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무질서가 만든 질서 - 인류와 우주의 진화 코드
스튜어트 A. 카우프만 지음, 김희봉 옮김 / 알에이치코리아(RHK) / 2021년 12월
평점 : 
“생명은 어디에서 시작되었는가?”
인류와 우주의 진화 코드로 생명과 인류 진화에 관한 답을 탐구하다.
알에이치코리아에서 출판한 스튜어트 카우프만의 <무질서가 만든 질서>는 생명의 기원에 관해 설명한다.
스튜어트 카우프만 교수님은 세계적인 복잡계 이론생물학자이다. 우리 시대의 위대한 과학적 수수께끼 중 하나인 ‘생명의 기원’에 도발적인 해석을 제시하여, 다윈의 자연선택 이론에 도전한 학자로 평가받는다. 이에 세계적 천재들에게 수여되는 맥아더 펠로십, 허버트 사이먼 상 등을 수상했다.
[ 무질서가 만든 질서 책날개 중 ]
Photo by Bra?o on Unsplash
생명의 기원은 의식의 본질, 우주의 기원과 함께 가장 심오한 미스터리 중 하나지만, 파스퇴르 이전까지는 문제라고 생각하지 않았다. 당연히 생명은 저절로 생겨나는 것으로 보았다. 비가 많이 내리 후 썩은 나무에는 구더기가 생긴다. 생명은 자유롭게 생겨난다고 믿었다.
과학자의 연구가 지속되었을 때 생명의 기원은 더 근원적인 문제로 인식하게 되었다. 생명의 기원은 여전히 논쟁적인 주제지만, 스튜어트 카우프만은 화학적 수준에서 생명의 출현은 더는 신비가 아니라고 말한다.
우리는 우주의 탄생을 빅뱅 이론에서 찾았다. 그렇다면 어떻게 무생물에서 생명이 출현할 수 있었을까? 생명은 집단적 자가촉매 집단의 자발적 창발을 바탕으로 나타난다.
생명이란 세포 스스로 생을 창발하여 새로운 생태적 지위를 만든다. 많은 과학자는 유기물에서 생명의 실마리를 찾으려 했고 화학적 진화론을 제안했다. 1953년 미국의 스탠리 밀러는 유기물이 단순한 물질대사를 수행하는 원시세포를 만들었다. 원시지구를 재현한 플라스크에서 전기 스파크로 유기물을 얻는 유리-밀러 실험은 원시 지구의 무기물들 속에서 유기물을 만들어냈다.
생명의 기원에 관한 명백한 가설은 DNA와 RNA 분자 구조에 의존한다. 이 분자들은 유명한 이중나선을 형성한다. 생물학자들이 발견한 RNA가 유전 정보도 운반하고, 반응을 촉매한다는 것을 밝혀냈다. 이 사실은 RNA 리보자임 분자가 자신을 복사할 수 있다는 것이다.
생명 현상에는 RNA, 지질, 단백질과 같은 생명의 구성단위가 서로의 생성을 촉진하여 순환 고리를 이루는 재생산 메커니즘이 저절로 생긴다는 것이다.
Photo by National Cancer Institute on Unsplash
카우프만은 집단적 자가촉매 집합은 어떤 분자도 자기 자신의 형성을 촉매하지 않았고, 이들은 엔트로피에 즉각 굴복하지 않고, 외부에서 식량 분자들을 공급받는다는 사실을 알았다.
원시 대사가 다양한 분자의 수프에서 저절로 촉매화되는 것을 보였지만 생명의 출현을 알기 위해선 더 많은 일이 필요했다.
인류가 단세포 단계에서 복잡한 생물권으로 진화하기 위해서는 ‘살아있는 유기체는 스스로 복제한다’라는 아이디어에 착안한 ‘제약 순환’이라는 개념을 제시했다. 세포는 스스로 진화하며 생명이 창발할 수 있도록 새로운 생태적 지위를 만든다는 것이다.
창발의 기초에는 지구상의 원초적 물질 중에 이미 생명을 향한 막연한 방향성의 존재 혹은 생명이 창발하는 물질은 물리학이나 화학에서 규정하는 것과 다르다고 가정한다.
카우프만은 모든 생명 시스템이 열린 열역학적 계이기 때문에 물질과 에너지를 얻는다고 말한다. 그는 초기 원시세포는 언제나 ‘생명’이라고 인식되는 존재로 끊임없이 진화한다고 말한다. 카우프만은 세포 스스로가 진화를 일으킨다는 확실한 증거를 제시해 기존 과학계에 충격을 안겼다.
복잡계의 대가라는 명성에 걸맞게 스튜어트 카우프만은 물리학과 화학, 생물학, 수학 그리고 철학을 넘나들며 진화의 폭발적 다양성에 관해 이야기한다.
- 이 글은 출판사에서 도서를 지원받아 주관적으로 작성하였습니다.
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