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과학

생명체 탄생의 원리 세균 DNA 진화 다양성 원리를 바탕으로 설명드립니다.

by 로이인랑 2023. 5. 17.
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그런데 군사 하나가 한 6km까지 달하는 군사가 발견된 바가 그리고 방사능에 끄떡없는 세균이 있어요. 
방사능을 활용을 해서 멸균을 해봤어요. 
방사능 저희도 안 죽는 거예요. 우리한테 치명적인 거에 한 천 배를 이상 줘도 얘는 안 죽는 거예요. 
생물 속생설 그리고 이 진화의 관점에서 보면 생명체는 생명체에서만 태어나니까
우리가 부르는 병아리가 태어날 수 있는 달걀이 있으려면 그걸 낳는 닭이 있어야 되는데 닭과는 조금 다른 조상이 되는 어떤 새가 알을 낳은 게 닭으로 변이 이렇게 가는 과정을 본다고 그러면 닭과 달걀 중에서 닭이 먼저라고 볼 수 있지 않겠는가 그런데 여기서 말하는 그 닭 닭은 우리가 말하는 그 닭이 아니고 닭의 보상이 되는 그 어떤 새였을 것이 그렇게 말씀을 드릴 수 있을 것 같습니다. 


생각을 한 번 해보시죠. 우리가 미생물에 얼마큼 의존하고 있는지 우리 생활에서 한 번 생각해 보겠습니다. 
아침마다 화장실에 가시
일 보시죠. 그거 다 물 내리잖아요. 
화장실에서 내린 물은 정화조로 가죠. 


정화조 보게 되면 수시로 와서 청소도 합니다. 
정화 그게 뭐냐정화점에 가면 우리의 그것을분해하는 먹어치우는 미생물들이 엄청 살고 있어요. 
먹고 자라죠. 그러니까 걔네가 분해를 하니까 물을 내보내도 괜찮은 거예요. 


근데 먹고 자라잖아요. 깔아안고 막 그러지. 
그걸 제거해 줘야 돼요. 하나만 딱 말씀드릴게요. 
미생물이 없으면 모든 거는 썩지 않습니다.


보내되지 않습니다. 좀 더 크게 얘기하면 지구의 물질 순환은 일어나지 않습니다. 
물질 순환이 안 일어나면 지구는 종말을 말을 수밖에 없죠. 
식물 뿌리에 있는 곰팡이를 우리가 뿌리에 있다고 그래서 준근이라고 그래. 
준근. 곰팡이가 식물의 이차 뿌리가 돼주는 거예요. 


그래서 양분도 흡수해주고 식물 식물 간에 연락도 하게 해줘요. 
우리 유선 인터넷과 비슷한 거예요. 인터넷 망이라고 보시면. 
그런데 균사 하나가 한 6km까지 달하는 균사가 발견된 바가 있어.
세균 중에서는 얼음에서 사는 세균도 있고 펄펄 끓는 압력 소에도 사는 세균이 있고요. 
그리고 방사능에 끄떡없는 세균이 있어요. 


이거는 천구백오십년대에 미국의 통조육 권장에서 방사능을 활용을 해서 멸균을 해봤습니다. 
근데 방사능을 쪼는데 우연히 발견된 세균 중에 하나가 방사능을 쪼여도 안 죽는 거예요. 
우리한테 치명적인 거에 한 천 배를 이상 줘도 얘는 안 죽는 거예요. 


그래서 그 세균의 항명이 디이노코코스 레디오 드런스 그런 세균도
있고요. 지금은 없지만 과거 몇 년 전에 살았던 프로토텍 사이트라는 곰팡이는 크기가 몇 미터에 달하는 엄청난 그런 곰팡이도 있었다고 하니까 사실 미생물은 지금도 그렇고 과거도 그렇고 지구에 가장 널리 살고 저 바닷속 심해져 열수구부터 우리 창자까지 안 사는 데가 없다. 


