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[진화] 진화론 개념잡기 2편 - 생명의 기원은? (스압)
게시물ID : humorbest_268916짧은주소 복사하기
작성자 : eltwha
추천 : 24
조회수 : 1726회
댓글수 : 12개
베스트 등록시간 : 2010/04/04 02:22:51
원본글 작성시간 : 2010/04/03 01:49:31
- 졸려서 글이 산으로 가버리는 느낌입니다.;;; 
  퇴고과정 없이 올리니 오자도 있고 문장도 엉망일지 모릅니다.
  나중에 맨정신일때 다시 재정리 해보도록 하겠습니다 (_ _) -
- 원래글은 4월3일 새벽에, 그리고 4월 3일 오전에 1차수정을 했습니다. -
- ILogosy 님의 댓글이 그 뒤에 달렸군요.. .추가설명이 필요하다 싶어서 2차수정을 했습니다.-

진화론을 논의하는데 있어 가장 논란이 되는 뜨거운 감자부분은 
바로 <생명의 기원은?> 이라는 질문이 되지 않을까요?

생명이 변하기는 하는데, 
그 변하는 생명은 모두 공통의 조상으로부터 출발해서 변화되어 온 것이다 라는 생각.
앞서 1편에서 다윈의 생각중 4번째. 공통조상이 있다는 것이죠.

이런 '공통조상'에 대한 생각을 뒷바침하는 증거들은 많습니다.
아빠말고 엄마로부터 물려받는 미토콘드리아의 유전자가  
인간 뿐만이 아니라 전 다세포생물체에 동일하다는 점.
(미토콘드리아 유전자의 유사성이 인류뿐만 아니라 전 다세포생물체에 해당됨을 알려주신
  -일리온님- 감사합니다 ^^)
인간 유전자지도(게놈) 완성후 지역,인종별 유전자지도를 비교해 인류의 이동경로가 추적 가능한 점.
이 이야기는 과학적인 '이브-최초의 인류' 가 아프리카에 있었을 거라는 말로도 알려져 있습니다.

그리고 이건 좀 덜 알려진 이야기입니다만 (화학쪽 관련 전공이신 분들을 아실듯)
단백질의 이성질체 중에서 유독 L형만을 생물체가 합성하고 사용한다는 점입니다.
단백질은 아미노산의 연결체인데 그 연결되는 아미노산 순서에 따라 단백질이 결정됩니다.
그러나 같은 아미노산 순서라도 L형과 D형으로 나눠질 수 있습니다.
자연상태에서 합성되는 단백질이 L형이 될지 D형이 될지는 반반의 확률입니다만
모든 생명체는 오직 L형의 단백질만을 고집스레 사용하고, 합성하고 합니다.
( 댓글통해 쉽게 설명해주신 - gd 님 - 감사드립니다 ^^ )
이를통해 최초의 생명체가 L형을 써먹던 녀석이라서
그로부터 진화한 모든 생명체들이 다 L형을 쓰는 것이 아닐까? 라는 결론을 유추해 낼 수 있습니다.


이런 '공통조상'의 개념에 입각한 이야기들을 모두 한번씩은 들어보셨을 겁니다.
이처럼 공통조상의 개념은 비록 여기저기서 태클을 받고 있지만 하나둘씩 증거를 확보해내서
지금은 여기에 이의를 다는게 이상할 정도로 확고한 자리를 잡은 개념입니다.
(언제고 이를 뒤집을 새로운 이론이 나올지도 모릅니다만 아직까지는 그런게 보이지 않습니다.)
특히나 최근에는 유전자지도 덕분에 그 증거를 확보하는 속도가 엄청나게 빨려졌습니다.
진화연구 초기에, 생물체의 골격과 화석을 비교연구해 계통을 밝히던 것과 비교하면
놀라울 만큼 발전된 방법들이죠.

이렇게 공통조상의 존재에 대해서 알게 되었다면 다음 유도되는 질문은 무엇인가요.
(아시다시피 과학은, 학문은 끊임없이 의심하고 탐구하는 과정입니다.)
1. 공통조상은 어떻게 무(無)에서 출현했으며, 그 형태는 어떠했을까?
2. 그 공통조상이 어떤 과정을 통해 오늘날의 다양한 생물로 진화할 수 있었을까?
이중에 2번 질문은 다음 게시글에서 설명하도록 하고 
오늘은 주제로 잡은 1번 질문에 대해 초점을 맞추겠습니다.


