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생물학

생명의 기원_진화의 도미노가 시작된 순간

타임머신을 타고 40억 년 전으로 돌아가보기로 하죠. 시간 여행용 슈트를 입고 밖으로 나온 당신은 눈앞에 펼쳐진 지옥도에 기겁합니다. 당신이 알던 지구의 모습과는 전혀 딴판이거든요. 낮은 다섯 시간에 불과하고, 달은 커다랗고, 거대한 화산섬들은 마그마를 토해내죠. 바다는 부글부글 끓어오르고, 운석이 사방을 강타합니다. 그나마 조금 있는 산소는 다른 물질과 결합되어 있어 공기 중에서는 찾아볼 수 없고요. 바로 여기 어딘가에 우리가 찾는 생명의 기원이 숨어 있습니다.

불과 몇십 년 전까지 가장 유력했던 생명 기원설은 원시 수프(pri-mordial soup) 가설이었습니다. 1950년대에 처음 나온 이 가설은 미 화학자 스탠리 밀러(Stanley Miller)와 해럴드 유리(Harold Urey)가 생명이 탄생했으리라고 추측되는 조건을 실험실에서 재현하면서 세상에 알려졌지요. 해당 실험에서 이들은 멸균 플라스크에 물, 메탄, 암모니아, 수소를 넣고 밀봉했습니다. 그런 다음 증발이 일어나게끔 플라스크를 가열했고, 혼합물에 낙뢰를 모방한 전기 충격을 가했습니다. 결과는 놀라웠습니다. 일주일이 지나자, 아미노산(생명의 기본 구성 요소) 다섯 개가 생겨난 것이죠.

하지만 밀러-유리 가설에는 사소한 문제가 있었습니다. 수프 자체가 잘못되었거든요. 35~40억 년 전의 화석 기록을 살펴보니 플라스크에 넣었던 기체는 당시에 존재하지 않았음이 거의 확실해졌습니다. 게다가 플라스크 자체가 결과에 영향을 미쳤을 가능성도 컸습니다. 이제 뭔가 새로운 개념이 필요해졌다는 뜻이었죠.

20년이 지난 뒤 과학자들은 심해에 있는 열수분출공 연구에 착수했습니다. 지열로 데워진 물이 해저의 틈새로 뿜어져 나오는 곳이었죠. 놀랍게도 이토록 가혹한 환경에도 생명체가, 아니 생태계가 존재했습니다. 이렇게 극단적인 환경에 내성을 갖추고 살아가는 생명체들은 극한성 생물(extremophile)이라고 합니다.

이 사실이 중요한 이유는 뭘까요? 이 발견으로 생명의 기원을 이해하는 방식이 달라졌기 때문입니다. 그때까지는 생명의 탄생에 필요한 몇 가지 조건이 있으며, 이런 조건의 범위는 매우 한정적이라고 가정했습니다. 극한성 생물이 이 범위를 대폭 넓힌 것이죠. 극도로 뜨겁거나, 차갑거나, 산성이거나, 염기성인 곳에서도 생명체가 발견되었습니다. 심지어 엄청난 방사선까지 견디는 미생물도 있습니다.

이런 발견은 영국 지질학자 마이클 러셀(Michael Russell)이 1980년대에 내놓은 이론에 힘을 실어주었습니다. 강력한 열수분출공이 생명 탄생에 필요한 에너지와 기체를 제공했다는 이론이었죠. 이를테면 물속의 산소와 분출공에서 나오는 황화수소가 결합해 당류, 즉 생명에 필요한 에너지가 생겨나면서 유기체가 탄생했을지도 모른다는 겁니다.

지금도 우리는 생명체가 어떻게 생겨났는지 완전히 알지는 못합니다. 하지만 생명의 탄생에 대해서라면 생각만 해도 그 경이로움에 절로 머리가 숙여지죠. 지구에 어느 순간 핵산(아마도 RNA)이 등장해 세상이 뒤바뀌었다는 것이 놀랍습니다. 그렇게 해서 수십억 년이 지난 지금이 책을 읽는 당신이 존재하게 되었다는 사실도요.