진화론 이전의 진화론, 라마르크 용불용설이 겪은 오해와 복권

장바티스트 라마르크가 제시한 용불용설은 현대 교과서에서 단순한 오답으로 치부되곤 하지만, 생물이 신의 창조물로서 고정되어 있지 않고 환경에 맞춰 변한다는 진화의 개념을 역사상 처음으로 체계적인 과학 이론으로 정립한 기념비적 시도였다. 다윈이 자연선택설을 발표하기 반세기 전인 1809년 라마르크는 생물이 살아가며 겪은 변화가 다음 세대에 전달될 수 있다고 주장했다. 오늘날 DNA 염기서열 자체는 바뀌지 않더라도 환경적 자극이 유전자 발현 패턴을 바꿔 자손에게 전달되는 후성유전학이 밝혀지면서 라마르크의 문제의식은 현대 생물학에서 새롭게 조명받고 있다.

생물은 변하지 않는다는 고정관념을 깨다

19세기 초 서양 학계는 모든 생물종이 완벽한 형태로 창조되어 결코 변하지 않는다는 종의 불변론이 지배하고 있었다. 당대 최고의 해부학자 조르주 퀴비에는 과거 생물들의 멸종을 설명하기 위해 대홍수와 같은 초자연적 파국이 주기적으로 지구를 덮쳤다는 격변설을 주장했다.

이러한 신학적 세계관에 정면으로 맞선 학자가 라마르크였다. 그는 수많은 무척추동물 화석과 현생 표본을 분류하면서 단순한 형태의 생물이 복잡한 형태로 서서히 변해왔다는 변형론을 제시했다. 용불용설은 자주 사용하는 기관은 발달하고 쓰지 않는 기관은 퇴화하여 그 변화가 후대에 전달된다는 가설이다. 기린이 높은 가지의 잎을 먹기 위해 목을 길게 늘이다 보니 목이 길어졌다는 유명한 예시는 바로 환경에 적응하려는 생물의 능동적 노력을 설명하기 위한 비유였다.

바이스만의 쥐 꼬리 실험과 생식질 연속성

라마르크 사후 19세기 말 독일의 생물학자 아우구스트 바이스만은 획득형질이 유전되지 않는다는 사실을 입증하기 위해 극단적인 실험을 단행했다. 쥐 수십 세대의 꼬리를 인위적으로 잘라냈으나, 새로 태어나는 새끼 쥐들은 언제나 완벽한 길이의 꼬리를 달고 태어났다.

바이스만은 신체를 이루는 체세포와 유전 물질을 보관하는 생식세포가 완전히 분리되어 있다는 생식질 연속성 이론을 확립했다. 후천적으로 얻은 근육이나 상처와 같은 체세포의 변화는 정자와 난자의 유전 정보 속으로 파고들어 갈 물리적 통로가 없다는 뜻이었다. 여기에 20세기 중반 멘델의 유전학과 분자생물학이 결합하면서, 라마르크의 이론은 비과학적인 오류의 대명사로 낙인찍혀 오랫동안 조롱의 대상이 되었다.

비교 항목	라마르크의 변형론	다윈의 자연선택설
진화의 주된 원동력	환경에 적응하려는 생물의 능동적 사용	개체군 내 무작위 변이와 환경 선택
형질 변화의 시점	개체의 일생 동안 후천적 획득	태어날 때부터 지닌 선천적 차이
유전 메커니즘	체세포의 획득형질이 자손에 직접 전달	환경에 유리한 유전자를 지닌 개체의 생존 번식

후성유전학이 발견한 세대 간 전달의 실체

그러나 21세기에 접어들어 분자생물학의 지평이 넓어지면서 교과서의 도식적인 선긋기가 흔들리기 시작했다. DNA의 염기서열 자체는 불변하더라도, 그 위에 결합하는 메틸기나 히스톤 단백질의 화학적 변형을 통해 특정 유전자의 스위치가 켜지거나 꺼지는 후성유전적 조절이 발견된 것이다.

더욱 놀라운 사실은 부모가 일생 동안 겪은 극심한 기아, 스트레스, 환경 독소에 대한 노출 경험이 생식세포의 후성유전 표지를 통해 자식이나 손자 세대까지 유전되어 대사 질환이나 행동 변화를 유발한다는 사실이 확인된 점이다. 제2차 세계대전 말기 네덜란드 대기근을 겪은 임산부의 자손들에게서 나타난 당뇨와 비만 유전 현상이 대표적이다. 개체가 살아오며 겪은 환경적 영향이 다음 세대로 이어진다는 라마르크의 직관이 분자 수준에서 복권된 셈이다.

과학사에서 틀린 가설이 남기는 위대한 유산

라마르크의 용불용설은 세부 메커니즘에서는 현대 유전학과 맞지 않는 부분이 많았으나, 생물이 고정된 피조물이 아니라 환경과 끊임없이 상호작용하며 변화하는 유동적 존재라는 거대한 통찰을 제시했다. 다윈 역시 종의 기원을 집필할 당시 라마르크의 연구를 깊이 참고했으며 용불용의 효과를 완전히 배제하지 않았다.

과학은 정답들의 매끄러운 누적이 아니라 대담한 가설과 치열한 논쟁, 그리고 오류를 수정해 나가는 지난한 과정 속에서 전진한다. 라마르크의 고투는 과학사에서 불완전한 이론이 어떻게 후대 연구자들의 지적 상상력을 자극하고 생명 이해의 지평을 넓히는 밑거름이 되는지를 웅변한다.