과학도서 - `미생물의 발견과 파스퇴르’를 읽고 파스퇴르

‘미생물의 발견과 파스퇴르’를 읽고
에이즈(ＡＩＤＳ) 는 20세기 현대인들이 가장 두려워하는 질병이다 .그런데 이 질병의 원인이 무엇인지 아무도 모르던 80년대 중반에 에이즈를 옮기는 바이러스를 발견, 최초로 세상에 알린 곳은 프랑스의 파스퇴르 연구소였다. 파스퇴르가 66살이 되던 해인 1888년 설립된 이 연구소는 무 서운 전염병인 광견병의 예방법을 발견한 파스퇴르의 업적을 기념해 창설되었고 현재는 18개의 연구소가 프랑스뿐 아니라 각 나라에 설립되어 있다. 근대의학의 창시자였던 파스퇴르의 명성은 이렇게 현대에 이르기까지 계속되고 있다.
경건한 믿음의 소유자이면서 인류의 질병 예방과 치료에 역 사상 가 장 뛰어난 공헌을 남긴 미생물학자 루이 파스퇴르(1822∼1895 )는 프랑스 동쪽의 작은 도시 도르시에서 태어났다. 나폴레옹 군대의 직업군인으로 오랫동안 일하다 퇴역한 뒤 가죽공장에서 일하던 그의 아버지는 애…(생략)

라는 원소를 발견하여 유명해진 화학자 안토니 바라드 교수의 조수가 되었다. 이때 수학과 화학에 흥미를 보이기 시작한 파스퇴르는 젊은 나이에 이학 박사가 되었으며,시골 중학교 교사를 거쳐 스트라스부르대학 화학과 조교수가 되었다. 더욱이 그곳에서 파스퇴르는 끈질긴 구혼 끝에 대학 총장의 딸인 마리 로랑과 결혼하는 행운도 얻었다. 로랑은 그후 줄곧 파스퇴르의 연구를 힘 닿는데까지 돕고 조수의 역할도 감당한 훌륭한 내조자였다. 그렇지만 파스퇴르는 결혼식 날, 주례 목사님이 예식을 알리는데도 실험 실에 쳐박혀 진행 중인 실험을 유유히 마치고는 친구 샤피가 재촉을 하고 서야 식장에 나타날 만큼 이미 이때부터 과학자로서 독특한 에피소드를 남 긴다. 이때는 그가 27살 되던 해 5월이었다.
생활이 안정되면서 파스퇴르의 연구는 본격화되기 시작했다. 파스퇴르는 1854년 리우에 새로 세워진 이과 대학의 교수로 자리를 옮겼다. 리우 지방에는 포도주 제조 공장이 있었는데,이곳은 그의 연구에 커다란 계기가 마련된 곳이었다. 『파스퇴르 교수님, 포도주가 자꾸 신맛이 나곤 하는데 무슨 해결 방법이 없을까요』 포도주 제조업자는 파스퇴르에게 연구를 부탁하였다. 『포도주가 시는 이유는 무엇일까.우유가 시는 것도 포도주와 같은 이유 일까.혹시 현미경으로 보이는 이 작은 미생물들 때문은 아닐까』 파스퇴르의 이러한 착상은 그 당시로서는 놀라운 것이었다
지금은,효모라고 불리는 미생물이 적용해서 포도주나 맥주와 같은 발효주들이 만들어진다는 것이 널리 알려져 있지만 17세기까지만 하더라도 미생물은 존재조차 알려지지 않고 있었다. 심지어 벨기에의 헬몬트(1577∼1644)라는 과학자는 쥐처럼 큰 동물도 우연히 발생할 수 있다고 주장했다. 『젖은 셔츠와 밀알을 항아리 속에다 넣 어두었더니 셔츠에서 생기는 습기때문에 밀에서 쥐가 생겨났다.작은 생물 들도 조건만 된다면 자연적으로 우연히 생겨날 수 있다』 밀을 먹으려고 항아리 속으로 쥐가 들어가서 발생한 우스꽝스러운 일이 었지만 당시에는 모든 사람들에게 자연스럽게 받아들여진 생각들이었다. 17세기 중반을 넘어서면서 이 이론은 허황된 것이라는 증거가 하나 둘 나타났다. 그 이후,파스퇴르는 이와 같은 자연발생설을 결정적으로 뒤엎어버리게 된다. 파스퇴르는 미생물이 맥주나 포도주를 상하게 하고 동물이나 사람에 게 병을 일으킨다는 것을 밝혀냈다. 뿐만 아니라 맥주나 포도주가 되게 하 는 미생물과,포도주를 시게 만드는 미생물이 서로 다르다는 것도 증명했다. 포도주를 시게 만든 것은 젖산이라는 물질 때문인데,이것은 탄수화물이라는 영양소에 젖산균이 작용해서 만든 것이다.술의 신 맛이나 부패된 빵의 신 맛도 모두 젖산 때문이고 김치의 신 맛이나 요구르트의 신 맛등도 모두 젖산에 의한 것이다. 