지구 생명체의 출현

지구 생명체의 출현



무엇 때문에 생명이 시작 되었는가는 알 수 없지만, 생명의 출현은 단 한번만 일어났다.
그것은 생물학적으로도 아주 특이한 사실인데 어쩌면 우리가 알고 있는 것 중에서 가장 특별한 것일 수도 있다.

지금까지 살았던 모든 식물과 동물들은 모두 같은 원시생물에서 시작되었으며 상상을 할 수 없을 정도로 먼 옛날에 약간의 화학 물질이 생명이 되기 위해 안달을 하고 있었는데, 그 생명은 약간의 영양분을 흡수해서 부드러운 숨을 쉬면서 아주 잠깐 동안 삶을 유지했다. 그 정도는 과거에 여러차례 일어났을 것이다.

그런데 그런 원형덩어리가 그 이상의 특별한 일을 하면서 스스로 갈라져서 후손을 만들어 낸 것이다.
한 생명으로부터 아주 적은 양의 유전물질이 다른 생명에게로 전해졌고, 그 이후로는 그런 일이 단 한번도 멈춘 적이 없었다.

그것이 바로 우리 모두가 창조되는 순간이었다. 생물학자들은 그것을 대탄생(Big Birth)이라고 부르기도 한다.

지구상의 어느 곳에서나 볼 수 있는 동물이나 식물이나 벌레나 심지어 물방울 하나까지도, 살아 있는 것은 모두가 똑 같은 사전의 똑 같은 코드를 이해하고 있다.

모든 생명은 하나인 것이다.
우리 모두는 거의 40억년 전에 시작 되었던 단 한번의 유전적 마술이 세대를 통해서 끊임없이 이어진 결과이다.

그래서 인간의 유전 정보의 일부를 잘라서 잘못된 효모세포에 넣어주면, 그 효모세포는 그 유전정보가 마치 자기 것인 것처럼 착각을 한다. 진정한 의미에 생명은 생명 그 자체인 것이다.

생명이 진화하는데 그렇게 오랜 시간이 걸렸던 한 가지 이유는, 단순한 생물체들이 대기 중에 충분한 양의 산소를 불어 넣을 때까지 기다려야만 했기 때문이다. 대기중의 산소 농도가 대체로 오늘날의 수준으로 늘어나기에는 지구역사의 40%에 해당되는 20억년 정도가 걸렸었다.

그러나 산소의 농도가 그 수준에 이르게 되자 아주 갑작스럽게 전혀 새로운 형태의 세포가 등장하기 시작했다.
핵과 세포기관(Organelle; 작은 도구라는 그리스어에서 유래)이라고 부르는 작은 몸을 가진 세포가 출현한 것이다.

그런 과정은 서두르거나 모험심이 강한 박테리아가 다른 박테리아에 의해서 침략당하거나 포획되었는데, 그렇게 된 것이 양쪽 모두에게 적절했기 때문에 생겨나게 되었을 것이다. 포획된 박테리아는 미토콘드리아가 되었을 것으로 생각되는데 생물학자들이 내공생(內共生)이라고 부르는 미토콘드리아라는 침략자에 의해서 복잡한 생명이 가능하게 되었다. (식물에서도 비슷한 방법으로 엽록체가 만들어져서 광합성을 할 수 있는 식물이 생겨났다)

미토콘드리아는 산소를 이용해서 영양분으로부터 에너지를 방출시킨다.


그렇게 매력적이고 훌륭한 마술이 없었더라면 오늘날 지구상의 생명은 단순한 미생물들의 진흙탕에 불과했을 것이다. 미토콘드리아는 모래알 정도의 공간에 10억 개가 들어갈 정도로 작지만 아주 굶주린 상태로 생물체가 흡수하는 거의 모든 영양분은 미토콘드리아를 먹여 살리는 데에 사용된다.

우리는 미토콘드리아가 없으면 2분 이상을 살 수 없는데, 10억년이 지났음에도 불구하고 미토콘드리아는 우리와는 함께 살 수 없다고 생각하는 것처럼 행동하는 것이다. 그만큼 미토콘드리아는 그 자신만을 위한 DNA를 가지고 있으며 게다가 주인 세포와는 다른 시기에 번식을 한다.

박테리아처럼 생겨먹은 그들은 박테리아처럼 분열되고 때로는 항생제에 대해서 박테리아처럼 반응하기도 한다. 간단히 말해서 그들은 자기 보따리를 따로 챙겨두고 살고 있는 것이다. 그들은 자신들이 살고 있는 세포가 사용하는 유전 언어도 함께 쓰지 않는다. 마치 집안에 손님을 모셔 둔 것 같지만 그 손님은 10억년 동안을 함께 살아 온 것이다.

