Encyclopedia
2004-07-24

생명체가 스스로 만들어질 수 없는 이유 

(Why Life Could Not Self-Originate)


    생명체가 스스로 존재하게 될 수 없는 수많은 놀랄만한 과학적 이유들이 있다. 여기에 그 30 가지 이유들이 있다. 생명체가 스스로 존재한다는 것은 불가능하다. 진화론은 실행 불가능하다. 그것은 신화이다. 오직 하나님만이 식물들과 동물들을 창조할 수 있었다. 이것은 과학 대 진화이다. Creation-Evolution Encyclopedia는 창조과학이 사실임을 당신에게 알려줄 것이다.

 

여기에 모래와 물이 스스로 생명체를 만들기 전에 해결해야 할 많은 문제들이 있다.

1. 자연발생설(spontaneous generation)은 과학적으로 부정된 이론이다.

2. 생명체가 살아있기 위해서는 순간적인 성공(instant success)이 필요하다.

3. 생명체에 필요한 수많은 필수적인 기관들과 수천의 필수적인 화학물질들이 일시에 스스로 만들어져야만 한다.

4. 저절로 수컷과 암컷의 형태가 만들어져야 하며, 그것도 시간적, 공간적 근처에서 발생하여야 한다.

5. 질량 작용의 법칙(law of mass action)은 화학적 혼합물질들을 즉시 파괴하여 버릴 것이다.

6. 물은 생명체에 필요한 화학물질을 만드는 것을 방해했을 것이다.

7. 자연에서는 어떠한 화학적 실험기구들도 갖추어져 있지 않다.

8. 응축 문제(condensation problem) : 물은 단백질이 만들어지기 위해서 지방들, 당들, 핵산들로부터 신중하게 제거되어야만 한다.

9. 침전 문제(precipitation problem) : 효소들은 즉시 파괴되었을 것이다.

10. 생명체에 필요한 화학물질들의 대부분은 물이 있는 환경에서 발견되지 않는다.

11. 번개의 전기는 손상과 죽이는 일을 하지 에너지원이 될 수 없다.

12. 산소 문제(oxygen problem) : 산소가 있는 곳에서 생명체는 발생될 수 없다

13. 그러나 생명체는 지속적으로 산소공급 없이 살 수 없다.

14. 산화철(oxidized iron)은 생명체가 발생됐다는 추정되는 곳의 암석에서 발견된다.

15. 생명체는 물 없이 발생될 수 없다. 그러나 산소 없이 물은 존재할 수 없다.

16. 산소가 없는 환원성 대기는 생명체를 죽이는 과산화물(peroxides)을 만들었을 것이다.

17. 환원성 대기상태에서 자외선은 생명체를 즉각적으로 죽일 것이다.

18. 산소가 없다면 보호막인 오존층도 존재하지 않았을 것이다.

19. 단백질은 즉각적으로 가수분해되어 파괴될 것이다.

20. 가장 간단한 단백질이라도 그것을 만들기 위해 필요한 화학물질들이 모두 있었을 가능성이 없다.

21. 질소는 가장 많은 생화학물질이다. 그러나 생명체를 만들기 위해서 필요한 농축된 질소는 충분하지 않다.

22. 또한 자연에는 유용한 인(phosporous)이 충분하지 않다.

23. 과학자들은 지방산(fatty acids)들이 스스로 어떻게 만들어질 수 있는지를 알지 못한다.

24. 전세계적인 대기는 산소가 없는 대기에서 현재의 풍부한 산소를 가지고 있는 대기환경으로 즉각적으로 변화되어야 한다.

25. 생명체에서 발견되는 극도로 복잡한 화학물질들의 조화들이 무생물에서는 발견되지 않는다.

26. 극도로 복잡하고 풍부한 화학물질들이 생명체 안에서는 발견되기 때문에, 그들의 잔존물들을 자연에서 발견할 수 있어야 한다. 그러나 그들은 존재하지 않는다.

27. 우연히 만들어진 아미노산들은 동물에 있는 L형과 없는 D형이 동일하게 만들어졌을 것이다.

28. 용해문제(dissolution problem) : 생명체에 필요한 화학물질들이 모여있었다 할지라도, 그들은 즉각적으로 서로 다른 화학물질과 반응하여 분해되었을 것이다.

29. 즉각적으로 DNA의 생산과 완벽한 복제, 단백질들, 효소들, 지방들, 세포들이 생존을 위해 필요했을 것이다.

30. 생명체가 스스로 만들어졌을 극도의 적은 가능성도 없다. 그리고 이 지구상에 존재하는 각 종의 살아있는 동식물들이 모두 우연히 만들어지기에는 모든 우주에 걸쳐서도 절대적으로 시간이 부족하다.

 

*생명이 스스로 발생할 수 없는 이유 (youtube 동영상)
https://www.youtube.com/watch?v=2YYpUZA7HRU&feature=player_embedded


*한국창조과학회 자료실/진화론/화학진화에 있는 많은 자료들을 참조하세요

    http://www.kacr.or.kr/library/listview.asp?category=I05


번역 - 미디어위원회

링크 - http://www.pathlights.com/ce_encyclopedia/Encyclopedia/07prim05.htm

출처 - Encyclopedia

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=354

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임번삼
2004-07-24

60조 세포의 생명력, 자연발생설이 못 밝힌다!


      자연계에는 35 만종의 식물과 백여만 종의 동물을 포함한 수많은 생물들이 조화를 이루며 살고 있는데. 이러한 생명은 어떻게 유래한 것일까? 우연히 발생한 것일까, 아니면 창조된 것일까? 참으로 풀기 어려운 수수께끼라 아니할 수 없다.

   생물학에서는 생명활동의 최소단위를 세포라고 부른다. 생물의 종류는 하나의 세포로 구성된 세균으로부터 60 조의 세포를 가진 사람에 이르기까지 매우 다양하다. 세포는 8~10 nm 두께의 막으로 싸여 있으며, 원형질로 가득 차 있다. 그 속에서 여러 세포기관들이 갖가지의 생명현상을 협동적으로 연출하고 있는 것이다.

유전정보의 발현과 보존을 하는 DNA, 에너지를 생성하는 미토콘드리아, 단백질을 만드는 리보좀, 혈당과 지질을 합성하고 근육의 수축조절과 해독작용을 하는 막포체, 합성물질을 저장하는 골기체 등이 정교하게 생명현상을 연출하고 있는 모습을 보노라면 그 놀라운 정확성에 감탄을 자아내지 않을 수 없게 된다.

 

아리스토텔레스, 자연발생설의 아버지

   생명현상의 두 기본기능인 대사(代謝)와 복제(複製)는 각기 단백질과 DNA에 의해 수행된다. 이들은 상호의존적인 관계로 단백질은 DNA의 유전정보에 따라 합성되며, 단백질 없이는 만들어지지 않는다는 것이 오늘의 생물학계에 보편화되어 있는 인식이다.

진화론자들은 자기증식능력이 있는 리보핵산에서 DNA가 만들어진 후(RNA world), 이 DNA로부터 단백질이 합성되었으리라고 추정하는데(DNA world), 이러한 가설은 많은 전제조건을 필요로 한다. 단백질과 DNA 두 물질 중 어느 것이 먼저 합성되었을까 하는 사고 자체가 진화론적인 사고를 전제로 한 것이라 할 수 있다.

   단백질은 수많은 생리기능을 수행하는데, 단백질의 일종인 효소는 생명활동의 중추적 역할을 한다. 천여 종이 넘는 이들 효소가 세포의 각 기관에서 한 치의 오차도 없이 자기 임무를 차질없이 수행하고 있기에 모든 생물은 질서정연한 생명현상과 각기 다른 자기 모습을 유지하고 있는 것이다. 불가해한 일은 생명체가 죽게 되면 효소들은 그 순간부터 자신이 몸담고 있었던 그 생물을 철저히 분해하여 흙으로 되돌아가게 한다는 사실이다(창3:19). 어찌 보면 전율스러우리만큼 무정스럽게 느껴지는 이들 효소의 본질을 단순한 물질의 영역에 머무는 존재로만 인식할 수 있는 것일까?

   생명의 본질을 규명하려는 인류의 노력은 인류역사만큼이나 길다고 할 수 있다. 고금을 통하여 많은 학자들이 연구를 해왔으나, 생명의 본질은 아직도 베일에 싸인 채 그 모습을 드러내기를 거부하고 있다. 고대 동양세계에서는 인간의 생명은 육체와 영혼으로 구성되어 있으며, 영혼은 죽지 않는다고 하는 영혼불멸의 신앙이 보편화되어 있었다. 인도에서 생명을 의미하는 '아트만(atman)'은 산스크리트어로 호흡을 의미하며, 우리나라의  혼백개념이나 맹자가 말한 기(氣)는 숨이나 공기를 의미하는 것이다.

   아리스토텔레스의 생기론(生氣論)으로 대변되는 그리스의 생명사상은 '생물이 생물되게 하는 원인(idea)이 바로 영혼' 이며, 이러한 영혼들의 차이에 의해 사람이나 동식물과 같은 전혀 다른 모습의 생명체로 나타난다고 주장한다. 그리고 인간의 배후세계에는 질서적이며 참된 물리적 세계가 있으며, 그 속에 감춰진 참물질인 물 ·불 ·공기가 다른 형태로 나타난 것이 만물의 다양성이라는 것이다. 아리스토텔레스는 생명이란 고유특성이나 내재특성이 아닌 단순한 물질의 배치에 의해 삶의 활동이 나타나는 것이라고도 하였다. 그는 ‘동물학’ 이란 저서에서 건조하고 축축한 것은 동물을 발생시키며, 해저의 진흙에서 새우와 문어가, 풀잎이슬에서 반딧불과 꿀벌이, 진흙탕에서 뱀장어와 쥐가 발생한다는 자연발생설을 주장하여 훗날, 진화론의 형성에 큰 영향을 끼쳤다.

 

'구더기가 파리를 발생시킨다”

   AD 2세기, 로마의 갈레노스는 영혼의 궁극적 본체인 우주질서로부터 일정한 목적을 가지고 태어나는 것이 생명이라고 하는 목적론적 생기론을 주장하였다. 이 설에 의하면 호흡에 의해 정기(精氣)가 생체 내의 동맥과 정맥 속으로 흘러 들어감으로써 생명현상이 나타나게 된다는 것이다.

   중근세에 들어서면서 이러한 자연발생설은 창조론과 격렬한 학술논쟁을 야기시켰다. 탄산가스의 발견자인 헬몬트(1577~1644)는 나무열매에서 나방이, 호박에서 양(羊)이 생긴다고 했으며, 프랑스의 뷰퐁(1744~1780), 니이덤(1713~1781), 뿌셰(1800~1872) 및 라마르크(1744~1829) 역시 미세동물의 자연발생을 주장하였다. 이 같은 자연발생설은 그 후 다윈의 자연선택설과 결합되어 진화론의 핵심적 이론이 되어 오늘날에 이르고 있다.

   이러한 자연발생설에 처음으로 학문적 비판을 가한 사람은 레디(1621~1670)로, 그는 '곤충발생에 대한 실험'(1668)에서 구더기는 파리가 발생시킨다는 사실을 밝혔다. 이어서 레오뮈르(1683~1757), 보네(1725~1799), 쉬뢰더(1810~1885), 스빠란짜니(1777)가 그 뒤를 이었다. 1861년 파스퇴르는 '자연발생설의 검토' 라는 불후의 명저에서 육즙의 부패가 미생물에 의한 것임을 발견하고, '생명은 생명에서 유래한다'는 생명속생설을 증명하여 2천년에 걸친 생명기원 논쟁에 종지부를 찍게 하였다.

   그러나 중근세 유럽학계는 자연발생론에 집착하는 진화론자들의 반격으로 학술논쟁에 휩싸이게 되었다. 영국의 베스챤과 틴달 간의 논쟁은 파스퇴르의 아포설을 주장한 틴달의 승리로 돌아갔고, 파스퇴르와 니덤, 뿌셰 등과의 논쟁 역시 파스퇴르의 승리로 돌아갔다.

   프랑스의 데카르트는 정념론(情念論, 1649)과 인간론(1662)에서 생명을 단순한 기계로 이해하였는데, 훗날 라메뜨리의 '인간기계론’에 의해 생명기계론으로 발전하게 되었다. '현대의 아담’ 이라 불린 린네는 ‘자연체계’ (1735)와 ‘식물의 종’ (1753)에서 생물의 분류체계를 제시하였다. 고생물학의 창시자인 큐비에는 ‘동물계’ (1817)에서 라마르크의 후천획득형질의 유전이론을 비판하였으며, 생물계의 '변화하는 모습’과 '신의 질서’ 간의 상호 조화적인 설명으로 천변지이설을 주창하였다.

