생명의 기원과 진화

생명의 기원과 진화

 

진화를 연구하는 이론에 따르면 지구상의 모든 생물들은 최초의 생명체로부터 유래하였다고 한다. 그렇다면 최초의 생명체는 과연 무엇이었을까? 이에 대해 정확히 알려진 바는 없으나, 우리가 초기 생명체의 특성에 대해서 충분히 추론해 볼 수 있다. 이들 초기생명체는 어디에서 출현하였을까? 이 문제에 대해서도 정확히 설명할 수는 없으나, 사려깊은 사람이라면 이 문제에 대하여 한두번 의심해 보았을 것이다. 진화설에 대하여 전혀 지식이 없는 사람이나 진화론을 받아들이지 않는 사람이라 할지라도 최초의 생명체가 지구상에 어떻게 탄생하였는가(탄생했는가)라는 의문을 제기해 볼 수 있다. 생명의 기원을 과학적으로 설명하는 방법에는 범종설(汎種說, panspermia theory)과 자연발생설(自然發生說, spontaneous generation theory)의 두 가지 학설이 있다.

범종설은 지구상의 생물이 외계 (우주)에서 기원했다고ㅡ아마도 운석에 의하여 운반되었다고ㅡ설명하는 이론이다. 지금도 범종설을 신봉하는 사람들이 있다. 유기분자를 포함한 운석도 있지만 아직까지 지구에 떨어진 다음 오염에 의하지 않고 순수하게 외계에서 기원한 생물체를 운석에서 발견한 사람은 아무도 없다. 생물이 우주 공간의 가혹한 상황을 극복하고 지구의 대기를 통과할 때 발생하는 높은 온도를 견딘다고 가정하더라도 근본적인 문제에 대한 해결은 되지 못한다. 왜냐하면 이 가설은 생명의 기원 장소를 지구에서 우주의 다른 곳으로 미루어 버린 것에 불과하기 때문이다.

100년 전까지만 해도 비생물적 물질로부터 생물이 저절로 발생한다는 자연발생을 믿었다. 프랑스의 유명한 생화학자이자 미생물학자인 파스퇴르(Louis Pasteur)는 멸균된 육즙이 담긴 목이 길고 구부러진 플라스크를 만들었다. 구부러진 유리관을 통하여 공기는 통과하지만 육즙은 멸균상태를 유지하고 있다. Pasteur가 제작한 멸균된 육즙이 담긴 플라스크는 아직까지 보관되어 있으나, 플라스크 속의 육즙은 여전히 맑고 완전한 상태를 유지하고 있다.

Pasteur의 업적에 대한 두 가지 중요한 사실을 종종 간과하고 있다. 첫째, 그는 자연발생이 결코 일어날 수도 또 일어난 적이 없다는 것을 증명하지는 못한 것이다. 어떤 사실의 부정을 증명하는 것은 대체로 불가능하다. 이미 존재하는 생물적 요인을 완전히 배제하면 자연발생이 일어나지 않는다는 것을 Pasteur가 확인하였을 뿐이다. 실제로 오늘날 생물이 자연발생하지 않는다는 사실을 뒷받침하는 증거는 많지만 이에 대한 결정적인 증거는 없다.

둘째, Pasteur가 밝힌 대로 자연발생적으로 생물이 기원하지 않았다면, 생명의 기원에 대한 문제를 과학적으로 설명할 수 없다는 점이다. 러시아의 생화학자 오파린(A. I. Oparin)에 의하여 1936년 이러한 딜레마로부터의 탈출구가 제시되었다.

현재 지구상태에서는 생물이 자연발생적으로 만들어질 수 없지만, 지구 역사의 초기에 존재했던 조건하에서는 생명이 자연발생적으로 기원할 수 있다고 Oparin은 가정하였다. 그의 가설에 따르면 원시 지구의 대양은 유기분자의 "수프로 가득 차 있었다. 긴 시간이 경과하는 동안에 이러한 유기분자들이 서로 결합하여 복잡한 분자를 형성하였다. 이러한 거대분자 물질들이 적절한 과정을 거쳐서 복합체를 형성하여 (1) 자신을 둘러싼 유기물 수프에서 분리시키는 막을 형성하고, (2) 수프에서 필요한 분자를 받아들이고 다른 분자를 배출하는 능력, (3) 흡수한 분자를 복합체의 독특한 체제로 편입시키는 능력, (4) 자신의 고유한 속성을 유지하면서 자신의 일부를 분리시키는 능력을 갖추게 되었다. 이러한 복합체는 유전체계, 대사작용, 생장 및 생식과 같은 생물의 특징을 갖추게 되었다. 현존하는 가장 단순한 미생물보다 훨씬 간단한 최초의 이러한 생명체가 자연선택에 의하여 다양한 생물로 진화되었다.