생명의 탄생

오시마 타이로 지음 | 백태홍 , 윤실 옮김

전파과학사 2024년 07월 23일 출간 국내도서 : 2024년 05월 28일 출간

작품소개

책소개

파스퇴르에 의하여 숨통이 끊긴 생명의 자연 발생설은 오늘날 새 옷을 갈아입고 소생했다. 약 45억 년 전 갓 탄생한 원시 지구상에서 간단한 물질로부터 복잡한 물질로의 화학진화가 이루어졌고, 그 후 약 10억 년이 지나 원시 생물이 태어났다. 생명 탄생 후의 “생물 진화”에 대응해야 할 이 “화학 진화”의 발자취는 바야흐로 많은 연구자에 의해 실험적으로 확인되고 있고, ‘생명의 기원’이라는 최대의 수수께끼의 장막은 하나하나 벗겨지고 있다.

목차

차례

첫머리에

제1장 자연 발생설의 몰락과 부활
진흙이나 식물에서 새나 동물이 태어난다?
파스퇴르와 다윈의 역할
자연 발생설의 쇠퇴
우연 발생과 지구 외 기원
새로운 자연 발생설-화학 진화의 고찰
생명 기원 연구의 새로운 예명


제2장 생명의 역사를 거슬러 올라간다
화석을 더듬어 가는 길
지구의 이력서
미화석-가장 오래된 생물의 기록
우산 모양의 ‘살아 있는 화석’?
‘화학 화석’이라는 새로운 단서
정말 생물의 유기물인가?

제3장 화학 진화의 무대장치
화학 진화 10억 년, 생물 진화 35억 년
수소, 메탄, 암모니아가 많았던 원시 대기
지구의 대기는 두 번 크게 변했다
‘파스퇴르 점’을 넘어 산소 호흡으로
생명을 탄생시키기 위한 에너지
번개나 운석 낙하가 중요한 역할
만들어진 화합물이 분해되지 않는 조건이 불가결


제4장 원시 유기물로의 진화
원시 지구의 모형을 만들다
유리-밀러의 실험
예상 외로 간단히……
아미노산에서 핵산, 비타민의 구성 요소까지
시안산이 생명 탄생에 일익을 담당한다
수억 년의 반응을 불과 수개월에……
공업 화학의 발전에도 연결된다
생명의 부품은 획득했는데……

제5장 화학 진화의 주역들
생명이란 무엇인가?
생물은 ‘진주 목걸이’의 한 알
생물은 형태와 자기 복제 기능을 갖는다
레오폰은 생물이 아닌가?
에너지 대사의 구성은 공통
효소라고 하는 생체 촉매
화학 반응의 우등생
훌륭한 세포막의 작용
유전자라는 중요한 요소
유전자의 본체는 핵산 분자

제6장 분자의 성장
생체 고분자의 구성체
분자의 성장
생물은 어떻게 단백질을 만들고 있는가?
그다지 힌트가 되지 않는 현재의 단백질 합성법
원시 단백질의 출현
원시 단백질 생성의 아카호리설
단백질을 만드는 아미노산
아미노산의 중합 반응
탈수제에 의한 아미노산의 중합 반응
원시 핵산 출현의 길

제7장 질서의 시작
기능을 좌우하는 아미노산의 배열 순서
활성 중심이라는 급소
원시 단백질의 아미노산 배열
왜 20종의 아미노산에?
L형과 D형-광학활성체
생명의 도장 - 비대칭 합성
원시 지구상의 비대칭 합성
수정이 씨가 되어 비대칭 합성이?
비대칭 세계의 확대

제8장 원시 세포의 탄생
원시 유기물의 독립 선언
세포의 기원? 코아세르베이트
마이크로스피어라고 하는 원시 세포 모델
세포의 근원은 ‘연못’이었나?
생물의 자기 복제계
원시 지구의 통신계는 2문자?
돌연변이와 핵산 분자의 진화
단백질 분자의 진화
비다윈 진화?
원시 생명의 탄생-가설의 세계
배선도와 배선공의 만남이 초점……
생명 탄생에 영혼은 필요하지 않다

제9장 우주에서의 생명
지구 외 생물의 가능성
우주로부터의 서신
운석 중의 유기물
머치슨 운석이 말하는 것
전파가 포착한 성간 분자
성간 분자는 생명과 관계가 있는가?
생명의 흔적이 없는 월석
화성의 환경에서도 미생물은 살 수 있다
태양계의 로제타 스톤
기타 별의 생명