   이어서 슐라이덴(1838)과 슈반(1839)은 '세포는 모든 생물 공통의 구조와 기능의 단위체”라는 세포설을 주창했으며, 멘델(1822~1884)은 완두콩을 이용한 실험 결과 유전의 법칙을 발견하고 모든 유전형질은 모계로부터 유래함을 밝혔다. 19세기는 생화학의 등장과 더불어, 생명현상을 불가지론, 결정론, 유물론, 생명속생설 등의 다양한 각도에서 이해하려는 경향이 나타나 오늘에 이르고 있다.

 

진화론, 생명경시 풍조의 근원

   성경은 하나님이 시간 ·공간· 물질을 무에서 창조하신 후(창1:1), 6일 간에 걸쳐 만물을 만드셨다고 말한다. 모든 생물은 분명한 목적을 가지고 처음부터 완전한 형태로 창조되었으며, 인간의 창조가 창조사역의 궁극적 목표임을 알 수 있다. 사람에게 동물 친구를 만드셨고, 동물의 먹이로 푸른 풀을 주셨으며(창1:12, 30), 이러한 식물이 탄소동화작용을 하는 데 필요한 원소와 수분(창1:9~10) 및 대기권(창1:7~8)과 빛(창1:14~18)을 만드신 것이다.

   이러한 생물들이 숨쉬는 지구를 허공에 매달아 놓으시려고 태양계를 두셨으며, 이 태양계를 유지하시고자 2천억 개의 별로 구성된 은하계를, 천억 개가 넘는 이 은하계를 유지하고자 은하군과 은하단, 초은하단, 그리고 150억 광년에 위치한다는 우주의 벽을 두신 것이 아닐까?

   생명기원에 대한 논쟁은 오랜 역사를 가지고 있으며, 이 문제는 실험 검증의 영역을 벗어난, 아니 어쩌면 영원히 해결될 수 없는 테마인지도 모른다. 만일 진화론이 주장하듯이 생명이 자연히 발생하여 오늘의 인간으로 진화된 것이라고 한다면, 동물의 일종에 불과한 인간의 존엄성에 대한 근거는 도대체 어디서 찾을 수 있단 말인가?

   오늘의 생명경시 풍조와 인간존엄 의식이 파괴되어가고 있는 배후에는 진화론 위주의 교육이 결정적인 영향을 끼치고 있는 것은 아닐까! 인류생존의 차원에서 보더라도 인간은 신의 형상대로 지음받은, 그래서 동물과는 차원을 달리하는 영적인 존재라고 하는 창조론적인 교육이 우리 자녀들에게 똑같이 소개되어야 마땅하지 않을까?

 

 *한국창조과학회 자료실/진화론/화학진화에 있는 많은 자료들을 참조하세요

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출처 - 기타

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이웅상
2004-07-24

생명은 오직 생명으로부터 

: 창조론과 오파린의 자연발생설


     현재 지구상에 존재하는 150만종 달하는 다양한 생물들은 어떻게 생겨난 것일까. 이 지구 위에 최초로 생존하기 시작한 생물은 무엇이었을까? 창세기 1장 11~12절에는 이 질문에 대하여 '하나님이 가라사대 땅은 풀과 씨 맺는 채소와 각기 종류대로 씨 가진 열매 맺는 과목을 내라 하시매 그대로 되어 땅이 풀과 각기 종류대로 씨 맺는 채소와 각기 종류대로 씨 가진 열매 맺는 나무를 내니 하나님의 보시기에 좋았더라” 고 대답하고 있다. 즉 지구 위에 최초로 지으심을 받은 생물은 식물이며, 한 종으로부터 오랜 세월을 통해 진화된 것이 아니라, 처음부터 ‘각기 종류대로’ 지음을 받았으며, 창조의 주인은 하나님이심을 선포하고 있는 것이다.

그러나 오랫동안 많은 자연과학자들은 자연발생설을 통해 생명의 기원을 설명하려 노력해왔다. 그러나 그 결과는 19세기에 파스퇴르에 의해 생명은 생명으로부터만 온다는 '생명속생설’ 로 결말을 맺게 되었다. 결국 생명의 기원에 관한 근본적 문제가 다시 제기되고 만 것이다.

마침내 1936년 소련의 생화학자인 오파린이 「생명의 기원」이란 책에서 자연발생에 의한 원시지구에서의 생명체 발생에 대한 가설을 제안함으로써 실마리를 푸는 듯했다. 오파린은 최초의 원시생물에 필요한 유기물은 무기물로부터 자연발생 되었는데, 이러한 자연발생이 가능한 환경으로 원시지구의 대기가 메탄, 수소, 암모니아, 수증기 등의 환원성 대기였을 것이라고 가정했다. 이에 시카고대학의 화학자인 밀러와 유레이는 1953년에 오파린의 가설대로 실험을 실시했다. 작은 플라스크에 물을 넣은 다음 공기를 빼어 진공상태로 만들고 일정한 비율의 메탄, 수소, 암모니아의 혼합물을 채웠다. 그 다음 플라스크의 물을 끓여 수증기가 위의 혼합기체와 섞이게 한 후 높은 전압을 걸어 방전에너지에 의해 화합물이 생성되도록 했다. 이 생성물을 냉각기를 통하여 콜드트랩(cold trap)에 농축한 결과 아미노산과 약간의 염기가 발생되었음을 발견하게 되었다.

오늘날 많은 사람들은 이 실험으로 오파린의 가설이 옳았으며, 원시지구에서의 자연발생이 실험실에서 재연되어 입증된 것으로 혼동하고 있다. 그러나 이 실험은 방전에너지를 이용한 메탄, 암모니아, 수소, 수증기로부터 유기물을 인공적으로 합성한 유기화학 실험일 뿐, 원시지구에서 자연발생에 의한 생명의 형성을 증명해주진 못한다. 그러면 그 이유를 오파린의 가설이 가지고 있는 문제점과 밀러와 유레이의 실험이 가지고 있는 문제점으로 나누어 생각해 보자.

 

먼저 오파린의 가설의 문제점부터 생각해보자.

첫째로, 원시지구는 환원성 대기로 구성되어 있었다는 아무런 증거가 없다. 현재 지구에선 산소가 존재하기 때문에 유기물 합성이 일어나고, 바로 산화된다는 점에 착안하여 임의로 산소가 없는 환원성 대기를 가정했을 뿐이다. 그러나 가장 오래된 지층에도 항상 산화물은 존재하는 것으로 보아 지구는 처음부터 산소를 가지고 있었음을 알 수 있다. 또한 많은 우주 과학자들은 만약 원시지구의 대기가 지금과 달랐다면, 지구와 가장 가까운 금성과 화성과 같이 이산화탄소와 질소 등으로 된 산화성 대기였을 것이라고 믿고 있다. 

둘째로, 오파린의 가설을 믿는 학자들이 주장하고 있는 산소의 기원에 문제가 있다. 이들은 현재의 대기의 20%를 차지하고 있는 산소는 광합성 생물의 진화 결과로 생겨난 것이라고 주장하고 있다. 물론 현재의 광합성 식물들이 물을 분해하여 산소를 발생시키는 것은 사실이다. 그러나 광합성 식물도 산소가 필요한 호흡을 통해 에너지를 생산해낼 때 생존할 수 있게 된다. 그러므로 산소 없이 식물이 살아 활동하며 광합성을 통해 엄청난 양의 산소를 생성해냈다는 것은 믿기 어렵다. 또한 현재의 산소가 모두 광합성의 결과라면 현존하는 모든 생물과 화석연료를 다 태우면 지구의 모든 산소를 소모해야 한다. 그러나 그 양은 겨우 현재 지구에 있는 산소의 35% 정도로 오히려 처음부터 산소가 지구에 있었다는 설명이 훨씬 타당성이 있다. 뿐만 아니라 현재의 산소가 모두 광합성의 결과라면 산소가 없었던 원시지구에는 이산화탄소의 양이 지금의 산소량 만큼 있어야 한다. 만약 대기에 이산화탄소가 20% 정도 있었다면, 온실효과에 의해 지구는 너무 뜨거워 어떤 생물도 생존할 수 없었을 것이다. 

셋째로, 지구에 산소가 없었다면 대기권 밖 성층권 내에 오존층이 존재할 수 없었을 것이며, 결국 지구는 아무런 생명체도 생존할 수 없는 삭막한 행성에 불과했을 것이다. 왜냐하면 지구를 외부의 강한 우주선이나 자외선으로부터 보호하는 오존은 대기권 바깥쪽의 강한 태양광선을 받는 곳에서 산소가 원자 상태로 깨어진 후 성층권에서 산소분자와 결합하여 형성되기 때문이다. 

이상을 종합해보면 오파린의 환원성 대기는 전혀 과학적 근거가 없는 유기물 합성을 염두에 둔 일방적인 가설에 불과한 것임을 알 수 있다.

 

그러면 다음으로 밀러와 유레이의 실험 자체에는 어떤 문제점이 있는지 생각해보자.

첫째로, 밀러가 실험에 이용한 전기방전 에너지는 지구에 들어오는 모든 에너지의 0.002 %에 불과하며, 지구에 들어오는 대부분의 에너지인 태양에너지는 유기물 합성에 효율적으로 이용될 수 없다. 그러므로 전기방전 에너지만을 이용하여 아미노산 합성에 성공한 밀러의 실험은 원시지구와는 상관없는 실험이라 할 수 있다. 

둘째로, 밀러는 반응에 의해 합성된 물질을 냉각기로 바로 냉각시켜 콜드트랩에 농축시켰다. 그러나 원시지구에서 어떻게 이런 효율적인 냉각방법이 있어 합성된 물질이 다시 분해되지 않도록 농축할 수 있는 시설이 있었겠는가. 

셋째로, 비록 아미노산이 무한히 많이 합성되었다 할지라도 여전히 생체를 위한 단백질이 될 확률은 거의 없다. 왜냐하면 자연에 존재하는 아미노산은 L-형과 D-형이 있지만 생체에는 오직 L-형만이 이용되기 때문이다. 그러므로 100개의 아미노산으로 된 단백질 1분자를 저절로 합성해낼 확률은 1/10130 로서 확률적으로 영(zero)과 같다. 

결론적으로 오파린의 가설을 기초로 한 밀러와 유레이의 실험은 자연발생을 통한 생명의 기원을 설명하는 데 별 큰 의미가 없다고 볼 수 있다. 오직 “태초에 하나님이 천지를 창조하시니라”는 말씀만이 생명의 기원을 가장 잘 설명하고 있는 것이다.

 

*한국창조과학회 자료실/진화론/화학진화에 있는 많은 자료들을 참조하세요

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출처 - 창조지

구분 - 2

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=167


J.Madeleine Nash
2004-07-24

생명은 어떻게 시작되었는가?


거품에서인가?  혜성에서인가?  해양 분화구를 따라서?

과학자들은 지구상의 가장 커다란 미스테리에 대답할 놀랄 만한 해답을 발견한다.

 분자는 살아있지 않다. 적어도 일반적인 의미에서는 그렇다. 그러나 분자의 행동은 놀랍게도 생명체와 비슷하다. 지난 4월 캘리포니아의 라졸라(La Jolla)에 있는 스크립(Scripps) 연구소에서 분자를 본 과학자들은 이것이 자신들의 실험을 망치고 있다고 생각했다. 그러나 모든 세포의 핵 안에서 가장 중요한 분자 중의 하나인 합성된 RNA의 단편은 독특한 능력이 있음이 입증되었다. RNA가 형성되는 동안, RNA는 골무크기의 시험관에서 유기물질을 모아서 자신의 복사본을 만들기 시작한다. 이 때 이 복사본들은 다시 복사본들을 만든다. 오래지 않아 복사본들은 다시 진화하기 시작해서, 새롭고 예측할 수 없는 화학적 방법을 형성할 능력을 가지면서 발전해간다. 이 사건을 목격한 과학자들은 너무 당황스러웠다. 대체 생명은 어떻게 시작되었는가?

