완두콩을 팔 년 동안 센 아저씨

듣는 사람은 아이, 읽는 사람은 부모입니다. 이 페이지는 이야기를 들은 뒤 아이가 던질 질문에 답할 수 있도록 만든 자료입니다. 이야기 대본은 재생 중 스크립트 버튼으로 볼 수 있습니다.

무엇을 다루나

수도원 정원에서 완두콩을 심고 세던 신부가 있었습니다. 팔 년 동안, 수만 개를요. 그는 그 숫자만 보고 부모가 자식에게 무엇을 물려주는지를 알아냈습니다. 유전자를 본 적도, 그런 단어를 들어본 적도 없이요.

이야기의 심장은 두 곳입니다. 하나는 사라진 줄 알았던 것이 한 세대를 건너뛰고 다시 나타나는 장면이고, 다른 하나는 그가 살아 있는 동안 아무도 알아주지 않았다는 사실입니다. 34년이 지나서야 세 사람이 각각 같은 것을 발견하고, 옛 논문을 뒤지다 그의 이름을 찾아냅니다.

그날 실제로 있었던 일

• 그레고어 요한 멘델(1822~1884). 지금의 체코 브르노에 있던 성 토마스 수도원의 수사이자 신부였습니다. 빈 대학에서 2년을 공부했고(PMID 35858394 — 다만 무엇을 전공했는지까지는 확보한 근거가 말해 주지 않습니다), 논문에 남은 조합 계산과 확률 서술을 보면 그 훈련이 뒤에 결정적인 역할을 한 것으로 보입니다.

• 1856년부터 약 8년간 수도원 정원에서 완두를 길렀습니다. 관찰한 형질은 일곱 가지 — 씨의 모양(둥근/주름진), 씨의 색(노란/초록), 꽃의 색, 꼬투리의 모양과 색, 꽃이 달리는 위치, 줄기의 키.

• 당시에도 잡종이 늘 중간으로 나오지는 않는다는 것은 이미 알려져 있었습니다. 원논문부터가 앞서 관상식물로 한 실험들이 "잡종은 대체로 부모 종의 정확히 중간이 아니다"라는 증거를 이미 내놓았다고 적습니다. 다만 아무도 끝까지 세어 보지 않았습니다. 원논문의 문제의식이 정확히 그것입니다 — 지금까지 어떤 실험도 "잡종의 자손이 몇 가지 형태로 나오는지, 세대별로 어떻게 갈리는지, 그 수의 관계가 무엇인지"를 확정할 만큼 크게, 그런 방식으로 이루어진 적이 없다는 것입니다. 멘델이 새로 한 일은 "섞이지 않는다"고 말한 것이 아니라, 그것을 숫자로 못 박은 것입니다.

• 키 큰 완두와 작은 완두를 교배하자 자손은 전부 키가 컸습니다. 중간 키는 없었습니다. 원논문을 보면 한 발 더 나갑니다 — 1피트짜리와 6피트짜리를 교배했더니 예외 없이 6~7.5피트짜리 잡종이 나왔습니다. 큰 쪽을 닮은 정도가 아니라 큰 부모보다도 컸습니다(멘델은 이를 잡종에 나타나는 왕성한 생장 탓으로 봤습니다).

• 그 자손은 그냥 두어 스스로 꽃가루받이하게 했더니, 작은 완두가 약 4분의 1의 비율로 다시 나타났습니다. 사라진 게 아니라 숨어 있었던 것입니다. 원논문도 이 세대를 잡종끼리의 교배가 아니라 "잡종의 자가수분" 결과로 적습니다. (부모 세대만 붓으로 일일이 짝지어 주고, 그다음 세대는 완두가 알아서 하도록 두는 것 — 완두를 고른 이유가 바로 이것이었습니다.)

• 1865년 브르노 자연과학회에서 발표하고, 1866년 「식물 잡종에 관한 실험」이라는 논문을 냅니다. 거의 주목받지 못했습니다.

• 1868년 수도원장이 되면서 행정 업무가 늘어 연구는 줄어듭니다. 1884년 세상을 떠납니다.

• 1900년경, 서로 다른 세 연구자(더프리스·코렌스·체르마크)가 각각 비슷한 규칙에 도달했고, 선행 문헌을 뒤지다 멘델의 논문을 발견합니다. 유전학이 시작됩니다.

