생명의 기원

목차

1. 우주의 기원

2. 지구의 형성
1) 대기의 생성
2) 바다의 생성
3) 지구 내부의 변화와 지각 형성

3. 화학 진화(chemical evolution)

4. 세포 진화(cellular evolution)

5. 원핵세포와 진핵세포의 진화

6. 세포 소기관(organelle)의 기원
1) 핵과 소포체의 기원
2) 세포 내 공생체
3) 세포 내 공생의 증거

7. 다른 생명의 기원설

본문내용

붙어 있는 고리 모양이 보통이며 그 유전정보 양도 극히 적고 histone 단백을 갖지 않아, 이 모든 특성들은 오늘날의 세균의 염색체와 흡사하다.
③ 독자적인 RNA를 가지고 있으며 RNA 중합 효소의 생화학적 특성도 세균과 유사하다.
④ 독자적인 리보소옴을 가진다. 이는 70S 리보소옴으로서, 진핵 생물의 80S 리 보소옴과 다르며 오히려 세균의 그것(70S)과 비슷하다.
⑤ ②, ③, ④를 이용하여 독자적인 단백질 합성을 한다. 다만 필요한 모든 단백 질이 자신의 유전 정보만으로 합성되지는 못한다.
⑥ 양자 모두 활발한 탄수화물 대사 능력을 가진다.
⑦ 지방 대사 능력이 있다.
⑧ ATP, NAD(P)H를 합성한다.
⑨ 미토콘드리아는 세포 내에서 분열한다. 엽록체의 경우도 고등 식물의 경우에 는 전 색소체만이 분열하지만 하등 식물의 경우에는 성숙한 엽록체가 세포내에서 분열한다. 최근에는 실험실 내에서 고등 식물의 엽록체 분열에 성공한 사례도 있다.
이러한 사실들을 종합하여 보면 둘 모두 세포막에 둘러싸여 있고 독자적인 유전자를 가지며, 단백질, 탄수화물, 지방, 에너지 대사 능력을 가지고 있으며 분열에 의하여 증식할 수 있어, 독립적인 단세포 생물에 유사함을 알 수 있을 뿐 아니라, 분류학적으로는 세균과 비슷한 존재임을 알 수 있다. 물론 현재의 미토콘드리아나 엽록체를 세포에서 분리시켜도 이들이 독자적으로 생활할 수는 없지만, 이미 살펴본 바와 같이 이들이 오랜 공생생활을 하는 동안 필수적인 대사 기능의 일부를 상실했기 때문에 이는 오히려 당연한 것이라 보인다.
이와 관련하여 근래에 흥미 있는 한 가지 사실이 발표되었다. 일부 원생동물들은 광합성을 하는 세포 소기관인 cyanellae를 가지고 있는데 이는 남조류와 똑같은 미세 구조를 가지고 있지만 그 유전정보 양은 엽록체에 유사하며, murein이라는 성분을 함유하고 있다. Murein이란 원핵생물(세균, 남조류 등)의 세포벽을 구성하는 주성분이다. 이로부터 cyanellae는 비교적 최근에 공생 관계가 수립되어 그 특성의 일부가 소멸되어 가는 중이지만 아직 세포벽 합성 능력 등이 완전히 소멸되지 않은 중간 단계의 세포내 공생체라는 해석이 가능하게 되었고, 엽록체가 세포 내 공생체임을 입증하는 강력한 증거가 되었다(엽록체에는 murein이 없다).
전체적으로 보아 엽록체는 미토콘드리아에 비하여 세균에 가까운 특성을 훨씬 더 많이 보인다. 미토콘드리아는 진핵 생물적인 특성도 많이 나타내기 때문이다. 그러나 이 또한 수렴진화의 영향일 가능성이 높으며, 대체로 이 두 세포 소기관이 세포 내 공생체라는 사실은 광범위한 지지를 얻고 있다.
7. 다른 생명의 기원 설
