생명 최초의 30억 년

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생명 최초의 30억 년    

1. 처음에 무엇이 있었을까?
2. 생명의 계통수
3. 암석에 새겨진 생명의 지문
4. 생명이 움트던 시절에
5. 생명의 탄생
6. 산소혁명
7. 생물계의 미생물 영웅, 시아노박테리아
8. 진핵세포의 기원
9. 초기 진핵생물의 화석
10. 동물의 등장
11. 마침내 캄브리아기로


진화사의 한 가지 분명한 주제는 생명의 다양성의 축적이다. 각각의 종(최소한 핵이 있는 생물)은 지질학적인 변천 속에서 왔다가 사라지고, 멸종은 경쟁과 환경변화의 세계에서 개체군이 불안정했다는 표시이다. 하지만 형태적 생리적으로 다양한 삶의 방식들의 역사는 축적된다. 긴 안목으로 바라본 진화는 분명히, 생태계 작동법칙의 지배를 받는 축적의 역사이다. 아브라함의 계보와 같은 주인공 갈아 치우기식 접근은 생물의 역사가 가지고 있는 이런 기본적인 속성을 포착하지 못한다.
진화사의 또 하나의 주제는 지구와 생물의 공진화다. 생물과 환경은 둘 다 시간이 흐르면서 극적인 변화를 겪었고, 이따금씩은 손에 손을 잡고 변화했다. 기후변동, 지리적 조건, 대기와 바다의 조성변화는 진화의 진로에 영향을 주었고, 또 거꾸로 생물의 혁신들이 환경의 역사에 영향을 미쳤다. 사실 지구의 오랜 역사를 아우르는 큰 그림은 생물과 환경의 상호작용이다. 화석에 기록된 진화의 대서사는 무엇보다도 유전적 가능성과 생태적 기회 사이의 계속된 상호작용을 담고 있다. (…)
옛 사람들의 창조 이야기에는 경외와 겸손이 깃들어 있다. 과학 쪽 창조 이야기에도 이 둘이 함께한다면 더할 나위 없으리라. 프롤로그 --- p. 14~17

사실 우리가 박테리아의 세상에 적응하기 위해 진화한 것이지, 그 반대가 아니다. 왜 그랬을까를 따지는 것은 역사의 문제일 수 있지만, 생명의 다양성과 생태계 작동의 문제이기도 하다. 진화에서 동물의 대부분은 장식일 뿐이고, 케이크의 본체를 이루고 있는 것은 박테리아다. (…) 크기와 모양에서는 누가 봐도 진핵생물이 낫다. 하지만 형태는 생태학적 중요성을 가늠하는 여러 가지 척도 가운데 하나일 뿐이다. 물질대사, 곧 “생물이 어떻게 물질과 에너지를 얻는가”라는 또 다른 척도를 들이대면 문제는 달라진다. 이 기준에 비추어 보면, 눈부신 다양성을 뽐내는 쪽은 오히려 원핵생물이다. --- p. 38~39

어느 분자가 먼저 생겼든(만일 둘 중 하나라면) 원시진화의 가장 심오한 수수께끼를 꼽으라면, 단백질과 핵산이 상호작용하면서 상대의 존속을 책임지는 계가 등장한 일일 것이다. 생명의 기원에 대해 깊이 고민했던 저명한 물리학자 프리먼 다이슨Freeman Dyson은 생명이 실은 두 번 발생한 것 같다고 말했다. 한 번은 RNA의 길을 통해서고, 또 한 번은 단백질의 길을 통해서. 그 다음에 원시생명의 합병에 의해 단백질과 핵산이 한자리에서 상호작용할 수 있는 세포가 탄생했다는 것이다. (…) 동맹에 의한 혁신이야말로 진화의 영원한 주제다.

닭이 먼저냐 달걀이 먼저냐는 문제로 볼 때 다이슨의 주장은 분명히 매력적이다. 하지만 문제는 이보다 훨씬 복잡하다. 자물쇠와 열쇠의 문제가 또 있기 때문이다. 핵산과 단백질이 주고받는 분자의 대화를 중재하는 것은 유전암호다. 유전암호는 뉴클레오티드의 분자언어를 단백질의 구성단위인 아미노산 사슬로 번역할 때 필요한 일련의 화학통신문이다. 유전암호는 정말 프랜시스 크릭의 말처럼 ‘동결사건’(먼 과거의 우발적 사건이 현생 생물의 일반적 특성을 결정했다는 개념: 옮긴이)이었을까? 그랬다면 그 사건은 어떤 사건이었을까? 다시 말해, 이 분자법칙을 지배하는 화학법칙이 있는 걸까? 있다면 그게 뭘까? 유전암호의 기원이 무엇이며, 그것으로부터 복잡한 생화학적 작용을 하는 생명이 어떻게 탄생했는지는 지금까지 생물의 가장 심오한 수수께끼로 남아 있다.

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