그러다 보니까 정말 신기한 것들이 볼수록 되게 우리는 다 부모님이 계시잖아요. 
부모님은 또 부모님이 계시죠. 그 부모님은 또 부모님이 계시
계속 올라가면 우리의 원조가 되는 조상님이 계셔야겠죠 범위를 넓혀서 모든 인류에도 원조가 있어야 될 것이고 더 넓히면 지구에 사는 모든 생물은 원조가 있어야 될 거예요. 


왜? 생물은 생물에서만 태어나니까. 그렇게 쭉 올라갔을 때 그 원조를 우리가 뭐라고 그러냐 하면은 루카라 불러요. 
루카가 뭐의 약자냐 레스 유니버셜 커먼 앤 세스. 
여기서 유니버셜 커먼 앤세스트라는 건 유니버셜이니까 모든 지구상에 사는 생명체의 원조라는 뜻이고 앞에 붙은 그럼 레스트는 뭐냐 레스트가 마지막인데
이게 무슨 얘기냐 여기서 레스트는 그걸 생각하면 이해하기에 좋을 것 같아요. 


어젯밤을 우리가 영어로 레스 나잇이라고 그런 개념이에요. 
어느 날 갑자기 생명체가 생겨나는 건 아니니까 뭔가 많은 게 있었을 텐데 그 오는 것 중에서 맨 마지막 번 이 맨 마지막에 있고 거기서 모든 게 지금 퍼져 나온 거예요. 


그런 의미에서 레스트가 들어가는 게 이게 루카니다. 
저도 궁금하거든요. 이제부터는 과학 더하기 항상 그러니까 우리가 과학 탐정이 돼야
탐정이 어떻게 하죠 이런저런 증거를 모아서 쭉 늘어놓고 추리하는 거잖아요. 
우리 지금 이제 과학적 추리 상상이 필요합니다. 


자 그럼 증거를 모아보시려고 지구상에 존재하는 원소들 빅뱅의 결과물들이라고 그러죠 한 90여 가지가 존재하는데 그중에 인간을 비롯한 생명체를 이루는 데는 한 20여 가지 남짓으로 우리나라 돼 있어요. 
다 똑같아요. 생명 그럼 이게 모여서 우리 몸을 이루는데 도대체 최초의 생명체는 어떻게
생겨났겠느냐를 생각을 해봐야 되는 것이죠. 


어느 날 갑자기 생명체가 나올 수는 없는 것이고 가장 간단한 단순한 물질 즉 수소 질소 산소 이렇게 간단한 물질에서 아미노산 복잡한 물질이 먼저 만들어지고 어떻게 어떻게 또 모여서 세포 비스무리하게 대하는 과정이 있어야 되지 않겠어요? 그럼 일단 아주 간단한 화합물에서 복잡한 화물이 저절로
생겨날 수 있느냐에 대한 사실 답이라기보다는 그런 실험을 이미 했죠. 


1950년대에 밀러 유레이라는 실험이 있어요. 
스탠리 밀러라는 대학원생하고 헤럴드 유레이라는 지도 교수가 1950년대에 실험을 했죠. 
천문학에서 말하는 원시 태초의 지구의 조건을 맞는 상태에서 실험을 해봤더니 어 원시 지구에 있었을 거라고 추정하는 그런 간단한 물질들 마모니아나 메타 c오 질소 이런 것들을 모아놓고 수증기를 뜨겁게 올리고 번개를 흥내는 거예요. 
했더니 저절로 아미노산은
것들이 만들어지더라 하는 거 이미 오십년대에 실험을 했어요. 


근데 이거는 뭘 말하는 거냐 무기화합물에서 유기화합물이 저절로 만들어질 있구나. 
언제? 원시 지구에서 지금은 절대 안 일어납니다. 
중요한 건 뭐냐 하면 원시 지구에는 첫 번째 환경의 지구가 달라요. 


대기 중에 산소가 없고 에너지로 충만한 그런 대기였다는 점 그리고 유기물이 만들어지잖아요. 
지금은 그렇게 만들어지면 가만히 놔두질 않지. 
우선 미생물이 다 먹어치.


