최초의 생명꼴, 세포 (별먼지에서 세포로, 복잡성의 진화와 떠오름)

최초의 생명꼴, 세포

데이비드 디머 지음 | 뿌리와이파리 펴냄

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오파비니아 시리즈 12권. 세포는 어떻게 만들어졌을까? 다시 말해 세포를 이루는 유기화합물은 언제 어떻게 만들어졌을까? 그 유기화합물은 어떻게 막을 가진 구조물로 조립되었을까? 구조물은 어떻게 점점 더 복잡해져서 마침내 세포가 되었을까? 이 모든 것은 별의 죽음에서 시작된다.

이 책은 우주생물학의 시야에서 생명의 기원을 추적한다. 우주생물학에서는 지구에서 생명이 기원하고 진화한 일을, 별의 탄생과 죽음, 행성의 형성, 광물과 물과 대기 사이의 계면, 탄소화합물들의 물리와 화학이 관여하는 우주적인 과정의 한 부분으로 포착한다.

수소를 제외한 생명을 이루는 주요 원소는 죽어가는 별 속에서 합성되어, 별이 생의 마지막에 이르러 폭발할 때 우주공간으로 쏟아져 나왔다. 쏟아져 나온 별먼지들은 광막한 구름을 이루어 태양과 지구를 비롯한 행성들과 무수한 천체들을 빚어냈다. 지구의 일부가 되거나 운석의 형태로 지구에 떨어졌던 별먼지들은 모종의 물리적 과정들이 특수한 화학반응들이 일어나게끔 허용한 뒤에야 마침내 ‘성장’하고 ‘복제’하고 ‘진화’하는 생명으로 탄생할 수 있었다.

출판사 책 소개

“생명은, 별이 타고 남은 잿더미 속에서 탄생했다!”

세포는 어떻게 만들어졌을까? 다시 말해 세포를 이루는 유기화합물은 언제 어떻게 만들어졌을까? 그 유기화합물은 어떻게 막을 가진 구조물로 조립되었을까? 구조물은 어떻게 점점 더 복잡해져서 마침내 세포가 되었을까? 이 모든 것은 별의 죽음에서 시작된다.
이 책은 우주생물학의 시야에서 생명의 기원을 추적한다. 우주생물학에서는 지구에서 생명이 기원하고 진화한 일을, 별의 탄생과 죽음, 행성의 형성, 광물과 물과 대기 사이의 계면, 탄소화합물들의 물리와 화학이 관여하는 우주적인 과정의 한 부분으로 포착한다.
수소를 제외한 생명을 이루는 주요 원소는 죽어가는 별 속에서 합성되어, 별이 생의 마지막에 이르러 폭발할 때 우주공간으로 쏟아져 나왔다. 쏟아져 나온 별먼지들은 광막한 구름을 이루어 태양과 지구를 비롯한 행성들과 무수한 천체들을 빚어냈다. 지구의 일부가 되거나 운석의 형태로 지구에 떨어졌던 별먼지들은 모종의 물리적 과정들이 특수한 화학반응들이 일어나게끔 허용한 뒤에야 마침내 ‘성장’하고 ‘복제’하고 ‘진화’하는 생명으로 탄생할 수 있었다. 물리와 화학이 교차하는 곳에서, 생명은 떠오를 수 있다.

자기조립, 에너지와 양분의 포획, 촉매와 중합…
마침내 최초의 생명꼴, 세포!
저자 데이비드 디머는 비눗방울을 닮은 얇은 막을 가진 칸들이 바로 생명이 시작되는 데에 절대적인 필요조건이었다고 말한다. 그 칸들이야말로 생명의 기원에 유전자와 단백질의 조립만큼이나 필수적이었다는 것이다.
초기 지구에는 다양한 에너지원과 단순한 유기화합물들이 풍부해서 가지각색의 화학반응이 일어날 수 있었다. 이 반응들이 더욱더 복잡한 유기화합물들을 만들어냈고, 이 가운데에는 막이 있는 칸들로 스스로 조립될 수 있는 것들도 있었으며, 서로 이어져서 중합체라 불리는 기다란 사슬을 만들어낼 수 있는 것들도 있었다. 그 사슬들이 칸들 속에 싸담기게 되어 어마어마한 수의 원세포들이 생겨났다. 그 가운데 하나 또는 몇이 에너지와 양분을 포획해서 성장할 길뿐 아니라 촉매 기능과 유전정보가 관여하는 어떤 순환을 통합해낼 길까지 찾아냈을 때에, 마침내 최초의 생명꼴, 세포가 탄생했다. 생명이 탄생하기 이전 환경에서 이 모든 일이 어떻게 일어날 수 있었을지를 찾아내는 것이 바로 생명의 기원에 관심을 가진 과학자들이 하는 일이다.

생명의 기원을 향한 끝없는 여정
생명의 기원을 연구하는 과학자들은 본뜨기 실험을 통해 세포의 특정한 특질을 나타내는 분자계를 끊임없이 만들어왔다. 이 책은, 1953년 기체 혼합물에 전기방전을 가해 아미노산을 합성한 스탠리 밀러의 실험부터 자기복제를 촉매할 수 있는 RNA 분자로 생명이 시작되었다는 가설을 세우기까지, 생명의 기원 연구의 초창기부터 오늘날에 이르는 본뜨기 실험들을 촘촘하게 엮어낸다. 그리하여 생명의 기원이 어느 단계까지 밝혀졌는지, 우리가 앞으로 밝혀야 할 부분들은 무엇인지를 상세하게 알려준다.
뿐만 아니라, 세포 형성과 작동에 관여하는 각종 화학반응에 대해서도 면밀하고 끈덕지게 살펴본다. 책을 따라가며 일련의 화학반응들이 만들어내는 생명현상을 보고 있노라면, 마치 은하수 한복판에 서 있는 것마냥 신기하고 가슴 벅차다. 책을 덮을 때쯤이면 최초의 세포가 반갑게 손 흔들며 우리를 반겨줄 것만 같다. 하지만 아쉽게도 우리는 아직도 최초의 세포와 만나기 500미터 전쯤에 서 있다. 그러나 생명의 기원을 연구해온 과학자들 덕분에 우리는 멀지 않은 미래에 최초의 세포를 만날 수 있게 될 것이다.