언제부터 감각을 느낄 수 있었고 고통을 느낄 수 있었을까?
생명의 기원과 진화론
지구상의 모든 생명체의 조상은 단세포 생물이다. 약 35억 년 전 만들어진 세포가 진화의 과정을 밟아 현재의 생명체들이 되었다. 그렇다면 그 단세포 생물은 어떻게 생겨났을까? 그에 대해서는 여러 가설이 있다. 현재는 오퍼 린이 제창한 코아세르베이트 설니 유력시되고 있다. 원시의 바다에 자연적으로 존재하게 된 전하를 띄는 유기물들이 물 분자를 잡아당겨 막에 싸이면서, 원시 형태의 세포가 생겨났다고 본다. 그렇게 생겨난 세포는 바다의 유기물을 이용해 살아갔다. 그러다가 유기물이 줄어 광합성을 할 수 있는 세포가 출현한다. 광합성을 통해 산소가 만들어지고 그 산소는 오존층을 형성하여 생명체들이 진화의 과정 속에서 육상으로 나올 수 있게 하였다.(참고 자료 1) 그렇다면 언제부터 생명체는 감각을 느끼기 시작했을까?
원시 형태의 감각
동물에게는 통각, 압력, 맛, 시력, 온도라는 감각을 전달하는 이온채널인 TRP(Transient receptor potential) 채널이 존재한다. 이 이온 채널을 만들어 내는 유전자는 놀랍게도 동정 편모충류(choanoflagellates)에게서도 발견된다. 단세포로 추정되는 공통 조상으로부터 동정 편모충류와 동물이 분화되었다. 그 시기는 정확히 알 수 없지만 6억 년 전인 선캄브리아기(Precambrian)로 추정된다. 당시 생명체에게는 신경계(nervous system)가 없었다. 그럼에도 불구하고 TRP 채널을 신경 전달(neural transmission)과 신경 흥분성(neuronal excitability)에 이용한 것이다. 이 연구들을 통해서 신경계가 생겨나기도 전에, 동물로 분화가 되기도 전에, 생명체는 일종의 감각을 느낄 수 있었다는 것을 유추할 수 있다. (참고 자료 2)
통각 수용기(Nociceptors)는 언제부터 존재했을까?
통각 수용기는 5억 5천8백만 년 전 분화된 후구동물과 선구동물 모두에게서 발견된다. 즉, 선구동물과 후 구 동물의 공통 조상으로부터 통각수용기가 전해져 내려온 것을 유추할 수 있다. 결론적으로 통각 수용기는 적어도 5억 5천8백만 년 전 만들어져 현재까지 이어져온 고대의 감각이라고 할 수 있다.
생명체가 고통을 느끼는 이유
어느 누구도 고통을 느끼고 싶어 하지는 않는다. 그러나 고통은 생명체에게 중요한 감각으로서 진화해왔다. 감각이 있어야 지만 위협으로 피할 수 있기 때문이다. 고통이 있어야 지만 위협으로부터 자신을 보호할 수 있기 때문이다. 실제로 고통을 느끼지 못하는 유전병인 CIPA(선천성 무통각증 및 무한증(Congenital Insensitivity to Pain with Anhidrosis)환자가 있다. 두뇌로 감각을 전달하는 신경 세포가 유전자의 변이로 생성되지 않아 발생한다. 이런 경우 환자는 통증, 더위, 추위를 느낄 수 없다. 더위를 느껴야 지만 우리 몸은 땀을 배출하여 체온을 낮춘다. 그러나 CIPA 환자의 경우 더위를 느끼지 못해 체온을 낮추지 못하여 고열로 어린 나이에 사망하기 일쑤다. 뿐만 아니라 겨울에는 동상의 위험이 있다. CIPA 환자인 한 어린이는 고통을 느끼지 못해, 눈을 계속 비벼서 실명했다. 또 다른 환자는 허리가 삐고도 몰라 허리디스크 수술을 받고, 그 뒤 철심이 부러졌는데도 고통을 느끼지 못해 대수술을 받기도 했다. (이 예시들은 위 서프라이즈 유튜브 채널에서 자세히 볼 수 있다.) 결론적으로 고통을 느끼고 감각을 느끼는 것은 생명체가 살아가는데 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있다. 그렇기에 단세포의 조상도 감각을 느끼기 시작한 것이 아닐까? 수억 년 동안 발달 시켜온 감각, 고통을 느끼는 존재를 우리는 지금 어떻게 대하고 있는지 생각해 보아야 한다. 아직까지 동물이 고통을 느끼냐 느끼지 않냐를 토론하기에는 현대 과학이 너무나도 발전했다. 마지막은 인용 문구로 글을 마친다.
“통각 수용기는 또한 포유동물이 아닌 척추동물에게도 발견된다. 예를 들어 새, 파충류, 양서류, 어류. 심지어 박테리아(세균)도 위협이 되는 자극에 반응한다. 그러나 식별할 수 있는 신경 체계를 가진 동물만이 집중적으로 통각 정보를 공정(프로세스) 할 수 있다고 제안되고 있다.”
Nociceptors are also found in most groups of non-mammalian vertebrates, e.g., birds, reptiles, amphibians, and fish. Even bacteria can react to damaging stimuli (71, 142); however, it has been suggested that only animals with a discernible nervous system can centrally process nociceptive information (136).
-Comparative Physiology of Nociception and Pain (Lynne U. Sneddon, 12 DEC 2017)
참고자료 1: 위키피디아_식물의 진화( https://ko.wikipedia.org/wiki/식물의_진화 )
참고자료2: Nociception (W. DanielTraceyJr., 20 feb 2017) [ https://www.cell.com/current-biology/pdf/S0960-9822(17)30069-6.pdf ]
참고자료3: 600million 전 선캄브리아기 동정편모충류와 동물의 분화가 이루어진 것. 위키피디아 Choanoflagellate [https://en.wikipedia.org/wiki/Choanoflagellate]
참고자료4: 선구동물과 후구동물의 분화가 558million년 전 이루어짐위키피디아Deuterostome [ https://en.wikipedia.org/wiki/Deuterostome ]
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