지금은 안 돼. 근데 그 원시 지구에서는 가능했을 거라는 걸 보여줬다는 거예요. 
자 그러면 무기화물에서 유기 한문도 만들 수 있다고 치자. 


인정해 줄게. 근데 아미노산 만들어주고 단백이 만들어줬다고 그래서 갑자기 생명체가 탄생할 수 있는 건 아니잖아요. 
생명체가 되려면 우선 뭐가 있어야 되느냐 제일 중요한 게 첫 번째 안과 박 막이 있어야죠. 
그리고 그 안에 뭐 단백질이 아 에이도 들어오고 이제 이렇게 돼야 되는데 보통 일이 아니잖아요. 
항상 내가 증거를 찾아보자고 현재 살아있는 생명체 세포로 된 생명체를 보게 되면
세균부터 사람까지 전부 다 똑같아요. 


뭐가 똑같으냐 생명은 겉으로 보면 되게 다양해 보여요. 
사람 동물 식물 얼마나 다양해요. 근데 세포 수준으로 가면 세균이나 사람이나 별 차이 다. 
dna를 유전물질을 갖고 있고요. 이 dna에 있는 정보가 rna를 통해서 단백질로 만들어져요. 
정보가 흘러가요. 그러니까 생명이란 무엇인가를 정의하기 어려워요. 
아니 정의를 못 해요. 정확히. 그래서 생물학에서도 생명을 정의하지 않고 이러이러한 특징이 있으면 생명체라고 하자라고 약속을 한 거예요.


그런데 생명을 정의할 수 있어요 이렇게 어떻게? 앞에서 제가 수식 하나 붙일게요. 
분자 생물학적 관점에서 보면 생명은 디엔에이에서 단백질로 흘러간 정보의 흐름이에요. 
사람이 배우자를 만나서 이세를 낳으면 내 유전자의 절반을 다음 세대로 주잖아요. 


정보의 흐름이죠. 그러니까 생명은 정보의 흐름이라고 말할 수
있어요. 근데 지금 보니까 지구상에 있는 모든 생물 박테리아부터 사람까지 똑같은 흐름 방법을 써. 
비유를 들어 얘기하면 디엔에이라는 문법이 똑같은 언어를 쓰고 있다는 거지. 
근데 이제 딜레마에 빠지는 게 단백질을 만드는 정보는 디엔에이에 있어요. 


그렇잖아요 나처럼 이렇게 만들어. 생물학적인 특징은 다 디엔에이 정보잖아요. 
그게 단백질로 만들어져서 이렇게 되는 거거든요. 
근데 디엔에이는 정보를 읽어내려면 디엔에이를 만들려면 단백질이 필요해.


단백질 성분은 dna에 있는데 이 정보를 읽어내거나 dna를 합성하려면 단백질이 필요해. 
이게 어떻게 되는 거야 도대체 이게 이게 어느 게 먼저야 처음엔 어떤 물질이 쓰였냐면 정보도 가지고 있고 정보를 전달할 수 있는 능력이 같이 가야겠네. 
그래서 최근 들어서 이제 생명체 탄생 과정에서 유력하게 우리가 생각하는 거는 초기에는 무기화합물로 해서 복잡한 유기물들이 만들어졌고 거기에는 단백질도 있을 수 있고 아메뉴도
그랬는데 그것들이 같이 가는 과정에서 그런 일이 있지 않았겠느냐라고 추정을 해보는 거죠. 


몇 가지가 있어요. 우선 왜 바다를 먼저 보느냐 첫 번째는 원시지구는 지금처럼 대기층이었기 때문에 태양에서 오는 강력한 방사선과 자외선이 그대로 지구로 쏟아지기 때문에 생명체가 표면에서는 생겨나기가 어렵다고 생각이 돼요. 
그러니까 바다를 보게 되는
바닷속 왜 열수구냐 열수구라는 게 사실 이런 거거든요. 