이와 같은 의문은 이 탁월한 분자와 이와 비슷한 다른 것들에 대한 소식이 과학 세계에 널리 알려짐에 따라 계속적으로 질문되어지고 있다. 지금까지 연구실에서의 창조는 너무 힘들어서 죽어있는 것으로부터 살아있는 것을 구분해낸 적이 없었다. 우리가 누구이며 우리가 어떻게 여기에 있는가와 같은 가장 기본적인 질문들은 조그마한 먼지보다 더 작은 실같은 존재에 대한 의문으로 변하게 되었다. 연구는 계속 혼란을 겪고 있으며, 철학적 논쟁도 뒤따르고 있다. 과학자들은 그들 자신이 가장 오래된 미스테리 중의 하나에 다시 한번 직면하게 되었음을 알았다. 정확하게 생명이란 무엇이며 어떻게 시작되었을까?

이들 질문들에 대한 과학적인 답변들은 변하고 있으며, 해양학, 분자 생물학, 지구과학, 천문학 등 다른 분야로부터 얻게 되는 새로운 증거에 의해 더욱 빠르게 변하고 있다. 올해 여름, 생명의 기원을 연구하는 연구자들의 모임이 스페인의 바르셀로나에서 개최되었으며, 이 때 비록 대수롭지는 않지만 새로운 종합적인 의견들이 나왔다. 생명은 그것이 나타난 시작 시점에서 천천히 진행된 것이 아니라 빠르게 진행되었다. UCLA의 고생물학자 윌리암 쇼프(J.William Schopf)는 35억년된 암석층 사이에 끼여있는 번성했던 군집의 화석 흔적들을 발견했음을 발표했다. 이것은 다른 증거들과 함께 생명이 지구의 형성 후 단지 십 억년 내에 이루어졌음을 보여주고 있다. 이것은 과거에 생각했던 것보다 훨씬 빠른 진화이다. 예측해보면 생명은 고요하고 부드러운 조건하에서 일어난 것이 아니라, 화산 폭발, 혜성과 소행성에 의해 위협받던 지옥같던 지구의 하늘 아래에서 이루어진 것이다. 실제로 외계로부터의 침입자들이 생명에 필요한 원료 물질들을 가지고 왔을지도 모른다. 그래서 최초의 생명체를 발생시킬 수 있는 힘은 대단히 강해서 그것을 가능하게 했을 것이다. 많은 연구자들은 생명이 한 번이 아니라 여러 번 발생했으며 마침내 지구를 차지했을 것이라고 믿고 있다.

생명이 빠르고 쉽게 발생했다는 개념은 과학자들이 이 어려운 일에 참여하도록 자극을 주었다. 그들은 연구실에서 실제 생명을 창조하길 원하고 있다. 그들이 생각하고 있는 것은 번개에 의해 의식에 충격을 주고 몸의 각 부분을 모아서 연결한 플랑켄슈타인과 같은 일종의 괴물이 아니라, 스크립 연구소의 골무 모양의 시험관에 있는 분자와 같은 것이다. 그들은 최초 시점의 모든 방법들을 동원해서 최초의 원시생물로 추측되고 있는 실체를 창조해 보기를 원한다. 스크립 연구소와 어깨를 나란히 하고 있는 한 연구소의 과학자 제랄드 조이시(Gerald Joyce)는 화학적으로도 비슷한 핵산 DNA 와 함께 이 고대 조상들이 크고 작은 모든 생명체의 유전코드를 가지고 있는 현대 RNA의 아주 단순하면서도 튼튼한 선구자였을 것이라고 믿고 있다.

조이시와 다른 과학자들은 이들 분자들이 생물과 무생물 사이의 구별이 애매하고 마침내 사라져 버린 어두운 (심해의) 박명층(薄明層)에서 나타났다고 믿고 있다. 일종의 정밀한 화학적 마법은 이 분자를 한쪽에서 우리가 모르는 다른 쪽으로 전달을 시켰다. 그러나 세계의 과학자들은 이것을 복제하기 위해 열심히 노력 중이다. 결국 금세기 말에 그들 중의 하나 또는 여러 개가 살아있는 분자의 창조에 성공할 것이라고 조이시는 예언한다. 그들이 그 일을 할 때, 가장 불안정했던 모든 질문들 중의 하나를 완벽이 제거하게 될 것이다. 생명이 존재하는 것은 다시 일어날 수 없는 기적인가? 또는 화학 과정의 결과가 너무 일반적이고 필수적인 것이어서 생명은 우주 도처에서 연속적으로 일어나고 있는 것인가?

인간의 상상을 자극하는 모든 수수께끼들 중에서 이보다 더 열렬한 사고를 자극하고, 더 종교적 경외경(畏敬)심을 주고, 더 논쟁적인 토론을 일으키는 것은 없을 것이다. 우주의 시작인 빅뱅을 제외하고, 생명이 시작된 순간보다 더 자연을 잘 이해할 수 있는 순간은 없을 것이다. 이 주제와 관련된 '과학적' 이론들은 모두 오래된 것들이다. 고대 이집트인들은 개구리와 두꺼비가 나일강의 홍수를 통해 쇄설물(碎屑物)을 쌓는다고 믿었다. 그리스 철학자인 아리스토텔레스는 벌레와 곤충이 이슬방울과 진흙으로부터 태어났고, 쥐는 축축한 흙에서 생겨났고, 뱀장어와 물고기는 모래와 진흙 그리고 부패된 조류로부터 생겨났다고 가르쳤다. 19세기에는, 전기, 자성과 복사에너지가 빠르게 물질로 변하는 능력을 가지고 있다고 사람들은 믿었다.

찰스 다윈은 생명의 출현에 대한 그럴싸한 생물학적 시나리오를 상상해내었다. 자주 인용되는 것이지만 1871년에 다윈은 생명이 '따뜻한 작은 늪'에서 발생했다고 제안했다. 이 곳에서 최초의 단순한 생명체가 발생될 수 있을 만큼의 기간동안, 풍부한 유기물질이 조합되었다고 제안한 것이다. 다음 세기에, 다윈의 그럴 듯한 가정은 다른 이론가들에 의해 확장되었으며 이 주제에 대한 지배적인 생각이 되었다. 연구자들은 '늪'은 실제로는 해양을 말하는 것으로 결정하고, 생명이 발생한 곳을 이해하려고 노력하기 시작했다.

1953년에 시카고 대학의 대학원생인 스탠리 밀러(Stanley Miller)는 최초로 넓게 받아들여진 실험적 증거를 제공했다. 그는 유리병 안에 원시 지구를 가상적으로 구현해 보았다. 해양을 대신하는 물과 대기를 대신해서 메탄, 암모니아 그리고 수소, 번개와 또 다른 전기적 방전을 대신해서 불꽃 방전을 준비했다. 한 주 후에 그는 그의 병에서 많은 양의 아미노산을 포함한 끈적끈적한 유기 물질들을 발견하였다. 단백질을 위한 조각(Lego Block)들은 세포를 생성했다는 것이다. 많은 과학자들은 이것으로 모든 것이 해결되었다고 믿고 있다.

(그러나) 생명체가 어떻게 발생했는지에 대한 교과서의 그림은 과거 세대의 대학생들에게 친숙한 그림인데, 지금 이것은 심각한 공격을 받고 있다. 지구의 형성에 대한 새로운 지식들이 생기면서, 원시지구의 대기가 메탄과 암모니아의 구름으로 가득했다는 사실이 점점 의심을 받고 있다. 비록 밀러의 유명한 실험이 단백질 성분을 만들어냈음에도 불구하고, 점점 더 과학자들은 유전적으로 중요한 분자(전에는 단백질이라고 믿었지만)는 아마도 RNA 라고 믿고 있다.

그동안 오래된 화석들은 진화가 다윈이 상상했던 것처럼 여유있게 느린 속도로 진화하지 않았음을 보여주었다. 아마도 이들 중에서 가장 매력적인 것은, 해양의 뜨거운 수원지(水源地)에 살고 있는 생물들을 발견해 봄으로써 다윈이 상상했던 평화로운 그림이 아니라, 지옥과도 같은 상황임을 알게 되었다. 독일의 레젠스버그(Regensburg) 대학교의 미생물학자 칼 스테터(Karl Stetter)는 '생명은 따뜻한 늪에서 편안하게 형성된 것이 아니라, 뜨거운 압력솥에서 생겨난 것이다'라고 말했다.

만약 전반적으로 과학자들이 기존의 오래된 생각들에 대해 끝까지 논의해본다면, 그들은 아직까지는 새소식에 대한 의견 일치에 도달할 수 없을 것이다. 생명의 이야기에 대한 새로운 버전은 확실한 사실들도 많이 가지고 있고, 결점도 많이 가지고 있고, 결여된 부분을 채우는 방법에 대한 경쟁적인 이론이 많은 복잡한 이야기이다.

 

옛날 옛적에

약 45억년전에 태양계는 가스와 먼지의 과도기 내에 그 형태를 갖추었다. 작은 물체들이 먼저 형성되었고, 그 무렵 지구를 창조하기 의해 이들이 서로 충돌하기 시작했다. 초기에 이들의 격렬한 충돌에 의해 해방된 에너지는 미 발달된 지구를 용융한 상태로 변화시켰다. 그 때부터 10억년 후에, 젊은 지구의 중력장은 천계에 돌아다니는 일종의 부스러기들을 끌어들였다. 얼음에 덮인 혜성들이 태양계의 가장 먼 곳에서부터 충돌하기 시작했고, 반면에 소행성들과 운석들이 메카톤급의 폭탄처럼 소용돌이치며 떨어졌다.

이들 소행성들 중의 일부는 현재 대륙의 크기정도였을 것이라고 백악관의 행성 과학자 치바(Christopher Chyba) 는 말한다. 그리고 소행성의 충돌은 바위를 증발시키고, 해양을 끓게 하고, 대기 중에 뜨거운 증기로 덮일 만큼의 충분한 열을 발생시켰다. 그와 같은 격변은 살아있는 생물들을 모두 제거해 버렸을 것이다.

그러나 수십억년 후에, 태양계가 깨끗해지고 원시의 충격이 사라졌을 때, 생명은 이미 풍성하게 되었다. UCLA의 쇼프(Schopf)는 서부 오스트레일리아의 35억년된 암석층에서 11가지 서로 다른 종류의 미생물의 흔적을 확인했다. 많은 화석들이 오늘날 세계 곳곳에서 발견되어진 청록조류의 종과 매우 닮았다. 세포 생명의 실마리가 되고 있는 그린랜드의 오래된 암석들은 여전히 수 억년 동안 존재해 온 것 같다. 아마도 38억년정도 된 것 같다.

그때에도 생명을 위협하는 소행성들이 여전히 지구에 주기적으로 부딪치고 있었다고 과학자들은 믿는다. 미국 국립 항공우주 관리국의 Ames 연구센터에 있는 오버벡(Verne Oberbeck)과 그의 동료들은 주된 충돌사이의 간격이 약 3백만년에서 6백만년(생명이 천천히 출현하기에는 시간이 너무 짧다)으로 매우 짧다고 평가했다. 지구를 푸르게 하는데 필요한 불가사의한 힘[변화, 과정]은 빠르게 그리고 단순하게 진행되었음이 틀림없다고 오버벡은 말한다. 그는 질문한다. 왜 생명은 한번 이상 발생할 수 없었는가?

 

기원의 요점

생명이 자랐으며, 여전히 가장 큰 소행성으로부터 상대적으로 안전한 그곳은 대체 어디인가? 그 대답으로 많은 과학자들은 깊은 해양 속에서 발견되고 있는 굴뚝모양의 구조들을 살펴보고 있다. 이들은 녹암석이 녹아서 지하에 공간을 만들어주는 열수(熱水)의 분화구로 알려진 해양의 분화구이다. 이 결과가 수중의 간헐온천이다. 일종의 부서진 곳을 통해 아래로 차가운 물이 가라 앉고, 뜨거운 물이 다른 곳으로 분출되어 나온다. 15년 전에 잠수함을 사용하여 이 놀랄 만큼 적대적인 환경을 탐험하기 시작했을 때, 과학자들은 거대한 tube worm과 눈이 먼 작은 새우 등을 포함한 이상한 생물들로 가득찬 거대한 생태계를 발견하고 매우 놀랐다. 그들의 RNA를 해석해본 것에 따르면, 더 흥미로운 것은 분화구 주위의 먹이 연쇄를 고정시키는 황을 먹는 미생물들은 지구상에 나타난 최초의 생물에 연결된 가장 가까운 생물이라는 점이다. 또 다른 형태는 원시적인 것으로, 미국의 옐로스톤 국립공원에 있는 옥토퍼스샘(Octopus Spring)과 같은 한증탕의 표면에서 사는 미생물들이다.

