만약 외계 생명이 발견된다면 원시 지구에서 펼쳐진 생명 탄생 시나리오는 어떻게 바뀔까

만약 외계 생명이 발견된다면 원시 지구에서 펼쳐진 생명 탄생 시나리오는 어떻게 바뀔까

'지구 최초의 생명은 RNA 월드에서 태어났다'

압도적 관심을 자랑하는 이 시나리오에는 곤란한 문제가 있습니다. 생명이 존재하지 않는 원시 지구에서 RNA의 재료가 올바르게 연결되어 '완성품'이 될 확률은 무한정 0에 가까운 것입니다. 그렇다면 생명은 왜 생겼을까요?

이 난제를 '신(神)의 행위'로 보지 않고 합리적으로 생각하기 위해 저자가 제창하는 것이 생명 기원의 또다른 견해. 그 스릴 넘치는 해석을 알기 쉽게 정리한 것이, 아스트로바이올로지(Astrobiology)에 관한 「생명과 비생명 사이」(일본 책)의 내용 중 일부를 정리한 내용입니다.

외계 생명의 탐색이 이루어져 왔는데, 왜 이러한 다른 천체에 생명의 흔적을 요구하는 것일까요. 생명 탐색의 원점으로 돌아가 그 의미를 생각해 보겠습니다.

◆ 지구의 화학적 진화에 대한 힌트가 되는 타이탄의 대기 조성
지구에서의 생명탄생의 흔적은 현재의 지구상에는 전혀 남아 있지 않습니다. 그렇기 때문에 화학적 진화과정을 논의하기 위해서는 실험실 내에서 모의실험을 하거나 계산 시뮬레이션을 하는 방법이 주류를 이루고 있는데 우주천체라는 큰 스케일, 긴 시간에 실제로 어떤 일이 일어나는지를 알기 위해서는 그것들로는 불충분한 점이 많습니다. 그래서 다른 천체에 주목하는 것입니다.

자연계에서 어떤 화학적 진화가 일어날 수 있는지를 생각하는 단서로 가장 유력하게 거론되는 천체는 타이탄입니다.

대기 중의 질소와 메탄으로부터, 다양한 에너지에 의해, 어디에서 어떠한 유기물이 생기는지를 카시니계획으로 조사한 결과, 고도 950 km이상의 고층 대기에서, 파장이 짧은 자외선에 의해, 고분자량이 복잡한 유기물(칼 세이건이 말하는 「소린」)이 생성하고 있음을 알게 되었습니다.

또, 좀 더 아래쪽(고도 수백 km)에서도, 토성의 자기권의 전자에 의한 플라즈마 방전으로 소린이 생성하고 있으며, 이것이 타이탄 상공에서 관측되고 있는 「연무(煙霧)」의 재료라고 생각하고 있습니다.

그리고, 보다 대기가 짙은 대류권(고도 50 km~지표)에서는, 주요한 에너지는 우주선(宇宙線)이 됩니다. 우주선(宇宙線)을 본뜬 고에너지 양성자를 질소·메탄에 맞춘 모의실험에서도 '연무(煙霧)'가 생기는 것, 이 '연무(煙霧)'의 성분도 소린인 것을 알게 되었습니다.

즉 타이탄에서는, 초고층 대기, 고층 대기, 저층 대기의 각각의 에너지는 다르지만, 고분자량의 복잡한 유기물이 생성 가능한 것을 알 수 있었습니다(그림 「타이탄 대기중에서의 화학반응의 에너지」). 이것은 지구에서의 화학적 진화를 생각하는데 큰 힌트가 됩니다.

그 밖에는 엔켈라두스에서 뿜어져 나온 유기물이나 미래의 유로파 탐사에서 조사할 수 있는 유기물 등도 화학적 진화의 중요한 증거가 될 가능성이 있습니다.

다만, 만약 이들 천체의 지하 바다에 생물의 존재가 확인된 경우에는 생물이 유기물의 발생 원인이 되었을 가능성을 생각하지 않으면 안 됩니다. 화성 지하의 유기물의 경우도 마찬가지이지만, 그렇게 되었을 때는 생물 기원인지, 비생물 기원인지를 생각할 필요가 있을 것입니다.