파스퇴르는 이들 신맛을 일으키는 미생물의 번식을 막으면 부패 현상을 막을 수 있을 것이라고 생각했다. 그는 포도주를 끓여서 미생물의 번식을 막고 다른 포도주는 그대로 저장한 후 여러 달이 지난 후 맛을 비교해보았다.그랬더니 끓여서 저장한 포도주는 신 맛이 훨신 덜하게 되었다.신 맛을 일으키는 미생물이 죽었기 때문이었다. 이것이 바로 저온살균법인 파스퇴르 살균법의 시작이다. 그런데 17세기 말 부정되는 듯하던 생물의 자연발생설이, 어찌된 일인지 18세기가 되면서 다시 고개를 들기 시작했다. 당시 종교지도자들은 생물의 자연발생설을 옹 호했으며 심지어 영국의 성직자였던 존 니덤(1713∼1781)은 노골적으로 미생물이 자연 발생한다고 주장했다. 1745년 발표된 그의 논문은 많은 소동을 일으켰다. 『염소고기를 삶은 즙을 플라스크에 넣고 공기 중에 있는 미생물들이 못 들어가게 마개를 닫았다.그리고 가열한후 며칠을 두니 플라스크 안에 온통 미생물이 번식하였 다. 생명은 분명히 자연발생한다』 여기에는 종교지도자들도 합세하였다. 그 이후 아무런 결론도 나지 않은채 1백년이 지나고 말았다. 미생물을 연구하던 파스퇴르는 이 일에 큰 의문이 생겼다. 『성경에 보면 분명히 하나님께서 6일 동안에 모든 세계와 생물들을 창조하시고 7일 째는 쉬셨다고 말씀하셨는데, 지금도 만일 생명이 자연발생한다면 성경의 말씀과 모순되는 것이 아닌가! 어떻게 종교지도 자들까지도 자연발생설을 믿는 것일까?』 그리스도인인 그는 이것을 믿을 수가 없었다.『자연 발생설은 성경의 내용과는 맞지를 않아 이것을 밝히는 작업이 하나님께서 내게 원하시는 일인지도 모른다』 그의 유명한 실험은 이렇게 시작되었다. 그는 목이 긴 유리그릇을 만들어 Ｓ자형으로 구부렸다.이것은 백조의 목처럼 생겨서 백조목 플라스크라고 하였다. 여기다 즙을 넣고 가열한 후, 그릇의 마개를 닫지 않고 공기중에 방치하였다.다만,목을 구부려 놓았기 때문에 미생물들이 안으로 들어갈 수가 없을 것이라고 그는 생각했다. 이 생각은 들어맞았다.공기 중에 떠돌아다니던 미생물은 구부러진 목에 걸려서 유리 그릇 안으로는 들어갈 수가 없었으며 그릇 안의 즙에는 아무런 변화도 생기지 않았다. 그러나 목을 잘라 버리니 즙은 수 시간 내에 금방 썩어버렸다. 이번에는 솜에다가 공기를 불어넣어서 관찰해보니 솜에 곧 미생물들이 번식하였다.그런데,이것을 즙에 넣어 보았더니 마찬가지로 금방 부패하는 것이었다. 솜을 가열한 다음 넣어보았더니 즙은 다시 상하지 않았다. 이 유명한 실험은 이렇게 끝났다. 이 실험으로 생물의 자연발생설은 완전히 부정되었으며 생물은 생물로부터만 발생한다는 생물발생설이 정식으로 인정받게 되었다.
지금은 어느 누구도 미생물이 자연발생한다고 믿지 않는다. 오히려 미생물들은 큰 동물들 못지 않게 복잡한 구조를 가진 생물 들임이 밝혀지고 있다. 사람의 몸안에서도 사는 대장균은 길게 늘어 놓을 경우 1㎜가 되는 유전정보를 몸 안에 가지고 있다.그러나 실제 대장균의 길이는 그보다 1천분 의 1밖에 되지 않을 정도로 매우 작은 미생물이다. 이들 1㎜ 길이의 유전 정보의 명령을 따라서 대장균은 자그마치 2 천8백종류나 되는 단백질을 몇 초만에 만들 수 있다. 그렇다면 눈에도 보이지 않는 이 작은 미생물은 어떻게 그렇게 정교한 단백질을 만들 수 있을까? 정말로 오랜 시간에 걸쳐서 우연히 진화하여서 그렇게 된 것일까? 오늘날 과학이 발달하였다고 하지만 이 작은 미생물이 만드는 단백 질 하나도 생물학자들은 실험실에서 만들어내지 못한다. 진화론이 맞는다면 하찮은 대장균이 만들어내는 단백질 한 개쯤은 가장 진화되었다는 사람들이 쉽게 만들 수 있어야 하지 않을까? 도대체 이 모든 것을 가능하게 하신 분은 누구일까? 『지혜로 하늘을 지으신 이에게 감사하라 그 인자하심이 영원함이로 다』(시편 136:5) 파스퇴르는 이 사실을 잘 아는 과학자였다.