이렇게 뜨거운 장소가 생명이 지구상에 출발한 곳으로 적당한 것인가? '뜨거운 세상' 이라는 가정들은 많이 변경되었다. 인디아나 대학의 미생물학자 노만 페이스(Norman Pace)는 원시지구의 얇은 지각은 마치 달걀의 껍질처럼 부서지기 쉬워서, 오늘날 보다 더 쉽게 열수의 분화구를 만들었을 것이라고 생각하고 있다. 워싱턴 대학의 지구화학자 쇽(Everett Shock)은 고열에서 생물들은 영양체로부터 여분의 에너지를 얻을 수 있다고 추정하고 있다. '더 뜨거워질수록, 생명체에게는 더 좋다' 라고 쇽은 말한다. (그러나 이때까지, 아무도 섭씨 112도 보다 더 뜨거운 상태에서 살아있는 미생물을 발견한 사람은 없다.)

여전히 의문이 남는다. 생명은 그런 분화구에서 유래되었는가? 아니면 그곳으로 이주한 것인가? 분화구는 발상지가 아니라, 해양의 표면 근처에서 존재하다가 바닥으로 이동한 생명체에 대한 공습경보 대피소였을 것이다. 수천 미터의 물에 의해 보호되어진 이들 행운의 대피자들은 밝은 표면 근처에 살던 그들의 동족들을 죽인 외계에서의 충돌로부터 안전할 수 있었다.

 

성분

40년 전의 밀러의 유리병 실험은 생명의 성분들이 대기 중의 가스로부터 쉽게 생산되어짐을 제안한다. 그가 실험실에서 재창조한 환경은 그 시대의 지배적인 학문(지구가 점진적이며 대부분 중력의 영향아래 작은 먼지와 암석이 평온하게 집중했다는 것)을 충실하게 반영한 것이다. 이 모델에 따르면 지구는 처음에 차가운 상태였다. 방사성 물질의 감쇠로 천천히 지구 중심 핵의 온도가 상승되기 전까지는 깊은 층에서 불이 붙지 않았다. 그래서 철과 같은 중금속들은 즉시 녹아서 지구 중심 핵 쪽으로 가라 않지 않고, 수백만 년동안 표면 근처에 남아있었다.

이것은 왜 중요한가? 왜냐하면 철은 산소를 흡수하고 산소가 이산화탄소를 형성하기 위해서 탄소와 결합하는 것을 막아주기 때문이다. 대신에, 고대 화산에 의해 대기 중으로 뿜어져 나온 탄소와 질소는 수소와 서로 작용하기가 용이했을 것이다. 운좋게도, 메탄과 암모니아 등의 가스들은 밀러의 실험이 시행되면서 만들어졌다.

그러나 '아름다운 그림이지만 불행하게도 그것은 잘못된 것 같다' 라고 치바는 말한다. 지구의 탄생에 수반되어졌다고 믿어지고 있는 격렬한 충돌은 철을 녹여서 깊은 곳으로 내려 보냈다. 결과적으로 초기의 대기는 주로 이산화탄소로 이루어져 있었을 것이다. 그리고 유기성분들은 이산화탄소가 있는 곳에서는 쉽게 생겨날 수 없다.

그렇다면 생명은 어디서 생겨났는가? 많은 과학자들이 가능성 있게 생각하는 것은, 많은 혜성과 소행성 그리고 운석에 의해 유기성분이 지구에 전달되었다는 입장이다. 그러나 이 방식으로 생명이 창조되기엔 너무 어려워 보인다. 데비스(Davis)에 있는 캘리포니아대학의 동물학자 데이비드 드리머(David Deamer)는 세포막을 형성하는 유기물질을 운석으로부터 추출해 내었다. 그는 빛으로부터 에너지를 흡수할 수 있는 흐린 노란 색소를 격리시켰다. 드리머는 이것이 엽록소의 선조라고 믿었다.

그러나 운석에 의해 운반되어진 유기물질의 양은 굉장히 적다. 많은 과학자들은 생명을 야기하기에는 너무 적다고 믿고 있다. 이런 이유로 치바는 미세한 근원은 지구가 형성되던 시대에 떠다니던 행성간의 먼지 입자들이라고 주장한다. 그는 셀 수 없이 작은 입자들이 (유기성분들을 운반하기에 충분할 만한 입자) 마치 우주의 눈송이처럼 지구에 떨어졌다. 그리고 그들의 전체적인 크기는 100,000분의 1 비율로 보면 돌로 된 소프트볼 크기 운석의 무게 정도가 될 것이다. 탄소를 가진 검은 혜성은 몇 가지 재료물질을 가지고 왔을 것이다. 혜성의 화학적 구성은 아직 큰 미스테리로 남아있기 때문에 , 이것이 생명을 시작하게 하는데 도움을 주었는지는 아무도 알 수 없다.  

또 다른 가능성도 있다. 지구에 충돌한 큰 운석은 일시적일지라도 중요한 방식으로 대기의 성분을 변화시켰을 것이다. NASA의 Ames 연구센터의 케빈 쟈늘(Kevin Zahnle)은 다음과 같이 말한다. '지구로 커다란 소혜성이 떨어진다는 것'은 당신에게는 확실히 흥미있는 일일 것이다. 왜냐하면 모든 철은 그것을 때린 물질에 반작용을 하기 때문이다. 쟈늘은 그런 상황이 밀러가 상상한 메탄으로 가득찬 대기를 간단히 창조했을 것이라고 생각하고 있다.

 

최초의 화학 연구실

생명의 시작은 밀러의 유리병과 시험관 그리고 약병의 도움을 받지 못했다. 어떻게 자연은 일정한 경향으로 생명의 성분을 모을 수 있었을까? Lawrence Berkeley 연구소의 연구원 루이스 레만(Louis Lerman)에 의해 최근에 제안되어진 한가지 가능성은 모형의 화학적 원자로 역할을 하는 해양 안에 있는 거품이다. 이 거품은 도처에서 일어나고 있다고 레만은 말한다. 어떤 때는, 해양 표면의 5%가 거품으로 덮여있다. 추가적으로 거품은 합쳐지는 경향이 있고, 생명에 필수적인 많은 화학물질들을(다음과 같은 일련의 물질, 구리, 아연, 인산염과 같은 소금) 모으는 경향이 있다. 무엇보다도, 거품이 터졌을 때, 거품들은 모았던 분자들을 강제적으로 대기(과학자들이 가장 중요한 화학반응이 일어나는 곳이라고 느끼고 있는 곳) 중에 뿜어낸다.

버지니아의 페어팍스(Fairfax)에 있는 조지 메이슨(George Mason)의 생물학자 모로위츠(Harold Morowitz)는 터지는 거품에서 생명이 발생했다는 것을 의심한다. 그는 Amphiphiles라고 불려지는 자연에서 발견되어진 양면성을 가진 분자들에 관심을 가지고 있다. 이 분자들은 한쪽 편은 물에 대한 친화성이 있고 다른 편은 물에 대한 반발성이 있다. 원시 해양에서의 불규칙적인 운동을 통해, 분자들은 작은 구를 향해 나선모양으로 감기면서 물에 반발하는 쪽이 감춰진다. (광물 속의) 기공(氣孔)으로 알려진 이 구는 화학 반응로를 위한 이상적인 환경을 제공해주고, 최초의 생물에 대한 선구자가 그곳에 있었을 것이다. 모로위츠는 '일단 당신이 이 작은  (광물 속의) 기공(氣孔)을 가지게 되면, 당신은 생명이 지나간 길 위에 있는 것이다'라고 맣한다.

하지만 이런 설명이 가능하다 하더라도, 세포막과 신진대사는 어떻게 처음 시작되었을까? 한 때 이론 화학자였던 특허 변호사 군터 바흐터스하우저(Gunter Wachtershauser)  우리가 생명이라고 부르는 것은 어떤 주된 유기 분자들 사이의 일련의 화학 반응들에 의해 시작되었다고 믿고 있다. 세포막 안에 둘러싸여있는 것 대신에, 그들은 어떤 융통성 있는 물질의 표면 위에 마치 방석 위에 꽂혀있는 바늘처럼 고정되어 있었다고 그는 말한다. 이 중요한 물질로써 워쳐샤우져가 제안한 것은 황철광이다. 빛나는 결정은 양전하를 수반하기 때문에, 음전하를 띈 유기물질을 끌어들여서, 서로 상호작용이 가능하게 한다. 워쳐샤우져는 이들 반응들이 광합성과 유사한 어떤 발전들을 이끌었다고 생각한다.

여전히 분자들이 재생산하는 방법에 대한 수수께끼가 풀리지 않고 있다. 글라스고우(Glasgow) 대학의 화학자 카이른 스미스(A.G. Cairns-Smith)는 해답은 번쩍이는 황철광에 있는 것이 아니라, 일반적인 진흙에 있다고 생각한다. 어떤 진흙의 구조는 동일한 결정구조가 계속 반복된다. 더 중요한 것은 결점이 생길 때, DNA에서 변이가 생기기보다는 계속 반복한다는 점이다. 반면에 몇몇 과학자들은 비유기 물질들이 실제적으로는 살아있고, 진흙이나 광물질들이 생명요소들을 구체화 시키고 정밀한 배열로 그들을 조직화 시키는 분자 틀의 역할을 한다고 심각하게 고려하고 있다.

 

분자 조상들

비록 유기 분자들이 자발적으로 형성되었다는 사실과 이들 분자들이 자발적으로 재생산을 한다는 사실을 받아들이는 사람일지라도, 이것은 기본적으로 닭과 달걀의 문제로 남는다. 현대의 세포는 단백질로 구성되어있으며 단백질에 대한 상세한 계획은 DNA와 RNA의 긴 사슬 안에 포함되어져 있다. 그러나 DNA와 RNA는 제조 과정 중에 촉매역할을 하는 단백질이 적절히 공급되지 않는다면 생산될 수 없다. 어떻게 핵산이 단백질 없이 시작될 수 있으며 그 반대도 성립할 수 있는가?

한 가지 해답은 10년 전에 제안되었다. 연구자들은 확실히 RNA 분자들이 청사진과 촉매역할을 모두 할 수 있으며, 이들과 다른 분자들 사이에 동시에 반응한다는 사실을 발견하였다. 과학자들은 RNA를 DNA로부터 세포의 단백질 공장에까지 유전 정보를 운반해 주는 단순한 분자 전달자로 고려해 왔다. 갑자기 RNA에 대한 완전히 다른 사실들이 보여졌다. 만약 RNA가 화학반응시 촉매작용을 했다면, 어떤 시점에서 자신을 복사하기 시작했을 것이다. 그때 그것은 DNA의 매개자 그 이상이었을지도 모른다. 그것은 DNA의 조상일지도 모른다. 이런 이유로 최초의 생명체는 'RNA의 세계'에서 살았다. 그리고 DNA는 진화론적 속도가 낮출 때까지 발전하지 않았다. 지난 4월 스크립 연구소의 조이시(Joyce)는 생명의 고대 조상을 찾는 중에 그를 괴롭혔던 분자를 우연히 발견했다. 시험관 주변에서 합성된 소량의 RNA는 튀겨서 단백질의 일부에 붙고 끊임없는 반복실험에 들어갔다. 이때 갑자기 나타난 분자는 지금까지 조이시가 찾고 있던 것에 대한 해결책과 비슷하게 보였다.

그러나 그는 분자가 살아있지 않았음을 인정했다. 그것이 마법처럼 보이지만, 그것은 조립된 단백질의 계속적인 공급이 없다면 응답할 수 없다. 살아있다고 인정받기 위해서 분자는 외부의 도움없이 재생산하는 능력을 가질 필요가 있다. 이 방향에 있어서 중요한 진보가 하버드 대학의 분자생물학자 잭 스조스탁(Jack Szostak)과 그의 대학원생 데이비드 바텔(David Bartel)에 의해 최근해 이루어졌다. 이들은 서로 다른 많은 사슬의 RNA를 무작위적으로 발생시킴으로써 원시지구의 풍부한 화학반응을 흉내내었다. 결국 과학자들은 동일한 시험관 내에 매달린 다른 사슬들을 이들과 합칠 수 있었다. 스조스탁은 다음과 같이 설명한다. 연쇄과정은 단순한 것으로부터 복잡한 분자들을 형성하는 데 있어서 중요한 것이다. 놀랄 만한 것은 생명의 기원에 있어서 이 부분에 대한 혼동이 과거처럼 그렇게 위협적으로 보이지는 않는다는 점이다.

