생산한다. 그러나, 정소는 복강 같은 더운 환경에서는 기능을 다할 수 없다. 남성호르몬과 정자를 생산하기 좋은 온도는 33℃∼35 ℃ 이다. 그래서 태아가 발생하는 도중에 난소와 같은 장소에서 발생을 시작한 정소는 음낭 내로 옮겨지고 음낭과 복강 사이에는 칸막이가 있어서 보통의 경우 서로의 열이 영향을 주거나 받지 않도록 되어 있다. 그러나, 기후가 덮거나 체온이 올라갈 어떤 이유가 생겼을 경우에는 몸통으로부터 멀리 떨어지고자 음낭이 늘어져 밑으로 처지고 추우면 몸에 바짝 다가서게 되어 있다. 그러면서도 음낭 내 정소의 입구에는 예의 그 혈관망이 있어서 몸에서 내려오는 더운피는 그곳에서 미리 식히고(precooling), 정소를 나간 피는 그곳에서 미리 덮힘(preheating)으로 결국 몸통을 흐르는 피와 정소를 흐르는 피는 서로 온도가 다르게 조절하고 있다. 이런 생리적 현상을 생각하면 남자가 한 여름에 꼭 조이는 삼각팬티나 바지를 입는 것은 좋을 것이 하나도 없다. 시원한 팬티 아니면 아예 벗어버리면 어떨까(?). 위에서 예시한 몇 가지 괴망을 보면 그 것을 가지게 된 동물이거나 사람의 의지와는 전혀 관계가 없이 가지게 된 것이고, 그것이 아니면 그들의 오늘이 있을 수 없다고 생각하면 이 현상이 단순히 싱행착오로 가지게 된 현상이라고 설명할 수 없슴을 알 수 있다. 시행착오를 거치는 동안에 모두 멸망했을 테니까 말이다.

6. 호흡 (呼吸, The Respiration)

숨을 들여 쉬고 내쉬고 하며 공기를 우리 몸 안에 넣거나 밖으로 내보내거나 하는 것을 우리는 숨쉬기(breathing) 또는 호흡(respiration)이라고 한다. 고등한 척추동물이나 사람에게서 숨을 쉰다는 것은 결국 폐가 수축과 이완작용을 하는 것인데 대부분의 사람들은 사람이 숨을 쉴 때마다 가슴이 부풀었다 가라앉았다 하는 것은 폐가 부풀어 가슴벽을 밀어낸 까닭인지 아니면 가슴벽이 안팎으로 움직이기 때문에 폐가 따라 움직이는 것인지를 모르고 있는 것 같다. 폐는 연한 조직으로 된 주머니 형상이라서 가슴을 밀어낼 아무런 힘이 없다.

폐는 엷은 막으로 싸여 있고 이 막은 흉강(가슴내 공간)의 내벽을 싸고 있는 엷은 막과 함께 붙어 있다. 이 두 막이 서로 마주 대한 면에는 액체가 묻어 있어서 마치 물기가 있는 비닐 두 장을 붙여 놓은 것처럼 서로 잘 떨어지지 않게 되어 있다. 이 막들을 늑막이라고 한다. 즉, 폐와 가슴벽은 늑막을 경계로 서로 단단히 붙어 있어서 가슴벽이 움직일 때 폐는 덩달아 움직이게 되어 있다. 늑막에 염증 등이 생겨 이상이 생기면 마치 풀무의 공기주머니가 터진 것같이 숨을 제대로 쉴 수 없게 된다. 뇌의 연수에 있는 호흡중추는 매 4∼5초마다 신경충격을 늑간근(갈비뼈 사이의 근육)과 횡격막에 보내어 이들이 협동하여 흉강을 넓히고 좁히는 운동을 하도록 한다. 즉, 외늑간근(갈비뼈 밖에 있는 근육)이 수축하고 내늑간근(갈비뼈 안에 있는 근육)이 이완되어 가슴뼈를 한 껏 밖으로 들어올리고 횡격막을 수축토록 하여 밑으로 당기면 흉강이 전체적으로 커져서 더불어 크게 부풀은 폐는 공기를 많이 받아들일 수 있고, 반대로 내늑간근이 수축하고 외늑간근은 이완되며 횡격막 역시 이완되면 흉강은 좁아져 더불어 폐 속에 있던 공기는 밖으로 나가게 되는 것이다. 횡격막을 보통 흉강과 복강을 경계짓기 위한 얇은 막 정도로 생각하는 이들이 많은데 실은 호흡을 위한 중요 장치로서 단순히 얇은 막이 아니라 그 가운데에는 큰 근육 덩어리가 하나 있어서 뇌의 지시를 받아 뭉쳤다 이완되었다 하며 가슴뼈와 함께 흉강의 크기를 조절하면서 호흡을 조절하고 있다.

