생명의 기원에 관한 7가지 이론

생명의 기원에 관한 7가지 이론

인류에게 지구의 첫 생명이 어떻게 나타났는지는 영원한 주제 중 하나이며 생명의 기원에 관한 이론은 일설에 의하면 123개나 된다고 한다. 그런 생명의 기원에 관한 7개의 가설을, 과학 뉴스 사이트인 Live Science가 정리한 내용이다. 

◆ 1: 생명의 기원은 번개로 태어났다
미국 화학자인 스탠리 밀러와 해롤드 유리는 밀폐된 실험장치에 원시 지구를 재현한 물·메탄·암모니아·수소를 봉입해 방전하는 실험에서 낙뢰로 생명의 근원이 되는 아미노산이 합성됐다고 발표했다. 유리-밀러의 실험이라고 불리는 이 유명한 실험은 단순한 분자에서 복잡한 분자가 생겼고, 그것이 곧 생명으로 발전했다는 화학진화설의 초기 실험으로 자리잡고 있다. 

이후 원시 지구의 대기는 밀러 등의 예상보다 수소가 적었던 것으로 밝혀졌지만 NASA와 캘리포니아대학 샌디에이고의 연구자들은 2008년 발표한 논문에서 화산 폭발로 발생한 구름에는 메탄·암모니아·수소가 포함돼 있어 번개도 발생했을 가능성이 있다고 주장하고 있다. 

◆ 2: 첫 생명은 진흙 속에서 태어났다
스코틀랜드 글래스고대학의 유기화학자인 알렉산더 그레이엄 케언스=스미스는 1985년 발표한 저서 '생명의 기원을 푸는 7가지 열쇠'에서 "점토 속 결정은 그 구조를 유지하면서 성장하고, 그 과정에서 다른 분자를 포획해 우리 유전자와 같은 패턴으로 조직화된 것"이라고 주장했다. 

DNA의 주된 역할은 육체를 구성하는 단백질 아미노산 분자가 어떻게 배치되는지 지시하는 정보를 저장하는 데 있다. 케언스=스미스의 가설에서는 점토에 포함된 광물의 결정이 유기분자를 조직화하고 이것이 나중에 유기분자가 스스로 조직화하게 된 것이 생명의 기원이라고 한다. 

이 야심찬 이론은 1980년대 생물학자들 사이에서 물의를 일으켰지만 현대 과학계에 널리 받아들여지지는 않았다고 한다. 

◆ 3: 생명은 바다 밑바닥에서 솟아나는 뜨거운 물에서 태어났다. 
2008년 학술지 Nature Reviews Microbiology에 게재된 논문에서 독일 하인리히 하이네대학 뒤셀도르프 연구자인 윌리엄 마틴 등 연구팀은 심해의 뜨거운 물 분출구멍에서 뿜어져 나오는 원소로부터 최초의 생명이 태어났다는 열수분출공설을 주장했다. 

지열에 의해 가열된 물이 바다 밑바닥에서 뿜어내는 뜨거운 물 분출구멍에는 지각을 통과할 때 흡수된 탄소와 수소 등의 물질과 미네랄이 포함되어 있다. 열수분출공설은 바위틈에 이들 분자가 모여 생명이 탄생하는 데 중요한 촉매가 제공된 것일 있다는 설이다. 

2019년 런던대학교 연구자들이 발표한 연구에서는 열수분출공과 같은 고온 알칼리성 환경 하에서 원시적인 세포의 전신이 되는 프로토셀을 만드는 데 성공했다. 

◆ 4: 생명은 얼음 속에서 태어났다
생명의 탄생에는 유기 화합물이 필요하지만, 이것들은 수중에는 극히 저농도로만 존재하고 있고, 게다가 화학적으로 불안정하여 금방 망가져 버린다. 그래서 일부 연구자들은 "물이 동결되고 아미노산 등의 분자가 농축됨으로써 최초의 생명탄생이 촉진된 것이 아닐까"라고 생각하고 있다. 

캘리포니아 대학의 해양 화학자인 제프리 바다는, 에우로파 등 얼음으로 덮인 별에서의 분자의 활동을 조사하기 위해, 무기화합물인 시안화 암모늄의 희석용액을 저온하에서 25년간 동결시키는 실험을 실시했다. 그 결과 DNA를 구성하는 아데닌과 구아닌 등 생명에 중요한 물질이 생성된다는 결과를 얻었다는 것이다. 

이에 대해 바다는 생명의 기원에 중요한 유기화합물은 저온의 환경 하에서 보다 안정적이 된다고 말했다. 이 설에서는 얼음은 자외선 등 생명에는 위험한 우주로부터 유기화합물을 보호하는 역할을 했다고도 추측할 수 있다. 

◆ 5: 생명은 DNA보다 단순한 RNA에서 비롯되었다. 
생명의 몸을 구성하는 단백질은 DNA 정보를 바탕으로 합성되는데 DNA 합성에도 단백질이 필요하다. 그래서 DNA도 단백질도 없는 원시의 지구에서 어떻게 생명이 탄생했는지는 어려운 문제이다. 
그래서 나온 주장이, 「DNA와 같이 정보를 보존하고, 단백질과 같은 효소로서 작용해, DNA와 단백질의 양쪽의 합성에 관여하고 있는 RNA가 생명 탄생의 계기가 아닐까」라고 하는 RNA 월드 가설이 있다. 

◆ 6: 더 단순한 분자에서 시작되었다
RNA 월드 가설에서는 원래 최초의 RNA는 어떻게 탄생했는가 하는 의문이 남는다. 그러다 보니 작은 분자들끼리 상호작용해 세포막 같은 거품 캡슐에 담겼던 것이 복잡해지면서 생명이 됐다는 가설도 생겨났다. 이 생각은, RNA 월드 가설의 「유전자 우선 모델」에 대해서, 「대사 우선 모델」이라고 한다. 

◆ 7: 최초의 생명은 우주에서 왔다
국제우주정거장(ISS) 밖에서 미생물이 생존할 수 있는지를 알아보는 일본의 '민들레 계획'에서는 3년간 미생물을 우주공간에서 자외선에 노출시켜도 생존 가능한 것으로 확인됐다. 

경우에 따라서는 미생물이 우주공간에서 수십 년간은 생존할 수 있음을 보여준 이 실험은 지구상의 첫 생명은 소행성 등을 타고 우주에서 왔다는 판스페르미아설(theory of panspermia)을 더욱 유력하게 하는 것으로 알려져 있다. 다만 만약 판스페르미아설이 맞을 경우 '지구에 오기 전의 생명은 어떻게 탄생했을까?'라는 새로운 수수께끼가 생기게 된다. 

 

자세한 내용은
7 Theories on the Origin of Life | Live Science
https://www.livescience.com/13363-7-theories-origin-life.html