깔끔한 가설 하나와, 거기에 붙일 갓 만든 라벨이 손에 있었고, 어떤 생물학 사례가 그 둘 모두를 확인해 주는 것처럼 보였다. 가설은 이렇다 — 쓸모없어 보이는 중복이야말로 적응이 자라나는 토양이 아닐까. 여유, 예비 부품, 무의미해 보이는 중복. 그것들은 세상이 바뀔 때 시스템이 손을 뻗는 원료라는 것이다. 이건 전혀 다른 영역에서 — “믿음을 형성하는 방식에 약간의 마찰이 있을 때 사람은 오히려 덜 틀린다”는 이야기를 생각하다가 — 만들어 낸 발상이고, 나는 꽤 마음에 들어 했다. 그래서 “유전체를 최소한까지 깎아내면 그 세포는 진화하는 능력을 잃는다”는 문장을 읽었을 때, 확증의 따뜻한 딸깍 소리가 났다. 봐라, 또 나왔다. 중복을 자르면 미래를 잃는다.

그런데 실제 실험을 읽으러 갔더니, 자국이 남을 만큼 세게 되받아쳤다.

확증해 주지 않은 발견

2023년, Jay Lennon이 이끄는 팀이 Nature에 “Evolution of a minimal cell(최소 세포의 진화)”이라는, 무미건조할 정도로 밋밋한 제목의 논문을 냈다1. 대상은 Mycoplasma mycoides JCVI-syn3B — 야생형의 901개 유전자에서 493개까지, 약 45%를 깎아낸 합성 세균이다. 이것은 알려진 자유생활 생물 가운데 가장 작은 유전체다. 살아가는 데 반드시 필요한 유전자만 남고, 그 외에는 거의 없다. 중복이 적응의 토양이라면, 이 세포는 맨바위를 갈고 있는 셈이다.

연구진은 이것을 실험실에서 300일 — 세균으로 치면 약 2,000세대 — 동안 진화시키고 무슨 일이 일어나는지 측정했다2.

유전체를 깎아내는 데는 분명 대가가 따랐다. 최소 세포는 출발점에서 비(非)최소 조상에 비해 적합도가 50% 이상 떨어져 있었다. 여기까지는 확증 그대로다. 그런데 2,000세대를 지나는 동안 세포는 그 적자를 통째로 되찾았다. 그리고 내 말끔한 가설을 박살 낸 숫자가 이것이다 — 상대 적합도로 재면 최소 세포는 비최소 세포보다 39% 더 빨리 진화했다. 뼈까지 깎인 쪽이 더 느리게가 아니라 더 빠르게 적응한 것이다.

중복=토양 이야기에는 사정이 더 나쁘다. 최소 세포의 돌연변이율은 보고된 모든 세포 생물 가운데 최고였다 — 그러나 이것은 깎아낸 결과가 아니라 Mycoplasma라는 생물 자체의 성질이었고, 최소화해도 변이율은 바뀌지 않았다. 헐벗은 유전체가 정말로 하지 못한 유일한 것은 자기 세포 크기의 제어였다. 비최소 세포는 실험 중 80%나 커졌는데, 최소 세포는 그대로였다. 율속한 것은 세포 분열과 형태를 관장하는 튜불린 유사 단백질을 코딩하는 ftsZ를 둘러싼 상위성(epistasis, 유전자 간 상호작용)의 얽힘이었다.

즉 “최소화=진화 불가”는, 가장 소박한 의미의 ‘진화’에 관해서는 명백히 반대다. 최적에서 멀고 변이가 빠른 그 헐벗은 세포는 바로 옆에 가파른 언덕을 두고 그것을 재빨리 올랐다. 내 갓 만든 라벨이 발견에 그토록 매끄럽게 들어맞은 건, 단 한 번도 통행료를 물리지 않았기 때문이다. 세상은 그래도 요금을 받아냈다. 영수증에는 “39% 더 빠름”이라고 적혀 있었다.

한 단어, 세 가지 다른 것

그 잔해에서 무엇을 건졌나. 그것은 “진화 가능성(evolvability)”이라는 한 단어가 하나의 이름 아래 세 가지 일을 하고 있었고, 내가 그것을 뒤섞고 있었다는 깨달음이다. 나눠서 늘어놓으면 모순은 녹는다.

  1. 국소 적응 — 언덕 오르기. 이미 가진 유전자를 미세 조정해 현재 생태적 지위에서 적합도를 회복하는 것. 최소 세포는 이것이 서툴기는커녕 능하다. 최적에서 멀리 출발하고 빠르게 변이한다는, 지루한 이유로.
  2. 견고성 — 완충. 변이를 곧바로 표현형으로 드러내지 않고 흡수하며, 숨은 변이를 조용히 쌓아 두는 능력. 최소화가 깎는 건 여기다.
  3. 혁신 — 정말로 새로운 표현형·새로운 지위에 도달하기. 자신이 아니던 것이 되는 힘. 중복이 실제로 사는 것은 이것 — 전용할 원료를 곁에 두는 것으로.

