다윈이 사랑한 식물 - 정원에서 발견한 진화론의 비밀

“식물을 사랑하는 당신이 놓쳐서는 안 될
단 하나의 과학 고전!”

『종의 기원』 찰스 다윈은 왜 죽기 직전까지 식물에 집착했을까?
‘원조 식물 집사’ 다윈의 눈으로 목격한 경이로운 식물의 세계!

“나의 어떤 발견도 꽃의 비밀을 알아내는 것보다 큰 즐거움을 주지 못했다.”
─ 찰스 다윈

‘진화론’으로 생명에 대한 인식의 새로운 지평을 열며 역사상 가장 위대한 생물학자로 손꼽히는 찰스 다윈. 그는 동물 연구로 익히 알려진 것과 달리, ‘원조 식물집사’ 였다. 그가 죽을 때까지 40여 년간 살았던 다운하우스에는 드넓은 정원과 여섯 동의 온실이 갖춰져 있었으며, 그곳에서 그는 세상을 떠난 1882년까지 대부분의 시간을 식물 연구에 헌신했다. 그렇게 펴낸 식물학 분야 논문은 75편, 책은 6권에 달했다.

일례로 다윈은 안그라이쿰 세스퀴페달레의 30cm짜리 꿀샘을 보고 입의 길이가 긴 곤충이 존재할 것이라고 추측했다. 얼마 후 입이 긴 크산토판 박각시나방이 발견되면서 그의 추측은 사실로 밝혀졌고 이 식물에는 “다윈 난초”라는 별칭이 붙었다. 이처럼 식물학 분야에서 다윈의 획기적인 기여에도 불구하고 그의 식물학자적인 면모는 거의 주목받지 못했다. 이 책은 동물학자라는 이름에 가려졌던 식물학자로서 다윈의 면모를 재조명한다.

[목 차]

감수의 글
소개의 글
서문
용어 사전
들어가며 : 식물학자 다윈을 만나다

A
안그라이쿰(Angraecum)―혜성난초
아라키스(Arachis)―피넛 또는 그라운드넛

B
비그노니아(Bignonia) ―크로스바인, 아메리카능소화 그리고 친척들

C
카디오스페르뭄(Cardiospermum) ―풍선덩굴 또는 퍼프 속의 사랑
카타세툼(Catasetum) ―카타세툼 난초
클레마티스(Clematis) ―클레마티스
코바이아 스칸덴스(Cobaea scandens) ―컵과 컵받침 덩굴
코뤼안테스(Coryanthes) ―버킷 난초
퀴클라멘(Cyclamen) ―시클라멘
퀴프리페디움(Cypripedium) ―슬리퍼 난초

D
디안투스(Dianthus) ―카네이션
디기탈리스(Digitalis) ―폭스글러브
디오네아 무스키풀라(Dionaea muscipula) ―파리지옥
드로세라 로툰디폴리아(Drosera rotundifolia ―끈끈이주걱

E
에키노퀴스티스(Echinocystis) ―가시오이
에피팍티스(Epipactis) ―헬리보린 난초

F
프라가리아(Fragaria) ―딸기

G
글로리오사(Gloriosa) ―불꽃 백합


H
후물루스(Humulus) ―홉

I
이포모에아(Ipomoea) ―나팔꽃

L
라튀루스(Lathyrus) ―스위트피, 에버래스팅피와 그 친척들
리나리아(Linaria) ―해란초
리눔(Linum) ―아마
루피누스(Lupinus) ―루핀

M
마우란디아(Lupinus) ―덩굴금어초
미모사(Mimosa) ―미모사
미트켈라 레펜스(Mitchella) ―파트리지베리

O
오프뤼스(Ophrys) ―꿀벌 난초
오르키스(Orchis) ―난초
옥살리스(Oxalis) ―애기괭이밥

P
파시플로라(Passifl ora) ―시계초
파세올루스(Phaseolus) ―콩
핑구이쿨라(Pinguicula) ―벌레잡이제비꽃
피숨(Pisum) ―정원 완두
프리물라(Primula) ―앵초(프림로즈)
풀모나리아(Pulmonaria) ―폐장초
S
살비아(Salvia) ―세이지
솔라눔(Solanum) ―가지과 식물
스피란테스(Spiranthes) ―타래난초(레이디스 트레시스)