이 날들 중의 하루, 어떤 것이 시험관을 채울 때, 스스로 복제하는 분자가 생겨날 것이다. 만약 이런 일이 발생된다면, 그 성과는 놀랄 만한 일이 될 것이다. 그것은 생명에 대한 모든 것의 가장 기본적인 것에 도전을 줄 것이다. 대부분의 사람들에게 생명은 동물이나 식물, 박테리아를 의미한다. 엄밀하게 말하면 바이러스는 제외된다. 왜냐하면 그들은 단백질 안에 있는 핵산 사슬 이상의 것이 없고 살아있는 세포를 외부에 재생산할 수 없기 때문이다.  

과학자들이 생명의 기원에 가까이 감에 따라, 생명의 활동에 대한 정의는 심사숙고하게 되고, 토론하게 되고, 아마도 발전될 것이다. 만약 충분히 기능적인 RNA 가 시험관에서 나타나고 그 자신의 단백질을 형성하기 시작한다면, 누가 세포 내에서 동일한 일을 하는 RNA 보다 덜 살아있다고 말할 수 있겠는가?

어떤 사람들은 항상 교묘한 화학반응이 아니라, 신적인 그 무엇인가가 물질에 생명을 가져다 주었다고 믿을 것이다. 그러나 아직까지 과학자들은 근본주의자들의 믿음을 흔들 수 있을 만한 시험관에서의 그 어떤 것도 생산해내지 못했다. 결국 조이시의 연구실에 있는 분자는 바이러스만큼 복잡한 것도 아니며, 여전히 박테리아보다 덜 복잡한 수준이다. 실제로 더 많은 과학자들이 연구할 수록, 더욱 이상한 생명체들이 나타난다. 마치 빅뱅 이론이 우주의 신비를 해소하지 못한 것처럼 말이다. 그래서 생명의 기원에 대한 이해가 더 진행될수록 기원에 대한 의문은 해소되기보다는 궁극적으로 강화되고 있다.

- With reporting by David Bjerklie / New York, Barry Hillenbrand / London and James O. Jackson / Gottingen

 

 

*한국창조과학회 자료실/진화론/화학진화에 있는 많은 자료들을 참조하세요

    http://www.kacr.or.kr/library/listview.asp?category=I05



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출처 - 창조지

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옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=166

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김정한
2004-07-24

화학진화 어디까지 왔나 

: 원소로부터 단세포동물까지


    '세포가 우연히 존재할 수 있을까? 통계학적으로 계산하면 거의 불가능하다. '무작위성(無作爲性)', 이것이 우주 전체를 통하여 정상적이며 예견할 수 있는 물질 상태의 특징이기 때문이다. 이것은 원자와 입자들이 '무정형(無定形)의 혼란 상태로 흩어져 있는 일종의 휴식' 과 같은 평형 상태를 말한다. 그러나 유독 '세포' 만이 이것들과 달리 완전하게 짜여진 구조물이다. 세포는 태양 광량자에 의해 흥분된 전자들을 순간적으로 포착하고 전자들이 점프(jump)하는 순간마다 방출되는 에너지를 낚아채었다가 정교한 고리(loop) 속내 비축해 둠으로써 생계를 꾸려 나간다. 바이러스로부터 코끼리에 이르기까지 전혀 다른 생물 형태 속내서 위와 같은 일이 조직적으로 진행되고 있다는 것은 지극히 있음직 하지 않은 일이다. 세포가 다시 무작위적인 혼란 상태로 환원되지 아니하고, 태초 이후 오랜 기간 동안 그와 같은 노력을 성공적으로 유지해 왔다는 사실은 수학 확률적으로 거의 불가능한 일인 것이다

(L. Thomas, The Lives of a Cell, Bantam Edn, 1975, p.165)' 


1. 서론
 

지구상의 생명의 기원에 대한 이론은 창조설, 진화설, 판스퍼미아(panspermia)설 등이 있다. 창조설은 생명은 초자연적인 창조의 산물이란 것이고, 진화설은 지구에서 자연발생 하였다는 것이며, 판스퍼미아설은 생명의 포자가 다른 천체에서 왔다는 가설이다. 생명의 자연발생설은 무기발생설(abiogenesis)과 유기발생설(heterogenesis)이 있었는데, 방치해 둔 소고기 국물에서 구더기가 생기는 것을 쉽게 관찰할 수 있었던 사람들이 처음에는 유기발생설을 쉽게 믿을 수 있었던 것은 지극히 당연하다. 뉴우톤(Newton), 하아비(Harvey), 데카르트(Descartes)같은 당대의 유명한 과학자들도 생명은 유기질로부터 자연발생한다는 착각을 믿었다. 1864년 파스퇴르(Pasteur)는 휘어진(Swan-neck) 플라스크를 사용한 실험을 통하여 생명은 반드시 생명체에 의해서만 발생한다는 사실을 확인함으로써 유기발생설을 영원히 잠재웠다. 

한편 1828년 뵐러(W?hler)가 무기질인 암모니움시아네이트를 가열하여 요소를 합성함으로써 무기질과 유기질을 근본적으로 다른 것으로 생각하였던 생기론(Vitalism)에 종지부를 찍었고, 1858년 다아윈(Darwin)이 소위 '진화설’을 발표하여 아메바와 같은 단세포의 자연 발생을 전제함으로써 무기발생설이 유력하게 대두하기 시작하였다. 다아윈은 암모니아와 인산염 등이 녹아있는 연못에 빛, 열 등 에너지가 작용하여 단백질체가 합성되고, 이것이 더욱 발전하여 소위 공통조상인 아메바로 진화하였을 것이라고 상상하였다. 그러면서도 오늘날 그러한 자연발생을 관찰할 수 없는 것은 그러한 물질들이 합성되는 순간 다른 생명체들에 의해서 소멸되기 때문이라는 합리적인 해석을 붙였다. 그 후 20세기에 접어들면서 1920년대에 소련의 생물학자인 오파린(Oparin)과 영국의 생물학자인 할데인(Haldane)에 의해서 소위 오파린-할데인 가설을 도입하였다. 그들의 가설에 의하면 원시지구의 대기는 메탄(CH4), 암모니아(NH4), 물(H2O) 및 수소(H2) 등으로 구성된 환원성 대기였고, 여기에 태양, 번개, 화산폭발 등에 의한 각종 에너지가 작용하여 대량의 유기화합물들이 합성축적 되고, 바다에 용해되어 'prebiotic soup'을 형성하였고 여기서 최초의 생명체가 합성되었다는 것이다. 


2. 밀러의 실험과 현대적 시나리오
 

l953년 시카코 대학의 밀러는 메탄, 암모니아, 수증기, 수소 등 혼합기체에 전기 방전을 통하여, 아미노산을 포함하는 수십 종류의 간단한 유기 화합물들이 합성될 수 있음을 보여줌으로써, 최초로 오파린-할데인 가설에 대한 실험적인 연구 분야의 문을 열었다. 그 후 많은 과학자들이 밀러 반응을 모방하여 혼합 기체의 성분이나, 에너지원 등에 변화를 가하면서 소위 원시 조건 하에서의 모의실험을 행하였다. 1960년 휴스턴(Houston) 대학의 오로(Oro)는 시안산(HCN) 용액을 가열하여 아데닌(adenine)을 합성하였고, 폰남페레루(Ponnam- peruma), 오르겔(Orgel) 등은 시안산으로부터 아미노산, 아데닌 등을 합성할 수 있음을 보여주었다. 칼빈(Calvin)과 폰남페루마 등은 포름알데히드(HCHO)의 약알카리 수용액을 가열하여 리보스(ribose), 포도당 등의 당류를 합성하였다

1970년대에 이르기까지 많은 모의 실험을 통해서 생체고분자(biopolymers)를 구성하는 생체단량체(biomonomers)를 합성할 수 있음이 세포내의 단백질과 핵산의 생화학적 기능이 밝혀짐에 따라 생명기원에 대한 보다 현대적인 오파린-할데인-밀러의 시나리오가 작성되었다.

(1) 원시 지구의 대기에 메탄, 암모니아, 물, 수소 및 질소 등이 축적되었다.

(2) 원시 대기에, 자외선, 열, 전기방전 및 충격파 등에 의한 에너지가 작용하여 아미노산류, 당류, 아데닌, 지방산 등 단량체가 합성되었다.

(3) 각종 단량체들이 축합하여 단백질, 핵산, 지질, 탄수화물 등 생체고분자가 합성되었다.

(4) 고분자 물질들이 주위 환경에서 분리되어 원시적인 대사기능을 갖는 원형세포(Protocell)가 형성되었다.

(5) 원형세포가 더욱 진화하여 고도의 질서와 일관성 있는 기능을 갖춘 진정한 세포가 되었다. 


3. 생명의 기원과 과학
 

자연과학이란 창조된 자연을 관측하여 물질과 에너지의 자연적인 질서를 추구하는 학문이다. 자연적인 현상이 너무 복잡하여 그대로 관측할 수 없는 경우는 인위적으로 계획된 실험을 통하여 관찰한다. 우주나 생명의 기원 등 관찰이나 실험이 불가능한 현상에 대한 과학적인 증명은 불가능하다. 진화설이나 창조설은 과학적인 증명의 대상이 아니다. 다만 사실로 증명된 과학법칙들에 대한 부합 여부를 검토하여, 그러한 시나리오의 확률을 추론해 보는 것이 최선의 과학적인 접근일 것이다.

오파린-할데인-밀러의 가설은 다음과 같은 가정들을 포함한다. (1) 지구상의 생명은 지구에서 기원하였다. (2) 원시 지구의 대기는 환원성 대기였다. (3) 원시 생명체의 생화학은 현대 생물과 유사하였다. (4) 생명기원의 모든 화학 과정은 수용액 중에서 일어났다. (5) 화학적 과정의 원동력은 태양에너지였다. 

최근 미국 화학회의 기관지인 ‘화학과 공업 News’(C & E News, Aug. 27. l984) 의 생명 기원론 특집 기사에서 페리스(Ferris) 교수는 '생명기원에 관한 모든 시나리오의 실험적인 증명들은 상기한 가설들이 진실임을 증명할 수 있을 때만이 의미가 있다”고 주장하였다. 화학 진화는 화석에 의한 흔적을 전혀 남겨놓지 않았다. 화학 진화에 대한 과학적인 연구는 마치 살인현장의 목격자가 전혀 없고, 직접적인 증거물을 남겨놓지 않은 범죄의 수사에 비교할 수 있을 것이다. 검사가 범인의 유죄를 증명할 수 있는 최상의 방법은 모든 간접적인 증거자료를 수집하여 배심원으로 하여금 의심의 여지가 없을 만큼 심증을 갖도록 설득시키는 일이다 


4. 오파린-할데인-밀러의 가설과 현실
 

(1) 원시지구 대기의 구성에 관한 가설

오파린-할데인-밀러의 시나리오에 의하면 원시지구의 대기가 메탄, 암모니아, 수소 등이주성분으로 된 환원성 화합물들로 되어 있고, 오늘날 대기 중의 산소의 축적은 식물에 의한 탄소동화작용의 결과라고 가정하였다. 일부 화학자들의 이러한 가정은 관측이나 증거에 의한 것이 아니고, 산소가 존재하거나, 탄산가스, 물, 질소 등이 주성분인 중성 내지 비환원성 조건 하에서는 밀러형 모의 반응에서 의미 있는 유기화합물들을 합성할 수 없었기 때문이었다. 그간 미국 항공 우주국의 인공위성에 의한 혹성 탐색 결과 생명체가 존재하지 않는 금성과 화성의 대기는 탄산가스가 주성분임이 확인되었다. 지구는 금성과 화성 사이에 있는 혹성이라는 점과, 지구상에는 탄산염인 석회석이 대량으로 축적되어 있고, 지구 내부에 포집되었다 분출되는 화산 분출 가스의 주성분이 탄산가스라는 등, 여러 가지 관측된 자료들을 근거하여 오늘날 대부분의 지질학자나 지구 물리학자들은 원시지구 대기의 주성분은 탄산가스, 수증기 및 질소 등으로 구성된 비환원성이었을 것이라는데 의견이 일치하고 있다. 일부 화학 진화론자들의 필요에 의해서 만든 가설보다는 여러 가지 간접적인 관측 자료에 근거하고, 이해 관계가 없는 그 분야의 전문가들에 의해 교육받은 추측을 믿는 것이 좀 더 객관적이다. 

