지구 생물체들의 기원에 대한 의문점

궤도

댕댕이커여어

23.01.22

지구의 모든 생물은 Last Universal Ancestor 또는 Last Universal Common Ancestor. 흔히들 LUCA 혹은 LUA로 부르는

35-40억년전쯤 발생한 단 하나의 공통조상을 가지고있다고 하는데요

이게 어떻게 생겻는가 대한 의문은 밀러실험을통해 밝혀진

사실로 어찌저찌 생겼다 치고..

저의 의문은 왜 단하나의 생명체인가하는 의문입니다

생명체의 기원이라는것이 환경적 요소가 맞아들어가면

우주 어디서든 자연발생할수잇는 것이라면

지구에서도 40억년이라는 엄청난시간과 무수한 환경변화가 있는동안

왜 단하나의 생명체의 기원밖에 없는걸까요??

지금 이 순간에도 지구 어디선가에는 최초의 생명체라는것이

발생하고 있어야되는거고 그게 40억년전부터 꾸준히 발생할수있는거 아닌가요

여러 생물체들이 생겼엇는데 멸종한건지..그런데 그럼 기록이 남을거같은데

생물체가 자연발생할 확률이 진짜 너무 낮아서 그런건지

지구에 수많은 환경이잇지만 저거말곤 생명체란게 만들어질수없는건지

글을 못써서 요약하자면

지구 생물들의 기원은 여러개가 아니고 왜 단하나뿐인가

뽁뽁이아저씨

23.01.22

확률도 낮고 그 때 생명이 탄생할 때의 환경이 지구가 젊었을 때 아주 잠깐만 유지되었을 수도 있구요. 그냥 제 상상입니다.

민지와쪄여뿌우

23.01.22

당시의 환경과 지금의 환경조건이 다르니 과거에 있었던 ‘단일조상’은 현재에는 발생하지 않는 것일겁니다

댕댕이커여어 글쓴이

23.01.22

조건이 다르니 메커니즘이 다른 생명체가 발생할 가능성도 존재한텐데 왜 없을까요?? 요즘은 지구에 생명체가없는곳이 없으니 상위포식자한테 바로 먹힐거같지만.. 세포단위에서 수십년이되는시간동안 다른 메커니즘의 생명체가 하나도 안생겻을까요?

민지와쪄여뿌우

23.01.22

아마 뮐러의 실험을 발전시켜 초기 지구의 환경을 완벽하게 재현하고 수억년간 관찰해보면 초기지구생명의 전재를 확인할 수 있지 않을까 싶습니당ㅎㅎ 그리고 다른 메커니즘의 생명체는 물이라는 압도적으로 편리하고 유리한 생존물품이 존재하는 지구에서는 찾기 힘들지 않을까 싶네요 아마 외계에서는 물 없이 아이 다른 메커니즘으로 살아가고 진화하는 생명체도 있을 수 있지 않을까용?

@댕댕이커여어

주한캐나다상비군

23.01.22

모든 생명체들이 유전적으로 성분적으로 공통점이 있기 때문에 한가지 뿌리라고 추측하는거 아닐까요? 이상 예체능의 뇌피셜이었읍니다

rgmq19

23.01.22

맞습니다

댕댕이커여어 글쓴이

23.01.22

모든 생물의 공통 조상이기에 모든 생물들에 일치하는 모습들을 다 가질 것으로 보고 있으며, 모든 생물의 공통점은 다음과 같다.

유전 암호는 DNA를 기반으로 한다.

유전 암호는 중개자로 단일 나선의 RNA를 사용한다.

유전 암호는 단백질을 생산한다.

모든 종류의 생물들은 단백질 작용의 결과물이다.

단백질은 자유 아미노산이 리보솜에서 mRNA, tRNA, 그리고 다른 관련 단백질을 번역하면서 조립된다.

리보솜은 2가지 서브유닛으로 구성되는데, 하나는 크고 하나는 작다.

각각의 리보솜 서브유닛은 리보솜 단백질에 둘러싸인 리보솜 RNA로 구성되어 있다.

RNA 분자들(rRNA, tRNA)은 리보솜 안의 촉매반응에 중요한 역할을 담당한다.

L-이성질체의 아미노산만이 사용된다.

포도당이 에너지원으로 쓰이며, 탄소는 오직 D-이성질체만 사용된다.

ATP가 에너지 매개물로 사용된다.

수백 개의 효소들이 화학반응에 촉매로 작용하여 지방, 당분, 아미노산으로 부터 에너지를 뽑아내며, 또한 반대로 조합하기도 하며, 핵산은 임의의 화학 통로를 이용하여 조합한다.

세포는 물을 기반으로 한 세포질로 구성되어 있으며, 이는 이중 지질막으로 효과적으로 둘러싸여 있다.

세포 안은 나트륨 함량이 낮고 칼륨 함량이 높으며, 이건 특별한 이온 펌프로 유지된다.

세포는 세포 분열을 통한 복제로 증식된다.