• 참고로 "유전자(gene)"라는 말 자체는 1909년에 만들어집니다. 멘델은 그 단어를 쓴 적이 없습니다.

• 그는 완두콩만 센 사람이 아니었습니다. 브르노 성 토마스 수도원의 아우구스티노회 신부이면서 브뤼른 실업학교에서 자연사와 물리를 가르친 교사였고, 매일 기상·천문 관측을 했으며 수도원의 과수원과 벌통을 돌보고 온실과 정원의 식물을 가꿨습니다. 완두콩 실험은 1856~1863년에 그 모든 일과 함께 이루어졌습니다(PMID 35858394).

• 그는 시험에 떨어진 사람입니다. 본당 신부 수습에 실패했고, 빈 대학에서 2년을 공부하고도 교사 자격시험을 끝내 통과하지 못했습니다(PMID 35858394). 아이 이야기에 그대로 넣었습니다 — 정식 자격이 없는 선생님이 남는 시간에 완두콩을 센 것입니다.

• 말년은 편치 않았습니다. 1868년 수도원장으로 선출되었으나 행정 부담을 크게 과소평가해 과학적 관심을 점차 놓아야 했고, 마지막 십 년은 수도원 과세를 둘러싼 관청과의 험한 분쟁으로 얼룩졌습니다(PMID 35858394).

• 여기서부터 유전이 학문이 됩니다. 1900년의 재발견은 그 출발점으로 자주 꼽히고, 거기서 염색체 발견과 DNA 이중나선 구조로 이어집니다(PMID 41151784). 다만 역사학자들은 '현대 유전학은 1900년에 시작됐다'는 요약이 너무 좁다고 지적합니다 — 그 무렵 육종가들은 이미 유전과 진화를 함께 다루고 있었는데 그 흐름이 통째로 빠지기 때문입니다(PMID 39586628). 유전을 이해하려는 시도는 훨씬 전부터 있었습니다(PMID 41151784).

아이가 물어볼 만한 질문

"왜 하필 완두콩이야?" 고르기를 잘한 겁니다. 완두는 꽃이 피기도 전에 꽃밥이 터져 제 꽃가루를 제 암술머리에 덮어 버려서 바깥 꽃가루가 끼어들기 어렵고(원논문이 이 성질을 두고 "이 사정이 특히 중요하다"고 못 박습니다), 형질이 둘 중 하나로 뚜렷하게 갈리고(둥글거나 주름지거나, 중간이 없습니다), 자라는 기간이 짧고, 밭에서도 화분에서도 기르기 쉽습니다. 원논문이 든 이유가 그대로 이것입니다. 다만 한 해에 한 세대입니다 — 씨의 모양·색만 교배한 그해에 볼 수 있고 나머지 형질은 이듬해에야 나옵니다. 팔 년이 걸린 것도 그래서입니다. 실험 재료를 잘 고르는 것 자체가 실력이라는 걸 알려주기 좋은 대목입니다.

"나는 엄마를 닮았어, 아빠를 닮았어?" 여기는 정직하게 선을 그어 주셔야 합니다. 사람의 키나 얼굴, 성격은 완두콩처럼 단순하지 않습니다. 수많은 유전자가 함께 작용하고 환경도 영향을 줍니다. 멘델의 규칙은 "물려받는 것은 섞여서 사라지지 않고 알갱이처럼 전해진다"는 원리를 알려준 것이지, 사람의 모든 특징이 3:1로 나뉜다는 뜻이 아닙니다.

"왜 아무도 안 알아줬어?" 너무 앞서 있었습니다. 그리고 그가 한 일은 생물학을 숫자로 설명하는 것이었는데, 당시 생물학자들에게는 낯선 방식이었습니다. 발표된 학회지가 널리 읽히지 않았던 것도 이유로 꼽힙니다.

"멘델은 슬펐을까?" 알 수 없습니다. 그 마음을 적어 둔 기록이 없습니다. 다만 확실한 건 그가 계속 기록했다는 것이고, 그래서 34년 뒤에 누군가가 그것을 찾을 수 있었습니다.

"숨어 있던 건 어디에 있었어?" 지금은 그것을 유전자라고 부르고, 세포 안의 DNA에 적혀 있다는 것도 압니다. 하지만 멘델은 그걸 몰랐습니다. 보지 못한 것을 숫자만으로 추론한 것이 이 이야기의 놀라운 점입니다.

