생명과학 II(1)
생명과학사 ① - 세포 및 생리를 중심으로
혈액 순환의 원리 - 1628.
하비는 당시 주류였던 갈레노스의 이론을 반박하고 혈액 순환의 원리를 제시한다. 즉, 생물학의 과학혁명을 이루었다. 갈레노스의 이론에 따르면 혈액은 간에서 만들어져 사지로 퍼지며 소멸한다. 그러나 하비가 이 이론에 따라 계산했을 때 인간의 몸에서 약 1800L의 혈액이 만들어진다는 결과가 나왔고, 음식을 통해 이 양을 충당하는 것은 불가능하다며 모순을 보인다. 이러한 결과와 함께 자신의 스승인 파브리키우스가 발견한 판막의 존재를 떠올리며 갈레노스의 이론과 달리 혈액이 몸을 순환한다는 혈액순환론을 주장한다. 그러나 당시 이러한 하비의 이론은 받아들여지지 않았으며, 파브리키우스에게조차 많은 비난을 받았다고 한다.
하비는 혈액 순환의 원리를 입증하기 위해 여러 실험을 하였다. 이러한 실험적 연구는 근대 생명과학을 발전시키는 계기가 되었다.
세포의 발견 - 1665.
로버트 훅은 코르크가 물에 잘뜨는 원리를 밝혀내기 위해 자신이 만든 현미경으로 얇게 자른 코르크를 관찰하였다. 이를 통해 코르크에는 수많은 작은 벌집 모양의 구조가 배열되어 있음을 발견한다. 훅은 이를 수도승이 살던 작은 방에 비유하여 Cell이라고 명명하였다. 로버트 훅이 관찰한 것은 코르크의 세포벽이었으며, 로버트 훅이 현미경을 발명한 것은 아니다.
세포설의 등장과 확립 - 1838. ~ 1839.
식물세포설 - 1838.
슐라이덴은 다양한 식물의 식물체 각 부위를 현미경으로 관찰한 뒤 식물체가 세포로 이루어져 있다고 주장했다.
동물세포설 - 1839.
슈반은 슐라이덴이 식물세포설을 발표한 이듬해에 동물체 또한 식물체와 마찬가지로 세포로 이루어져 있다고 주장했다.
세포설 - 1855.
추후 세포에 관한 다양한 연구가 진행되며, 피르호는 모든 세포는 세포로부터 생성된다며, 세포설을 주장했다. 다음은 피르호가 주장한 세포설이다.
- 모든 생물은 하나 이상의 세포로 이루어져 있다.
- 세포는 생물을 이루는 기본 단위이다.
- 세포는 이미 존재하는 세포로부터 나온다.
현재는 세포의 특성에 대해 다음과 같이 설명한다.
- 알려진 모든 생물은 세포로 이루어져 있다.
- 생물은 세포의 구조적, 기능적 단위이다.
- 모든 세포는 이미 존재하는 세포로부터 나온다.
- 세포에는 세포 분열 과정에서 세포에서 세포로 전달되는 유전 정보가 존재한다.
- 모든 세포의 기본적인 화학 조성은 같다.
- 세포에는 에너지 흐름이 있다. 즉, 세포에서는 물질 대사가 일어난다.
세포소기관의 발견 - 1800년대 말
현미경 제작 기술과 세포 염색 기술이 발달함에 따라 미토콘드리아, 엽록체, 중심체, 소포체, 골지체 등의 세포 소기관과 염색체 등의 세포 내 구조물이 발견되었다.
캘빈 회로 규명 - 1948.
캘빈과 벤슨은 방사선 동위원소인 \( ^{14} \mathrm{C} \)와 크로마토그래피를 이용하여 이산화탄소로부터 포도당이 합성되는 경로를 밝혔다. 자세한 내용은 추후 광합성에 관하여 다룰 때 같이 언급하고자 한다.
신경 흥분 전도 연구 - 1950년대
호지킨과 헉슬리는 이온의 막투과에 따른 활동전위의 발생을 규명하였다. 이들은 오징어의 거대 축삭돌기를 이용해 신경 흥분이 어떻게 전도되는지, 흥분 상태 및 안정 상태에서의 전위차 등을 연구하여 신경생리학 발달에 큰 영향을 키쳤다.
호르몬의 작용 과정 - 1960년대
서덜랜드는 표적 세포에서 호르몬의 작용 과정을 밝혀내었다. 이 과정이 밝혀지기 이전부터 수많은 과학자 및 의사는 호르몬으로 인해 발생하는 다양한 질병이 있음을 인지하고 있었다. 그렇기에 수많은 학자들이 오랜 기간 연구를 했으나 이 작용기작에 대해서 밝혀지지 않았다. 서덜랜드는 cAMP를 발견하며 이 문제를 해결하였고, 이 공로로 노벨 생리의학상을 수상한다.
과학에서 진실이란 더 나은 진리로 향해 가는 길을 열어주는 가설이라고 보아야 한다.
-로렌츠