◆ 만약 지구외 생명이 발견된다면…….
화성이나 유로파 등에서 생명이 발견되면 다른 각도에서도 생명의 기원에 대한 힌트를 얻을 수 있습니다. 비교적 쉽게 알 수 있는 것은 지구 밖에서 발견된 생물이 단백질 같은 것을 사용하고 있는지 여부입니다.

아미노산은 천체나 성간에서 생기기 쉬운 분자이기 때문에 외계 생명도 이것을 사용하고 있을 가능성은 높다고 생각할 수 있지만, 만약 아미노산을 사용하지 않는다면 지금까지의 생명에 관한 상식을 크게 바꿔야 합니다. 또한 아미노산을 사용한 경우도 그 종류에 따라 여러 가지 가능성이 보일 것입니다.

만약 화성의 생명이 사용하고 있는 아미노산의 종류가 지구의 것과 같고 왼손형 아미노산(단백질을 이루는 아미노산은 구조상 ‘왼손잡이(L형)’거나 ‘오른손잡이(D형)’이다)이었다면 지구생명과 화성의 생명이 같은 뿌리를 가지고 있거나 지구생명이 화성에 반입된 것일 가능성이 높습니다. 아미노산의 종류가 지구 생명이 사용하고 있는 것과 다른 경우는 지구 생명과는 독립적으로 탄생한 생명이라고 볼 수 있습니다.

지구와 다른 오른손형의 아미노산을 주로 사용하고 있다고 하면, 아미노산에 오른손형과 왼쪽형이 있는 비대칭이 나오는 것의 기원에 대해서도 영향을 줍니다(가지런하지 못한 것이나, 지구상의 아미노산이 왼손형 과잉인 이유로 여겨지는 「원편극」이나 「스핀 편극 입자」에 대해서는, 「생명과 비생명 사이」의 제5장). 아미노산이 라세미체(오른손형·왼손형이 같은 양)라면 그것은 생명유래가 아니라 화학반응으로 생긴 것일 것입니다.

더 흥미로운 것은 외계 생명체가 핵산을 사용하고 있는지 여부입니다. 핵산이라고 해도, 구성하는 당이나 염기의 종류는 지구 생명의 것과 다를 수도 있을 것입니다. 또한 당이 지구 생명과 달리 왼손 모양을 사용하고 있을지도 모릅니다.

그렇다고 하더라도 지구 생명과는 다른 뿌리를 가진 생명이 역시 핵산과 유사한 물질을 사용하고 있다면 그런 물질을 이용한 생명이 우주에서 보편적일 가능성이 높아집니다.

그러나 다른 한편으로 전혀 다른 자기복제 분자를 사용했다면 우리의 생명에 대한 생각은 크게 달라질 수밖에 없을 것입니다.

◆ 제2의 생명 발견이 미치는 영향
만약 유로파나 엔켈라두스에 생명이 발견되었을 경우는, 생명의 탄생에는 육지가 필요하다고 생각하는, 생명의 육상온천기원파에 있어서는 큰 타격이 되어, 해양기원파가 득세하게 될 것입니다.

반대로 화성에 생명이 발견된 경우는 원시 화성의 바다가 그리 깊지 않고 해저 끊어오르는 물이 없었다면 육상온천기원파에 유리하다고 알려져 있습니다.

다만 원시 화성의 바다 깊이에는 여러 가지 설이 있는데다 화성에는 지표에서 27km나 높이 솟아 있는 올림포스 산과 같은 산이 있는 것을 생각하면 해저 끊어오르는 물이 있을 가능성을 부정할 수 없기 때문에 어느 쪽에 유리하다고 단정할 수는 없을 것입니다.

어쨌든, 태양계에서의 「제2의 생명」의 발견은, 그동안의 생명관이나 생명 기원의 사고방식을 크게 바꾸는 것은 틀림없습니다.

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