숨을 한 번 힘껏 들여 쉬고 내쉴 수 있는 공기의 양을 폐활량이라고 하는데 남자의 경우는 3,500∼4,800ml이고 여자는 2,500∼3,500ml이다. 이때 힘껏 숨을 내쉬어도 우리 폐 속에는 약 1,200ml정도의 공기가 남아 있게 되는데 이를 잔기라고 부른다. 그러나, 우리가 보통으로 숨쉴 때 우리 몸에 들어오는 공기의 양은 매 번 약 500ml이며 이중 호흡 통로에 머무르다 밖으로 나가는 양이 150ml 정도 되니까 폐포에까지 도달하여 가스교환에 이용되는 공기의 량은 350ml이며 이 중 21%가 산소(O2)인 것을 감안하면 한 번 숨쉴 때 우리 몸에 들어오는 산소의 양은 73.5ml 정도가 되는 셈이다. 이 정도의 산소를 받아들일 양쪽 폐의 폐포의 총수는 약 3억개 정도로서 성인에게서 폐포의 총면적은 약 70∼80㎡정도가 되며, 놀랍게도 모든 폐포의 표면은 촉촉하게 젖어 있는데 이는 폐포로 들어간 공기 중 산소가 그 물기에 녹아서 몸 안으로 들어 갈 수 있도록 하기 위함이다. 많은 사람들이 이 제한된 폐포의 유효면적을 흡연 등으로 스스로 좁혀 가고 있음을 보게 되는데 이는 참으로 안타까운 일이다. 잃어버린 폐포의 유효면적은 달리 보충할 길이 없기 때문이다. 폐포를 덮고 있는 얇은 상피조직에게까지 뻗어 있는 폐동맥은 몸 안에 있어서는 안 되는 대사산물인 이산화탄소(CO2)를 폐포 밖으로 내보내고, 적혈구의 헤모글로빈은 산소(O2)를 받아들여 폐정맥을 통하여 심장으로 가져간 후 모든 조직에게 공급하게 된다. 가스가 체내에서 운반되는 기작은 복잡하고 어려워 여기서는 언급을 피하기로 한다. 호흡을 단적으로 말하면 우리가 필요한 산소를 얻고 이산화탄소를 내보내고자 하는 것인데 이상하게도 호흡은 산소의 결핍으로 촉진되는 것이 아니라 있어서는 안되는 이산화탄소의 존재로 인하여 촉진된다는 사실이다. 있을 것이 다소 모자라는 것보다 있어서는 안되는 것이 조금이라도 있는 것이 더 해롭다는 진리를 가르쳐 준다. 호흡은 이렇게 이루어지는데 문제는 조금도 오차가 없는 이 엄격하고 섬세한 과정이 각자가 태어나면서부터 시행착오적 과정을 거쳐 터득한 것이 아니라 예전부터 우리의 의지와는 관계없이 우리 몸 스스로가 수행해 왔다는 것이다. 이 신비로운 호흡기능은 창조주 하나님의 선물이다. 호흡이 있는 자마다 여호와를 찬양할 지어다 할렐루야!(시편150:6)

