생존과 성장을 둘러싼 흥미진진하고도 기상천외한
32가지 생물학 이야기

* 궁금증 하나. “황제펭귄은 왜 한창 성장 중인 어린 펭귄이 어른 펭귄보다 몸집이 클까?” 혹독한 남극의 환경 때문이다. 펭귄들은 매서운 추위와 굶주림을 견디기 위해 몸에 지방을 축적해야 하는데, 성장 과정에 있는 새끼는 어른 펭귄보다 훨씬 많은 영양분과 지방이 필요하기 때문이다.
* 궁금증 둘. “쇠무릎과 식물 우슬은 왜 자신을 해치려 드는 천적 애벌레의 ‘성장’을 적극적으로 도울까?” 여기에는 우슬의 영리하고도 섬뜩한 속내가 있다. 즉, 우슬은 자기 잎에 애벌레의 성장을 촉진하는 성분을 지니고 있는데, 그 탓에 우슬의 잎을 뜯어먹은 애벌레는 탈피를 반복하다가 잎을 많이 축내지 않고 어른 벌레가 되어 날아간다.
* 궁금증 셋. “하마는 왜 ‘입 크기’로 승부를 가리는 독특하고도 정교한 규칙을 고안하고 발달시켰나?” 이는 수컷 하마들끼리 힘자랑하며 싸우다가 다치거나 죽는 하마가 많아져 무리 전체의 세력이 약해질 위험성을 줄이기 위해서다. 그렇게 되면 자칫 다른 하마들에게 영역을 빼앗길 수 있기 때문이다.

그 밖에도 이 책에는 성체가 되면 오히려 몸집이 작아지는 패러독스 개구리 이야기, 일정 기간 육아휴직을 내고 새끼들을 돌보는 우두머리 수컷 고릴라 이야기, ‘급한 성격의 씨앗’과 ‘느긋한 성격의 씨앗’을 동시에 키워 영리하게 살아남는 식물 도꼬마리 이야기 등이 소개되고, 포유동물 새끼가 귀여울 수밖에 없는 생물학적 원인, 개복치 부부가 한꺼번에 3억 개의 알을 낳아 그중 두 마리 정도만 성체로 키우는 이유, 시력이 뛰어나고 완벽한 본능을 가진 잠자리가 푸른색 천막 위에 알을 낳는 까닭 등 읽다 보면 시간 가는 줄 모르고 빠져드는 흥미롭고도 기상천외한 생물학 이야기로 빼곡하다.

식물학자. 시즈오카대학교 농학부 교수. 1968년 시즈오카현에서 태어나 오카야마대학교 대학원 농학 연구과에서 잡초생태학을 전공하고 농학 박사학위를 받았다. 학생들을 가르치고 연구하는 틈틈이 대중을 위한 저술과 강연에도 열정을 쏟고 있다. 풍부한 경험과 깊이 있는 연구가 어우러진 그의 글은 치열하면서도 아름다운 삶을 살아가는 식물의 세계에 흠뻑 빠져들게 한다. 주요 저서로 『세계사를 바꾼 13가지 식물』, 『생명 곁에 앉아 있는 죽음』, 『싸우는 식물』, 『재밌어서 밤새 읽는 식물학 이야기』, 『이토록 아름다운 약자들』 등이 있다. 이 책 『식물학 수업』에서는 저자의 전공 분야인 잡초의 생태에 대한 해박한 지식을 바탕으로 예측할 수 없는 자연계를 헤쳐 나가는 식물의 흥미로운 이야기를 만날 수 있다.

1장_ 황제펭귄은 왜 다 자란 새끼가 어른보다 몸집이 클까?

1. 황제펭귄은 왜 다 자란 새끼가 어른보다 몸집이 클까?
어른과 아이의 차이는? | 황제펭귄 새끼가 어른 펭귄보다 몸집이 클 수밖에 없는 생물학적 이유 | 성체가 되면 오히려 몸집이 작아지는 패러독스 개구리 | 생물이 어른이 된다는 것은 뭔가를 얻는 동시에 잃는 것

2. 쇠무릎이 천적 애벌레의 ‘성장’을 돕는 영리하고도 섬뜩한 속내는?
애벌레의 존재 가치는? | 애벌레일 때 먹는 먹이의 양이 장수풍뎅이의 몸집을 결정한다고? | 쇠무릎의 달콤하고도 치명적인 속삭임, “빨리 어른이 되렴!”