T
트리폴리움(Trifolium) ―토끼풀(클로버)
트로페올룸(Tropaeolum) ―한련화(나스투르티움)

V
비키아(Vicia) ―잠두 또는 누에콩 (브로드빈 또는 파바빈)
빙카(Vinca) ―페리윙클
비올라(Viola) ―제비꽃(바이올렛)
비티스 비니페라(Vitis) ―포도 덩굴

오크 스프링 가든 재단의 레이철 램버트 멜론 도서관에 대하여
오크 스프링 가든 재단 도서관의 보태니컬 아트
감사의 말, 주, 참고 문헌, 이미지 크레딧, 색인

[본 문]

우리는 독자들이 이 책에서 선보이는 예술과 과학의 결합을 통해 부디 식물을 바라보는 새로운 눈을 갖기를 기원한다. 지금까지 식물은 단순한 배경으로 존재하거나 꽃과 잎사귀의 아름다움에 대한 찬탄을 불러일으키는 역할에만 한정될 때가 많았다. 하지만 식물은 단지 아름다운 것을 넘어서는 존재다. 풍부한 진화의 역사 속에서 정교하게 적응한 유기체이기도 하다. 우리는 이 책이 아름다운 식물 그림과 정교한 과학, 두 가지 안에 내재된 창조적인 눈과 영혼을 새롭게 이해할 영감을 주기를 기대한다.

<서문>에서

다윈의 난초 연구에는 비판의 목소리를 잠재우는 것 이상의 힘이 있었다. 그는 난초 연구 중에 곤충 운반자들을 시켜 여러 개의 꽃가루가 뭉쳐 있는 ‘화분괴花粉塊’라는 꽃가루 덩어리를 부착하게 함으로써 이종교배를 일으키는 과정을 여러 번 반복했다. 하지만 난초의 적응 방식은 미묘해서 모두 똑같지 않았다. 각기 다른 난초 집단은 다른 방식으로 수분을 이뤄냈고 ‘창조자’가 만들어냈을 하나의 ‘완벽한’ 적응이란 것은 존재하지 않았다. 오히려 난초들은 수분의 다양한 변주를 보여줬다. 그 과정은 신의 설계보다는 진화적 변화의 변덕스러움에 더 가까웠다. (…) 실제로 다윈의 모든 식물 연구는 ‘측면공격’이었다. 모든 것은 하나의 목적을 향한 과정이었다. 다윈이 자신의 이론을 시연하고 적용하고 확장하는 모든 과정은 자연선택에 의한 진화라는 그의 주장을 뒷받침하고 강화하기 위해 설계됐다. 그 결과로 그는 식물생리학을 이해하는 데 몇 가지 이상의 기여를 했다.

<들어가며: 식물학자 다윈을 만나다>에서

다윈은 1862년 1월, 스태퍼드셔의 은행가이자 난초 애호가인 제임스 베이트먼으로부터 안그라이쿰 세스퀴페달레 표본을 받았다. 꿀샘의 길이에 놀란 다윈은 후커에게 이렇게 편지를 썼다. “방금 베이트먼 씨로부터 식물이 가득 찬 상자를 받았는데, 30센티미터에 달하는 꿀샘을 갖고 있는 놀라운 안그라이쿰 세스퀴페달레입니다. 대체 어떤 곤충이 이걸 빨아 먹을 수 있을까요?”

<안그라이쿰 세스퀴페달레>에서

다윈의 노트: 『종의 기원』(4판, 1866)

