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[통합과학 교과서] 아이템을 모아라!

관련단원 통합과학 2-1 | 세포와 생명 시스템

“아이템이요?”


“그래, 이 새는 미션을 해결하고 얻은 아이템이야.”


레게머리 아저씨는 새의 등을 쓰다듬었어요. 그러자 큰 새는 할 일을 다했다는 듯, 길게 한 번 울고는 날아가 버렸어요.


“뒤죽박죽이 된 게임을 정상적인 상태로 돌려놓으려면 아이템을 모아야 해. 그 수밖에 없어.”

 

 

[스토리 따라잡기] 세 가지 아이템을 모아야 한다고?

 

“너희들도 겪어서 알겠지만, 이 게임에서는 문제를 해결하고 다음 단계로 넘어갈 때마다 시간과 공간이 자기 맘대로 달라져 버려.”


채윤이가 이해했다는 듯이 고개를 끄덕였어요.


“맞아요. 처음에는 빅뱅이 시작될 때의 우주로 갔어요. 그러더니 얼마 전에는 우리가 야구공 위에 올라설 수 있을 정도로 작아졌죠.”


“시간과 공간은 지금도 마음대로 움직이고 있단다. 저길 보렴.”


그러고 보니 수호와 채윤이를 둘러싼 공간이 또다시 바뀌고 있었어요. 채윤이 옆의 공간이 출렁이며 다른 차원으로 가는 입구가 생겼죠. 그곳에는 화산의 모습은 온데간데없고, 대신 광활한 바다와 메마른 해안이 펼쳐져 있었어요. 수호가 말했어요.


“여긴 와본 곳 같은데…, 아! ‘대기의 탄생’을 설명할 때 들렀던 원시 바다네. 여길 왜 또 온 거지?”


“이미 와봤다니 잘됐구나. 이 게임을 정상으로 돌려놓으려면 시간, 공간, 그리고 크기를 조종할 수 있는 세 개의 아이템을 모아야 한단다. 그래야만 이 게임을 해결하고 탈출할 수 있지.”


그때 토끼말이 깡충깡충 뛰어오더니 수호의 바지를 잡아당기며 말했어요.


“시간이 없다! 다음 수수께끼를 풀어야 할 차례야!”

 

[미션 카드]

진핵 세포는 어떻게 진화했을까?

 

 

[통합과학 개념 이해하기] 세포끼리 공생을 한다?

 

지구가 만들어지고 처음으로 나타난 생명체는 ‘원핵생물’이에요. 원핵생물은 핵을 포함해 세포 내부에 막으로 둘러싸인 기관이 없는 생물이에요. 우리가 아는 세균이 여기에 속하죠. 핵막이 없어 DNA가 세포 안을 둥둥 떠다닌답니다. 칸막이가 없어서 양말과 속옷이 여기저기 뒤섞인 서랍을 상상하면 될 거예요.

 

세포 내 공생설을 주장한 미국의 생물학자 린 마굴리스(1938~2011).

 

 

이후 원핵생물에서 진화하여 막을 갖춘 세포소기관을 가진 생물이 등장했어요. 바로 진핵생물이에요. 여러 칸으로 나뉘어 가지런히 정리된 서랍처럼, 세포 내의 공간이 깔끔하게 구분되어 있죠. 소나무, 호랑이, 사람에 이르는 모든 동물과 식물은 진핵생물이랍니다. 그러면 진핵생물은 어떻게 원핵생물에서 진화했을까요?

 

1967년, 미국의 생물학자 린 마굴리스는 ‘원핵생물들이 서로 합쳐져 공생하면서 진핵생물로 진화했다’는 ‘세포 내 공생설’을 제안했어요. 커다란 원핵생물이 작은 원핵생물을 잡아먹었는데, 세포 속에서 소화가 되지 않고 남아서 미토콘드리아나 엽록체가 되어 함께 살기 시작했다는 거예요. 처음에 많은 과학자들이 이 가설을 믿지 않았지만, 세포 내 공생설을 뒷받침하는 증거들이 속속 발견되면서 현재는 정설로 인정되고 있답니다.