새로운 형태의 세포는 <진짜 핵을 가지고 있다>는 뜻으로 진핵세포(eukaryote)라고하며 구식의 세포는<핵이 생기기전>이라는 의미로 원핵세포(prokaryote)라고 하는데 화석기록에 의하면 진핵세포는 갑자기 나타난 것처럼 보인다. 지금까지 알려진 것 중에서 가장 오래된 그리파니아라고 부르는 진핵세포는 단 한번 발견되었고, 그로부터 5억년 동안은 발견 된 적이 없다.

지질학자 스티븐 드두리의 의하면, 옛날의 원핵세포는 새로운 진핵세포와 비교하면 <한줌의 화학물질>에 불과했다. 진핵세포는 원핵세포보다 1만배나 더 크게 되었고, 1000배나 더 많은 DNA를 가지고 있다. 세상은 점점 식물처럼 산소를 배출하는 생물체와 인간처럼 산소를 소비하는 생물체의 두 종류가 지배하게 되었던 것이다.

그동안 단세포 진핵동물을 <동물이전의 생물>이라는 뜻으로 <원생생물: portozoa>이라고 불렀지만, 그런 용어는 점차 사라지고 이제는 protist 라 부르고 있다.

원생동물은 그보다 먼저 태어났던 박테리아와 비교해보면 디자인과 정교함이 놀라울 정도로 달라졌다. 하나의 세포로 되어있고, 사는 것 이상 아무런 야망도 없는 간단한 아메바 조차 DNA속에 4억개의 유전자 정보를 가지게 되는 것이다. 칼세이건이 지적 했듯이 그 정도면 500쪽짜리 책 80권을 채울 수 있는 양이다.

결국 진핵생물은 더욱 독특한 마술을 배우게 되었다. 10억년 정도의 오랜 세월이 걸리기는 했지만, 일단 배우고 난 후에는 아주 좋은 마술이었다. 함께 모여서 복잡한 다세포 생물을 만드는 것이 바로 그것인데 그런 혁신 덕분에 아주 크고, 복잡하고, 눈으로 볼 수도 있는 우리와 같은 생물이 태어날 수 있게 되었다. 행성 지구는 야망에 찬 다음 단계로 나아갈 준비를 마친 것이다.

그러나 그런 일에 너무 흥분하기 전에, 세상은 아주 작은 것들의 소유라는 사실을 기억해 둘 필요가 있을 것이다.

---

도움이 되는 자료

산소와 생명체
http://kr.blog.yahoo.com/mossben2002/1144.html?p=1&pm=l&tc=26&tt=1242092285

탄소와 생명체
http://kr.blog.yahoo.com/mossben2002/1138.html?p=1&pm=l&tc=26&tt=1242092327



[출처 및 참고 자료]

출처 : http://kr.blog.yahoo.com/mossben2002/1150


Bill Bryson - A short history of nearly everything ( ISBN 89-7291-364-2 )
Robert Lawlor - Voice of the first day  ( ISBN 0-89281-355-5 )
Lee Durrell - State of the Ark ( ISBN 0-385-23668-9)

BIG BIRTH
http://projectwhitehouse.wordpress.com/2008/01/31/the-big-birth-and-the-new-cosmology/

미토콘드리아-Mitochondria
http://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%AF%B8%ED%86%A0%EC%BD%98%EB%93%9C%EB%A6%AC%EC%95%84

진핵생물(세포)-Eukaryote
http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%A7%84%ED%95%B5%EC%83%9D%EB%AC%BC

원핵생물(세포)-Prokaryote
http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9B%90%ED%95%B5%EC%83%9D%EB%AC%BC

원생생물 - Protista
http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9B%90%EC%83%9D%EC%83%9D%EB%AC%BC
http://www.sciencetimes.co.kr/article.do?atidx=0000006328
http://isoft.postech.ac.kr/Research/POSNIRK/doc/TREND-1194
http://user.chollian.net/~cihkj/treepul/htm/spirulina.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/File:CyanobacteriaColl1.jpg
http://www.ucmp.berkeley.edu/bacteria/cyanointro.html
http://www.hojung.info/entry/Shark-Bay

http://en.wikipedia.org/wiki/Stromatolite
http://www.google.com/search?sourceid=navclient&ie=UTF-8&rlz=1T4RNWK_enUS278US280&q=Stromatolite

http://www.sciencedaily.com/releases/2008/07/080704122847.htm
http://www.rockhounds.com/grand_hikes/hikes/stromatolites_in_the_hakatai/

http://en.wikipedia.org/wiki/Shark_Bay
http://www.sharkbay.asn.au/
http://en.wikipedia.org/wiki/Shark_Bay,_Western_Australia