가장 천재적인 사람이라도 직접 목격하지 않는다면 이 모든 부분들이 어떤 목적으로 쓰이는지 상상할 수 없었을 것이다. 하지만 크뤼거 박사는 이른 아침 이 난초의 거대한 꽃에 큰 뒤영벌 무리가 찾아온 것을 봤다. 그런데 벌들은 꿀을 빨지 않고 양동이 위의 능선 부분을 갉아먹고 있었다. 그러는 동안 벌들은 서로 밀어대면서 자꾸 양동이 안으로 빠졌고, 날개가 젖는 바람에 날아서 나오지 못하고 물이 넘치는 주둥이 통로를 통해 기어 나와야만 했다. 크뤼거 박사는 벌들이 의도치 않은 목욕을 한 뒤 기어 나오는 지속적인 행렬을 목격했다. 이 통로는 좁고 꽃술대로 덮여 있기 때문에 벌은 기어 나오면서 먼저 끈적한 암술머리에, 그다음에는 끈적한 꽃가루 분비선에 등을 비비게 된다. 이렇게 꽃가루 덩어리는 최근에 핀 꽃의 통로를 통해 처음 기어 나오는 벌의 등에 붙어서 옮겨진다. 크뤼거 박사는 와인에 담근 꽃을 내게 보내줬는데, 그 안에는 등에 꽃가루 덩어리를 붙인 채 통로를 기어 나오기 전에 죽은 벌이 들어 있었다. 이렇게 꽃가루를 묻힌 벌이 다른 꽃으로 날아가거나 같은 꽃에 두 번 찾아오면 동료 벌들에게 밀려 양동이에 빠지고 통로를 통해 기어 나오는 과정에서 꽃가루 덩어리가 필연적으로 끈끈한 암술머리에 처음 닿게 된다. 그러면 꽃가루가 그곳에 달라붙어 꽃이 수정되는 결과를 낳는다. 마침내 우리는 물을 분비하는 뿔과 주둥이가 달린 양동이 그리고 꽃의 모든 형태의 부분이 어떻게 활용되는지 알 수 있게 되었다!
<코뤼안테스>에서


다윈의 노트: “꿀벌과 강낭콩의 수정”《가드너스 크로니클과 애그리컬처럴 가제트》 (1857년 10월 24일)

강낭콩은 외래종이기 때문에 꿀벌의 본능이라고 추측하는 것은 이 경우에 맞지 않는다. 어느 지점에서 봐도 그 구멍은 거의 보이지 않았다. 꿀벌이 지금까지 항상 내려앉았던 꽃의 입구에서도 구멍이 전혀 보이지 않았다. 뚫린 구멍으로 흘러나오는 강한 꿀 냄새에 이끌려 꿀벌이 구멍을찾았을지도 모른다. 나는 꿀벌이 가장 좋아하는 작고 파란 로벨리아의 경우 아래쪽 줄무늬꽃잎을 자르면 꿀벌들이 속아 넘어간다는 것을 발견했다. 벌들은 잘린 꽃이 시들었다고 생각하는 듯했고 알아채지 못한 채 지나쳐 갔다. 따라서 나는 꿀벌들이 뒤영벌들이 일하는 모습을 봤고 자신이 어디에 있는지를 잘 이해했으며 꿀에 도달하는 지름길을 즉각 합리적으로 이용했다고 강하게 믿게 됐다.
<파세올루스>에서

하지만 다음 날 그는 관찰에 적당한 밭을 찾았고 자신의 생각이 틀렸다는 것을 알았다. 그래서 다음과 같이 편지를 썼다.
“정말 죄송합니다. 모든 게 꿀벌에 대한 제 (거의 용납 가능한) 환상이었습니다. 저의 어리석은 실수 때문에 시간을 낭비하지 않았길 바랍니다.”
그는 농담조로 자신을 자책하며 이렇게 편지를 끝맺었다.
“저는 제 자신이 싫고 토끼풀이 싫고 꿀벌이 싫습니다.”
토끼풀에 대한 다윈의 관심은 잎의 야간굴성(수면) 운동 그리고 떡잎과 꽃줄기의 원형(회선) 운동에 대한 분석을 해나가면서 식물의 운동으로 확장됐다. 그에게 큰 인상을 준 것 중 하나는 땅속토끼
풀(트리폴리움 수브테라네움)의 굴지성 운동이었다. 이 종은 토끼풀 중에서도 특이하게도 수정 후에 꽃을 땅에 묻는다. 이렇게 씨앗이 땅속에서 발달하는 현상을 ‘땅속 결실’이라고 한다. 다윈은 식물이자신의 씨앗을 어떻게 묻는지 알아내려고 시도하던 중 아들 프랜시스에게 이렇게 말했다.
“모든 경우에 이상한 점이 있는 것 같다.”
결국 성공한 그는 땅속토끼풀 두상꽃차례가 땅에 닿은 후에도 꽃자루가 회선운동을 계속하여 자신의 씨앗을 천천히 심는 방식을 보고했다.
<트리폴리움>에서