그러나 지구에서는 일찌감치 판구조가 자리를 잡음으로써, 지표면을 조각하고 뒤에서 말할 지표면 환경을 유지하는 물리적 과정이 작동하기 시작했다. 그 결과 지구는 일반적인 행성 차원을 넘어 대양과 대기, 산맥, 화산을 갖춘 생명을 지탱할 수 있는 행성이 되었다.
- P79
생명이란 무엇인가라는 질문을 좀 더 진지하게 살펴보자. 우리 - 그리고 개와 참나무와 세균 를 산과 골짜기, 화산과 광물과 구분 짓는 것이 정말로무엇일까? 자신의 삶과 아이들의 삶에 비추어볼 때, 우리는 생물이자란다고 자신 있게 말할 수 있을 듯하다. 그 말은 맞지만, 석영 결정(수정)자란다. 하지만 생물은 자랄 뿐 아니라, 번식도 한다. 시간이 흐르면서 수가 불어난다. 또 생물은 환경으로부터 성장과 번식에 필요한 에너지와 물질을 흡수한다. 생물학자들은 이 과정을 물질대사라고 한다. 그리고 아주 중요한 점은 생명이 진화한다는 것이다.
수정은 일단 형성되면 다이아몬드로 진화하지 않을 것이다. 그러나지구 최초의 단순한 생물은 수십억 년에 걸쳐서 우리가 어떻게 여기에 있는가‘라는 대담한 질문을 하는 종을 포함하여 엄청나게 다양한종으로 진화했다.
따라서 생명은 성장과 번식, 대사, 진화라는 특징을 지닌다고 할수 있다. 이 말로 우리가 아는 생명의 범위를 어느 정도 합당한 수준으로 한정 지어 본다면, 최초의 생명은 어떤 모습이었을까? 이빨도뼈도, 잎도 뿌리도 전혀 없었다. 현재 살고 있는 가장 단순한 생물은세균과 그 사촌인 고세균 Archaea이다. 성장과 번식, 대사, 진화에 필요한 모든 것을 하나의 세포 안에 담은 아주 작은 생물이다. 현재 살고있는 모든 생물의 마지막 공통 조상은 세균 세포에 가까웠을 것이 틀림없지만, 가장 단순한 세균도 복잡한 분자 기계, 진화의 산물이다.
처음 출현했을 때에는 그렇지 않았다.
- P86
답은 DNA도 단백질도 최초로 진화하고 있던 원시 생물에 없었을 수도 있다는 것이다. 1970년대에 내가 처음 생물학을 공부했을때, 뉴클레오타이드로 이루어진 또 다른 분자인 RNA는 대체로 세포의 산파 역할을 한다고 여겨졌다. 즉, DNA의 명령문을 복사하여 단백질로 전달하는 일을 하는 매개 분자라고 보았다. RNA 에 리보솜이라는 작은 세포내 구조가 결합되어서 단백질을 만들었다. 하지만 그뒤로 RNA 분자가 놀라울 만치 다양하다는 것이 드러났고, 기능도 매우 많다는 것이 밝혀졌다. RNA는 사촌인 DNA처럼 정보를 저장하지만, 일부 RNA는 효소처럼 작용한다. 이것으로 RNA가 예전에 오로지 단백질의 영역이라고 여겨졌던 일도 할 수 있다는 것이 드러났다.
- P91
스피츠베르겐에는 빙하에 깎여나가서 두꺼운 석회암 지층이 드러난 골짜기들이 많다. 그중에는 하얀 절벽에 있는 것과 같은 검은처트 덩어리가 박힌 곳도 있다. 처트를 종잇장처럼 얇게잘라서 현미경으로 들여다보면, 석화한 미생물 세계가 드러난다. 아주 작지만 아름다운 화석들이 가득하다. 특히 남세균cyanobacteria이 많다. 남세균은 광합성을 하는 세균으로써, 뒤에서 말하겠지만 지구 역사에 대단히 중요한 역할을 해 왔다. 처트에는 미세한 조류와 원생동물도 들어 있으며, 얕은 바다 밑에 쌓인 개펄에는 더많은 미화석들이 보존된다. 납작하게 짓눌린 오래된 케이크처럼 층층이 쌓인 지층 사이에 들어 있다. - P97
마지막으로, 고대 암식에는 때로 진짜 생명 분자가 들어 있곤 한다. 생물이 만든 분자가 그 생물이 죽은 뒤에도 오랫동안 암석에 보존된 것이다. DNA나 단백질이 보존되었다면 더할 나위 없겠지만, 사실 오래된 암석에서 그런 소원이 충족되는 사례는 거의 없다. 지난 10년 동안 고대 DNA의 연구 쪽으로 놀라운 혁신이 이루어져 왔지만, 현재까지 믿을 만한 수준으로 DNA를 추출할 수 있는 뼈나 껍데기 화석은 200만 년 이내의 것이다. 마찬가지로 세균과 곰팡이의 좋은 먹이인 단백질은 가장 최근의 암석에만 겨우 남아 있을 뿐이다. 보존되는 것은 지질, 즉 막의 질긴 성분이다. 나는 학생들에게 여러분이 죽은 뒤에 먼 미래 세대가 살펴볼 수 있을 마지막 잔해는 여러분의 콜레스테롤일 것이라고 농담을 하곤 한다! - P103
이 점은 그 자체가 수수께끼다. 별의 진화 모형은 40억 년 전 태양의 밝기가 지금의 약 70퍼센트밖에 안 되었다고 말하기 때문이다.
태양이 흐릿했다면, 원시 지구는 왜 얼음덩어리가 되지 않은 것일까?
이유는 ‘온실가스‘ 때문이다. 온실가스는 21세기인 지금 지구 온난화를 일으키는 원인으로 취급받지만, 더 장기적으로 보면 지구의 서식가능한 기후를 유지하는 역할을 한다. 특히 대기의 이산화탄소는 지금보다 농도가 100배 이상 높았을 것이 틀림없다. 그래서 어린 지구의 표면에 액체 물이 유지될 만큼 지구를 따뜻하게 유지했을 것이다.
- P107
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