7. 性호르몬(The Sex Hormones)

성호르몬이란 남녀의 성징과 성기능을 원활하게 하기 위하여 즉 남자를 남자답게, 여자를 여자답게 만들고 그들이 성적 기능을 다하도록 하는 내분비 호르몬을 말한다. 남성호르몬에는 「테스토스테론(testosterone)」이, 여성호르몬에는 「에스트로겐(estrogen)」과 「프로게스테론(progesterone)」이 있다. 이 호르몬들은 주로 사춘기 이후에 정소나 난소에서 만들어진다. 어린이들이 소년시절을 지나 사춘기 즉 청소년기가 되면 성적으로 성숙하게 되는 일련의 과도기-이 시기를 사춘기(思春期, puberty)라고 한다. 사람에게 있어 사춘기의 시작이 어떤 이유로 되는 것인지는 과학적으로 밝혀진 것이 없다. 이는 마치 과일이 시간의 흐름에 따라 익는 것처럼 한 개인의 신체적 구조와 정서가 그 본래의 기능을 다할 수 있는 상태에 이르는 과정이다. 이 과정을 조절하는 것은 시상하부(視床下部,hypothalamus)이며 이것의 지시를 받아 호르몬을 분비하는 것은 뇌하수체(腦下垂體, pituitary gland)이다. 뇌하수체는 단단한 두개골로 보호되어 있는 뇌의 밑에 달려있으며, 무게가 불과 1g 정도로 작고 말랑말랑한 조직으로 되어 있는데 뇌에 짓눌리면 안되니까 놀랍게도 단단한 두개골 바닥에 작은 굴을 만들어 그 안에 뇌하수체가 안전하게 들어 있으면서 기능을 다하도록 되어 있다. 이 뇌하수체가 남성에게서는 사춘기부터 황체형성호르몬을 분비하는데 이는 정소(고환)의 정세관 사이사이의 간질에 있는 간질세포를 자극하여 「테스토스테론」을 분비하도록 하고, 이 호르몬은 확산되어 정세관속으로 들어가 정자형성과정을 주도하는 한편 혈류를 따라 몸의 다른 부위로 이동한 「테스토스테론」은 남성이 이차성징을 가지도록 한다. 그래서, 목소리나, 근육이나 골격이나 피부가 남성적인 특징을 가지게 한다. 여성호르몬인 「에스트로겐」에 대하여 생각해 보자. 뇌하수체에서 난소에 전달된 여포자극호르몬에 의해서 여포가 자라게 되는데, 여포가 어느 정도 자라면 여포를 이루고 있는 난자와 여포세포 사이에 내강이 생기고 이 내강에 여포세포들이 분비한 호르몬인 「에스트로겐」이 축적된다. 이 「에스트로겐」이 여성의 생식기를 비롯한 신체 각 부위에 주는 영향은 너무도 크다. 여아가 사춘기를 맞으면 체내 「에스트로겐」양은 20배 이상으로 증가하여 여러 가지 작용을 하는데 대충 열거해 보면 다음과 같다.
①생식기들이 본래의 크기와 기능을 가지게 된다. 즉, 질의 상피가 단층 입방상피에서 중층편평상피로 변한다. 구강점막처럼 되어 산도로서의 기능을 수행할 수 있게 된다. ②자궁이 수 년 내에 2∼3배로 커지며 자궁내피선을 가지도록 한다. ③나팔관의 점액분비상피를 만든다. ④젖샘(유방)의 분비관를 만든다. ⑤골격이 웃자라게 한다. 그래서 사춘기의 여아가 동갑내기 남자들보다 일시적으로 큰 이유가 바로 여기에 있다. 그러나, 긴뼈(장골)의 끝(골단)을 속히 결정하는 기능을 가지므로 키가 더 자라지 않게 된다. 이런 까닭에 일반적으로 여자인지 남자인지 모르게 밋밋하게 자라는 소녀들의 키가 더 큰 까닭은 체내 「에스트로겐」양이 서서히 증가하기 때문이다. ⑥갱년기 전후에 에스트로겐이 모자르면 골모세포의 활성이 떨어져 골다공증이 올 수도 있다. 「에스트로겐」은 또 ⑦체내에 단백질 축적의 기능이 있어 체중이 약간 증가하게 만든다. ⑧몸의 신진대사율을 약간 높인다. ⑨피하에 지방을 축적시킨다. 그래서 생식기 계통이 잘 발달하고 있는 소녀에게서 키는 작고 몸은 통통한 경향이 있을 수 있다. 또한 「에스트로겐」은 ⑩피부에 영향을 주어 여성의 살결을 남성과 어린 아기의 중간 정도로 곱게 하고, ⑪모세혈관을 발달시켜 여성의 피부가 남성의 피부보다 따듯하게 만든다. 그래서, 여성들은 조그마한 상처에도 곧바로 핏방울이 확 솟는 경향이 있다. 여성의 또 다른 성호르몬인 「프로게스테론」은 여포가 파괴된 자리 즉, 배란이 되고 난 자리에서 형성되는 황체가 분비하는 것으로 ①자궁내막선의 생장과 성숙을 자극하고, ②젖샘(선포)을 발달시키며, ③수정된 난자(배포)를 자궁에 착상시키고, ④임신기간 동안에 새롭게 여포가 자라오지 못하게 하며, ⑤착상된 배(태아)의 유산을 방지하기 위하여 자궁수축을 억제한다. 한편「프로게스테론」은 ⑥임신부가 태아를 위하여 더 섭취해야 하는 음식의 양을 본래 필요한 양보다 줄여주어 위장의 부담을 덜도록 하기 위하여 장의 연동운동을 느리게 조절한다. 그래서 이미 섭취한 음식에서 평상시보다 많은 영양분을 섭취하고 나머지를 배설하도록 해 준다. 이상의 현상들이 남녀의 몸 안에서 성호르몬들이 하는 기능들이다. 이 얼마나 치밀하고 오교한 기능들인가. 이러한 기능들을 수행하기 위하여 각 과정에서 일어나는 화학적 기작이나 생리적 현상들을 깊이 파고 들어간다면 온통 놀라움뿐일 것이다. 이러한 현상들이 과연 세월의 흐름에 따라 저절로 되었을까........(?)

