크기가 힘에 미치는 영향은 무엇일까?

정확하게는 강도에 따라 다른 결과가 나온다.

하지만 비슷한 강도일 때

크기가 다른 두 물체가 충돌하면

작은 물체가 더 큰 충격을 받는다.

왜 그럴까?

무게도 영향을 미치는데

보통의 경우 클 수록 무게도 더 나간다.

그래서 큰 물질이 힘이 세다.

같은 논리로 그래서 예전에 공룡들은

본능적으로 자신의 몸을 크게 만들었는지도 모른다.

17세기 사람들은 정자 안에 작은 사람이 있다고

생각했다고 한다.

그래서 정자가 여자의 자궁에 들어갔을 때 작은 인간이

점점 성장하여서 아기의 모습으로 나온다고

생각했다고 한다.

우리 할머지도 처음 TV를 봤을 때 TV 안에

작은 사람들이 살고 있다고 생각했다고 한다.

크기는 도대체 어떤 의미인가?

우리는 커다란 코끼리, 아주 작은 개미를 보며 그저 그러려니 생각한다. 하지만 세상 만물의 크기는 모두 이유가 있으며, 그 크기로 인해 정말 많은 것이 정해진다. 존 타일러 보너는 자연(주로는 생물)의 크기에 관한 보편적인 규칙에 대해 분석하고 있다.

그는 이 책을 통해서 다음의 다섯 가지 보편 규칙을 이야기한다.

1. 크기는 생물의 힘을 결정한다.

2. 크기는 산소와 음식, 열의 체내 출입을 담당하는 신체의 표면적으로 결정한다.

3. 크기는 분업(세포의 분화 정도)을 결정한다.

4. 크기는 물질대사, 한 세대의 길이, 수명, 이동 속도와 같은 생명체의 신체 활동 속도를 결정한다.

5. 크기는 자연 속에 존재하는 유기체의 개체수를 결정한다.

사실 그가 이야기하는 것은 어느 정도 우리의 직관에 어긋나지 않는다. 이를테면 크기가 큰 생물이 힘이 세다라든가, 신체 활동이 느리다는 것, 개체수가 적다 등등과 같은 것이다. 하지만 그냥 그럴 것이다라는 추측은 과학이 될 수 없다. 그는 많은 생물의 크기와 각종 통계를 이용해서 위의 규칙이 보편적이라는 것을 보인다. 물론 예외가 없는 것은 아니다. 이를테면, 몸의 크기가 크면 수명이 긴데, 인간은 몸의 크기에 비해 더 수명이 길다. 사실 다섯 보편 규칙에서 ‘결정한다’는 표현에 대해서 조심해야 한다. 크기가 결정되면 힘이라든가, 물질대사 속도, 이동 속도, 수명이 ‘딱’ 정해진다는 것은 아니다. 많은 생물들을 조사한 결과 그러한 경향성이 존재한다는 것이다. 예를 들어 고양이와 쥐를 두고서, 그 크기 차이가 다양한 차이를 보이며, 그 차이는 다른 동물들을 두고서 통계 처리한 직선에서 그리 벗어나지 않는다는 뜻이다.

존 타일러 보너가 자주 예를 드는 것은 조나단 스위프트의 《걸리버 여행기》다. 일단은 걸리버가 만난 소인국과 거인국의 사람은 ‘물리적으로’ 존재할 수가 없다. 걸리버보다 12배 작거나 큰 사람은 그 크기로 인해 보통의 사람과는 골격이 완전히 달라야 하는데, 실제적으로는 그렇게 존재할 수 없다. 이걸 전제로 하면서도 그는 만약 그런 사람이 존재하면 어떨지에 대해서 논의한다. 이를테면 그런 크기의 사람은 걸리버와는 매우 다른 물질 대사 속도를 가질 것이며, 이동 속도도 다를 것이다. 심지어는 목소리도 매우 다를 것이고(아마 소인국의 사람들이 하는 말을 알아 듣기는 힘들 것이다), 시간을 받아들이는 감각도 매우 다를 것이다.

크기에 관한 여러 생각들을 한데 모았다고 하지만, 존 타일러 보너가 동원한 그래프들은 그저 ‘생각’이 아니라는 것을 보여준다. 물론 여기의 다양한 논의들이 이후의 연구를 통해 부정된 것도 있다(정확히는 예외에 대한 강조라고 할 수 있다). 이 책은 크기에 관한 기본 텍스트다. 쉽지만 적지 않은 것을 서술하고 있고, 논의의 기초를 다져놓았다. 이 책의 내용을 확인하기 위해서, 더 많게는 부정하기 위해 연구가 이뤄져 왔다. 이 책의 가치다.

