4-2 성의 분화

[수친구]

내용:

지구에 생명이 언제 그리고 어떻게 나타났는지는 여전히 풀리지 않는 수수께끼이다. 생화학적 연구를 통해 다양한 가설들이 제시되어 왔다. 1920년 초 오파린(Alexander Oparin)과 할데인(John Haldane)은 약 40억 년 전 원시 지구의 기체와 액체를 이루는 단순한 원소들이 화학적으로 결합하여 생명의 기초가 되는 물질이 생성되었고, 이를 바탕으로 지구에 생명이 출현했다는 무생물기원설(abiogenesis)을 주장하였다. 이 가설은 현재 논의되고 있는 생명의 기원에 대한 대부분 가설의 바탕을 이루고 있다.

생명이 진화하기 위해 필요한 RNA와 DNA같은 복잡한 생체분자(biomolecule)가 원시 지구의 환경에서 어떻게 그리고 어느 장소에서 만들어졌는지에 대해서는 연구가 진행 중이다. 생명에 필수적이지만 복잡한 반응과 경로에 의해 생성되는 핵산, 아미노산, 지질(脂質, lipid)등을 단순한 화학적 반응을 통해 거의 동시에 만들어낸 실험은1) 원시지구 상태에서 생명이 출현하기 위한 화학적인 토대가 복잡하지 않았을 수 있다는 것을 의미한다. 또한 지표에 아주 흔한 점토광물인 몬모릴로나이트(montmorillonite)의 층상구조를 촉매로 사용하여 뉴클리오타이드를 규칙적으로 연결시켜 RNA를 만들어낸 실험은2) 생명의 기초가 되는 물질이 형성되는데 지질학적인 조건이 중요하다는 것을 의미한다.

이러한 가설과 실험은 생명이 지구의 역사에서 어느 시점에 나타나게 되었는가에 대한 직접적인 증거를 제시하진 못한다. 고생물학자들은 직접적인 증거를 찾기 위해 시생대(40억 년 전부터 25억 년 전까지의 지질시대) 초기에 형성된 암석으로부터 생명의 흔적을 찾아내고 있다3)(그림 1). 물론 특정 지질시대의 지층에서 화석이 발견된다는 사실은 생명이 이미 그 이전에 존재했다는 사실을 증명할 뿐이다.

그림 1. 현재까지 알려진 가장 오래된 화석이 발견되는 것으로 알려진 강괴에 분포하는 에이펙스 처어트(Apex Chert)의 사진으로 붉은색을 띠는 부분은 철의 함량이 높은 부분이고 어두운 색을 띠는 부분은 유기질의 함량이 높은 처어트이다 (출처: 대한지질학회).

생명의 기원과 관련된 고생물학적 연구를 위해서는 화석이 발견된 지층의 지질 연대를 명확히 알아야 하고, 또한 발견된 화석이 생명체인가를 밝혀야 한다. 지층의 연대는 화석이 발견된 암석에 포함된 광물(예, 저어콘)의 방사성동위원소를 분석하여 수치 연령을 측정하면 결정할 수 있고, 발견된 화석이 무기적 과정에 의해 형성된 것이 아니고 생명 활동의 결과물임을 증명하기 위해서 다양한 지화학적 분석(예, 탄소동위원소분석)을 진행하고 있다4).

판구조운동에 기인한 지질학적 과정 때문에 35억년 이상 된 암석에 화석이 보존될 가능성은 희박하다. 지질학자들은 이 시기의 암석을 지구화학적으로 분석하여 생명의 활동이 있었음을 밝혀, 지구에 얼마나 오래 전에 생명이 존재했었는가에 대한 간접적인 증거를 제시하고 있다. 그린란드 서부의 아킬리아(Akilia) 섬에 분포하는 38억 년 전 호상철광층에서 발견된 탄소질 포획물의 탄소를 분석한 결과 δ13C(탄소동위원소 분화) 값이 –37‰이고, 이는 생물 기원의 탄소가 보이는 평균 δ13C인 –25‰ 보다 더 낮은 값으로, 이 시기에 탄소를 고정하는 생명 활동이 있었음을 지시한다5). 최근, 서호주의 잭 힐스(Jack Hills)에서 발견된 41억 년 전 저어콘 광물에 포함된 흑연 포획물 탄소의 δ13C는 –24‰로 측정되었는데, 이는 40억 년 이전에 이미 생명의 활동이 있었을 가능성을 제시하고 있다6).

참고문헌

1. Patel, B.H., Percivalle, C., Ritson, D.J., Duffy, C.D. and Sutherland, J.D., 2015. Common origins of RNA, protein and lipid precursors in a cyanosulfidic protometabolism. Nature Chemistry, 7. 301-307.
2. Huang, W. and Ferris, J.P., 2006. One-step, regioselective synthesis of up to 50-mers of RNA oligomers by montmorillonite catalysis. Journal of the American Chemical Society, 128, 8914-8919.
3. Schopf, J.W., 1993. Microfossils of the Early Archaen Apex Chert: New evidence of the antiquity of life. Science, 260, 640-646.
4. Schopf, J.W., Kitajima, K., Spicuzza, M.J., Kudryavtsev, A.B. and Valley, J.W., 2018. SIMS analyses of the oldest known assemblage of microfossils document their taxon-correlated carbon isotope compositions. Proceedings of National Academy of Sciences, 115 (1), 53-58.
5. Mojzsis, S.J., Arrhenius, G., McKeegan, K.D., Harrison, T.M., Nutman, A.P. and Friend, C.R.L., 1996. Evidence for life on Earth before 3,800 million years ago. Nature, 384, 55-59.
6. Bell, E.A., Boehnke, P., Harrison, T.M. and Mao, W.L., 2015. Potentially biogenic carbon preserved in a 4.1 billion-year-old zircon. Proceedings of National Academy of Science, 112, 14518-14521.

[네이버 지식백과]생명의 기원 [Origin of life, 生命起源] (지질학백과)

보충: 다음 동영상을 보면서 오게 된 느낌은 성의 분화가 단계적으로 고등화된 것은 단순한 시간의 결과로 우연히 이루어진 것이 아니며, 그때 그때 시행착오적으로 의도된 창조도 아니며, 미리 계획된 프로그램에 의해서 순서가 진행된 것이라는 점이다. 그렇게 생각하는 이유는 단세포 생물에서의 증식과정에서 성의 분화와 다세포 생물에서의 성의 분화는 비약적이지 않지만, 이 원리를 다른 고등생물에 그대로 적용되기란 너무나 큰 간격이 존재하고 있다고 보여지기 때문이다. 즉 중간 과정이 비약되어 있다는 것은 의도된 프로그램으로 볼 수밖에 없기 때문이다. 만일 그러하다면, 앞으로의 미래도 단순한 원인의 결과가 아니라, 의도된 프로그램의 실현일 것이라는 점이다. 이것은 모든 세부점이 결정되어 있다는 뜻과는 다르다. 결정된 프로그램 안에서의 여러가지 세부적 변화가 가능하게 되는 프로그램이라 생각된다.

https://youtu.be/ZYfZIuxzYkE

[수친구]

우리의 우주를 진화로 설명하면서도 동영상 20:19 에서 해설자는 창조임을 무의식 중에 표현하게 됩니다
이것은 진화가 창조메카니즘임을 드러낸 것이라 봅니다.