역자 후기

책 속으로

중세 동안 과학 전반에 걸친 진보가 매우 느렸던 것처럼 생명의 기원에 관한 생각도 여기서 거론할 만큼 가치 있는 발전은 볼 수 없었다. 연금술사 가운데는 플라스크 속에서 생물을 만들려는 노력을 한 사람도 있었을 정도였다.
그리하여 사람들 사이에서는 지금에 와서 보면 마치 우스갯소리와 같은 이야기가 믿어졌다. 예컨대 유명한 이야기의 하나는 거위가 어떤 종류의 나무에서 태어난다는 것으로, 거위는 식물이며 성찬에 써도 된다고 생각했다고 한다. 이윽고 근대 자연과학의 예명을 맞이하고 정확한 자연 관찰과 실증에 바탕을 두는 과학 시대가 시작되면서 이러한 터무니없는 이야기는 믿지 않게 되었다. 그러나 더욱 하등인 생물은 간단하게 자연 발생한다는 생각에는 변함이 없었다. _15쪽

오늘날과 같이 산소가 풍부하게 존재하고 있는 대기 - 이것이 제3차대기이다-가 생겨난 것은 생물이 작용한 결과다. 제2차 대기 중에서 탄생한 원시 생명은 점차 고차인 것, 복잡한 것으로 진화하여 드디어 광합성 기능을 가진 생물에 이르게 되었다. 먼저 원시적인 조류가 출현하여 광합성을 한 결과 이산화탄소는 흡수되고 산소가 방출되었다. 대개 화석을 보면 상상할 수 있듯이 조류는 급속히 번식하여 그 당시의 ‘지구의 지배자’였던 게 틀림없다. 그렇게 되자 산소의 축적도 이에 수반하여 갑자기 늘어나기 시작했다. _54쪽

금세기 중반부터 급속히 발전한 생물 화학은 생물의 세포 속에서 행해지고 있는 에너지 대사의 구조를 명백히 했다. 그 구조는 하등의 박테리아로부터 사람과 같은 고등 생물에 이르기까지 기본적으로는 같다는 것이다.
예컨대 글루코스(포도당)를 영양으로 할 때 화학적으로 말하면 글루코스를 연소하여 그 에너지를 세포가 이용하는 것이지만 그 구성은 다음과 같다. 처음에 글루코스는 글루코스6인산이라는 화합물로 변하고 여러 단계의 변화를 거쳐 피루브산이 되며 최종적으로는 이산화탄소로까지 산화된다. 그 사이에 글루코스에 저장되어 있던 에너지는 ATP라는 화합물의 형태로 끄집어내진다.
기본적으로 이러한 방식은 모든 생물에서 공통된 것이다. 이 사실은 오늘날 지구상의 모든 생물은 공통된 조상에서 갈려졌다는 것, 그리고 그 시대부터 모양과 형태는 종의 분화, 생물 진화에 따라 변화했더라도 세포 내의 에너지 대사의 기본만은 변하지 않았다는 것을 나타내고 있다. 거꾸로 말하면 원시 세포도 또한 에너지 대사의 기본적인 구성만은 갖고 있었다고 말할 수 있다. 에너지 대사의 주역은 뭐니 뭐니 해도 단백질이다. 영양물에서 에너지를 얻는 반응은 여러 단계에 걸친 연속된 화학 반응의 조립으로 이루어져 있으나 그 하나하나의 반응은 단지 섞어 놓기만 해서는 반응이 진행되지 않는다. 만일 섞어 놓는 것만으로 반응을 진행시키려면 외부에서 가열하여 높은 온도를 유지할 필요가 있다. 그러나 그런 일을 하지 않아도 생물의 세포 내에서 화학 반응이 빨리 진행되는 것은 효소라고 하는 촉매가 존재하기 때문이다. 이 효소의 본체는 단백질이다. _97~99쪽

작가정보

저자(글) 오시마 타이로

일본 도쿄에서 태어났다. 도쿄대학 이학부 화학과를 졸업하고 동 대학원 생물화학 과정을 수료한 이학박사이다. 미국항공우주국 지구권외생물학 부문 연구원을 지냈고 아인슈타인 의과대학에서 유학했다. 도쿄대학 연구원을 거쳐 미쯔비시 화성생명과학연구소 주임 연구원으로 일했다. 전공은 생화학, 우주생물학이다.

번역 백태홍

서울대 사대 화학과를 졸업하고 서울대 대학원, 한양대 대학원을 수료했다. 일본 동북대 대학원에서 농학 박사학위를 받았다. 인천사범, 공고 교사, 서울여대, 이화여대, 건국대 대학원 강사와 한양대 이과대 화학과 교수 및 한국생화학회 이사를 역임했다. 전공은 생화학 및 식량화학이다. 논문으로 『자동산화유의 독성 및 인삼에 관한 연구』 등 다수가 있다.

번역 윤실

1943년생. 성균관대학교 이공대학 대학원을 졸업했다. 한국일보 타임-라이프사 편집부장을 지냈다. 『바이오닉스』, 『새로운 생물학』, 『생명의 뿌리』, 『신기한 동·식물의 슬기』, 『미래를 여는 과학의 빛』 등 다수의 도서를 집필 및 번역했다.