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“회조류서 남조세균 발견”
45억 년 전 지구가 탄생했다. 10억 년이 지나자 바다에 광합성을 할 수
있는 남조세균이 나타났다.
그 후 5억∼10억 년이 흐른 뒤 핵과 세포질을갖춘 진핵생물이 등장했다. 그리고 다시 20억 년 뒤 광합성을 하는 육상
식물이 출현했다. 육상식물 출현으로 이산화탄소로 덮여 있던 지구에
산소가 공급되면서 생명체가 살 수 있는 환경이 만들어졌다.
진화론에서는 식물의 등장을 이같이 설명한다. 하지만 진화 과정에 충분
히 설명되지 않는 ‘잃어버린 고리(missing link)’가 있다. 진핵생물이 어떻
게 광합성을 할 수 있는 식물로 진화했는지에 대한 증거를 찾는 일은 진화
론에서 풀어야 할 큰 숙제였다.
그동안 과학자들은 진핵생물이 남조세균을 잡아먹었으며 이때 체내로
들어온 남조세균의 유전자가 광합성이 가능한 기관을 만들었을 것이라는
내공생설(endosymbiotic theory·內共生說)을 주장했다. 하지만 입증할
만한 증거가 부족했다.
최근 우리나라 미국 독일 프랑스 오스트리아 캐나다 등 6개국 22개 연구소가 참여한 국제 공동연구진이
식물의 유전자를 분석해 ‘내공생설’을 입증할 수 있는 증거를 찾아냈다. 연구팀은 해상식물인 회조류 녹조류 홍조류와
육상식물인 애기 장대의 유전자를 분석했다. 그 결과 회조류의 게놈에서 남조세균의 유전자를 찾아냈다. 진핵생물이
잡아먹은 남조세균의 유전자가 광합성을 할 수 있는 엽록체와 미토콘드리아를 만들었다는 증거다. 연구에 참여한
성균관대 생명과학부 윤환수 교수는 “애기장대 유전자의 18%도 내공생 전이를 통해 유전된 것으로 나타났다”며
“식물 진화의 잃어버린 고리를 찾아낸 것”이라고 설명했다. 연구팀은 또 유전자 분석을 통해 회조류 녹조류 홍조류가
모두 같은 계통에서 진화한 ‘형제’라는 것을 밝혀냈다. 내공생을 통해 처음 광합성을 한 식물이 시조며 회조류 녹조류
홍조류가 차례로 나타난 것이다. 윤 교수는 “광합성을 할 수 있는 식물이 어떻게 진화했는지 알 수 있게 됐다”며 “이를
통해 원시 지구에 살았던 초기 식물의 모습을 알아낼 수 있는 단서를 찾아냈다”고 말했다. 이 연구 결과는 과학 학술
지 ‘사이언스’ 17일자에 발표 한다
최근 생명체가 살 가능성이 있는 후보군 행성들이 속속 발견되는 가운데, 미국 크리스천사이언스모니터(CSM)는
13일(현지시간) 행성에서 생물이 존재할 가능성을 판별하는 주요 지표 5가지를 소개했다.
이 지표들은 워싱턴주립대(WSU)의 우주생물학자인 덕 슐츠 마커크 교수 연구진이 고안한 것으로, 학술지 '우주생물학'
최근호에 실렸다.
▲지구와 유사한가 = 당연히 가장 먼저 제시되는 기준이다.
행성에 생명이 존재하려면 대기와 액체가 필요하며, 이는 행성의 중력권에서 벗어나는 데 필요한 운동 속도(이탈속도)
와 표면 온도를 통해 추정할 수 있다. 이탈속도는 행성의 직경과 질량을 통해, 표면 온도는 행성이 도는 항성과의 거리
및 항성의 온도를 통해 각각 추산 가능하다.
지금까지 이러한 기준을 통해 지구와 유사한 것으로 판정된 행성은 '글리제 667Cc', 'HD 85512b', 케플러 22b' '글리제
581d' 등 4개가 있다. 그러나 지구와 유사한 행성에서만 생명체가 있으라는 법은 없으므로 더 폭넓은 기준이 필요하며,
그것이 이하의 4개 지표다.
▲'기반'이 있는가 = 생명이 존재하기 위한 발판을 제공하는 토대 또는 기본물질이 필요하며, 암반이나 얼음이 이에
해당한다.
암반이나 얼음은 안정적인 토대를 제공하며, 생명체의 먹이가 되는 화학물질들을 안에 품고 화학반응이 일어나는 기반
을 제공한다. 행성의 대기와 자기장도 내리쬐는 우주방사선의 위협에서 생명체를 막아주는 큰 장점이 된다.
▲에너지원이 있는가 = 태양과 같은 항성의 빛은 광합성 작용을 일으키는 가장 확실한 에너지원이다.
우리 태양계를 기준으로 태양광은 태양~지구 거리의 10배 거리까지 광합성 작용을 일으킬 수 있는 것으로 추산된다.
또 행성과 항성 간 인력의 작용으로 행성 내 암석이 운동하면서 일으키는 마찰열과 같은 열도 에너지원이 될 수 있다.
▲액체가 있는가 = 물과 같은 액체가 행성 표면 또는 내부에 있는지도 핵심 기준이다.
행성에 물이 존재하려면 적절한 기온과 기압이 필요하다.
▲고분자 화합물 형성이 가능한가 = 생명체에 필요한 고분자 화합물 형성을 가능하게 하는 환경인지도 중요하다.
단백질·탄수화물 등은 탄소 기반의 고분자 화합물로서, 지구 생태계에서는 필수적이다. 때로는 탄소 대신 실리콘이
질소·황·인 등 다른 '생명체 필수 원소'들과 결합해 생물학적으로 중요한 분자를 구성할 수 있다.