생명체의 구성 물질

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생명체를 구성하는 물질은 어느 곳에나 있다. 다환식 방향성 질소 고리(PANHs)라는 이름으로 불리는 질소를 포함하는 유기물은 DNA를 비롯한 생명체를 구성하는 물질을 만드는 데 필수적인 화합물이다. 2005년에 발표된 연구 결과에 의하면 이 화합물은 우주의 어느 곳에나 존재한다. 다환식 방향성 질소 고리의 한 예는 클로로필로, 식물이 물과 이산화탄소를 탄수화물로 바꾸는 광합성을 하는 데 필요한 화합물이다.

당과 인으로 이뤄진 2개의 긴 사슬로 구성된 DNA 분자

지구 생명의 기원

지구는 약 46억 년 전에 형성되었다. 지구가 생겨나고 나서 2억 년 후에 단단한 육지와 바다가 만들어졌다. 가장 오래된 암석은 40억 년 되었고, 가장 오래된 화석은 35억 년 전에 만들어진 것이다. 이것은 약 4억 년 동안의 지질학적 기록이 사라졌다는 것을 의미한다. 이 기간에 지구상에는 최초의 생명체가 나타났을 가능성이 있다. 44억 년 동안 단단한 육지와 바다를 가지고 있었던 지구는 생명체가 살아갈 수 있는 장소였다. 38억 년 전에 형성된 암석에서 탄소의 동위원소가 발견되기도 했다. 이는 탄소 고정과 광합성이 이때 이미 이뤄졌다는 것을 의미한다. 또한 발견된 화석의 기록보다 훨씬 빠른 시기에 지구상에 생명이 나타났을 가능성이 있다는 것을 뜻한다.

원시 수프

생명의 기원을 설명하는 많은 이론이 있다. 그중의 한 이론은 생명체를 이루는 구성성분이 원시 바다에서 형성되었다고 주장한다. 1953년에 행해진 실험에서 스탠리 밀러(Stanley Miller)와 해럴드 우레이(Harold Urey)는 원시 지구에 존재했을 것이라고 믿어지는 모든 기체를 용기 속에 넣고 전기 스파크를 일으켰다. 그 결과 용기의 바닥에서 아미노산(단백질의 구성 물질) 같은 복잡한 유기 분자들을 발견할 수 있었다. 그러나 밀러와 우레이는 스스로 복제할 수 있는 기초적인 생명체를 만들어내는 데는 실패했다. 또 다른 이론은 생명이 지각의 틈 사이로 뜨거운 물과 광물질이 배출되는 해저에서 시작되었다고 주장한다. 이것을 ‘열수 분출공’이라고 부른다.

최초의 생명체

지금까지 알려진 가장 오래된 화석은 서부 오스트레일리아에 있는 아케아 암석(Archaean rocks)에서 발견된 35억 년 전의 것으로 추정되는 시안 박테리아의 화석이다. 이 중 일부는 자라나는 박테리아에 탄화칼슘이 침착해서 만들어진 녹조류 화석을 포함하는 층상 석회석인 ‘스트로마톨라이트(stromatolites)’를 형성하고 있다. 한 층 위에 다른 층이 만들어졌기 때문에 원주 모양의 방해석 둔덕이 생겨났다. 이러한 과정은 오늘날에도 스트로마톨라이트가 해변을 따라 형성되는 서부 오스트레일리아에서 관찰할 수 있다.

실패한 실험

최초의 다세포 동물은 6억 5,000만 년 전에 나타났다. 오스트레일리아 아델라이드 북쪽에 있는 에디카라 힐(Edicara Hills)에서 발견된 이 동물은 발견된 장소의 이름을 따서 ‘에디카라 동물군’이라고 부른다. 여기에는 연체동물, 산호, 지렁이류, 극피동물류, 삼엽충 계열의 동물들이 포함되어 있다. 에디카라 화석은 1946년에 처음 발견된 이래 캐나다, 나미비아 등지에서도 발견되었다. 많은 암석에서 이러한 동물들이 발견되었지만, 이들이 캄브리아기를 거치는 동안 살아남은 것 같지는 않다. 이들은 멸종되었기 때문에 자연의 첫 번째 실험은 실패로 끝났다고 할 수 있다.

생명체의 폭발적인 증가
오늘날 살아 있는 모든 동물(일부 벌레와 해면동물 그리고 오르도비스기에 나타난 이끼류를 제외하고)은 4,000만 년 정도의 아주 짧은 기간에 나타났다. 캄브리아기에 대부분 동물이 나타났기 때문에 이것을 ‘캄브리아 생명 폭발’이라고 부른다. 이 기간에 진화가 집중적으로 일어났다.

각주

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