왜 모든 생명체의 크기가 서로 다를까? 답은 효율적인 생체구조를 만들어낸 생물만이 살아남게 하는 자연선택에 있다. 살아있는 유기체는 유리한 생태 지위를 확보하기 위해 끊임없이 자손의 크기를 변화시킨다. 동물의 크기는 포식자로부터 벗어날 수 있는 가능성과 먹이를 잡을 수 있는 가능성을 결정하는 중요한 요소이다. 때문에 유기체는 점점 더 커지는 쪽으로 진화해왔다. 그렇다면 한없이 커지기만 해야할텐데...

크기와 무게는 생물의 힘의 비율을 결정한다. 작은 유기체들이 사는 세상은 몸집이 큰 유기체가 사는 세상과는 사뭇 다르다. 한 데 뭉쳤을 때 얻을 수 있는 장점은 여러 가지겠지만 그 중에서도 가장 중요하고 이득이 되는 특성은 분명 크기의 증가일 것이다.

몸집이 큰 유기체보다 작은 유기체들의 개체수가 더 많다. 크기가 클수록 한 지역에 사는 유기체의 개체수가 줄어든다. 몸집이 큰 유기체는 완전히 성장하기 위해 더 많은 시간이 필요하다. 이러한 사실을 피해갈 수 있는 유기체는 지구상에 단 한 종도 없다. 때문에 자연은 이야기 속에서 나오는 터무니없는 큰 존재는 만들어내지 않는다.

수명은 분명 크기와 관계있어서 몸집이 큰 동물이 수명도 더 길다. 몸집이 큰 동물일수록 수명이 더 길고 세포는 연료를 천천히 소비하며 물질대사도 느리다. 크기와 속도와 관계에서 코끼리의 세포는 쥐의 세포보다 산소를 소비하는 속도도 느리고 한 세포가 성장하고 살아가는 세포주기도 더 길다.

무게가 변하면 힘, 표면적, 분업, 시간과 관계있는 특성들과 생태계에 분포하는 유기체의 개체 수 등이 함께 변한다. 크기와 관계있는 이러한 5가지 특성은 상호 의존적이어서 한 요소가 변하면 다른 요소가 모두 변한다.

“비교만 하지 않는다면 이 세상에는 큰 것도 작은 것도 없다.” 하지만 인간은 ‘더 크게’, ‘더 빠르게’, ‘더 높이’, ‘더 많이’를 추구한다. 결코 터무니없는 크기는 존재할 수 없다는 자연의 진리를 알고 있으면서도 정작 삶에 대한 태도는 그렇지 못하다.

어릴적 기억을 되돌려보면 많은 시간을 '무엇이 더 클까? 무엇이 더 셀까?'를 생각하며 보냈던 것 같다. 마징가와 태권브이가 싸우면 누가 이길까? 이세상에서 제일 큰 동물은 무엇일까? 제일 높은 산은 어디지?

이런 주제로 친구들과 논쟁이 벌어지면 상당히 진지해지며 목소리는 점점 높아지고 근거 없는 주장들이 난무했던 것을 기억한다.

특히나 공룡의 어마어마한 크기에 매료되어 이런 저런 자료를 찾아보고 지금도 한번 보고는 제대로 읽어내기도 어려운 공룡이름을 외워보겠다고 애를 쓰고 좀 어려운, 흔치않은 공룡이름을 외워 대며 우쭐대기도 했던 시절.

지금도 아이들은 그때나 다름 없는 것 같다. 큰 것에 대한 경외심. 인간의 아니 인지 능력이 됐든 본능이 됐든 동무들은 대부분 가지고 있는 것이 아닐까?

수많은 동물 종들이 있고 각자 다들 각자의 영역에서 잘 살아가고 있는데 왜 크기의 차이가 이렇게 다양하게 나타나고 있는 것일까?

눈에 보이지도 않는 세균으로부터 곁에 있기만해도 경외감이 드는 코끼리, 고래, 기린들은 왜 그런 크기의 차이가 나타나게 됐을까?

결론은 자연 선택이다. 생물학, 진화학에서 언제나 정답은 자연선택, 성선택으로 결론이 나게 된다.

니치를 찾아서, 아무도 차지하지 않은 영역을 차지하기 위해서 생물은 진화하고 있다. 그런 각각의 영역에서의 싸움보다는 가장 큰 몸집을 가지려는 방향으로의 진화는 니치를 찾기위해 노력하지 않아도 되는 잇점은 있다. 일단 경쟁자들 보다 크기 면에서 커지기만 하면 그 크기만으로도 경쟁 우위를 점할 수 있기 때문이다.

다만 그 덩치를 유지하기 위한 환경이 조성되어야 한다는 가장 원초적인 조건만 맞으면 더할 나위 없는 선택이다.