앞서 게시판에 어떤분이 '단백질이 왜 뜬금없이 영양분을 섭취해 증식을 한거냐!' 고 물으시던데...
이미 그분의 질문 속에 답이 녹아들어 있습니다.
단백질이 나온 순간에 이미 그 단백질은 영양분을 섭취했고, 증식을 한 결과거든요 ^^

초기생명체의 진화를 논할때에는 '생명'의 정의가 일반적인 생물의 정의와는 조금 다르게 내려집니다.
정확한 정의는 아니지만 대략
"유전적인 정보를 가지고 있고, 증식이 가능한가" 에 따라 생물이냐 아니냐로 나눠야죠.

- 다낚아 님께서 유기물을 생명으로 보아야 하는가? 에 대한 질문을 댓글로 달아주셨는데
유기물 자체는 생명이 아닙니다. 다만, 초기생명체의 진화를 논할때에는
유기물이 생명체의 바로 전단계로써 의의를 가지기에 중요하게 생각하는 것이죠.
사실 생명의 정의는 누구도 쉽게 내리지 못하고 있습니다.
쉽게생각하면 우리 눈에 보이는 동,식물들이 있습니다만,
작은 생명체들 - 박테리아, 그리고 결정적으로 바이러스 쪽으로 초점을 맞추면
일반 상식으로 알고있는 생명체의 기준에는 전혀 부합하지 않는 놈들도 있거든요.
특히나 RNA 바이러스들이 그렇습니다. 
그러나 오늘날에는 이러한 바이러스들도 위에말한 '유전적정보와 증식' 이라는 기준으로 
넓은 의미의 생물에 포함시키고 있습니다. -

생명의 탄생에서 관한 여러 실험들 중에서 주목할 것은 밀러의 실험입니다.
원시지구의 대기환경 - 무기물만이 가득한 - 에서 전기방전을 통해 당, 아미노산, 퓨린, 피라미딘 등등의
유기물이 합성됨을 보여준 아주 중요한 실험입니다.
퓨린, 피라미딘 등의 핵산 물질은 DNA RNA 형성에 필요한 물질이고 아미노산은 말 안해도 아실 겁니다.

물론 이 이후에 이 유기물들이 어떤 과정을 통해서 세포의 단계에 이르고 
오늘날 말하는 생물의 단위에 이르게 되었는지는 정확히 알 수 없습니다.
그럴듯한 설명으로는 유기물들끼리 화학반응으로 결합하다가 '우연히' RNA와 유사한
물질이 만들어졌고 이로부터 증식이 시작되었다는 것입니다.

그 '우연히'의 과정이 참 애매합니다만, 우리는 이를 수학적인 확률로 이해하고 있습니다.
전 지구의 바다에서 오랜시간에 걸쳐 여러 반응들이 일어나다보면 그럴 확률이 아무리 낮다해도
한번쯤을 일어날 법한 일이 되지 않겠습니까?
(조그만 물한컵에도 무수히 많은 유기물이 녹아들어갈 수 있는데 말입니다.)

초기의 원시바다라는 환경은 너무나도 많은 무기물,유기물이 녹아있고 너무 넓으며
또한 너무나도 오랜 시간에 걸쳐서 일어난 확률적인 이벤트(사건)이기에
실험실에서 이 과정을 증명해내는 것은 아직 성공하지 못했습니다.
해서, 이 이벤트가 확률적으로는 너무너무 낮은 확률이라서 이 이론을 부정하는 사람이 있고
낮은 확률에도 불구하고 넓은 바다와 오랜시간이 이를 가능케했다고 보는사람은 이 이론을 지지합니다.
혼자 주사위를 100번던져 모두 1이 나올 확률은 낮지만, 전세계 인구가 모두 50년의 시간동안 
이 주사위던지기를 하고 있다면 그중 누군가 한명이 성공할 수도 있지 않을까요?
하물며 바다속 무기물,유기물 분자의 어마어마한 수와, 억!단위의 시간이 곁들여지면 ??
판단은 각자의 몫으로 남기겠습니다.