뉴욕 대학의 사피로(Shapiro) 교수는 생명기원에 관한 최근 10년 동안의 모든 연구를 종합 평가하면서, “과학자들이 생명 방생의 조건을 알지 못하고 있거나, 아니면 현재의 화학지식으로 꼭 필요한 환원성 대기가 설명할 수 없는 어떤 방법에 의해서 원시 지구에 가능했을 것이라고 인정해야만 한다. 최근 10년 동안의 여러 가지 과학적인 발견들은 지구상에서 생명의 기원에 관한 우리들의 생각이 과거 어느때 보다도 더욱 더 불확실하여졌다”(브리태니카 백과사전, 과학과 미래 연감. 1984. pp.8-24) 라고 결론을 내렸다. 탄산가스 물, 질소 등이 주성분인 중성 내지 비환원성 대기 조성은 밀러형 모의 실험에서 단지 약간의 개미산(HCO2H)만 생성할 뿐 아미노산, 아데닌, 리보스 그리고 시안산 등 화합물은 검출되지 않는다는 것이 실험에 의해서 증명되고 있다. 따라서 지금까지 행하여진 많은 밀러형 모의 실험들은 실험을 위한 실험이었지, 실제의 원시지구 조건과는 무관한 것이라는 점에 과학자들의 의견이 모아지고 있다. 


(2) 밀러형 실험의 인위성

실험은 효과적인 관측을 위해서 인위적으로 계획된 것이다. 밀러형 모의실험이 과학적인 의미를 갖기 위해서는 그 실험에 사용된 조건들이 원시 대기조건하의 자연적인 질서를 충실하게 대표하여야만 한다. 밀러형 반응에서는 순수 정제된 시약들이 사용되었고, 원시지구 조건하에 존재할 수 있었던 모든 화합물들의 간접 조건 하에서의 화학반응에 대한 고찰이 없었다. 또 사용된 시약들의 농도에 관한 고려가 비현실적인 경우가 많았다. 예컨대 시안산을 출발물질로 하는 아미노산, 아데닌 등 합성 실험에서 시안산의 농도가 0.01몰 이상이었다. 그것은 시안산의 농도가 0.01몰 이하이면 가수분해가 주반응이고, 아미노산 등의 합성이 되지 않기 때문이다. 독립적인 계산에 의하면 원시지구 조건 하에서 시안산의 최대평균농도는 0.0000001몰 이상일 수 없다는 것이 밝혀졌다. 모든 밀러형 모의 실험들에서는 반응물질과 생성물질을 분리하는 각종 '트랩(trap)' 장치를 사용하고 있는데, 이것은 동일한 에너지 조건 하에서는 합성보다는 생성물의 분해가 열역학적으로 더 자연적인 현상이기 때문이었다. 원시지구 조건 하에서 생성물의 분해를 방지하기 위한 교묘한 트랩을 누가 제공하였는지는 아무도 모른다. 좀 더 객관적으로 검토해 보면 지금까지의 밀러형 모의실험은 주어진 에너지 조건 하에서 아미노산, 아데닌, 리보스 등 필요한 화합물들이 합성될 수 있는 간단한 출발 물질들의 종류나 농도, 조건 등을 규명하는 결과이었지, 결코 진정한 원시대기 조건 하에서 에너지를 가하였을 때 어떤 화합물들이 생성될 수 있는가에 대한 실험은 아니었다고 보는 것이 타당할 것이다 


(3) 이성질체(Isomers)와 선택성

밀러형 모의실험 결과 얻어지는 화합물은 아미노산류, 아민류, 알데히드류, 알코올류, 니트릴류, 카르복실산류 등 수십 종류에 달하며, 이들이 매우 복잡한 이성질체로 얻어지는 것이 확인되었다. 이성질체란 구성 원소의 종류나 숫자는 같지만 결합의 종류나 순서가 서로 다르기 때문에 물리, 화학적인 성질이 서로 상이한 화합물들을 말한다. 아미노산을 예로 들면 생체단백질을 구성하는 아미노산은 모두 L-α-아미노산들이다. 밀러형 반응에서는 L-α-아미노산류, D-α-아미노산류, ?-아미노산류, γ-아미노산류 등 수십 가지에 달한다. 특히 ?-아미노산류에는 광학이성체들이 있는데, 광학이성체는 서로 거울 대칭 관계를 갖는 분자들로서, 대칭성 조건 하에서는 모든 물리, 화학적인 성질이 동일하고, 화학 합성에서 항상 D-형과, 그것의 거울 대칭인 L-형이, 50퍼센트씩 생성된다. 5탄당(pentoses)의 경우 리보스를 포함하여 16개의 이성질체가 합성되는데, 그 중의 하나인 D-리보스 만이 핵산중합체의 구성 분자로 쓰인다. 현대 생화학적 지식은 생명체가 D-아미노산과 L-리보스로 구성되는 단백질과 핵산을 선택하였더라도, 동일한 기능을 할 수 있을 것이라고 생각하고 있다. 오늘날 D, L-형 광학이성체를 서로 분리하는 기술은 현대 화학기술중 가장 어려운 것으로서 만족스러운 해결책이 아직도 없는 실정이다. 지극히 자연적인 상황에서 어떻게 그러한 완전한 선택이 가능하였는지는 아무도 모른다. 


(4) 수용액 중에서의 축합 반응

현대 생명 발생설은 생명이 수용액 중에서 형성되었다는 대전제 하에 성립되었다. 아미노산들이 중합하여 단백질이 되고, 뉴클레오사이드(nucleosides)가 인산과 중합하여 핵산이 합성되는 반응에서는 반응 생성물로 물(H20)을 내어놓는다. 이런 반응을 축합(condensation) 반응이라 하고 반대로 단백질이나 핵산이 물과 반응하여 도로 아미노산이나 뉴클레오사이드, 인산 등으로 분해되는 것을 가수분해라고 한다.

아미노산 + 아미노산 <------가수분해 
                                        축합반응----> 단백질 + 물

물에 소고기를 넣고 가열하여 곰국을 만드는 것은 가수분해 반응의 일종이나, 축합반응은 일반적으로 물이 없는 건조한 상태 하에서만 진행된다. 요즈음 실험실에서 단백질이나 핵산을 합성하는 유기화학자에게는 너무나 명백한 사실이다.

생명체 내에서는 효소라는 고도로 조직화된 단백질의 촉매 작용으로 수용액 중에서도 그러한 축합반응이 가능하지만, 원시지구 조건 하에서 효소의 도움 없이 대대적인 축합반응이 가능했으리라는 것은 화학적으로 불가능한 일이다.

반응성이 상이한 여러 종류의 화합물들이 공존하는 경우 각종 교차반응(crossreaction) 이 일어나서 가장 쉽게 진행되는 반응이 먼저 일어날 것이고, 열역학적으로 안정한 화합물이 축적될 것이다. 가령 아미노산, 알데히드, 리보스 등이 공존할 때 아미노산끼리 축합하여 단백질이 되는 반응보다는, 아미노산과 알데히드 또는 리보스 등과 결합하여 이미드(imides)가 형성되는 반응이 먼저 일어날 것이다. 결과적으로“prebiotic soup”의 아미노산 농도는 매우 적었을 것이고 대대적인 아미노산 축합 반응은 불가능하였을 것이다. 그러나 지금까지 보고된 모의 축합 실험에서는 순수 정제한 아미노산만을 사용하였다. 그들의 “prebiotic soup”은 지금까지 밀러형 모의 반응에서 생성될 수 있다고 보고된 수백 종의 유기화합물들이 혼합된 복합체였을 것이다. 

화학 진화론자들이 이러한 복잡한 현실을 기피하고 다양한 화합물 사이의 교차반응의 가능성을 인위적으로 배제한 것은 경험에 의해서 이미 그 결과를 알고 있었기 때문에, 바람직한 결과를 얻고자 하는 지극히 인간적인 욕심 때문일 것이다. 그들의 노력은 아미노산들이 중합하면 단백질이 된다는 화학에서 이미 잘 알려진 반응에 대한 극한적인 반응조건을 규명하는데는 공헌했는지는 모르지만, 원시지구 조건과는 무관한, 적어도 생명의 기원을 밝히는데는 전혀 도움이 되지 못한다. 밀러에 의해서 폭발된 30년 동안의 실험적인 추구와 노력은 결과적으로 생명의 화학적인 기원의 비현실성을 과학적으로 증명하는 일을 가속화한 셈이다. 


(5) 열역학 및 확률론적 고찰

모든 화학 현상은 열역학의 법칙을 따라야 한다. 세포의 화학적인 합성과 같은 실험에 의한 증명이 불가능한 가설의 진위는, 그러한 가설이 열역학 법칙에 부합하는 것인가를 검토하는 것이 과학적인 접근이다 지금까지 역사적으로 단 한 번만 일어났다고 가정하는, 원자로부터 세포의 조립과 같은 일의 현실적인 가능성은 수학확률론적 계산에 의해서 추리할 수 있다. 열역학 제1법칙은 에너지 보존의 법칙으로 우주의 총에너지는 일정하다는 것이고, 제2법칙은 폐쇄계의 비가역적(非可逆的)인 과정에서 에너지의 자연적인 흐름에 관한 법칙으로 우주의 모든 에너지는 균일화하는 방향으로 흐른다는 것이다. 열역학 제2법칙은 여러 가지 방법으로 표현되며 우리가 이미 경험으로 잘 알고 있다. 겨울에 따뜻한 방문을 열어 두면 방안에 열에너지가 밖으로 흘러나가서 차가운 바깥의 온도와 균일한 상태가 되는 것이 자연적인 현상이다. 열역학 제2법칙은‘엔트로피’(entropy)로서도 표시되는데, 우주의 엔트로피는 점점 증가한다는 것이다. 엔트로피는 에너지 유입에 따른 시스템의 무질서 또는 무작위성(randomness)으로 생각될 수 있다. 향수병의 뚜껑을 열어 두면 병 속의 향수분자들이 확산하여 마침내는 공기 분자를 포함하는 모든 분자들과 균일하게 되는 것, 즉 무작위성이 증가하는 것은 저절로 일어나는 현상이다. 그러나 이미 확산된 향수 분자가 도로 병 속으로 집결되는 현상은 엔트로피를 감소시키는 것으로, 자연적인 현상은 아니다. 엔트로피는 주어진 시스템 내의 질량과 에너지의 배열 상태에 대한 확률론적 척도가 된다. 자연적인 상태에서 무작위적인 배열이 질서있는 배열보다 존재할 수 있는 확률이 크기 때문에, 엔트로피가 크다는 것은 그러한 시스템이 엔트로피가 적은 시스템보다 있음직한 확률이 높다는 것을 의미한다. 

열역학 제2법칙을 도입한 클라우시우스(Clausius)는 열역학 법칙들을 요약하여“우주의 총에너지는 일정하고, 우주의 엔트로피는 극대로 가려고 한다.”라는 말로 표현하였다. 자유롭게 방황하며 무작위 상태로 분산되어 있던 간단한 분자들이 우연하게 결합하여 단백질이나 핵산과 같은 고도의 질서를 갖는 구조로 조직되었다는 화학 진화론자들의 주장은 엔트로피가 감소되는 현상이다. 따라서 분명히 자연적인 현상은 아니다. 폴리에틸렌 필름을 공기 중에 방치해 두면 분해되어 에틸렌 단량체 분해되지, 결코 공기 중의 에틸렌 단량체들이 저절로 중합하여 폴리에틸렌 막으로 형성되지 않는다는 것은, 온실을 사용하는 농부들이 경험으로 잘 알고 있는 사실이다. 

