RuBisCO 라는 식물의 광합성에 관여하는 효소가 있다.

광합성 과정중에 이산화탄소에서 탄소를 추출해서 당으로 바꿔주는 첫 단계에 관여하는 효소이다. 광합성 과정을 크게 나눌 때 후반부에 해당하는  흔히 "켈빈회로" 라고 부르는 과정,  또는 빛이 관여하지 않아서 암반응이라고도 부르는 과정의 일부. RuBisCO는 무기물인 공기중의 이산화탄소를 유기물로 변환하는 탄소고정의 가장 중요한 스텝에 쓰이기 때문에 광합성의 효율에 결정적 영향을 끼치는 효소이다. 모든 식물은 광합성은 저 효소를 이용해 탄소를 고정하니 광합성을 하는 식물은 물론 그 식물을 먹고사는 동물에게도 지구상에서 아마도 가장 중요한 효소 중에 하나일 것이다.

 

그런데 이 넘이 문제가 아주 많다. 효소로서 활성이 매우 낮고 속도가 떨어지고 실수도 잦다.  생체의 다른 효소의 1/1000 정도로 효소 몰당 반응속도가 느리다. 또 산소와 탄소가 크기가 비슷해서 처리 실수도 매우 잦다.  그 실패작은 쓸데없는 또는 광합성에 유해한 부산물이 되는데 이걸 무해하게 제거하는 과정이 여러 단계로 매우 복잡하고 귀중한 에너지도 소모한다. 한마디로 총체적 난국이라 하지 않을 수 없다.

 

그래서 현재 식물들은  이 효소의 양을 무식하게 많이 만들어 그 효소의 반응속도 문제를 해결하고 있다. 식물 잎에 있는 단백질의 40-50%가 바로 이 효소이다.  그래서 지구상에 있는 효소중에 가장 양적으로 많은 게 이 효소이다.  그래도 효율이 낮아서 이 탄소고정 효소 반응이 식물의 광합성의 속도를 제한하는 중요 보틀넥이 되고 있고 이것만 해소해도 광합성 효율이 크게 높아진다.  그래서 학자들은 최근에 이 RuBisCO를 대체할 효소를 열심히 연구중이다.

 

최근의 연구로는 담배의 DNA를 편집해서 이 효소를 같은 역할을 하는 다른 효소로 바꾸거나 부산물 처리과정을 바꾸니 식물 잎의 성장이 20-30% 높아지는 결과를 얻었다. 광합성의 다른 과정도 저 과정의 처리 속도에 맞춰 진화한 거니 다른 과정들도 속도를 높이면 광합성 속도가 획기적으로 빨라서 아마 슈퍼 식물이 나올 수도 있을 것이다.

 

그러니 만약 신이 식물의 광합성을 기독교에서 주장하는 지적설계론에 따라 지적으로 설계했다면 이건 명백히 신이 생물학 시간에 졸았음에 틀림없다.  만약 인간보다 더 영리한 신이 지적설계를 했다면  당연히 저 RuBisCO 효소보다 더 효율적인 효소를 도입했을 것이다. 만약 신이 멍청해서 저 효소를 썼다면 인간보다 멍청하니 신이라고 부를 가치가 없다.

그럼 이런 비효율적인 효소가 어째서 더 나은 효소로 개선되지 않고 지금까지 살아남았냐면  생명의 진화는 우연에 의존 하기 때문에 한번 실수를 하면 그게 그럭저럭 동작하는한 그 후에 발전은 그걸 기반으로 계속 진화해 가기 때문이다. 소위 말하는 경로의존성. 마치  QWERTY 키보드가 타이핑에는 비효율 적이었지만  그당시에는 기계적 제약 때문에 도입되어 쓰였는데 그럭저럭 쓸 만은 해서 그게 굳어지니 그런 기계적 제약이 사라진 컴퓨터 시대에도 살아남아 계속 쓰이는 것과 같은 것이다. 또 먼 먼 옛날에 광합성을 하는 엽록체가 식물세포에 세포소기관으로 식객으로 이주해 들어온 후에 진화에 충분한 시간이 흘렀음에도 손님은 여전히 손님이라 식물의 진화의 혜택을 제대로 보지 못한 점도 있고.