이런 과정에서 등장하게된 최초의 RNA (혹은 RNA 유사형태의 어떤 물질).
RNA가 중요한 것은 유전적 정보만 담고 있는게 아니라 그 자체가 촉매의 역할도 할 수 있기 때문입니다.
오늘날 mRNA, tRNA, rRNA 등의 RNA 역할에서 이를 확인할 수 있습니다.

(단순하고 짧은 정보의 RNA가 어떻게 발전해 복잡한 정보를 지니게 되었는지에 대한 설명은
댓글에서 ㅇㅇΩ 님이 재밌게 설명해주셨습니다. 감사합니다 ^^)
RNA는 상당히 약한 물질입니다. 때문에 최초 발생한 RNA가 그대로 생명이 되었다고는 보기 힘듭니다.
오히려 무수히 많은 RNA들이 생겼다가 없어지고 하는 과정에서 '우연히' 증식에 성공한 RNA가 
생명이 되었다고 보는 것이 옳습니다. 게다가 그 불안정성 덕분에 다른 핵산들이 더 연결되고
원래 RNA끈이 잘려나가 새로운 정보가 되기도 하는 등의 과정이 가능했으리라고 봅니다.
그러다 유명한 이중나선구조의 DNA를 형성하면서 보다 유전정보를 견고하게 지켜나가게 되었구요.
(대신에 유전정보의 변화는 RNA형태보다 줄어들었으리라 추측해봅니다.)

그리고.. 이렇게 유기물이 연결되고, 복제되는 그 자체가 '영양섭취' 이며 '증식'입니다.
영양섭취란게 결국은 생존과 증식에 필요한 요소들을 챙기는 것 아닌가요?
유전정보를 이루는 핵산과 단백질들을 연결해나가 증식하는 과정 자체가
이미 초기생명체에서 보이는 영양섭취의 형태입니다.
그리고 그 영양섭취와 증식, 생존을 더 잘해낸 형태의 생명이 살아남아 
진화하는 과정속에서 오늘날 복잡한 생명까지 이르게 된 것이고요. 
(이 과정이 다음편에 설명하려는 부분인데.. 너무 복잡하고 방대한 얘기라 겁나네요;;;)



최초의 생명에 대한 부분이, 그리고 그 이후 진화과정에 대한 설명이
실험실에서 눈으로 짠~! 하고 보여줄 수 있는 과정이 아니라
수학적인 확률에 어느정도 기대어 설명할수 없는 부분이라는 점에서 불명확한 부분도 있습니다.
하지만 확실한건 '과학적인 입장에서'는 적어도 현재까지 이 이론을 넘어서는
다른 이론이 보이질 않기에 이것이 채택되고 있다는 점입니다.

간혹 다른 이론이 아닌 창조론을 말씀하시는 분이 계신데..
예. 물론 창조론에서도 생명의 발생과 발전과정에 대한 설명이 가능 합니다. 
일단 과학적으로 '신'의 존재는 부정할 수 없는 존재니까요 (물론 긍정할수도 없는 존재입니다.)

588번글에서 댓글로 밝혔습니다만, 이러한 연구과정에 '신'의 존재가 개입하면
더이상의 연구는 무의미해지죠.
'신'께서 하신일이다! 라는 것은 어디에나 통용될 수 있는, 즉 수정불가능한 '절대명제'거든요.
저도 인간인지라... 과학이 아직 밝히지 못하는 분야에 대해서는 꼭
외계인이나 신의 개입을 상상해보곤 합니다만,
적어도 연구과정이나 지식의 전달과정에서는 그러한 존재들의 개입은 배제해야하는게 옳습니다.


결론은 - 진화론에서 설명하는 생명의 기원은 이러한데
아직 '과학적으로' 이보다 더 적절한 설명을 해주는 이론이 없다. 정도가 되겠네요.



- 덧 - 간혹 (때론 자주!) 밀러의 실험에 대한 태클이 들어옵니다.
1.당시지구의 대기구성을 어떻게 알고 한거냐 - 결과 만들어내려고 편하게 만든 조성이다.
2.밀러는 해냈다는데 다시 해보니까 안나오더라. 
3.전기방전으로 만들어진 것중에 포름알데하이드가잇는데 이건 생명을 죽이는 독이다.
뭐 이런 얘기들이죠.