8. 성유인호르몬(性誘引Hormone, The Sex Pheromone)

동물들은 생식철이 되면 숲 속이나 심산이나 광야에서 또는 물 속에서 고독한 생활을 하던 종들까지도 일시적으로 공동생활을 하게 된다. 그러면 그 넓은 공간에서 때로는 그 어둠 속에서 어떻게 상대방을 찾아내느냐 하는 의문이 생긴다. 나방이는 밤중에 4 Km 밖에서도 자기의 짝을 찾아갔다고 하는 실험결과도 있다. 이러한 비밀은 동물들이 내는 여러 유형의 페로몬(pheromone)중 성유인페로몬 즉, 짝을 찾을 때 내는 그들만의 독특한 성유인호르몬에 있다. 암컷들은 생식철이 되면 발정을 하는데 이때 페로몬을 공기 중에 또는 수중에 발산하게 된다. 눈에 보이는 것도 아닌 이 페로몬을 감지한 숫컷들은 밤이나 낮이나 정확하게 자기의 암컷을 찾아가는 것이다. 우연히 만나는 것도 아니고 시행착오로 찾아가는 것도 아니다. 더욱 신비로운 것은 어떤 한 종의 암컷이 발산한 페로몬은 오직 같은 종의 숫컷만이 감지가 가능하다는 사실이다. 묶어 기르는 암캐가 발정을 해도, 즉 페로몬을 내도, 이웃집 개는 물론 이웃 동네 개들까지 모여든다. 그러나, 같은 집에 사는 소도 이웃집의 돼지들도 아무런 반응이 없다. 이유라면 그들은 개가 아니기 때문이다. 이 현상은 아무리 궁리해도 진화론적으로 설명이 되지 않는다. 과거... 소위 말하는 원시시절에는 이 신호들이 뒤섞여 전달되다가 세월과 더불어 진화하면서 요즘 같은 질서가 형성되었을까?