다만 부정되는 듯하던 생명의 자연발생설이 20세기 들어와서,그래도 생물은 자연발생되었다고 생각한 소련의 생화학자 오파린의 화학진화설에 의하여 다시 고개를 든 것은 참으로 안타까운 일이 아닐 수 없다. 『또한 저희가 마음에 하나님 두기를 싫어하매 하나님께서 그 상실 한 마음대로 내어버려두사 합당치 못한 일을 하게 하셨으니』(롬 1 :28) 사람이 마음에 하나님 두기를 싫어할때 생명이 어디로부터 왔는가 생각해 낼 수 있는 이론이 진화론뿐이라는 것은 명약관화한 사실이다. 이렇게 생명은 생명으로부터만 가능하다는 유명한 생물속생설을 증명한 파스퇴르 이지만 그의 업적은 여기서 그치지 않는다. 마마 또는 두창이라고 부르는 천연두는 천연두 바이러스에 의하여 일어나는 무서운 전염병이다. 수 년전 세계의 의학자들은 이 병이 지구상에서 완전히 사라져버린 질병이라고 선언하였다. 이것은 에드워드 제너(1749∼1823)라는 영국의 한 의사가 발견한 예방접종에 의하여 우리 몸에 이 질병을 이길 수 있는 면역이라는 것이 생겼기 때문이다.예방주사를 맞으면 가벼운 병에 먼저 걸리게 되어 우리 몸에 그 병에 대한 저항력이 생겨나게 된다. 그런데 천연두뿐 아니라 다른 전염병에도 이와같은 예방접종을 하면 질병을 예방할 수 있다는 것을 밝혀낸 사 람이 바로 파스퇴르이다. 백신이나 예방접종이라는 말을 처음 사용하기 시작한 것도 바로 파스퇴 르였다. 예방주사가 아니었다면 지금도 우리 인류는 여러 가지 전염병으로 커다란 고통을 당하고 있을 것이다. 물론 파스퇴르의 이와 같은 명성은 쉽게 얻어진 것은 아니었다. 그가 가축들에 유행하던 무서운 탄저병에 대한 백신을 개발하였을 때 그 당시 많은 의사들과 수의사들은 그가 만든 백신을 믿지 않았다. 『의사도 아닌 파스퇴르가 조금 유명해졌다고 마치 예방주사로 모든 전염병을 물리칠 수 있는 것처럼 고집하다니 믿을 수가 없어』
주로 면양과 소 말 등의 초식동물들에 많이 발생하는 탄저병은 다 리가 몹시 약해져서 무리를 따라다니지 못하게 되고 비틀거리다가 갑자기 죽어 버리는 병이었다. 『탄저병은 이 병에 걸려 죽은 동물에서 살던 세균이 벌 래 등을 통하여 주위의 풀들을 오염시켜서 이 풀을 먹는 다른 동물들이 전염되는 것입니다. 『파스퇴르의 주장은 엉터리야.이번에야말로 우리들이 파스퇴르의 코를 납작하게 만듭시다』 파스퇴르의 업적을 시기하던 많은 과학자들은 그가 개발하였다는 백 신을 믿지 않았다. 오히려 이번 기회야말로 파스퇴르의 명성에 큰 상처를 입힐 수 있는 기회라고 생각했다.