지금까지 우리가 살펴본 것이 현대 생물학에서 보편적으로 인정하는 지구상의 생명의 기원에 대한 입장이다. 그러나 모든 사람들이 같은 생각만을 가지는 것은 아니다. 지금까지 여러 사람들이 여러 가지 생명의 기원설을 제창하여 왔는데 그 중 대표적인 것이 Cosmozoa 설, Panspermia 설 등이다. Cosmozoa 설에서는 지구상의 생명체는 다른 천체에서 유래하였다고 본다. 세균의 포자 같은 생명의 씨앗이 운석 등에 파묻혀 우주 공간을 안전하게 비행하다가 지구에 도달하여 이것이 모든 지구 생물의 조상이 되었다는 입장이다. Panspermia 설도 비슷한데 다만 이들은 생명체가 운석이 아닌 광압에 밀려 지구상에 도달하였다고 생각하는 차이를 보인다. 그러나 아무리 강한 포자라도 자외선이 강하게 쪼이는 저온도의 공간에서 장시간 살아남을 수 없다는 반론에 부딪치게 되었으므로 일부 학자들은 이를 약간 수정하여, 생명체가 혜성에서 발생하여 혜성이 지구에 충돌 또는 접근하였을 때 지구에 떨어졌다고 주장하기도 하였다(Hoyle, 1978). 그런가 하면 Crick과 Orgel(1981)은 우주 생물의 고도의 지적 진화를 상상하여, 그들이 생명의 씨앗을 지구에 보냈을 가능성이 있다는 Neopanspermia 설을 주장하였다.
우리가 속한 은하계는 1,500억 - 2,000억 개의 별로 구성되어 있다고 추정하는데, 우주에는 이런 정도의 크기의 은하계가 다시 1,500억 - 2,000억 개쯤 존재한다고 하니 아마도 다른 천체에 생명이 존재할 수 있는 가능성은 충분하고도 남을 것이다. 그러나 이들의 설이 옳은지 그른지는 지금까지 우리들이 살펴본 생명의 기원설이 옳은지 그른지 알 수 없듯 쉽게 판단할 수 없을지 모른다. 한 가지 아쉬운 점은, 혹 그들의 설 중 하나가 옳다고 하더라도, 그 설이 여전히 생명의 기원 자체에 대한 해답을 제시하지 못하고 이를 너무나도 간단히 다른 천체에 떠넘겨 버렸다는 점일 것이다.
물론 생명은 저절로 태어난 것이 아니라 신에 의하여 창조된 것이라는 창조설도 꾸준히 명맥을 이어오고 있다. 그러나 종교적 신념에 관한 논의는 여기에서는 생략하기로 한다.
결론적으로, 우리가 지금까지 살펴본 논의는 한 때 지구상에서 자연 발생적으로 무생물로부터 생물이 태어났다는 일종의 자연 발생설이다. 자연 발생설이란 이미 19세기 중반에 Pasteur 등에 의하여 그 부당함이 명백히 입증된 설인데 이제 와서 새삼스럽게 자연 발생설을 논의하는 것이 타당한 일일까? 해답은 “물론 그렇다” 이다. 다만 이 21세기의 자연 발생설은 그러한 드라마가 지구상에서 특별한 시기에, 지구가 특별한 환경 조건을 가지고 있을 때 단 한 번 가능할 수 있었다고 생각한다. 그 결정적 시기 이후에는 지구의 환경 조건이 너무도 변하여 무기물이 저절로 유기물로 변하지도 못할 뿐 아니라 설사 유기물이 합성된다 하여도 곧 산화되거나 다른 생물에 의하여 소모되어 버리기 때문에 더 이상 같은 일이 반복될 수 없다고 보는 것이다.
현재까지의 이론에는 너무나 많은 가상과 추정이 바탕에 깔려 있음을 부정할 수 없다. 이 명제는 우리가 time machine을 타고 150억 년 혹은 그 이전의 세계로 되돌아가지 않는 한 영원히 증명할 수 없다는 근본적인 한계를 지니고 있다. 다만 우리는 찾아볼 수 있는 객관적 증거들과 과학적 지식을 총동원하여 최대한으로 진실의 실체에 접근하려고 노력할 수 있을 따름이다.

키워드

우주의 기원,   지구의 형성,   화학 진화,   세포 내 공생,   원핵세포와 진핵세포의 진화,   생명의 기원,   세포 내 공생의 증거,   세포 진화