나무위키펌

rgmq19

23.01.22

세균, 고세균, 진핵생물이 공통적으로 갖고 있는

센트럴 도그마 기구 (DNA->RNA->단백질)의 유사성이나

몇몇 유전자들의 기능적 공통성으로 미뤄보아 계통도를 그려봤을때

LUCA에서 현 생물들이 모두 나왔다는게 합리적이니까요.

가령 고교생물, 일반생물에서 주구장창 배우는 대장균의 LacZ 유전자 산물은

무려 인간까지 그 유사한 유전자 (ortholog)를 갖고 있습니다.

뿐만아니라 LUCA 자체가 굉장히 단순한 핵산복제기구 수준에 머물지 않고

이미 상당히 진화하여 mRNA, tRNA, 리보솜, 세포호흡에 필요한 조효소 등등

복잡한 “요즘 세포” 인테리어는 거의 다 갖춘 형태이기때문에,

다중의 조상을 갖는 것보다 단일 조상을 갖는 확률이 말도 안되게 높습니다.

rgmq19

23.01.22

그리고 “최초의 생명체”와 LUCA는 엄연히 다릅니다.

LUCA는 우리가 게놈 정보를 거의 파악한 현 생물들의 ”최신 단일“ 공통조상이고,

“최초의 생명체”는 아닙니다.

LUCA 역시 진화의 산물입니다.

가령 ”고양이과” 동물들의 최신공통조상 역시

다른 포유류부터 진화한 산물이며,

환자의 3기 대장암을 구성하는 이질적인 세포들도

특정 대장상피세포를 최신공통조상으로 갖고있고

이 세포 역시 다른 세포로 부터 분화했으니까요.

자세한 건 Most Recent Common Ancestor (MRCA)

라는 개념을 찾아보시면 잘 이해되실 겁니다.

댕댕이커여어 글쓴이

23.01.22

저의 의문은 지구에서 수십억년의 시간. 수많은 환경에서 지금의 루카에서 기원된 생명체밖에 존재하지않는다는거는 그럼 우주 어디서도 지구에서 발생한 루카와 같은 메커니즘말고 다른 메커니즘으로 생명체로 진화하긴 가능성이 희박할까요?? 뭐 우주는 워낙 넓고 다양하지만 생명을 구성하는 원자는 우주에서 동일하다고 보니까요

주한캐나다상비군

23.01.23

제가 쓴 댓글은 글의 요지에서 좀 벗어나있었네요..

만약 루카와 다른 방식으로 생명체 탄생이 가능하다 하더라도, 그 '다른 방식'에 대해 우리가 전혀 예측할 방법이 없기 때문에 배제하는게 아닐까요? 더불어 그렇게 '다른 방식'으로 나고 진화한 '생명체'는 우리가 생각하는 생명체의 기준과는 상당부분 괴리가 있을테구요. 당장에 우리가 알지 못하는 방식으로 새로운 생명체가 왕왕 탄생하고 있더라도 우리와는 너무 달라서 관측조차 못 하고 있을수도 있다는.. 그런 생각입니다.

@댕댕이커여어

물린이

23.01.23

예전에 블로그에서 어떤 분이 탄소생명체와 규소생명체를 비교한 글 쓰샸던게 기억나네요

@주한캐나다상비군

휴지의추억

23.01.23

생물학도라 참지 못하고 들어왔습니다. LUCA에 대한 설명은 rgmq19님이 잘 설명해 주신 것 같습니다. rgmq19님이 말씀하신 것처럼 루카는 지구 역사상 존재했던 모든 생명체의 조상 이라기보다는 현재 지구상에 존재하는 모든 생명체들의 진화적 뿌리를 거슬러 올라갔을 때에 하나로 만나는 추상적인 개념으로서의 조상 이라고 할 수 있습니다. 그러므로 루카는 "최초의 생명체"라고는 할 수 없는 것이지요.

생명의 기원에는 아직도 많은 가설들이 있습니다. 대학에서 처음 생물을 배울 때에 교수님께서 protocell에 대한 개념을 설명해 주신 적이 있으신데, 요약하자면 인지질 (phospholipid) 로 이루어진 막이 작은 기름방울처럼 모이고 쪼개지면서 세포막과 같은 구조를 형성하기 시작했고, 그 이후 합성된 고분

휴지의추억

23.01.23

고분자 유기물들이 방울 안에 함유되는 형태로서 원시적인 생명체가 시작되었다는 가설입니다.

그런데 현재에 와서는 잘 받아들여지지 않는 가설이라고 알고 있습니다. 정확히 어떻게 기원이 되었는지에 대해서는 아직 의견이 분분하는 상황입니다. 하나 알 수 있는 것은 현재 모든 생명체들이 공유하는 DNA/RNA/protein 시스템이 아닌 다른 시스템을 사용했던 생명체들이 존재했었을지는 몰라도, 지구라는 생태계에서 도태되었다고 추론해 볼 수는 있겠습니다.

개인적으로는 어느 순간부터 생명이고, 어디까지가 생명이 아닌지에 대한 기준이 참 구분하기 어렵다고 생각됩니다.