암수가 만나지 않으면 그 종은 후대를 이어갈 수 없다. 처음부터 페로몬은 동종만이 감지할 수 있도록 만들어진 것이라고 할 수 있다. 그렇지 않고는 설명이 불가능하다. 분류학자들에 의하면 이 세상에는 150여만종의 생물체가 밝혀졌고, 사람들이 발견하지 못한 종들만도 300만종에서 1천만종 혹은 1억종이 될 것이라고 추정하고 있다. 요즘이라도 이 정교한 현상이 어느 한 봄 날에 혼란이 왔다고 치자. 즉, 동일종의 페로몬이 아닌 그 엄청난 수의 다른 종들의 페로몬을 감지하게 되었을 때, 또는 그 일부라도 뒤섞여 감지하게 되었을 때 이 세상은 어떠한 혼란에 빠지게 될 것인가? 동종만이 수정이 가능하다는 과학적 사실을 감안하면 결과는 모두의 멸망뿐일 것이다.

9. 체액조절기능(體液調節機能, Control of the Body Fluid)

달이나 화성 또는 다른 행성에서의 물의 존재여부는 가끔 큰 뉴스거리로 등장하는 경우가 있다. 물의 존재여부는 생명체의 존배여부와 직결되기 때문이다. 세포의 원형질의 80%정도가 물이며 우리 몸의 구성분 70%가량이 물일 정도로 물은 모든 생명체에서 매우 중요한 생리적 기능을 담당하고 있다. 더 확대하여 생각해 보면 이 지구상의 모든 화학반응이 물 속에서 일어나며 생명체에서 일어나는 모든 생화학적 반응은 하나도 예외 없이 물과 반응하게 되어 있다. 그리고 물은 시간만 오래 주어진다면 이 세상의 모든 것을 녹일 수 있어 '만유용매'라고도 한다. 모든 생명체는 생명활동을 위하여 이토록 중요한 물을 얻기 위해 또는 일정한 양의 체액을 유지하기 위한 저마다의 독특한 방법을 취하고 있다. 우리 몸으로 돌아가 체액조절기능을 보자. 우리 보통 사람들이 하루에 물을 섭취하는 양은 2∼3ℓ이다. 그 내용을 보면 마시는 물이 1,650㎖, 음식물을 통해 750㎖, 대사산물로써 350㎖로써 총 2,750㎖이나 된다. 그리고 배설되는 물의 양은 소변으로 1,750㎖, 대변으로 150㎖, 땀으로 500㎖, 허파의 폐포 표면으로부터의 증발로 400㎖이다. 그래서 하루에 몸으로부터 배설되는 물의 총량 역시 2,750㎖가 되어 특별한 경우가 아니면 항상 체중을 일정하게 유지하도록 되어 있다. 경험으로 아는 바와 같이 땀을 많이 흘린 날은 소변의 양이 적고, 추운 날에는 땀이 적고 소변의 양이 많다. 또한 물을 많이 마신 날에도 소변의 양이 많은데 이는 다 체내 수분의 균형을 이루고자 하는 몸 스스로의 작용 때문이다. 또한 카페인이 들어 있는 커피나 홍차 콜라 등이나 약을 섭취하였을 경우에도 소변의 양이 많은데 이는 이들이 이뇨작용을 하기 때문이다. 비만을 두려워하는 어떤 사람들은 물만 먹어도 체중이 늘어난다고 하며 물마시는 것을 싫어하는 경향이 있는데 이는 잘못된 생각이다. 물에는 영양가가 없어 비만의 원인이 되지 못한다. 