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생물의 몸속에 있는 ‘생체 시계’ 가설
진달래, 개나리, 벚꽃 등은 반드시 이른 봄에 핀다. 이처럼 나무들은 1년 중 언제 싹이 트고, 꽃을 피우며, 열매를 성숙시키고, 또 단풍잎으로 변할 것인지 정확히 알고 있다. 나팔꽃은 하루 중에서도 꼭 아침에 핀다. 어떤 나무의 잎은 아침에 펼쳐졌다가 저녁이 되면 접어버린다. 이러한 현상은 고대로부터 관찰되고 있었다.
프랑스의 지구물리학자인 메랑(Jean-Jacques d'Ortous de Mairan, 1678-1771)은 원래 천문학자였으나, 도중에 식물 연구에 빠졌다. 그는 식물의 세포와 생리, 그리고 행동이 하루 중의 시간이나, 1년 중의 계절에 맞춰 활동한다는 것을 알게 되면서. 생물의 체내에는 마치 시계처럼 주기에 맞도록 작용하는 어떤 기구가 있다는 이론을 1727년에 발표했다.
“식물이 가진 어떤 성질은 태양에 의해 조절되지 않고, 체내의 어떤 기구(機構)에 의해 조절된다.”
오늘날 '생체(生體) 시계' 또는 ‘생물 시계’(biological clock)라고 알려진 이 이론은, 식물만 아니라 모든 생물의 체내에 시계와 같은 시스템이 작용하고 있는 것으로 알려져 있다. 생체 시계는 '생리 주기'(circadian rhythm)라 불리기도 한다. 사람의 생리 주기 중에 체온의 변화를 보면, 이른 아침에 체온이 제일 낮고, 오후 늦게 체온이 가장 높아진다. 비행기를 타고 한국에서 미국이나 유럽으로 가면, 사람들은 잠을 자야 할 시간에 잠이 오지 않는 등, 시차적응(時差適應)을 못해 장기간 고생을 해야 한다. 생물의 몸은 일정한 리듬에 따라 생리활동을 한다. 이러한 생체시계는 사회에서 사람들이 흔히 사용하는 ‘바이오리듬’(biorhythm)과는 의미가 다르다.
생체 시계는 몸의 어디에 있을까? 인간의 경우 뇌의 ‘시상하부’(視床下部)라고 부르는 곳에 있다. 이곳은 시신경과 연결되어 있다. 생체시계는 아직도 연구되고 있는 매우 복잡한 과제이다. 한동안 식물과 생체 시계를 연구하던 메랑은 다시 천체 관측 연구로 되돌아갔다. 그가 천문학으로 복귀한 것은 다행한 일이기도 하다. 왜냐하면, 1731년에 오리온자리에서 'M43'(메랑 성운)이라 부르는 성운을 새로 발견했기 때문이다.
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