모로비츠(Morowitz) 등이 지구는 태양으로부터 에너지의 유입이 가능하기 때문에 폐쇄계가 아니고, 따라서 열역학 제2벌칙을 적응시킬 수 없다는 주장을 하였다. 물론 어떤 시스템에 외부로부터 에너지가 유입되면 그 시스템의 상태에 따라 엔트로피가 감소되는 일이 일어날 수는 있다. 쇠, 유리, 플라스틱 등을 사용하여 시계를 만드는 과정을 상상해보자. 쇠, 유리, 플라스틱 조각들을 빈 방 속에 넣고 외부로부터 바람의 형태로 에너지를 공급했을 때, 과연 시계라는 조직된 구조물이 만들어지겠는가? 엔트로피의 법칙은 그러한 재료들이 고운 분말로 되어서 더욱 더 무작위 상태로 변한 것임을 말한다. 그러나 동일한 재료를 사용하여, 인간의 지능에 의해 잘 조직화된 공장에서 전기 에너지를 넣어 주면 시계가 조립될 수 있다. 물론 세포는 외부로부터 물질과 에너지 교환이 가능하고, 아미노산으로부터 단백질을 합성하는 것과 같이 엔트로피가 감소되는 일을 수행할 수가 있다. 이것은 세포안에 이미 무한히 정교한 리보좀(ribosome)과 같은 단백질 조립 고장이 있기 때문이다.

여기서 우리가 지금 논의하는 것은 리보좀과 같은 정교한 공장이, 아무런 설계나 고안자가 없이 어떻게 조직될 수 있었는가? 라는 것이다. 열역학으로 노벨상을 수상한 프리고긴(Prigogine)은 “정상적인 온도에서 분자들이 조립되어 고도의 질서와 일관성 있는 기능을 갖춘 생명체로 진화할 수 있는 확률은 열역학적으로‘영’(Zero)에 가깝다”고 결론을 내렸다

클라우시우스와 다아윈 두 사람이 동시에 옳을 수는 없다. 그러나 열역학의 법칙들은 과거 150년 동안 단 한번의 예외가 없는 정확한 과학적인 법칙인 것이다. 


(6) 생명의 본질과 우연

화학 진화론자들은 메탄과 암모니아로부터 아메바가 조직되었다고 가정한다. 이 두 시스템 사이의 갭(gap)을 살펴봄으로써 그러한 시나리오의 비과학성을 검토해 보고자 한다. 

Cal-Tech의 호로비츠 교수는 생명을“복제, 촉매, 그리고 변이 등의 성질을 갖추고 있는 화학 시스템”으로 정의한다. 따라서 생명 발생설의 핵심 문제는 복재, 촉매 및 변이의 능력을 갖는 구조가 지구상에서 자연적인 힘에 의해서 조립할 수 있는가를 현재 알려진 과학 법칙에 맞도록 설명하는 것이다. 

기본적인 생명 현상은 단백질과 핵산의 작용에 의한다. 단백질은 생명체의 형태와 기능을 결정한다. DNA는 유전 정보를 저장하여 세포가 분열할 때 DNA의 동일한 복사물(copy)을 복제하여 후손으로 전달한다. 세포의 정상 활동 중에서는 DNA 정보의 일부가 전령-RNA(m-RNA)를 조립하고, 전령-RNA의 정보에 따라 효소를 포함하는 각종 단백질이 합성된다. 세포는 여러 가지 화합물들의 단순한 집합체가 아니고, 정교한 기계들로써 잘 짜여진 공장과 같은 것이다. 세포 내의 단백질 합성공장인 리보좀은 마치 3차원적인 '조각그림 맞추기(jigsaw puzzle)' 처럼 50개 이상의 부품으로 조립되어 있고, 각각의 부품들은 특수한 RNA들로 구성되어 있다. 가장 간단한 세포일지라도 그 복잡성은 전 우주의 구조보다 훨씬 복합적이다. 그러나 그러한 복합적인 구조물이 일관성 있고 정확하게 운영되고 있다는 사실은 실로 놀라운 일이다 

DNA가 RNA를 합성하고 RNA가 단백질을 합성하는 것으로 생명 기능을 요약할 수 있다. 한편 DNA나 RNA의 조립은 여러 가지 단백질 효소가 없이는 불가능하다. 화학적으로 상관도가 거의 얽는 DNA와 단백질이 소위 생명의 진화 과정 중에 어떻게 하여 서로 깊은 관계로 발전하였는가는 아직도 완전한 신비에 싸여있다. 

‘생명의 물리학적 기원’(The Physical Basis of Life, 1952)을 저술하였던 버날(Bernal) 박사는 “원시 지구 해변에서 DNA 분자가 단독적으로 생명체의 나머지 부분을 만들었다고 제안하는 시나리오는 에덴 동산의 아담과 이브보다 훨씬 믿기 어렵다'고 결론을 내리고 있다.  


(7) 판스퍼미아설과 신(神)

생명체의 자연 발생과 같은 확률론적으로‘영’(Zero)에 가까운 희귀한 일이 일어날 수 있다고 가정하려면, 무한대의 공간과 시간을 필요로 한다. 지금까지 화학 진화론자들의 최대 무기는 시간이었다. 그러나 최근 지질학자들에 의한 현미경적 화석(microfossils)의 발견으로 화학진화에 소모되었다고 가정했던 시간이 20∼25 억 년에서 불과 2~5억 년으로 단축되자, 생명이 지구 이외의 어떤 곳에서 유래된 것이라고 주장하는 과학자가 증가하고 있다. 노벨상을 수상한 분자생물학자인 크리크(Crick)는 ‘생명 그 자체’(Life Itself, 1981)라는 저서에서 생명이 고등한 지능과 문명을 가진 외계로부터 의도적으로 보내어진 것이라고 피력하였고, 천문학자인 호일(Hoyle) 박사는 지구가 형성될 때 우주먼지 입자들 속에 존재하였던 포자들에 의해서 지구상의 생명이 시작되었다고 주장한다. 이러한 생각들은 최근 라디오 천문학(Radio astronomy)의 도움으로 우주 공간에서 메탄, 암모니아, 시안산 등의 화합물들이 검출되고 있기 때문에 더욱 흥미를 끌고 있다. 그러나 판스퍼미아설은 생명 기원 문제의 해결이 아니고 다만 연기에 불과한 것이다. 호일, 비크라마싱헤(Wickramasinghe) 박사 등은 생명이 고등한 지능 즉 '신'에 의해서 창조되었다고 제안하기에 이르고 있다. 적어도 생명 기원의 원인이 지구 밖이라는 점에서 발전이라고 볼 수 있을 것이다. 


5. 진화론과 로보트적 논리
 

주후 200l년, 태평양 해안에 접해 있는 캘리포니아의 조그마한 도시, 세균전으로 인간을 포함하는 지구상의 모든 생명체가 소멸된 지 일년이 지났다. 그러나 고도의 지능을 가진 로봇들과 슈퍼 컴퓨터들에 의해서 지구상의 모든 업무는 정상적으로 가동되고 있다. 새로운 일이 없어서 지루하게 된 한 로봇이 우연히 자신의 존재에 관해서 생각해 본다. 고장난 로봇을 분해하여 성분을 분석한 결과 규소, 철, 구리, 알루미늄, 플라스틱 등으로 구성되었음을 알았다. 그러나 현재 자연계에서 널리 존재하는 산화규소, 산화구리, 산화철들이 산화물이라는 것을 알고 있는 로봇은 원시지구 조건 하에서 산소가 존재하지 않았다고 가정하고, 순수한 규소, 구리, 철 등이 지구상에 풍부하게 있었다고 제안하고, 이러한 원소들이 이리저리 바람에 날려 다니다가 우연히 로봇으로 조립되었다는 논리적인 결론에 이르게 된다.

컴퓨터 시뮬레이션(computer simulation) 실험을 해 본 결과 그와 같은 우연한 일이 일어

나는데는 무한한 시간을 필요로 한다는 해답이 나왔다. 그러나 그러한 로보트가 불과 30년전에 인간의 지능에 의해서 설계되고 조립되었음을 우리는 알고 있다. 로보트는 그들을 만들고 있는 재료 성분만 분석하였지, 설계하고, 고안하여 그들을 조립한 인간의 지능이 뒤에 있었다는 사실을 상상하지 못하는 것이다. 

세포와 같이 복잡한 구조물이 원자들의 우연한 집합에 불과하다고 생각하는 것은 로봇적 결론이 아닐까? 오늘날 우리는 과학 시대에 살고 있는 것은 분명한 일이며, 과학 기술에 의한 여러 가지 혜택과 편의를 누림과 동시에 공해, 핵무기, 독가스, 세균전 등에 의한 멸망의 공포 속에 살고 있음도 또한 사실이다. 반복적인 관찰과 실험을 통한 측정을 기초로 하는 자연과학적인 방법은 창조된 자연의 이치를 이해하는 가장 효과적이고 성공적인 방법 중의 하나이다. 그러나 실험에 의해서 증명되지도 않았고, 정확한 과학법칙들과 부합되지도 않는 생명의 자연발생설을 믿는 것은 과학이 아니고 '과학주의(scientism)'이다. 과학주의는 손으로 만지거나 눈으로 볼 수 없는 것은 존재하지 않는다는 극단적인 물질주의적인 세계관을 확립하였고, 많은 사람들로부터 영적인 세계의 존재를 추방해 버린 결과를 가져왔다. 


6. 결론
 

1953년 밀러의 모의실험 결과가 발표되었고, 동시에 왓슨(Watson)과 크리크(Crick)에 의해서 DNA의 화학적인 구조가 밝혀졌다. 전자는 생명의 기원에 관한 것이었고, 후자는 생명의 본질에 관한 것이었다. 이 두 사건은 과학계뿐만 아니고 세계적인 센세이션을 일으켜, 마치 생명에 관한 모든 신비가 모두 밝혀진 것처럼 성급한 결론을 내렸다. 그러나 그 후 30년 간의 연구결과 생명의 본질은 더욱더 복잡하면서도 일관성이 있는 기능을 갖춘 신비로운 조직체임이 밝혀지고 있고, 생명의 기원에 관한 연구는 원점에서 맴돌고 있다. 둘 사이의 '갭'이 곧 좁혀질 것이라는 당시의 예상과는 반대로 오늘날 그 갭은 30년 전에 비해서 엄청나게 커지고, 생명의 화학적인 기원을 추구하던 많은 학자들이 지구상에서의 자연발생적 생명기원설을 포기해야 한다는데 의견이 모아지고 있다. 

'생화학적 예정론(Biochemical Predestination, 1969)' 을 저술하였고, 한때 “수소 원자만 나에게 주어진다면 생명을 만들 수 있다”고 주장하였던 케년(Kenyon) 교수는 최근 탁스톤(Thaxton) 교수 등이 저술한 ‘생명기원의 신비’(The Mystery of Life's Origin, 1984)라는 책의 서문에서 “지구상의 생명의 화학적 기원에 관한 현존하는 모든 이론들에 근본적인 오류가 있음을 저자들은 믿고 있으며, 지금 와서는 본인도 그들의 생각에 전적으로 동의한다”고 말함으로써 자신의 학문적인 입장을 번복하고 있다. 

과학자들에 의해서 제안되었던 현대적인 생명발생설은 l980년대 후반에 접어들면서 과학자 자신들에 의해서 이제 철회되어 가고 있다. 그러나 과학 만능주의적 세계관에 익숙한 시민들 가운데 깊이 뿌리박고 있는 '유언비어'를 철회하는데는 양심적인 과학자들의 진지한 노력과 시간을 필요로 할 것이다. 즉 최근 개정된 83년 문교부 검정, 고등학교 생물 교과서를 보면 생명의 기원이라는 단원을 두고 마치 진화에 대한 다아윈의 가설이 과학적으로 증명된 사실인 것처럼 기술된 부분들을 곳곳에서 발견할 수 있다. 즉 “여러 가지 화학 반응의 결과, 우연히 자신과 똑 같은 것을 복제하는 능력을 지닌 것이 출현하였을 것”이라든가 “지구는 약46억 년 전에 형성되었으며, 수소로 덮여 있었다”는 구절, 또한 “원시 지구상에서 생명의 기원은 단 한번의 자연 발생을 통하여 이루어졌을 것으로 생각한다. 이 사실은 오파린의 가설과 밀러의 실험을 통하여 그 타당성이 인정되었다” 등이다. 이러한 이론들은 1950∼60년대의 해묵은 이론으로 이미 이 방면의 전문가들 사이에서는 오래 전에 포기된 가설일 뿐이다. 생명의 진화설이나 창조설을 믿는 것은 신앙이다. 신앙은 믿음을 필요로 한다. 유기화학을 전공하였고, 한때 화학진화를 연구하였던 필자는 전자를 택하는 것이 하나님에 의한 창조를 믿는 것보다 훨씬 큰 믿음을 요구한다고 고백하지 않을 수 없는 것이다.