체내로 들어온 물이 배설되는 경로의 하나인 땀흘리기(발한기능)는 체온 조절을 위한 기능이자 노폐물을 내 보내는 기능이 있기도 하지만 땀을 분비할 때 체액 내에 있던 중요한 전해질도 함께 빠져나가기도 하기 때문에 단 시간에 과도한 땀을 흘렸거나 설사 또는 구토 등으로 수분을 많이 잃었을 경우 음식으로나 혈관으로나 전해질의 보충이 시급히 이루어 져야한다. 실제 삶에서 예를 들어본다면 무리한 운동이나 등산 등으로 땀을 많이 흘린 후에는 피로한 근육을 풀기 위하여 따듯한 물에 잠시 몸을 담그는 것은 좋지만 사우나실에 들어가 과도하게 땀을 배출할 경우에는 심한 체내 염분 손실을 가져와 위험에 처할 수 있다. 이온 음료를 마시거나 옅은 소금물을 마시는 것은 지혜로운 일이다. 소변이란 세포의 대사 산물이기 때문에 사막같이 물이 귀한 곳에서도 신장은 끊임없이 세포 조직으로부터 노폐물 즉 소변을 만들어 내는 바 소변 자체는 균이 없는 깨끗한 액체이다. 그러나 비상사태가 아니면 소변을 다시 마시는 것은 권장할만한 일이 못된다. 우리 몸이 필요 없어서 일단 배출한 것을 구태여 다시 섭취할 필요는 없기 때문이다. 소변의 색이 노란 까닭은 유로크롬(urochrome)이라는 요황색소 때문인데 소변의 색이 맑거나 노란 것은 이 색소의 양이 자동적으로 체내에 남아 있는 체액의 양에 따라 조절되기 때문이다. 몸이 수분을 필요로 할 때는 수분의 양이 적어 색이 짙은 소변을 만들게 되는데 이런 경우 중 하나는 음식물 섭취가 오래 중단되고 신체 대사가 느려진 잠잘 때이므로 잠에서 깬 후의 첫 소변이 대부분 짙은 것이다. 이런 저런 이유로 인한 수분 손실에 대하여 몸은 절처히 예비조치를 취하고 있다. 이렇게 스스로 수분 조절을 잘 하는 몸이지만 사람들의 비정상적인 몸 관리는 이런 균형을 깨는 경향이 있다. 일 예로 술을 마시는 경우인데 술의 알콜성분은 콩팥을 통과하는 혈액의 양을 증가시켜 소변의 양을 증가시킨다. 말부 세뇨관에서의 수분 재흡수는 뇌하수체의 후엽에서 분비되는 항이뇨호르몬(ADH)에 의해 경정되는데 술이나 커피 등을 마신 경우에는 이 항이뇨호르몬의 분비를 억제하여 결국 재흡수를 하지 못하고 체액을 그대로 내보내게 된다. 알콜 중독자의 몸이 마르는 것은 계속적인 알콜 섭취로 몸이 필요로 하는 재흡수를 하지 못하여 수분 손실을 막을 수 없었기 때문이다.

동물이나 사람의 몸을 구성하고 있는 이 체액은 세포들이 생리적 활동을 할 수 있는 최적의 염분농도가 있어 이를 생리적 염분농도라 하는데 이를 조절하기 위한 기능도 동물에 따라 다양한 방법을 사용하고 있으며 그 내용 또한 복잡하다. 이상에서 보는 콩팥의 오묘하고 철저한 수분 조절 작용은 콩팥만의 시행착오 결과도 아니고 사람의 주도 면밀한 수분 조절 작전 탓이 아니다. 창조주 하나님의 주도면밀한 설계 때문이다.

(창조과학회)

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