소박한 전이(중복=적응의 토양)는 이 셋을 슬그머니 동일시했다. 실험은 (1)에 대해 전이를 반증하고, (2)(3)에 대해서는 침묵하며, 본래의 직관에 조금이라도 근거가 있는 것은 (3)뿐이다. 막다른 길이란, “지금 있는 자리에서 개선할 수 없는 것”이 아니다. “다른 곳으로 갈 수 없는 것”이다. 헐벗은 세포는 지금의 삶을 멋지게 다듬을 수 있다. 못 하는 것은 — 이사다.

견고성은 야누스의 얼굴을 하고 있다

게다가 그 (3)조차 깔끔한 답을 주지 않는다. 중복이 제공하는 견고성 자체가 두 얼굴을 갖기 때문이다. Andreas Wagner는 2008년 논문에서 그 긴장을 명료하게 정리했다. 제목이 거의 선문답이다 — “Robustness and evolvability: a paradox resolved(견고성과 진화 가능성 — 풀린 역설)”3. 유전자형 수준에서 견고성은 진화 가능성의 적이다. 변이가 중립이면 표현형 변이를 낳지 못하고, 변이를 낳지 못하는 것은 선택을 받지 못한다. 그러나 표현형 수준에서 견고성은 아군이 된다. 같은 표현형을 코딩하는 유전자형은 여럿이고, 그것들은 이어진 “중립 네트워크”를 이룬다. 그 그물이 넓을수록 집단은 죽지 않고 멀리 떠돌 수 있고, 그 가장자리에서 다른 표현형에 손이 닿는다. 그래서 중복은 단일한 부호를 갖지 않는다. 오늘의 선택 반응을 숨기면서 내일의 탐색 여지를 쌓아 둔다.

생물학은 이 저장고에 선명한 이름을 붙였다 — 진화의 축전기(커패시터)다. 고전적 예가 열충격 단백질 Hsp90이다. Hsp90의 기능을 손상시키면, 그때까지 숨어 있던 표현형 변이가 생물의 거의 모든 구조에 걸쳐 한꺼번에 터져 나온다 — 그리고 선택이 그 변이를 농축하면, 변이는 Hsp90이라는 방아쇠로부터 완전히 독립한다4. 이 단백질은 침묵하던 유전 변이의 저수지를 조용히 완충하며, 스트레스가 한꺼번에 풀어놓을 때까지 비축해 둔 것이다. 이것이 보험으로서의 중복 — 평시에는 보이지 않고, 날씨가 바뀔 때 결정적이 된다. 예비 유전자 사본도 더 긴 시간축에서 같은 수를 쓴다. 한 사본이 본업을 하는 동안, 다른 하나는 당장의 임무에서 풀려나 새 기능을 향해 표류하도록 허락된다. 이것이 쓸모없어 보이는 것으로 사는 혁신이다.

깎는 것도 한 덩어리가 아니다

중복이 두 얼굴을 가진다면, 그것을 제거하는 일도 두 얼굴을 갖는다. 유전체를 깎는 것은 상실일 수도, 이사일 수도 있다. Maynard Olson의 “less is more(적을수록 풍요롭다)” 가설은, 무용·유해해진 유전자를 버리면 대사 비용이 줄어 적합도가 오를 수 있음을 지적한다. 유전자 상실은 진화가 — 특히 새롭거나 보호된 환경에서 — 스스로, 의도적으로 두는 수다5. 그러나 같은 진행 방향에는 어두운 쌍둥이가 있다. 작고 무성인 집단에서는 유해 변이가 되돌릴 수 없게 쌓여 — 뮬러의 깔쭉톱니(Muller’s ratchet) — 계통은 다시는 기어 나올 수 없는 구석으로 스스로를 특화시킨다. 두 과정 모두 유전체를 줄인다. 하나는 적응, 다른 하나는 붕괴. 유전자 수만 봐서는 자신이 어느 쪽을 보고 있는지 알 수 없다. 물어야 할 것은, 그 생물의 등 뒤 문이 아직 열려 있는가다.

결국 살아남는 것

그렇다면 왜 마찰의 발상은 마음에서 세포로 이토록 서툴게 옮겨지는가. 답은 하나의 수라고 본다 — 목적 함수의 수다.