분명한 사실 하나를 알려드리겠습니다.
과학자 집단은 세상 그 어떤 집단과 비교해도 
절대 꿀리지 않을 정도의 "의심병"을 앓고 있는 사람들입니다.
누군가 이런 실험결과가 났습니다!!! 하고 발표하면 
그 즉시 전세계 여기저기서 그 실험을 다시 해봅니다. 
그냥 똑같이 따라하는데서 그치지않고 요리조리 바꿔가며 실험해 타당성을 검토합니다.

하나의 이론이 나오는데는 이런 과정을 거치기에 우리가 그 이론을 지지할 수 있는 겁니다.
밀러의 실험을 다시해보니 결과가 안나오더라는건 말이 안되죠.
그리고 포름알데하이드는 독이기도하지만 생명체에 없어서는 안될 중요한 요소이기도 합니다.
그 독성은 양과 환경에 따라 달라지는 것이지 절대적으로 이건 독이야! 라고 할수 없습니다.
(포름알데하이드에 대한 - gd 님 - 의 댓글설명 감사드립니다 ^^)
그리고 대기구성은 조금 변화를 시켜 실험을 하면 나오는 결과물은 조금씩 달라지지만
결국 이 실험에서 얻고자 하는 결론은 마찬가지입니다.
무기물로부터 유기물의 전구물질이 유도될 수 있다! 라는 점이죠.


-덧2 - 밀러의 실험 최신
관련자료    http://en.wikipedia.org/wiki/Miller-Urey_experiment
앞서 1편에서 다윈의 '종의기원'을 읽으면 진화론을 '좀' 안다고 표현한 것처럼
밀러의 실험도 그 최초의 의의가 있어서 계속 거론되는 것이지
그 이후에 대기조성을 바꿔가며 다양한 실험이 계속되었습니다.
ILogosy 님께서 말씀하신 당시 대기조성에 관한 다양한 의견이 나올 때마다
여지없이 전세계과학자들이 달려들어 누군가는 결과를 이끌어내곤 했습니다.
위에 링크주소를 걸은 위키백과에도 지구대기조성에 따른 실험결과를 설명하고 있는데요
직접 읽어보시면 더 큰 도움이 되시리라 믿습니다.

하나 더 추가하자면.. 솔직히 개인적으로는 '창조과학회'의 의견들을 받아들이기 힘듭니다.
한때 관심을 가지고 홈페이지에도 들어가보고 여기저기 떠도는 자료도 보고 했는데,
당시 진화론에 대해 반박하는 근거로 제시하는 것들이 모두 '종의기원'에 대한 반박이거나
'밀러의 실험에 대한 반박'  등, 최신의 진화론에 대한 반박이 아니라
150년 전 이론, 50년전 실험에 대한 반박이었으니까요.
게다가.. 진화론의 잘못된 점을 반박만 할 뿐 
정작 중요한 그들의 의견 -창조- 에 대한 근거는 빈약할 뿐이었습니다.
지금은 창조과학회에서 어떤 연구가 활발히 진행되어 결과가 나온게 있는지 모르겠습니다만
적어도 눈에 보이는 자료들은 3년전에 제가 봤을때 그 자료를 계속 울궈내고 있다는 느낌입니다.

ILogosy 님 지적해주신 밀러의 실험이 아직 받아들여지기 힘들다... 라는 부분도 그러한 부분입니다.
초기 원시지구의 대기조성에 대한 부분은 연구가 진행될수록 계속 변할 것인데
밀러의 당시 실험에서 쓰인 대기조성은 당연히 잘못된 것이지요.
하지만 실험의 본질은 "무기물로부터 유기물이 합성된다" 이고
이는 여러 대기조성의 상태에서 같은방식의 실험을 해보아도 유기물이 합성됨을 입증한 것입니다.
그러니 '밀러의 실험에 부족한게 있었다' 는 옳지만 그것이 '보류' 해야할 실험결과는 결코 아닙니다.

ILogosy님의 댓글중에 아미노산 농축에 대한 부분은 
저 역시 아직까지 정확히 설명할 매커니즘이 부족하다고 알고 있습니다.
그러나 위의 위키백과에 보면 L형들만 모이는 것이 설명되는 실험도 있었다고 하네요.
이에 관한 보다 자세한 정보를 가신 분들이 댓글로 혹은 게시글로 알려주시길 기대해봅니다.
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