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과학

생명 과학의 발달 과정

by DevsNomad 2022. 2. 18.
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사람이 작은 아기로 태어나 점점 성장하고 발달하듯, 학문도 마찬가지로 발달 과정을 거쳐 왔다. 생명 과학이 하나의 독립된 학문 영역으로 발전하기 시작한 것 은 19 세기부터이지만 인간이 생명체를 이용하고 탐구하기 시작한 것은 인류의 시 작만큼이나 오래되었다. 생명 과학은 어떻게 발달해 왔을까?

1 생명 과학의 탄생과 초기 발달 과정

생명 과학은 생명체에서 나타나는 생명 현상을 탐구하여 생명의 본질을 밝히고, 이 를 바탕으로 보건, 의료, 식품, 환경 등의 분야에 응용하는 종합적인 학문이다. 생명 체에 대한 이해는 인류의 생존에 큰 영향을 주었다. 무엇을 먹고 무엇을 먹지 말아야 할지, 어떠한 생물이 어디에 존재하고 어떻게 이동하는지에 대한 정보는 생존에 중요 한 정보였으며, 인간이 농작물을 재배하고 가축을 기르기 시작한 이후부터는 이러한 정보의 유용성은 한층 더 커졌다. 그러므로 이러한 정보를 활용하려는 인간은 고대부 터 항상 생명체에 관심을 가지고 생명체를 탐구의 대상으로 삼아 왔다.

2 생물과 환경의 상호 작용에 관한 연구 사례

진화학 

19세기 중반에 많은 생명 과학자가 전 세계를 여행하면 서 생물의 다양성과 분포에 관련한 다양한 정보를 얻었다. 훔볼트 (Humboldt, A. von, 1769~1859)는 생명체와 자연환경의 상호 관계를 연구하여 생물 지리학의 초석을 쌓았다. 지리학의 발전과 다양한 화 석의 발견은 생명 과학에 진화라는 개념이 형성될 수 있게 해 주었다. 라 마르크(Lamarck, J. B. P. A., 1744~1829)는 용불용설을 바탕으로 하여 단순 한 생물에서 인간과 같은 고등한 생물로 진화한다는 주장을 펼쳤고, 다윈과 월리스 (Wallace, A. R., 1823~1913)는 자연선택으로 인한 종의 분화를 주장하였다. 이후 유전학과 분자 생물학이 발달하면서 진화를 대립유전자의 빈도 변화와 관련지어 해석하기 시작하였으며, 진화의 다양한 요인을 연구하여 오늘날 종합적인 진화론으로 발전시켜 왔다.

생태학 

20세기 초에 생태학은 생물 지리학을 토대로 태동하였다. 다. 챈들러는 천이 개념을 제창하며 식물 생태학에 큰 영향을 끼쳐 고, 허친슨(Hutchinson, G. E., 1828~1913)은 호수와 강의 생물 지리적 구조를 밝혔다. 엘튼(Elton, C. S., 1900~1991)은 동물의 먹이 사슬을 연구하였다. 20세기 중반부터 생물과 환경에 관한 다양한 개념들이 하나로 융합되면서 생태학이라는 생명 과학 분야가 출현하였다. 이후 진 화적 개념이 추가되고 환경 문제가 접목되었으며, 국제적인 생명 과학 프로그램이 진행되면서 생태학은 빠르게 발전하고 있다.

|세포학과 생리학

19세기에 생명 과학자는 인간을 비롯해 동물과 식물 그리고 미생물에서 일어나는 물리·화학적 생명 현상을 밝혀 나가면서 생리학 분야를 발전시켰다. 세포가 분열하는 과정에 관한 연구가 진행되면서 핵과 유전 물질의 특성을 더 많이 알게 되었고, 세포 분열 과정을 연구하면서 밝혀낸 많은 사실은 발생학 발달에 영향을 주었다. 오늘날 진행되고 있는 동물 복제, 줄기세포, 암세포 등에 관한 연구는 세포 내에서 일어나는 물질대사와 세포와 세포 사이의 상호 작용을 이해하는 기초가 되었다. 19세기에 코흐(Koch, H. H. R., 1843~1910)는 세균을 배양하 고 연구하는 방법을 고안하여 병의 원인을 규명하는 법을 정립하였어며, 파스퇴르는 생물이 무생물로부터 자연스럽게 생겨난다는 자연 발 생설을 타파하고 생물에서 생물이 형성된다는 생물 속생설을 제안하였다. 호지킨(Hodgkin, A. L., 1914~1998)과 헉슬리(Huxley, A. F., 1917~2012)는 1950년대에 오징어 신경 연구로 신경 생리 학 발달에 이바지하였으며, 서덜랜드(Sutherland, E. W., 1915~1974)는 1960년대에 호르몬 작용 기작을 밝혀내면서 내 분비 생리학 발달에 기여하였다.

유전학과 분자 생물학

현대 유전학은 19세기 중반에 멘델의 연구로부터 시작되었다. 멘델의 유전 법칙이 받아들여지면서 멘델이 제안한 유전 인자의 정체에 관한 연구가 진행되었다. 세포 학자들은 염색체를 유전 물질로 제안하였고, 20세기 초에 모건(Morgan, T.H., 1866~1945)은 초파리 연구로 염색체에 유전자가 존재함을 밝혔다. 20세기 중반부터 과학자들은 유전 물질의 물 리·화학적 정체를 밝혀내려고 노력하였다. 형 질 전환 실험으로 DNA가 유전 물질임이 밝혀졌고, 왓슨과 크릭은 DNA가 이중 나선 구조로 되어 있다는 사실을 밝혔다. 이러한 유전 물질의 규명은 이후 분자 생물학의 시대를 여는 계기가 되었다. 핵산과 단백질의 서열을 분석하는 방법이 발달하여 유전 부호가 밝혀졌고, 현재까지 다양한 생물의 유전체가 분석되었다.

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