 

 

 

 

[통합과학 넓히기] 비상! 세계는 바이러스와 끝없는 전쟁 중!

 

지난 5월 21일, 인도 남부지역에서 신종전염병인 ‘니파바이러스’에 감염되어 10명이 넘는 사람들이 목숨을 잃었어요. 니파바이러스는 세계보건기구(WHO)가 선정한 ‘인류를 위협할 8가지 전염병’ 중 하나로, 과일박쥐가 옮긴다고 알려졌지요. 이뿐만 아니라 최근 중앙아프리카의 콩고민주공화국에서는 치명적인 ‘에볼라바이러스’가 다시 유행하면서 많은 사람이 불안에 떨고 있어요. 과연 바이러스가 무엇이기에 이렇게 많은 사람의 생명을 위협하는 것일까요?

 

나무에 앉아 한가롭게 바나나를 먹고 있는 과일박쥐. 과일박쥐는 니파와 에볼라바이러스 등 많은 신종 바이러스를 인간에게 전파하는 숙주로 알려져 있다.

 

 

많은 병은 원핵생물인 세균에 의해 발생해요. 그런데 바이러스는 세균과는 전혀 다른 존재예요. 우선 바이러스의 크기는 세균의 1000배 정도로 작아서, 일반적인 광학 현미경으로는 보이지 않는답니다. 가장 큰 차이는 생명체인 세균과 달리, 바이러스는 생물과 무생물의 중간에 있다는 점이에요.

 

바이러스는 막대나 공 모양의 매우 작은 단백질 막 안에 유전자가 담겨 있는 구조예요. 원시적인 생명체와 닮았지만, 혼자서는 자라지 못하고 다른 생명체에 들어가야만 증식할 수 있죠. 몸속으로 들어온 바이러스는 우리 몸의 세포에 자신들의 유전자를 집어넣어요. 그 유전자들이 세포 속에서 자신과 똑같은 모습의 바이러스를 복제하면서 바이러스의 수를 늘리는 거예요. 이 과정에서 세포가 죽어버리면서 병이 발생하게 돼요.

 

2016년 세계보건기구(WHO)가 선정한 ‘인류를 위협할 8가지 전염병’ 지도. 이 지도는 전염병이 유행한 지역을 보여 준다.

 

 

바이러스는 감기부터 독감, 에이즈, 에볼라에 이르는 다양한 종류의 병을 일으켜요. 그래서 과학자들은 바이러스를 예방하기 위해 백신을 만들죠. 그런데 바이러스는 자신의 유전자를 복제하는 과정에서 돌연변이를 자주 일으켜요. 새로운 돌연변이가 생기면 그에 맞는 백신을 새로 만들어야 해요. 이전에 만들어놓은 백신은 사용할 수 없지요. 우리가 매년 독감 예방접종을 해야 하는 이유도 바로 이 때문이랍니다.
 

 

스토리

 

토끼의 미션을 해결한 채윤과 수호는 아저씨에게 다시 질문을 던졌어요.


“계속 미션을 해결하면 시간과 공간과 크기를 조종할 수 있는 세 가지의 아이템을 모을 수 있다는 거죠? 그것들은 어떻게 생겼나요?”

 

“각각 조그맣고 동그란 원판 모양이야. 세 가지 색깔로 만들어져 있지.”


마치 준비한 듯 즉각 나오는 대답에 수호는 다시 의심이 들었어요.


“아니, 어떻게 이 게임에 대해서 그렇게 속속들이 알고 있나요? 아저씨는 도대체 누구죠?”


그 말에 아저씨가 고개를 들어 수호의 눈을 바라보았어요. 잠깐의 정적 후, 아저씨가 마침내 입을 열었죠.

 

“나는…, 이 게임을 만든 사람이야.”

 

 

[개념 퀴즈] 

세포 내부가 막으로 구분된 기관을 가지고 있는 생물을 원핵생물이라 한다. ( O , X )

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2018년 12호 어린이과학동아 정보

  • 이창욱 기자·changwooklee@donga.com
  • 기타

    [일러스트] 정용환

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