3. 어린 말미잘은 해파리처럼 헤엄쳐 다니는데, 어른 말미잘이 바위에 붙어 여생을 보내는 이유는?
어른과 아이가 역할을 분담하는 생물은 서로 다르게 생겼다? | 아기가 깜찍하게 귀여운 것은 ‘넓은 이마’ 때문이다?! | 포유동물 새끼가 귀여울 수밖에 없는 생물학적 이유

4. 집게벌레는 왜 새끼들이 자기 몸을 뜯어 먹는 동안 천적으로부터 새끼들을 보호하기 위해 싸우며 죽어갈까?
‘새끼를 지키고 돌보는’ 습성은 강한 생물에게만 주어진 특권이다? | 눈물겹고도 비극적인 모정을 보여주는 어미 집게벌레 | 어미의 체액을 빨아 마시며 생존해야 하는 애어리염낭거미의 기구한 운명 | 본능에 따라 행동하는 무척추동물 vs. 지능에 따라 행동하는 척추동물

5. 수컷과 암컷 개복치 두 마리가 한꺼번에 3억 개의 알을 낳아 그중 두 마리 정도만 성체로 키우는 까닭은?
개복치의 알이 모두 성체로 자라면 무슨 일이 일어날까? | 척추동물 중에서 최초로 본격적인 ‘육아’에 나선 동물은? | 포유동물이 육아를 선택한 것은 강해서가 아니라 살아남기 위해서라고?

2장_ 우두머리 수컷 고릴라는 왜 육아휴직을 내고 새끼들을 돌볼까?

6. 배우지 않고도 살 수 있는 곤충 새끼 vs. 배우지 않으면 아무것도 할 수 없는 포유동물 새끼
‘놀이’는 왜 포유동물에게 중요한 생존 수단일까? | 본능을 가장 고도로 발달시킨 생물종은?

7. 시력이 뛰어나고 본능이 발달한 잠자리는 왜 푸른색 천막 위에 알을 낳을까?
말벌이 먹이를 둥지로 가져가는 도중에 떨어뜨려도 찾지 않고 그대로 날아가는 생물학적 이유 | 포유동물이 발달시킨 ‘지능’의 치명적 함정

8. AI를 창조한 인간이 어느 시점부터 AI를 절대 이길 수 없는 이유는?
‘기계가 스스로 학습하는’ 딥 러닝 시스템으로 인간의 능력을 넘어서기 시작한 AI | 인간의 ‘경험’이 AI의 정보량을 넘어선다고? | 경험의 위대함과 명백한 한계

9. 먹잇감으로 잡아다 준 초식 동물과 노는 새끼 치타를 어미는 어떻게 교육해서 어엿한 육식 동물로 키울까?
포유동물 새끼에게 ‘놀이’가 생존과 직결되는 중요한 문제인 까닭 | ‘지능 전략’에 따라 살아가는 데 필요한 ‘최소한의 기술’을 열심히 가르치는 어미 포유동물

10. 수달 등의 포유동물은 왜 교육받지 못하면 살 수 없는 위험천만한 구조로 생명을 이어나가는 ‘지능 전략’을 채택했나?
동물원의 동물이 새끼를 돌보지 못하거나 버리는 이유는? | 포유동물은 왜 본능이라는 뛰어난 생존 시스템을 주요 전략으로 채택하지 않았을까? | 불변의 상황에는 본능으로, 변화하는 상황에는 지능으로 대응하도록 진화한 포유동물

11. AI가 아직 인간의 능력을 완벽하게 넘어서지 못하는 이유는 인간의 ‘오감’을 얻지 못했기 때문이다?!
기호 정보로 입력할 수 없는 개념을 배우지 못하는 AI의 한계 | AI가 넘어서기 어려운 장벽, ‘심벌 그라운딩 문제’ | 말 울음소리만으로 말이라고 인식할 수 있는 인간의 능력

12. 포유동물 못지않게 새끼를 정성껏 양육하는 새는 왜 지능이 아닌 본능을 따르는 전략을 택했나?
아기 새는 왜 태어나서 처음 눈에 들어오는 대상을 어미로 인식할까? | 포유동물은 살아가는 데 필요한 ‘지능’을 발동하는 가장 기본적인 정보를 어디에서 얻을까? | 음식이 뼈와 근육을 만들듯, 인간의 경험은 지능 개발의 근간이 된다 | 포유류가 진화 과정에서 획득한 모유 수유가 획기적 시스템인 이유