1881년 5월5일,파스퇴르는 연구와 실험뿐아니라 오해와 시기 그리고 남들이 알아주지 않는 삼중고의 상황 하에서 마침내 과학사에 있어서 유명한 공개실험을 시작하였다. 참으로 이 실험은 파스퇴르 개인의 자존심과 명예가 걸린 실험이었다. 『하나님은 가장 가난한 사람들도 경제적 어려움이 없이 건강의 혜택을 누릴 수 있는 방법으로 우리를 돌보십니다. 예방접종이야말로 바로 그런 것입니다』 『내 형제 중 지극히 작은 자 하나에게 한 것이 곧 내게 한 것이라』(마25:40) 그는 이미 실험실에서 확인하였던 이 실험이 반드시 성공하여서 많은 사람들의 오해를 풀고,큰 경제적 부담없이 사람과 동물들에게 이 방법이 널리 보급되기를 기대하였다. 실험에 사용된 면양은 모두 60마리였다. 이중에 10마리는 그대로 두고, 나머지 50마리의 면양을 각각 25마리씩 나누어 두 무리로 분류하였다.파스퇴르와 그의 조수들은 25마리를 다른 무리와 구별하기 위하여 한쪽 귀 에 구멍을 뚫고 이들 면양에게만 탄저병 백신을 주사하였다. 그런 다음 50마리의 면양을 함께 목장에 풀어주었다. 2주일 후에 보니 접종을 받은 면양들은 가벼운 병을 앓았지만 모 두 회복되었다. 5월17일, 파스퇴르와 조수들은 백신을 한번 더 접종 하였다.그리고는 면양들이 또 한번 가벼운 병에 걸린 다음 회복되는 그달 말까지 그대로 내버려두었다. 2주일 후인 5월31일, 파스퇴르 일행은 다시 목장으로 갔다. 그러나 이번에는 50마리의 면양들 모두에게 탄저병을 일으키는 맹독의 배양균을 오른쪽 넓적다리에 주사하였다. 『이제 6월2일이 되면 아무런 접종을 받지않았던 면양들은 모두 죽을 것이지만, 먼저 예방접종을 받았던 면양들은 한마리도 죽지 않을 것입니다』 파스퇴르는 모인 사람들에게 이렇게 장담하였다.
그날의 결과는 파스퇴르가 예언한 그대로였다. 목장에는 22마리의 면양들이 나란히 죽어 있었으며,그 옆에는 2마리의 면양들이 괴로운 숨을 몰아쉬고 있었다. 그런데 그들도 한시간이 채 가기 전에 숨을 거두었고,나머지 한 마리도 결국 그날을 못 넘기고 죽고 말았다. 그러나 접종을 받은 면양들은 모두 살아서 유유히 풀을 뜯고 있었다. 그후 2년동안 약 10만마리의 동물이 접종을 받게 되었다.이 중 탄저병으로 죽은 동물은 단지 6백50마리에 불과 했는데,이것은 접종이 있기 이전에 10만 마리당 약 9천마리가 이 병으로 죽었던 것에 비하면 엄청난 변화였다.
이 실험을 통하여 예방접종의 효험이 일반인들에게 알려지게 되었고 ,사람과 동물을 전염병으로부터 보호하기 위한 백신의 개발이 점점 더 확산되기 시작하였다. 그의 여러 업적을 제외하고,오직 이 한가지 사실만으로도 파스퇴르는 분명 인류에게 크게 기여한 위대한 과학자일 것이다. 그러나 파스 퇴르에 대하여 우리들이 지나쳐서는 안될 가장 중요한 사실이 하나 더 남아있다. 그것은 바로 그의 겸손한 믿음이다. 파스퇴르는 한때 「곤충기」를 써서 유명한 파브르와 사귐을 가진 적이있다. 파스퇴르는 파브르보다 한살이 위였다. 『파브르 선생, 누에에 생기는 이 반점은 원인이 무엇일까요.곤충에 대하여 누구보다도 애정이 많으신 파브르 선생께 조언을 구합니다』 『질병의 치료에 관하여 파스퇴르 박사만큼 유명하신 분이 누가 또 있습니까.큰 도움을 못 드려 죄송합니다. 하지만 지극히 작은 일에 충성하라고하신 예수님 말씀처럼 우리 두사람이 작디 작은 미생물과 곤충을 그냥 지나치지않고 사랑하고 관심을 갖게 되었다는 것이 참으로 우연은 아닌 것같습니다.저는 요즈음 교회에서 과학 강좌를 열 고 있지요. 하나님이 창조하신 아름다운 창조 세계에 대하여 많은 사 람들이 큰 은혜를 받곤 한답니 다』 군인이었던 아버지의 끈기를 이어받은 파스퇴르는 정말로 집념의 과학자였다. 『의지, 일하는 것, 그리고 기다림은 사전에서 제일 중요한 단어이다 .이 세 낱말이야말로 내게 성공의 금자탑을 줄 세계의 초석이다』 그가 10대 초반에 썼다는 이 말은 그의 끈기가 어떠하였는가를 상징적으로 우리들에게 알려준다.
파스퇴르는 이렇게 나이가 들면서 믿음이 점점 깊어갔다고 알려지고 있다. 1888년, 개의 질병인 광견병의 예방과 치료법을 개발한 공로로 프랑스 정부에서 마련해준 「파스퇴르 연구소」의 초대 소장이 되어 디프테리아의 연구에 마지막 온 힘을 쏟던 그는,지병인 중풍이 악화되어 1895년 9월28일, 일흔 세살의 나이로 하늘 나라로 갔다. 하나님은 모든 인류의 건강과 병없는 사회를 위하여, 집념과 끈기로 온몸을 바친 이 경건한 믿음의 과학자 파스퇴르를 사용하신 것이다.