생명의 시작과 기원

생명의 시작과 기원

오늘은 생명(생명체)의 시작과 기원에 대해서 알아보려고 한다. 현재 우리의 지구는 수많은 생명체들로 가득차 있다. 다양한 동물은 물론 사람과 아주 작은 곤충들까지 수없이 많은 생명체들이 함께 살아가며 생태계를 만들어 내고 있다. 하지만 태양계 어느행성을 보더라도 생명체는 아직까지 발견되고 있지 않다. 생명체들도 다양하고 인간의 생명체는 매우 복잡한 구조로 이루어져 있다. 과연 이러한 지구라는 행성에서 생명이 어떻게 만들어 질 수 있었고 또 어떻게 이런 복잡한 인간을 포함한 생태계가 만들어 질 수 있었을까. 오늘을 이렇게 지구에서 생명의 기원에 대해서 알아보려고 한다. 지구 상의 생명체는 30억 년 전에 시작되었으며 가장 기본적인 미생물에서 시간이 지남에 따라 눈부신 복잡성으로 발전했다. 그러나 우주에서 유일하게 알려진 첫 번째 유기체는 어떻게 발전 했을까. 우리는 지구 생명의 기원에 대한 다양한 과학 이론을 밝히면서 모든 것이 얼마나 신비로운지 알게 될 것이다. 첫번째로 생명의 기원으로 번개가 거론되었다. 번개는 인생을 시작하는 데 필요한 불꽃을 제공했을 수 있다. 전기 스파크는 밀러 우레이 실험에서 밝혀진 바와 같이 물, 메탄, 암모니아 및 수소가 있는 대기에서 아미노산과 설탕을 생성 할 수 있다. 수백만 년에 걸쳐 더 크고 더 복잡한 분자가 형성 될 수 있었다. 그 이후 연구에 따르면 지구의 초기 대기는 실제로 수소가 부족한 것으로 밝혀졌으며 과학자들은 초기 대기의 화산 구름이 메탄, 암모니아 및 수소를 보유하고 번개로 가득 차 있었다고 제안했다. 두번째 이론은 점토로부터 시작되었다는 것이다. 첫 번째 생명체는 점토에서 만나게 되었을 것이다. 이러한 표면은 유기 화합물을 함께 농축했을 뿐만 아니라 현재 우리의 유전자처럼 패턴으로 조직화하는 데 도움이 되었다. DNA의 주요 역할은 다른 분자가 어떻게 배열되어야 하는지에 대한 정보를 저장하는 것이다. DNA의 유전자 서열은 본질적으로 아미노산이 단백질에 어떻게 배열되어야 하는지에 대한 지침이다. 케언즈 스미스는 점토의 미네랄 결정이 유기 분자를 체계적인 패턴으로 배열 했을 수 있다고 제안했다. 유기 분자가 이 일을 스스로 조직했다. 다음으로 생명의 기원으로 바다가 꼽히낟. 바다 밑에서 생명이 시작되었을 수도 있다. 심해 벤트 이론은 생명체가 주요 수소가 풍부한 분자를 분출하는 수열 벤트에서 시작되었을 수 있음을 시사한다. 그들의 암석 구석은 이러한 분자들을 함께 농축하여 중요한 반응을 위한 미네랄 촉매를 제공 할 수 있었다. 지금도 화학 및 열 에너지가 풍부한 통풍구는 활기찬 생태계를 유지한다. 과학자들은 3십억 년 전에 얼음이 바다보다 3 분의 1이 적었기 때문에 얼음으로 덮었을 수도 있다고 과학자들은 말한다. 아마도 수백 피트 두께의 이 얼음 층은 아래의 물에서 깨지기 쉬운 유기 화합물을 자외선으로부터 보호하고 우주의 충격으로 인한 파괴로부터 보호했을 것이다. 추위는 이러한 분자가 더 오래 생존하여 주요 반응이 일어나도록 도와 줄 수도 있다. 생명의 기원을 이해하려면 다음에 설명하는 것처럼 DNA 형성의 신비를 풀어야 한다. 오늘날 DNA는 형성하기 위해 단백질이 필요하고 단백질은 DNA가 형성되어야 하므로 어떻게 형성 될 수 있었을지 궁금증이 많았다. 답은 DNA와 같은 정보를 저장하고 단백질과 같은 효소의 역할을 하며 DNA와 단백질을 만드는 데 도움이 되는 RNA 일 수 있다는 결론에 도달했다. RNA는 효소처럼 작용할 뿐만 아니라 정보를 저장하고 전송할 수도 있다. 놀랍게도 모든 유기체의 모든 단백질은 유전자 정보를 읽고 단백질 분자를 만드는 세포 기계 인 리보솜의 RNA 성분의 촉매 활성에 의해 만들어진다. 이 관찰은 RNA가 생명의 진화의 초기 단계를 지배했음을 시사한다. RNA는 여전히 존재하며 일부 유전자의 스위치 역할을 포함하여 유기체에서 여러 기능을 수행한다. 여전히 RNA가 어떻게 여기에 도착했는지에 대한 의문은 여전히 ​​남아 있다. 일부 과학자들은 생명체가 원래 더 단순한 분자를 사용하고 나중에 진화한 RNA만 사용했다고 생각한다. 그러나 다른 연구자들은 RNA의 기원을 다루고 있다. 유리한 지구 화학적 시나리오에는 복잡한 유기 화학, 여러 에너지원, 동적 명암, 열 냉각 및 습식 사이클이 있는 화산 지역 또는 충돌 분화구가 포함된다. 놀랍게도 RNA로 가는 길에 있는 많은 화학 중간체는 반응 혼합물에서 결정화 되어 초기 지구에서 유기 광물로 자체 정화 및 잠재적으로 축적된다. 주요 문제가 해결되었다고 가정 할 때 우리는 여전히 최초의 원시 세포 내에서 RNA가 어떻게 복제되었는지 이해해야 할 것이다. 연구자들은 RNA가 스스로를 복제 할 수 있는 화학 에너지원을 찾기 시작했지만 아직해야 할 일이 많이 남아 있다. 이러한 장애물을 극복 할 수 있다면 실험실에서 복제되고 진화하는 RNA 기반 세포를 구축하여 생명의 근원으로 가는 길을 찾을 수 있다. 화학자들은 이미 우리의 생명체가 하나의 그럴듯한 경로를 통해서만 생성 될 수 있는지 또는 여러 경로가 단순한 화학에서 RNA 기반의 생명으로 현대 생물학으로 이어질 수 있는지를 묻고 있다. 다른 사람들은 생명의 화학에 대한 변형을 탐구하고 있으며 우주에서 가능한 다양한 삶의 다양성에 대한 단서를 찾고 있다. 모든 것이 잘 진행된다면 결국 화학에서 생물학으로의 전환이 얼마나 강력하고 우주가 생명체로 가득 차 있는지 아닌지를 알게 될 것이다. 생명의 기원에 대해서는 계속적으로 연구해 나가고 있다. 하지만 완전한 궁금증을 풀어내지는 못했다. 우리 인간만 보더라도 굉장히 복잡한 기능들과 복잡한 상호작용으로 인해 생명이 유지되고 있다. 이러한 생명이 자연에서 생겨나 진화를 통해 만들어졌다는 게 정말 놀랍기도 하면서 믿겨지지 않기도 하다. 앞으로 연구진들은 더 많은 분석과 연구들을 해나갈 것이며 이러한 생명의 기원에 대해 계속 파헤쳐 나갈 것이다. 우리는 결국 생명의 기원을 알아낼 수 있을지 미래가 궁금하다.