토머스 헌트 모건: 파리 사육실의 주인
1910년, 컬럼비아 대학교의 바나나 냄새가 나는 좁은 방에서 토머스 헌트 모건 (Thomas Hunt Morgan)은 수천 마리의 붉은 눈 초파리들 사이에서 유독 눈이 흰 수컷 초파리 한 마리를 발견했습니다. 이 변이 곤충 한 마리가 유전의 물리적 기초를 밝혀냈습니다. 몇 년 안에 모건과 그의 제자들은 유전자가 염색체 위에 있다는 것을 증명하고, 최초의 유전 지도를 작성했으며, 하찮은 부엌 해충을 생물학 역사상 가장 중요한 실험 동물로 바꾸어 놓았습니다. 그는 자신의 초파리에 대해 “이 녀석들은 언제나 당신을 속일 것입니다”라고 말하곤 했는데, 이는 이론화하기 전에 관찰하라는 경고였습니다.
켄터키의 신동
모건은 1866년 9월 25일 켄터키주 렉싱턴의 유력한 남부 가문에서 태어났습니다. 그는 어머니를 통해 ‘성조기’(The Star-Spangled Banner)의 작가 프랜시스 스콧 키 (Francis Scott Key)의 후손이었습니다. 그는 16세에 켄터키 주립 대학에 입학하여 1886년 수석으로 졸업했습니다. 1890년에는 존스 홉킨스 대학교 (Johns Hopkins University)에서 형태학자 윌리엄 키스 브룩스 (William Keith Brooks)의 지도하에 바다거미의 발생학에 관한 논문으로 동물학 박사 학위를 받았습니다.
회의론자에서 개종자로
모건은 초기에 브린마 대학에서 경력을 쌓았고, 1904년부터는 컬럼비아 대학교에서 일했습니다. 그는 처음에는 멘델 유전학과 염색체 이론 모두에 회의적이었습니다. 그는 물리적 근거 없이 보이지 않는 “인자”를 가정하는 과학을 불신하던 사람이었습니다. 이러한 회의주의는 그의 가장 큰 강점이었습니다. 그는 유전을 추상적인 것으로 받아들이지 않았으며, 그 메커니즘을 보고 싶어 했습니다. 1908년경, 그는 짧은 수명 주기, 쉬운 사육, 다산성 때문에 선택한 초파리 (Drosophila melanogaster)를 기르기 시작했습니다.
파리 사육실
1910년의 흰 눈 돌연변이는 모든 것을 바꾸어 놓았습니다. 이를 번식시켜 보니 그 형질이 성별을 따른다는 것이 밝혀졌습니다. 모건은 이것이 성염색체에 의해 전달된다고 결론지었습니다. 1911년 사이언스 (Science) 지에 발표한 그의 논문은 급진적인 주장을 담고 있었습니다. 어떤 형질은 성 연관되어 있고, 그러한 형질은 특정 염색체에 의해 운반되며, 다른 유전자들 또한 다른 염색체들에 의해 운반되어야 한다는 것이었습니다. 셔머혼 홀 (Schermerhorn Hall)의 전설적인 파리 사육실에서 모건과 그의 제자들은 유전자가 염색체 위에 물리적으로 존재하는 유전의 물질적 단위임을 증명했습니다.
연관과 지도
독립적으로 분류되어야 하지만 그렇지 않은 돌연변이를 연구하면서, 모건은 유전적 연관 이론과 교차 현상(짝을 이룬 염색체 간의 물질 교환)을 정립했습니다. 1913년 학부생이었던 앨프리드 스터티번트 (Alfred Sturtevant)는 교차 빈도를 사용하여 최초의 유전 지도를 작성했고, 추상적인 유전을 측정 가능한 거리로 변환했습니다. 초파리의 네 가지 연관군이 정확히 네 쌍의 염색체와 일치하게 되자, 그 상관관계는 더 이상 우연으로 치부될 수 없었습니다. 유전의 염색체 이론이 증명된 것입니다.