심해의 온천이라고나 할까 지구 뜨거운 곳에서 올라오는 그 화산 폭발을 하는 게 막 나오는 그런 그렇게 보시면 되거든요. 
그러니까 거기서 굉장히 여러 가지 화합물이 나와. 
그리고 거기 주변에 심해지니까 각종 흙 파티클 클레이 파티클 입자들이 많이 있어서 뭐 반응이 좀 일어나고 그러려면 뭔가 붙어 있는 매체가 필요하지 않겠어요? 미디아가 그런 역할을 거기서
할 수 있었을 것이다. 그래서 조금 전에 얘기했던 것처럼 자연스럽게 무기물에서 복잡한 유기물이 만들어지고 더 큰 물질이 만들어지고 그것들이 서로 만날 상황이 되면서 그런 조건이 줄 수 있는 곳이 아마 심해 열수구가 아니겠는가 라고 그렇게 주장을 하는 거죠. 


그리고 또 한 가지 물을 생명의 탄생으로 보는 증거라는 증거인데 생명체는 어류 물에 살아요. 
물 밖에 나오면
양서류 물과 뭍을 오갈 수 있어요. 그런데 개들 수정도 그렇고 호흡도 그렇고 계속 물에 박혀 있으면 안 되죠. 
파충류 알도 딱딱하게 쌓여 있죠 조류 코유류로 오면 우리는 물에 살지 않죠. 


물은 먹어야 되지만 살지는 않아요. 무슨 얘기냐 점점점점점점 물에서 멀어지는 경향성을 보이고 그런 것도 이제 하나의 이제 생명의 근원을 물이 아닐까 라고 하는 하나의 이제 또 작은 증거가 되는 거예요. 
지금 지구상에서 가장 오래된 화석은 약 삼십
팔억 년 정도 추정을 해요. 그게 이제 세균 화석이에요. 


세균들 중에서 어떤 세균이 탄생했냐 하면 광합성을 하는 세균이 탄생을 하다 광합산하니까 뭐가 발생하냐 하면은 산소가 발생을 하죠. 
그러면서 지구 대기에 산소가 이제 쌓이기 시작을 원시 지구에는 물에 당연히 산소가 있는데 오2 형태로는 대기 중에 없었다라고 이제 되어 있거든요. 


산소가 발생을 그 증거를 어떻게 볼 수 있냐 하면 지층을 쭉 보다 보면 산화철이 나오는 지층이 있대요.
그럼 산화체에 나오는 그 시기 산화체에 나온다는 건 어느 정도 상당량의 산소가 대기 지금 축적이 됐다는 얘기잖아요. 
그 전부터 다양한 생명체들이 막 나와요. 
그러니까 이건 뭘 얘기하는가 하면 아 산소 발생으로 인해서 먼저 대기에 오존층이 생기고 이제 태양으로 들어오는 그런 카스미레이를 많이 막아주고 또 산소가 생겨나면서 산소 호흡이 가능해진 산소를 이용해서 호흡을 하면 에너지를 더 많이 얻어요. 


어떻게 되냐 하면 좀 더 생명체가 커질 수 있고 민첩하게 움직일 수 있고
그런 여건이 형성이 된 거죠. 그러니까 초기 원시지구에 생명체가 없다가 루카로부터 출발을 해서 아마도 루카는 추정컨대 그냥 세균이었을 거구요. 


그런 미생물들이 탄생을 하면서 그 미생물들의 일부가 지구 환경을 서서히 바꿔 나간 거죠. 
제일 혁명적인 일은 산소를 발생하는 광합성을 하는 미생물이 생겨났다는 거죠. 
그로 인해서 지구가 급변했고 그로 인해서 많은 생명체가 뭍으로 올라올 수 있는 환경이 조성이 되었다 라고 추정을 하죠.
많은 분들이 진화하면 이거를 진보라고 생각하는데 진화는 진보가 아니고 변화의 축적이에요. 


변이가 계속 늘어나는 거예요. 다양성의 증가예요.



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