13. 하마는 왜 ‘입 크기’로 승부를 가리는 독특한 규칙을 고안하고 발달시켰나?
새끼 새가 난생처음 본 ‘움직이는 장난감’의 꽁무니를 졸졸 따라다니는 이유는? | 수컷 하마는 왜 피 흘려 싸우는 대신 입 크기로 경쟁하는 독특한 시스템을 발달시켰나? | 무리를 이루어 생활하는 포유동물의 수컷이 새끼들에게 규칙을 가르치는 생물학적 이유는?

14. 우두머리 수컷 고릴라는 왜 육아휴직을 내고 새끼들을 돌볼까?
고릴라는 수컷이 육아를 전담한다는데? | 사람 손에서 자란 동물원의 고릴라는 새끼를 돌볼 줄 모른다고? | 새끼 원숭이를 안고 소꿉놀이해본 원숭이가 육아도 잘한다?

3장_ 키 큰 기린과 덩치 큰 코끼리 중 어느 동물이 더 클까?

15. 도꼬마리가 자기 열매 속에 바로 싹을 틔우는 ‘급한 성격의 씨앗’과 좀처럼 싹을 틔우지 않는 ‘느긋한 성격의 씨앗’을 동시에 키우는 기상천외한 이유는?
성격이 다른 두 종류의 씨앗을 준비하는 도꼬마리의 선택이 매우 영리한 전략인 까닭 | 민들레는 잎 모양이 다양한데 꽃 색깔이 모두 노란색인 생물학적 이유 | 생물이 진화한 결과 획득한 또 하나의 전략, ‘불규칙성’

16. 숫자를 무한대로 처리하는 컴퓨터를 개발한 인간의 뇌는 왜 숫자가 많아지면 혼란스러워할까?
생물은 불규칙성이 전략인데 인간의 뇌는 왜 불규칙에 약할까? | ‘숫자가 많아지면’ 갈피를 잡지 못하고 헤매는 인간의 뇌 | 인간의 뇌가 한 줄로 순서를 매겨 정리하는 방법을 선호하는 이유

17. 키 큰 기린과 덩치 큰 코끼리 중 어느 동물이 더 클까?
복잡한 것을 싫어하는 뇌가 이해하기 쉽도록 인간의 뇌가 스스로 고안한 추상적 개념, ‘평균값’ | 호랑이, 사자, 고릴라 중에서 가장 강한 동물은? | 인간은 왜 불규칙성이 지배하는 생물 세계에 자꾸 규칙성을 부여하려 할까?

18. ‘평범한 개는 존재하지 않는다’라는 말의 의미는?
평범한 사람도 평범한 생물도 존재하지 않는다?! | 아기의 성장 발육 곡선 그래프가 위험한 이유 | 생물계가 생존을 위해 선택한 두 가지 전략, ‘불규칙한 성장 분포’와 ‘고르지 않은 능력 분포’

19. 민들레 등의 식물이 솜털 같은 홀씨를 이용해 씨앗을 최대한 멀리 날려 보내기 위해 노력할 수밖에 없는 까닭은?
민들레 씨앗이 부모 식물 근처에 떨어진다면 부모 식물이 가장 위협적인 존재가 된다고?! | 식물이 씨앗을 최대한 먼 곳으로 보내려는 생물학적 이유 | 민들레는 왜 꽃을 다 피운 뒤 스스로 줄기를 쓰러뜨려 땅바닥에 누울까?

20. 새끼를 살뜰히 돌보던 여우가 갑자기 돌변해서 무섭게 구는 이유는?
인간보다 더 인간적인 여우의 출산과 육아법 | 다정다감하던 여우가 갑자기 돌변해서 새끼에게 먹이를 주지 않고 굶기는 이유 | 인간의 육아 기간은 왜 다른 포유동물에 비해 유난히 길까?

21. 인간은 ‘자녀가 부모를 돌보는’ 유일한 생물이다?!
인간의 어린 시절이 유난히 긴 이유는 ‘이족보행’ 때문이다? | 150그램으로 태어나 3년 만에 훌륭한 어른 판다로 폭풍 성장하는 자이언트판다 | 인류는 왜 생존 전략으로 ‘느린 성장’을 선택했을까?