그가 만든 학파
모건이 스터티번트, 캘빈 브리지스 (Calvin Bridges), 헤르만 뮬러 (Hermann Muller)와 함께 쓴 1915년 저서 『멘델 유전의 메커니즘』(The Mechanism of Mendelian Heredity)은 커트 스턴 (Curt Stern)에 의해 “새로운 유전학의 근본 교과서”라 불렸습니다. 그는 1926년 『유전자설』(The Theory of the Gene)을 포함하여 22권의 책과 약 370편의 논문을 썼습니다. 1928년 그는 캘리포니아 공과대학교 (Caltech)로 옮겨 생물학과를 설립했으며, 조지 비들 (George Beadle), 테오도시우스 도브잔스키 (Theodosius Dobzhansky), 라이너스 폴링 (Linus Pauling) 같은 인재들을 영입했습니다. 이 학과는 나중에 7명의 노벨상 수상자를 배출했습니다. 모건의 제자나 동료인 뮬러, 비들, 노스럽 (Northrop)은 각자 노벨상을 받았습니다.
토머스를 천재라 부르는 이유
모건의 천재성은 과학의 가장 완전한 의미에서의 천재성이었습니다. 즉, 직관과 엄밀함의 드문 융합입니다. 수십 년간 그를 알고 지낸 스터티번트는 그가 어떤 예상치 못한 결과가 중요하고 그 이유가 무엇인지 파악하는 “놀라운 직관적 능력”을 가졌다고 지적했습니다. 그러나 직관만으로는 부족했습니다. 그의 더 깊은 재능은 인식론적 훈육이었습니다. 그는 유전을 장부 정리로 받아들이기를 거부했고, 유전 “인자”가 물리적 주소를 가져야 한다고 주장했으며, 그것을 찾기 위한 실험을 조직했습니다. 노벨상 수상자 에릭 캔델 (Eric Kandel)은 모건의 연구 결과가 “생물학을 실험 과학으로 변환하는 데 도움을 주었다”라고 썼는데, 이는 기술 생물학에 일관성을 부여한 다윈의 역할에 비견됩니다. 1933년 노벨 생리학·의학상은 바로 이 역할, 즉 유전에서 염색체의 역할을 인정한 것입니다. 솔직한 반론은 겸손하지만 언급할 가치가 있습니다. 모건은 멘델과 벨기에인 얀센 (Janssens)의 교차 관찰 등 타인의 업적 위에 세워졌으며, 결정적인 작업의 상당수는 뛰어난 제자들, 특히 십 대였던 스터티번트의 지도 작성과 브리지스의 염색체 증명에 의해 이루어졌습니다. 모건의 위대함은 부분적으로는 재능을 알아보고 자율성을 부여하며 곁에서 함께 연구한 비교할 수 없는 리더십에 있었습니다. 이것이 그의 주장을 약화시키지는 않습니다. 유전의 작동 방식을 발견한 학파를 운영하는 것 자체가 일종의 천재성입니다. 그러나 이는 그의 탁월함이 고립된 계시가 아니라 판단력, 종합 능력, 그리고 실험적 본능에 있음을 보여줍니다.
유산
모건은 1945년 12월 4일 패서디나에서 79세의 나이로 사망했습니다. 그는 생물학의 일꾼인 초파리, 현대 유전학의 기초를 이루는 염색체 이론, 그리고 그 분야를 재구성한 과학자 계보를 남겼습니다. 미국 유전학회는 그의 이름을 딴 토머스 헌트 모건 메달을 수여합니다. 한 마리의 흰 눈 초파리가 그의 관심을 끈 지 100년이 넘었지만, 염색체 위의 유전자에 관한 모든 논의는 여전히 그가 생물학의 메커니즘을 찾으라고 가르쳤던 그 붐비고 어질러진 방으로 거슬러 올라갑니다.
