물질은 어떻게 생명체가 되었을까?

물질은 어떻게 생명체가 되었을까 ㅣ 과학과 사회 21
앙드레 브락 지음, 김성희 옮김 / 알마 / 2014년 10월

   이 책을 고등학생들에게 추천하고 싶다는 생각을 했다. 무엇보다 무척 얇아서 부담없이 읽기 시작할 수 있다. 질문으로 끝나는 소제목은 책의 흐름을 한 눈에 보여주며, 흥미를 자아낸다. 또한 책의 서술이 무척 논리적이고 간결하다. 이야기하고자 하는 바와 그에 대한 근거가 제시되는 방식인데 읽으면서 자연스레 논리적으로 생각하고 쓰는 것이 무엇인지 깨달을 것 같다. 고등학생 정도라면 충분히 이해할 내용이면서 교과서에서 다루지 않는 것이라 흥미있게 읽을 수 있을 것이란 생각이 든다.

  지구상에 어떻게 생명체가 생겨났을까에 대한 고찰을 잘 정리했다. 심오한 주제이지만 책은 무척 얇고 더 이상 압축할 수 없을 만큼 간결하게 풀어놓았다. 현재 과학계에서 인정하고 수용하는 생명체의 기원에 대한 과학자들의 실험과정의 역사와 생각들을 정리할 수 있었다.

' 생명체란 정확히 무엇일까?'

 '지기증식'이 가능한 화학구조가 생겨나고 자기증식에 적합한 오토마톤이 나타난다. 자기증식과 진화는 물질이 생명체로 옮겨가는 과정을 특징짓는 최소한의 두가지이다.

'생명체의 출현 과정에 얽힌 수수께끼는 어떻게 풀어야 할까?'

 세포의 기능에 반드시 필요한 분자들은 칸막이 분자(막분자), 정보분자(RNA, DNA), 촉매분자(단백질 효소)이고 이것을 실험실에서 만들어내기 위한 연구가 이어졌다.

'오토마톤은 어떤 재료로 만들어질까?'

 원시 생명체는 유기분자로 되어있을 것이라 잠작하고 지구 대기에서 먼들어졌다는 가정하에 실험을 해왔고, 해저열수원에서 만들어졌다는 생각에 이어 우주기원을 이야기 하는 과학자들이 나타났다. 지금도 지구에는 유기분자가 외계로부터 들어오고 유성진 입자가 물과 만난 경우 유기물에 변화가 생길 수도  있다.

'그렇다면 외계 유기분자는 어떻게 만들어지는 걸까?'

 성간구름에서 확인된 분자는 현재 약 110종이며 83종이 탄소를 포함하고 있다. 성간 공간의 조건에서 아미노산이 만들어지는 것이 가능한지 실험을 했는데 단백질을 구성하는 16종의 아미노산이 확인되었다.

' 우주에서 민들어진 아미노산이 우주여행을 견딜 수 있을까?'

 여러 실험 결과 5마이크로미터가 넘는 모든 유성진은 아미노산을 우주공간에서 실어나르는 운반체가 될 수 있음을 밝혔다.

'최초의 오토마톤은 무엇을 닮았을까?'

 단순한 세포를 닮았을 것이라 하고 원시 지구환경을 재현한 실험실에서 염기 당 인산의 조합인 뉴클레오티드를 합성하려 했지만 성공하지 못하였다. 또 RNA의 전생물적 합성도 아직 명확히 설명하지 못하고 있다.

'세포보다 더 단순한 원초적 생명체를 생각해볼 수 있을까?'

 지구 생명체 기원으로 RNA세계 개념이 있었지만 실험으로 설명하지 못하고 있고 자기촉매 반응이 광물표면에서 발생했다고 생각하는 과학자들이 나오며 '광물 표면 화학'에 몰두하는 과학자들도 있다.

'오래된 퇴적층에서 오토마톤 화석을 찾을 수 있을까?'

 여러가지 가능성들이 제기되었지만 암석들은 수 많은 변형을 겪어왔기 때문에 40억 년 전에 화석이 된 화학적 오토마톤이나 이 오토마톤을  구성했던 유기분자를 찾아낼 가능성은 거의 없다.

'최초 오토마톤의 단순성은 어떻게 증명할 수 있을까?'

 다른 천체에서도 생명체의 또 다른 표본이 발견된다면 최초의 생명체가 자기 복제성을 지녔고 생명의 기원이 단순했을 것이라는 가설을 뒷받침할 유력한 곳이 화성이다. 지구 생명체의 출현을 가능하게 해준 재료들이 화성에도 있으므로 지구형 생명체의 발견도 가능하리라고 생각해볼 수는 있다.

'화성이 유일한 후보인가?'

 목성의 위성 유로파의 얼음표면 아래에서 조석 작용과 열수 활동이 지속적으로 이루어졌다면 세균성 생명체의 흔적이 있을 것이다. 어쩌면 지금도 서식하고 있을 것이다.

'타이탄은 어떤까?'

 타이탄의 표면온도가 매우 낮아서 물이 액체 상태로 존재하지 못한다. 유기분자들이 지구형 생명체로 발전할 수는 없다.

'태양계 너머에는?'

 태양계 밖에서 행성을 찾는 일은 섭동현상을 측정하거나, 간섭계를 이용하거나 트랜싯법을 이용할 수 있고 현재 연구 중이다.

'머나먼 외계 행성에 생명체가 존재하는 지 어떻게 알 수 있을까?'

 스펙트럼 분석이나 외계의 대기에서 외계 생명체가 보냈을 지 모를 '지적인' 전자기파 메시지를 찾는 것이다.  2020년경 지구형 외계 행성을 찾기 위한 우주 계획 두가지가 미국과 유럽에서 각각 개시될 예정이다.

'그래서 이 모든 사실의 결론은?'

 현재까지 생명체의 존재가 확인된 행성은 지구밖에 없으며 우리가 아는 생명체의 표본도 지구형 생명체 하나밖에 없다. 지난 수십 년간 생명체의 서식지가 될 만한 외계의 장소에서 생명체가 발견된 사례는 없으며 지적 신호가 탐지된 적도 없고, 시험관에서 어떤 생명체가 만들어진 적도 없다. 지구의 생명체가 유일한 생명체일 수도 있다는 생각을 결국 인정해야 할 지도 모른다......

   인간을 비롯한 지구의 생물들이 넓은 우주공간에서 유일한 생명체이고, 어떻게 생명체가 되었는지 현재로서는 알 수 없다는 사실이 불편하기도 하다.  그런데, 왜 과학자들은 생명체라는 개념에서 지구형 생명체라는 것만 상정하는 것일까?  우리가 상상하지는 못하지만 생명체의 개념을 넓혀야(현재 과학적 지식으로 가능한지는 모르겠지만) 하는 것은 아닐까?  지구형 생명체라고 개념 짓는 한, 저자의 결론처럼 우주에서 영원히 다른 생명체를 발견하지 못할 수도 있을 것이다. 그러나  우리의 인식을 넘어선 또다른 개념의 생명체가 존재하고 있을지 누가 알겠는가? 확장된 개념의 생명체란... 어떤 것일까...... 아무도 쉽게 대답할 수는 없겠지만...... 상상이야 해볼 수 있을 것이다.