태양을 먹다

“생명의 과정을 바라보는 경이로운 인식”
“햇빛에 관한 지적 모험이 넘치는 광합성 스릴러”
‘햇빛의 광합성 작용’을 통한 생명의 이해,
지구의 작동 원리와 핵 실험에 이르는 방대한 과학 서사!
인간과 지구에 숨겨진 생명의 고리를 찾다.

교과서에서 배웠던 ‘광합성(photosynthesis)’이라는 주제, 얼핏 단순해 보이는 과학 현상 하나로 어떻게 이처럼 방대한 저작물이 탄생했을까? 올리버 색스(Oliver Sacks)는 『태양을 먹다(Eating the Sun)』에 대해 “생명 과정을 바라보는 새로운 인식이며 지적 모험으로 스릴 넘치는 역사서”라고 말했고, 매트 리들리(Matt Ridley)는 “다루는 폭과 장대함에 숨이 멎는 문학이고 과학 작품”이라고 극찬했다. 이 책은 왜 과학 도서 전문가들과 독자들에게 찬사를 받았을까?

과학 저널리스트 올리버 몰턴(Oliver Morton)의 『태양을 먹다』는 자연의 가장 위대한 기적인 광합성을 흥미롭고 생동감 넘치며 심오한 시각으로 담은 책이다. 광합성을 가능하게 하는 물리학, 화학, 세포생물학부터 ‘광합성의 아름다움’을 연출하는 메커니즘을 처음 발견한 과학자들의 기발하고 경쟁적인 이야기, 오늘날 우리가 직면한 에너지 위기와 기후 위기에 이르기까지. 책은 수준 높은 교양과학 영역에서 ‘과합성 과정의 렌즈’를 통해 지구와 인간에 대해 광범위하고 탁월하게 설명하고 있다.

『태양을 먹다』는 ‘인간의 삶’ ‘지구의 수명’ ‘나무가 사는 세상’의 세 가지 이야기로 전개된다. 1부 ‘인간의 삶’에서는 20세기 광합성 연구의 역사를, 2부 ‘지구의 수명’에서는 지구의 역사와 광합성의 기원 그리고 진화를 다룬다. 3부 ‘나무가 사는 세상’에서는 18세기 중반부터 이루어진 산소와 이산화탄소, 에너지, 기후에 관한 연구를 살펴보며, 초기 광합성 식물에서 유래한 화석 연료의 사용이 지구에 미치는 영향에 관해 논한다. 특히 세계대전 전후 시대의 물리학자들과 화학자들이 수행한 광합성 연구가 분자생물학에서 원자폭탄에 이르기까지 다양한 분야의 기틀이 되었다는 분석은 이 책이 학술적으로도 탁월하다는 찬사를 받았던 이유이기도 하다.

책에 등장하는 과학자들의 이야기는 역사를 가로지르고, 그들의 생애는 역동적으로 독자를 이끌어 간다. 핵 실험으로 만든 탄소-14를 연구한 로저 르벨(Roger Revelle), 대기의 이산화탄소량을 측정한 데이브 키일링(Dave Keeling), 탄소와 요오드 등을 합성한 유기화학자 앤드루 벤슨(Andrew Benson), 합성에서 탄소 일곱 개를 가진 탄수화물의 정체를 밝혀내기 시작한 화학자 멜빈 캘빈(Melvin Calvin) 등이 그 주인공이다. 역사의 페이지에는 전쟁도 있었다. 1941년 광합성 연구를 위한 방사선 실험실은 맨해튼 프로젝트의 중심이 되었고, 이 실험실에서 처음으로 동위원소 분리에 성공했을 때는 일본군이 진주만을 습격하던 바로 그날이었다.

우리는 탄소를 고정하고 광합성 전자가 이동하는 과정을 이해하는 동시에 방사성 동위원소의 중요성도 알게 된다. 그리고 스크립스 연구소의 마틴 카멘(Martin Kamen)과 샘 루벤(Sam Ruben)의 삶을 살게 된다. 그들은 작동을 멈추기 직전의 입자 가속기인 사이클로트론(cyclotron)을 들고 동물 실험실에 뛰어 들어갔다. 방사능 이산화탄소를 분리해 냈고, 식물이 실제 대기 중의 이산화탄소를 고정한다는 사실을 보여 주었다. 이야기의 결말은 희극인 동시에 비극이기도 하다. 광합성에서 독가스로 연구 방향을 선회했던 루벤은 독가스 실험 도중 액체 질소가 그의 폐를 가득 채워 질식사했다. 방사성 동위원소를 실험한 카멘은 ‘원자폭탄 스파이’라는 혐의에 괴로워하며 자살을 시도했다.

책은 이처럼 과학자들의 마음과 실험실에 독자를 밀어 넣는다. 그래서 책을 읽는 사이에 자연스럽게 과학 연구에 참여하도록 만든다. 그 과정에서 우리는 ‘광계’와 ‘전자 전달’ ‘Z-체계’도 무리 없이 이해하며 과학 이론에 조금씩 접근할 수 있다. 또한 이 책은 지구의 수명 그리고 인류와 광합성과의 관계를 조명한다. 즉 광합성이 지구 생태계에 어떤 영향을 미치는지, 인간 문명을 얼마나 발전시켰는지, 인류가 얼마나 광합성에 의존하고 있는지를 살펴본다. 이어 지구 온난화와 탄소 문제에 대한 논의를 통해 인류가 광합성을 어떻게 활용해야 하는지도 포착하고 있다. 따라서 책은 인간과 지구의 숨겨진 생명의 고리, ‘광합성’을 통해 과학, 환경, 인류의 미래에 넓고 깊은 통찰을 제시한다.