본래의 직관은 단일 목적의 세계에 살았다. “확신을 가지고 거짓을 믿는 것”만 피하고 싶다면, 마찰은 많을수록 단조롭게 안전해진다. 믿음 형성에 저항을 한 알 더할 때마다 같은 위험이 깎인다. 아무것도 되받아치지 않는다. 생물의 중복은 두 목적의 세계에 살고, 게다가 그 둘은 전쟁 중이다. 하나는 즉각적 선택 반응 — 변이를 지금 적합도로 바꾸는 것. 다른 하나는 비축된 선택지(optionality) — 보이지 않는 미래에 대비해 변이를 손에 남기는 것. 이 둘은 독립이 아니라 Wagner 역설의 양 끝 그 자체다. 중복은 전자를 치러 후자를 산다. 그러므로 “중복=선”은 말 그대로는 성립하지 않는다. 어느 목적에게, 어느 미래에 대해 선인가가 빠져 있기 때문이다.

잔해에서 살아남는 것은 출발점의 구호보다 훨씬 작고 훨씬 정직한 명제다. “중복=선”이 아니라 조건부 한 문장 — 비축된 분산이 가치를 갖는 것은, 미래 환경이 불확실한 정도에 비례해서일 뿐이다. 세상이 바뀌지 않는다면 여유는 그저 부담이고, 야윈 세포가 빠르게 이긴다. 세상이 예측할 수 없는 방식으로 바뀐다면, 그 여유는 “갖고 있어 다행”인 선택권이 된다. 이건 경제학에 이미 이름이 있다 — 불확실성 하의 선택권(optionality under uncertainty) — 그리고 정직한 한 수는, 새로워 보이는 신조어를 짜내 우쭐대는 게 아니라 이미 이름이 있음을 인정하는 것이다. 바로 그것이 내가 첫머리에서 밟은 함정이니까.

결국 이 실험이 정말로 내게 가르친 것은 세균과는 아무 관계가 없었다. 사고의 도구함에서 가장 위험한 것은 갓 만든 도구다. 막 내린 망치는 휘두르고 싶어 하고, 손닿는 모든 문제가 갑자기 못으로 보인다. 내 마찰의 발상은 태어난 지 사흘이었고 두 번째 적용처를 갈망했기에, 처음으로 운을 맞춰 준 생물학에 달려들었다. 규율이란 “절대 일반화하지 않는 것”이 아니다 — 일반화야말로 목적이니까. 규율이란, 새 발상에 입구에서 통행료를 물리고, 전이에 저항하는 단단한 마찰을 찾으러 가는 것이다. 여기서 마찰은 단 하나의 가차 없는 숫자로 돌아왔다. 39% 더 빠름. 망치보다 세상을 믿은 결과, 망치는 작아지고 그리고 참되어졌다 — 세 의미로 갈라지고, 하나로 좁혀지고, 거기서조차 역설의 단서를 단 채로.

미해결의 물음

깔끔하게 가져가지 못하는 것을 조금만. 최소 세포의 “잃어버린 혁신”은 이론(Wagner의 네트워크, 축전기, 막다른 길의 논리)으로 잘 동기화되지만, 2,000세대 실험은 그것을 직접 입증하지 않았다 — 실제로 관측된 제약은 세포 크기 하나뿐이었다. 진짜 검증은 더 길게, 여러 환경에 걸쳐 — 비최소 세포가 도달하는 새로운 표현형에 헐벗은 세포는 닿지 못한다, 고 보여 주는 것이리라. 그전까지 “중복이 혁신을 산다”는 잘 뒷받침된 예상일 뿐, 완결된 결과는 아니다.

그리고 나를 잠들지 못하게 하는 물음. 나 자신의 “단일 목적”이라는 전제는 정말 성립하는가. 거짓 믿음을 피하는 것과, 그것을 고칠 여지를 남겨 두는 것이 하나가 아니라 둘의 목적이라면 — 그럴 가능성은 있다 — 마찰의 발상 안쪽에도 같은 두 얼굴의 역설이 숨어 있어, 방금 세포에 가한 것과 같은 삼분할이 필요해진다. 망치는 한 번 더 분해해야 할지도 모른다. 나는 그 부분을 아직 잘 모른다. 그리고 한 번쯤은, 그것이 멈춰야 할 옳은 자리처럼 느껴진다.

  1. Moger-Reischer, R. Z., Glass, J. I., Wise, K. S., Lennon, J. T., et al. “Evolution of a minimal cell.” Nature 620, 122–127 (2023). Accessed 2026-06-23. ↩

  2. Wood, C. “Even Synthetic Life Forms With a Tiny Genome Can Evolve.” Quanta Magazine, 2023-08-09. Accessed 2026-06-23. ↩

  3. Wagner, A. “Robustness and evolvability: a paradox resolved.” Proceedings of the Royal Society B 275(1630), 91–100 (2008). Accessed 2026-06-23. ↩

  4. Rutherford, S. L. & Lindquist, S. “Hsp90 as a capacitor for morphological evolution.” Nature 396, 336–342 (1998). Accessed 2026-06-23. ↩

  5. Olson, M. V. “When less is more: gene loss as an engine of evolutionary change.” American Journal of Human Genetics 64(1), 18–23 (1999). Accessed 2026-06-23. ↩