하지만 걸리버의 여행기의 거인국 처럼 구조는 인간과 똑같으면서 그 크기만 10배인 세상이 존재하지 않는다는 사실을 과학적인 근거를 가지고 설명하고 있다.

거인국 사람들의 움직임이 어떨 것이며, 그들은 우리가 먹는 음식양의 10*10*10배 만큼 먹지는 않을 것이라는 점. 그들의 목소리는 인간이 알아듣기 매우 어렵거나 아예 들을수도 없을지 모른다는 점. 아마도 굉장히 세분된 분업체계를 가지고 있는 조직으로 구성되어있을 것이고, 팔 다리 뼈는 길이와 굵기의 비율이 인간의 것과는 판이하게 다를 것이라는 사실들.

책을 읽으면서 새롭게 아하 하며 번쩍이는 내용이 없었다는 사실이 좀 아쉽다. 많은 새로운 것을 이야기 하려고 했지만 그다지 신선한 맛이 없었다는 말이다.

아주 작은 생물들이 느끼는 세계. 아주 큰 동물들이 느끼는 세계에 대해 실감나게 기술했다면 좀더 크기가 생물의 구조에 미치는 영향이 더 잘 느껴졌을 것 같다.

'63빌딩 꼭대기에서 투신 자살한 개미는 어떤 결과를 맞이할까?'

“크기에 대한 인류의 관심은 본능이다” 라고 하여도 그렇게 틀린 이야기는 아닐 것이다. 어릴적 누구나 한 번쯤은 키도 크고 덩치도 컸으면 하는 바램을 해봤을 것이다. 일단 외형상 크다는 것은 상대방에 대한 우위를 점한다는 것을 의미한다. 이는 가장 원초적인 힘에 대한 것이다. 그리고 크다는 것은 매력적으로 비춰질 수도 있다. 

그렇다면 크다고 무조건 좋은걸까. 크기와 진화와는 어떤 상관관계가 있을까. 크기에 있어 절대적 우위를 자랑하던 공룡은 이 지구상에서 멸종하고 없는데 이는 어떻게 설명이 가능할까. 지은이는 이러한 생명체와 크기 사이의 상관관계에 대해 오랜 동안 연구를 해 온 것을 토대로 하여, 자신의 견해를 일반인들이 쉽게 이해하고 접근할 수 있도록 풀어 쓰고 있다.

지은이는 인류를 비롯한 생물체들은 모두 저마다의 크기가 있으며 그 크기에 맞게 생활하며, 이러한 생물체들은 크기가 결정하는 보편적인 규칙에서 자유로울 수 없다고 한다. 그러면서 다섯 가지 원칙을 제시하고 있는데, 즉 크기는 생물의 힘, 신체의 표면적, 분업(세포의 분화), 신체활동 속도(수명, 이동속도, 심장 박동수 등), 개체수를 결정한다고 한다.

위와 같은 원칙으로 인해 생물체는 다양한 방식으로 진화해 왔으며, 그에 맞추어 현재 가장 적합한 모습으로 살아 남았다고 한다. 이는 구조의 변화로 인해 결과적으로 크기가 변한다고 보았던 과학적 통념과는 정반대의 견해다. 과학적 지식이 그다지 많지 않은 나로서는 지은이가 아주 상세하게 전해주는 이야기들이 그저 신기할 따름이다.

지은이의 부인이 그린 다양한 그림, 많은 도표와 그래프, 그리고 어릴적 누구나 한 번쯤은 접해 봤을 법한 ‘걸리버 이야기’에 등장하는 소인국과 거인국의 이야기 등. 지은이는 자신의 주장을 설명하기 위하여 작은 책 안에 많은 것을 담기 위하여 수고를 아끼지 않았다. 마치 선생님이 초등학생 아이들에게 자연에 대해서 이야기 하듯이 아주 친절하게 설명을 하고 있다. 특히 걸리버 이야기에서 소인국과 거인국을 대비하며 설명하는 부분은 이 책을 이해하는데 많은 도움이 되었다.

지은이의 그와 같은 노력에도 불구하고 책에 담긴 모든 내용들이 쉬운 것만은 아니었다. 전문적인 용어라든지 일정한 과학적 지식을 배경으로 하는 것들은 특히 과학에 대해 문외한이 나에게 있어서는 조금 벅찬 느낌도 없지 않아 있었다.

언제나 궁금하게 생각해 온 크기가 인류에게 어떠한 영향을 미칠 것인가에 대한 의문에 대해 조금이나마 이해를 할 수 있는 시간을 가지게 된 것 같다. 크기라는 주제 하나만을 가지고 이렇게 책으로 엮어 낼 수 있다는 지은이의 해박한 지식에 그저 탄복할 따름이다.