22. 아이는 어른이 되기 위해 살고 어른은 아이를 만들기 위해 산다!
어린 생물의 역할은 ‘어른이 되는 것’이라고? | 모든 생물은 영원히 지속되는 릴레이 경주에 참여하는 달리기 주자다?! | 인간은 미래 세대를 희생해서 현재를 살아가려는 유일한 생물종

23. 할머니가 인류를 진화시켰다고 말하는 이유는?
할아버지와 할머니의 존재가 인간이 진화한 비결이라고? | 육아를 위해 ‘가족’과 ‘사회’ 구조를 발달시킨 인간 | 할아버지와 할머니는 ‘부양해야 할 대상’이 아니라 ‘지혜를 전수하는 사람’

4장_ ‘잡초는 밟혀도 다시 일어난다’라는 말이 어불성설인 까닭은?

24. 식물의 성장 여부를 판단할 때 길이보다 ‘높이’를 유일한 기준으로 잡는 방식이 왜 문제가 될까?
나팔꽃의 성장을 측정하는 가장 정확한 방법은? | 식물의 성장을 재는 두 가지 방법, ‘초고’와 ‘초장’ | ‘초고’의 기준이 전혀 맞지 않는 대표적 식물, 클로버 | 성장을 측정할 때 ‘높이’만 기준으로 하는 방식이 합리적이지 않은 이유

25. ‘잡초는 밟혀도 다시 일어난다’라는 말이 어불성설인 까닭은?
잡초의 정체성, ‘밝히면 일어나지 않는다’ | 밟힌 잡초에 ‘일어나기’보다 더 중요한 일은 ‘꽃피우기’

26. 매일 물 주며 가꾸는 채소는 쉽게 죽는데, 물도 주지 않고 돌보지 않는 잡초는 왜 잘 자랄까?
전혀 성장하지 않는 것처럼 보이는 겨울에 뿌리 성장에 집중하는 식물의 지혜 | 잡초가 땡볕에서도 싱싱함을 유지하는 비결은 뿌리를 뻗는 방법이 다르기 때문이다? | 중요한 성장은 눈에 보이지 않는다?!

27. 잘라주면 오히려 튼튼하게 자라 많은 꽃을 피우고 튼실한 열매를 맺는 식물의 이치는?
잘라주면 오히려 튼튼하게 자라 수많은 꽃을 피우고 튼실한 열매를 맺는 식물 | 성장이 멈추었을 때 힘을 발휘하는 식물의 ‘마디’

28. 나무 세포의 성장에 끝이 있음에도 나무가 천 년을 살며 아름드리 거목으로 자라는 이유는?
생물의 성장이 일직선이 아니라 ‘S자’ 형을 이루는 이유 | 천 년을 사는 나무는 천 년 동안 계속 성장할까?

29. 벼에 이삭이 나와 더 자라지 않는 것처럼 보여도 성장을 멈춘 것이 아닌 까닭은?
높이 무성하게 자랐으나 꽃이 피지 않은 A 식물과 키가 작지만 많은 꽃이 핀 B 식물 중 더 성장한 식물은? | 가로로 자라는 성장, ‘분얼’ vs. 세로로 자라는 성장, ‘절간신장’

30. 생물의 세계에서도 성숙이 빠진 성장이 공허한 이유는 뭘까?
일조량이 적고 기온이 낮은 날이 많으면 벼의 키가 더 커지는 까닭은? | 생물이 어른이 되는 과정에 성장 못지않게 ‘성숙’이 중요한 이유는?

5장_ 생물의 성장에 ‘노력’이 필요하지 않은 이유는?

31. 생물의 성장에 ‘노력’이 필요하지 않은 이유는?
식물을 성장시키는 비타민, 물 | 생물의 성장에 ‘노력’은 필요하지 않다고? | 어른도 성장하는 힘을 지니고 있다?

32. ‘벼농사를 짓는다’라는 말이 명백히 틀린 표현인 까닭은?
오이 덩굴에 오이가 열리면 그만이지 가지가 열릴 필요는 없다?! | 대지를 박차고 뛰어다니는 타조는 하늘을 날 수 없다고 한탄하지 않는다 | 벼 성장의 주체는 인간이 아니라 벼 자신이다 | 벼를 키우는 것은 사람이 아니라 태양과 물과 흙이다