이야기에 담긴 개념

• 우성과 열성 — 한 세대를 건너뛰고 다시 나타나는 이유.
• 알갱이 유전 vs 혼합 유전 — 섞여서 사라지는 게 아니라 따로 전해진다는 것.
• 세는 일의 힘 — 관찰을 숫자로 바꾸면 눈에 안 보이던 규칙이 드러납니다.

무엇이 근거이고 무엇이 전해지는 이야기인가

원논문에 그대로 적혀 있는 것 여덟 해에 걸친 실험("after eight years' pursuit"), 밭과 화분에서 기른 완두, 일곱 가지 형질(원논문이 부르는 이름은 '꽃 색'이 아니라 씨껍질 색입니다 — 원논문은 꽃 색과 씨껍질 색이 늘 함께 간다고 적고 집계는 꽃 색으로 했습니다), 1세대에서는 한쪽 형질만 나타나고 중간형은 어느 실험에서도 관찰되지 않았다는 것, 다음 세대에서 우성:열성이 평균 2.98 대 1, 즉 3 대 1로 갈렸다는 것, 그리고 이 실험이 1865년 2월 8일과 3월 8일 두 차례 학회에서 낭독되었다는 것.

논문 밖의, 널리 확립된 역사 1866년 학회지 게재, 생전에 인정받지 못한 것, 1900년경의 재발견, 그리고 그의 생애(수도원·교사·수도원장).

학계에서 논쟁이 있는 것 멘델이 보고한 비율은 형질 일곱 가지에 대해 2.96 / 3.01 / 3.15 / 2.95 / 2.82 / 3.14 / 2.84였고, 그는 이것을 묶어 "평균 2.98 대 1, 즉 3 대 1"이라고 적었습니다. 이 숫자들이 이론값에 지나치게 잘 맞는다는 지적이 1936년 통계학자 로널드 피셔로부터 나왔고, 지금도 논쟁이 이어집니다. 의도적 조작이었다는 해석부터, 당시의 관행이나 무의식적 선택 때문이라는 해석까지 다양합니다. 결론은 나지 않았습니다. 아이 이야기에는 넣지 않았지만, 나중에 "위대한 과학자도 검증의 대상이 된다"는 이야기로 꺼내기 좋은 소재입니다. 멘델 자신도 논문에 "완두에 대해 세운 이 법칙조차 아직 확인이 더 필요하고, 중요한 실험들은 되풀이되는 것이 매우 바람직하다"고 적어 두었습니다.

의도적으로 빼놓은 것 "멘델이 다윈의 책을 읽었다/읽지 않았다" 류의 일화. 확실하지 않아 넣지 않았습니다.

근거와 그 뒤

원논문 — Gregor Mendel, 「Versuche über Pflanzen-Hybriden」(식물 잡종에 관한 실험), 1866. Paperis 「거인의 어깨」 기초과학 분야에 등재돼 있습니다.

이 발견이 낳은 것

• 유전학의 탄생 — 1900년 재발견 이후 유전 연구가 하나의 분야가 됩니다.
• DNA로 가는 길 — 무엇이 전해지는지(멘델) → 그것이 무엇으로 만들어졌는지 → 어떻게 생겼는지. 「거인의 어깨」의 여러 항목이 이 순서 위에 놓여 있습니다.
• 오늘의 의학 — 유전병의 원리, 유전자 검사, 유전자 교정 기술이 이 계보에서 나왔습니다. 같은 계보에서 우생학처럼 크게 잘못된 길도 나왔습니다(PMID 41151784). 아이가 더 클 때 함께 이야기할 몫으로 남겨 두세요.

함께 해볼 것

• 가족사진을 펼쳐 놓고 한 세대를 건너뛴 닮음을 찾아보기. 부모에게는 없는데 조부모에게 있는 특징이 있다면 이야기와 정확히 맞물립니다.
• 강낭콩이나 완두를 컵에 심어 보기. 며칠이면 싹이 나고, 여러 개를 심으면 다 똑같지 않다는 걸 눈으로 봅니다.
• 무엇이든 스무 번쯤 세어 기록해 보기(신호등에 걸린 횟수 같은 것). 세면 규칙이 보인다는 걸 체험하는 가장 싼 방법입니다.