‘원시 수프primeval soup’에서 자기복제자가 생겨나다
우리 혈액 중의 헤모글로빈hemoglobin, 즉 척추동물의 적혈구 속에 다량으로 들어있는 색소 단백질, 혈색소는 전형적인 단백질 분자입니다. 그것은 아미노산이라는 더 작은 분자의 사슬로 되어 있으며, 각 아미노산에는 수십 개의 원자가 함유되어 있습니다. 헤모글로빈 분자에는 574개의 아미노산이 함유되어 있고, 아미노산은 4개의 사슬로 줄지어 있습니다. 아미노산은 생물체를 구성하는 두 개의 대표적인 물질 중 하나로 단백질을 구성하는 요소입니다.
최근 생명 탄생 이전 지구의 화학적 상태를 본뜬 실내 실험에서 푸린purine(요산 화합물의 원질, 무색의 결정으로 커피나 카카오의 종자, 차 잎 등에 함유되어 있음), 피리미딘pyrimidine(마취성의 자극적 냄새가 나는 결정체)이라고 하는 유기물이 생성되었습니다. 이것들은 유전물질DNA 자체의 구성요소입니다.
리처드 도킨스는 『이기적 유전자』에서 30~40억 년 전에 해양을 구성한 것으로 추정되는 ‘원시 수프primeval soup’에서도 이러한 과정이 있어났을 것으로 보고 이런 유기물이 해안 부근의 말라붙은 물거품이나 떠 있는 작은 물방울 속에서 국부적으로 농축되었을 것이라고 말합니다. 그것들은 태양으로부터 자외선 같은 에너지의 영향을 받아 결합하여 더 큰 분자가 되었습니다. 오늘날에는 유기분자가 만들어지자마자 박테리아나 기타 생물에 흡수되어 분해되기 때문에 거대 유기분자를 인지할 정도로 오랫동안 존재하지 않지만, 당시에는 박테리아나 그 밖의 여러 생물이 생겨나기 전이라서 거대 유기분자는 점점 더 진해지는 원시 수프 속을 방해받지 않고 표류했을 것으로 봅니다.
리처드 도킨스는 원시 수프 속에서 어느 날 놀랄 만한 분자가 우연히 생겨났는데, ‘자기복제자’라고 말합니다. 현대판 DNA의 원형이 되는 자기복제자가 탄생한 것이 불가능한 일로 생각되지만, 1억 년 동안 복권을 산다면 당첨될 확률이 있는 것처럼 상상하기 어려운 일은 아니라고 주장합니다. 자기복제자는 원시 수프 속에서 자기와 친화성을 갖고 있는 구성요소들과 어울리게 됩니다. 도킨스는 이때 그것들은 최초의 자기복제자가 된 때와 마찬가지로 점치 결합하여 안정된 사슬을 만들고, 이는 결정체들이 형성되는 방법이기도 한데 두 가닥의 사슬이 세로로 쪼개져 두개의 자기복제자가 되며, 그 각각이 다시 복제를 하게 된다고 설명합니다. 각 구성요소가 동종이 아닌 다른 종류와 상호 친화성을 갖는 수도 있으며, 이런 경우 자기 복제자는 일종의 ‘음각’의 주형으로 작용합니다. ‘음각’이 본래 ‘양각’의 정확한 복제를 만들게 됩니다. 자기복제자의 현대판인 DNA 분자가 양-음형의 복제를 일으키는 것은 이 때문입니다. 복제자는 태어나자마자 복제자의 복제물들이 해양 속에 빠른 속도로 퍼졌습니다.