 

 

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제 23호 [1985. 8]

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출처 - 창조지

구분 - 2

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참고 :

김해리
2004-07-24

생명과학과 창조론


    생명의 기원을 논할 때 단백질의 기원을 찾으려는 것은 당연하다. 생물체의 기본 물질이 단백질이요, 단백질 없이 생명이 있을 수 없다. 현 생물체에 약 1012 종류의 단백질이 있고 사람 체내에만도 약 10만 종류의 단백질이 있다. 이제까지 알려진 것 중 가장 간단하면서도 번식 가능한 세포는 가축의 호흡기관에 붙어 병을 유발케하는 균인 PPLO 인데, 625종의 단백질을 갖고 있다.

단백질은 여러 종류의 아미노산으로 구성된다. 단백질은 보통 500개 정도의 아미노산이 모여서 되었고, 그 아미노산들이 일정한 순서로 배열되어야만 그 단백질의 기능을 할 수 있다. 또한 일정한 순서로 길게 뻗쳐 있지 않고 대부분 적당히 접혀 있어야만 생물학적 활성이 있게 된다. 이런 요건들이 자연적으로 우연히 만들어질 수 없는 몇 가지 점을 들면 

1. 모든 생물체에 있는 아미노산은 L-amino 산이다. 자발적 반응은 항상 라세미 혼합물(50% D-아미노산, 50% L-아미노산)로 존재한다.

2. 원시 대양에서 아미노산들이 응축(condense)해서 저절로 펩타이드(peptide)를 만들 수 없다.

3. 100 개의 아미노산들이 꼭 어떤 한가지 배열을 하므로 그 단백질 기능을 할 수 있도록 우연히 나열될 확률은  1/100130 이다.

4. 500개의 아미노산으로 된 단백질이라면 100300형태를 가질 수 있다. 그중 꼭 한 가지 생물학적 활성을 나타내어 그 단백질의 기능을 할 수 있는 형태를 갖게 된 것이 우연히 자연 발생했다고 보기 어렵다. 

생물체가 무생물과 크게 다른 점은 재생산 해내는 능력이다. 생명체가 과연 우연히 진화해 나가는 것이라면, 이 재생산 메커니즘도 자연적으로 일어난다는 설명이 가능해야 한다. 창조론자들은 번식 메커니즘(reproduction mechanism)이 자연적으로 발생할 수 없음을 보여줌으로 초자연적으로 되었다는 대안(alternative)의 타당성을 강조한다. 4o억의 인구가 다 지문하나 같지 않고 다르게 존재하는 이유는 우리 체내에 엄청나게 많은 세포 (1014개)속에 무한히 담겨있는 유전정보 때문이다. DNA의 이중나선구조(double helix)는 상상할 수 없을 정도로 얇은 filament로 우리 몸에 있는 것을 다 연결해 본다면 지구에서 태양을 가는 것만큼 길고, 그러나 무게는 0.5g도 못 된다. 핵 하나에 있는 DNA double helix의 길이가 약 174㎝ 인데, 이것이 마이크로 단위밖에 안 되는 세포핵 속에 압축(packing)되어 들어있다는 것부터 놀랍다. 

단세포 박테리아 E. coli 하나에 약 만개의 유전인자가 있고, 적어도 3백만의 DNA 염기쌍이 있으며, 그 속에 약 1012 bits의 유전 정보를 갖고 있어, 백과사전에 약 1억 페이지나 쓸 수 있을 만큼 많은 정보라고 추산한다. 간단한 세포 한 개인 것도 그런데 세포가 1014개나 되고 천 종류의 세포로 이루어진 사람 속에 있는 DNA base code는 더 많고, 또 그 염기 순서(base sequence)를 다양하게 배열할 여지는 무한하다 하겠다. DNA base sequence에 따라 유전을 지배할 뿐 아니라, 대사과정, 호흡, 신경 등 살아가는 행동 모두를 조절 지배한다. 모든 생물체에는 다 DNA가 있으나 dna base의 code가 다르다. 아미노산이 단백질의 구성 단위인 것처럼 nucleotide는 DNA의 구성 단위이다. 당(糖). 인(燐). 염기(base)가 합해서 nucleotide를 이루는데 base는 adenine, thymine, cytosine, guanine 으로 되어있다. DNA base는 thymine 대신 uracil이 들어있다. 

진화론은 원시해양에서 당, 인, 염기가 합해서 nucleotide가 되고, 이것이 자연히 일정한 순서(sequence)로 배열되어 DNA를 만들고, 단백질을 합성했고, 간단한 세포로 진화한 다음, 복잡한 세포로, 또 시간이 지나고 DNA 재배열하는 변이가 자연적으로 일어나되 생물체에 이로운 방향으로 일어나므로 더 고등생물로 진화하여, 결국 사람까지 되었다는 이론을 설명하려 했고 연구해놓은 자료는 많다. 과학사를 보면 수 천년 동안 수평적인 발전을 해오다가 1700년대 이후부터 거의 수직적인 급성장을 해왔고, 더욱 지난 일세기는 자연과학의 폭발적인 발전을 기록한 세기였다. 진화론은 특히 생물학 체계를 중심하는 이론이 되었던 것이 사실이다. 그러나 과학분야의 세분화현상으로 유전학, 분자생물학, 해부학, 화석학 등 관련된 분야에서 큰 발전이 이루어졌고, 놀라운 것은 그 지식의 결과를 이미 체계화된 진화론에 맞게 빨리 응용, 해석되어졌다는 사실이다. 

진화론의, 특별히 대진화의 과학적 타당성 여부는 스스로 분명해져 갈 것이다. 이런 맥락에서 보면 1980년 10월 시카고에서 160여명의 세계 진화론 관계 학자들이 “대진화”란 주제로 열었던 회의는 큰 의의가 있다 하겠다. 진화론의 큰 전환점이 될 회의였다고 스스로 평가한 이번 회의에서 소진화가 쌓여 대진화를 이룬다는 기본 명제가 부정되었기 때문이다. 

DNA는 실험실에서 합성되었다. 뿐만 아니라 인공 유전학과 유전물질의 합성 및 운용이 산업화되는 본격적 단계에까지 들어서고 있다. 이런 발전들과 원시대양에서 자발적으로 간단한 인, 당, 염기 등이 모여 nucleotide를 만들었고, DNA로, 또 세포로, 고등동물로까지 진화했다는 이론과는 다르다. 

재생산 메커니즘이 자연적으로 일어날 수 없는 이유 몇 가지를 요약해보면 다음과 같다. 

1. DNA에 있는 당은 전부 D-form 이다.

2. 과도한(excess) 물이 있는 상태에서 nucleotide가 DNA로 합성되는 것이 아니라, 오히려 분해 쪽으로 진행된다.

3. 더구나 원시 상태에서 에너지 권으로 가정하는 자외선 및 우주선은 DNA를 더 분해하는 요소였을 것이다.

4. nucleotide와 에너지가 있었다해도, 지능(intelligence)의 개입 없이 유전 정보를 산출해낼 수 없다.

5. protein 합성을 지시하는 DNA 분자 자체의 유지 및 기능을 위해서는 효소인 protein이 필요하다. protein과 DNA는 상호의존적이다. 어떤 것이 먼저 만들어졌다고 말할 수 없다.(즉 동시에 만들어져야 한다).

6. 스스로 번식할 수 있는 제일 적은 단위를 이루는데 필요한 DNA와 protein이 우연히 만들어질 확률은 시간 요소와 그 외의 필요한 물질을 준다해도 1/10167626 이다. 그처럼 정밀 정교한 DNA protein이 우연히 자발적으로 생길 확률은 없다는 뜻이 된다.

7. 세포 속에 있는 수 천 개의 작은 기관들이 다 있어야만 다양한 생명 기능이 가능해진다. 설령 DNA와 protein이 있었다 해도 최소 기본 단위인 완전한 세포가 없이는 기능을 못한다.

 

〈참고문헌〉 

1. The creation evolution controversy, R. L. Wysong, Inquiry Press, 1976.

2. The creation explanation, R. E. Kofahl & K. L. Segraves, Harold Shaw Publishers, 1975.

3. Creation, G. E. Parker, Clp Publ. 1980.

4. DNA and Chromosome, E. J. Du Praw, Holt, Rinehart and Winston, 1970.

5. Biochemistry, A. L. Lehninger, worth, 1975.

6. Biology, J. E. Case & V. E. Stiers, Macmillan Co, 1971.

7. The Science of evolution, W. D. Stansfield, Macmillan, 1977.

8. Molecular genetics, G. S. Stent, Freeman & Co. 1971.

9. 생물과학, 권병규 외, 광림사, 1979.

10. 대학생물학, 서울대학교 출판부, 1979.

11. Evolutionary theory under fire, R. Lewin, Science Vol. 210, 21, Nov., 1980.

12. History of the subject matter of the conference, in the origins of prebiological systems and their molecular matrices, ed. S. W. Fox, A. I. Oparin Academic, 1965. p.95.

  

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출처 - 창조지 제 23호 [1985. 8]

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Edward A. Boudreaux
2004-07-24

기초 화학 : 창조의 증거 

(Basic Chemistry : A Test of Creation)


   화학이 밝혀낸 특정 원소의 기초 무기화학적 역할들은 창조 및 설계의 강력한 증거를 제공하고 있다. 

진화에 반하여 창조를 옹호하는 화학적 논증의 대부분은 이것이 생명의 기원과 관계가 있기 때문에 생화학적 측면에 역점을 두어왔다. 이러한 생화학적 논증의 중요성이 어떤 식으로든 최소화되어서는 안되겠지만, 특정 원소의 기초 무기화학적 역할도 동일하게 창조의 강력한 증거를 제공하는 점에 있어 가치있는 것인데도 지금까지는 다소 간과된 면이 있다. 



1. 탄소의 연쇄 기능

주기율표의 모든 화학원소 중 가장 독특한 탄소 원소(C)를 고려해보자. 이것은 비금속으로서 알려져 있는 모든 종류의 공유결합(즉, 한 쌍의 전자가 원자간 공유되는)에 참여할 수 있는 무한정의 능력을 가진다. 이 결합 능력은 다른 원자와의 결합은 물론이고 같은 종류의 원자들도 결합시킨다. 연쇄(catenation)라고 불리우는 이런 특징은 사실상 탄소원소에 한해서만 무한정적인데, 이것이 생명에 필요한 유기 분자들의 폭넓은 다양성을 가능하게 하고 있다. 규소(Si), 질소(N), 황(S), 인(P) 등과 같은 다른 원소들도 연쇄에 아주 한정된 능력을 나타내기는 하나, 탄소의 연쇄능력과는 비교할 수 없다. 이런 독특한 특징없이는 단백질, DNA, RNA, 섬유소 등의 필수 유생 분자의 형성이 불가능할 것이다. 아이러니하게도 이렇게 중요한 탄소가 실제로는 모든 생명체의 성분 중 겨우 9∼10 %의 무게만을 차지하고 있고, 지구상에도 단지 0.017 % 정도로만 존재하고 있다. 그러나 이 낮은 비율에도 불구하고, 생물학적 체계의 원상태를 파괴하지 않는 한은, 유생 분자내의 한두 개의 탄소 원자조차도 그것을 대신할 수 있는 원소가 없다.



 2. 산소의 특이한 존재 형태

탄소(C)나 산소(O), 황(S), 인(P)과 같은 원소와 다른 비금속 원소들을 주족원소라고 부르는데, 산소를 제외한 이러한 원소들의 원자는 짝수개의 전자가 쌍으로 결합될 때만 안정하고, '비공유(unpaired)' 전자가 존재하면 화학적으로 불안정하게 된다. 반면에, 전이 금속이라 불리는 크로뮴(Cr), 철(Fe), 니켈(Ni) 등의 금속 원소들은 하위족(Sub-Group) 원소에 속하며 비공유전자를 포함하면서도 놀랍게도 화학적으로 매우 안정하다.

산소는, 생명 과정에서 그와 비슷하게 활용될 수 있는 대체물이 결코 존재하지 않는 원소로서 주족원소에 속하는데, 기체의 이원자 분자인 O2로 자연계에 자유롭게 존재하고 있다. 수소(H2), 질소(N2), 불소(F2), 염소(Cl2) 등 자유 이원자 분자로 존재하는 주족원소들이 있지만, O2만이 이런 종류의 분자로서 2개의 비공유전자(unpaired electrons)를 가지고 있으며, 다른 것은 모두 공유전자(paired electrons)를 가지고 있다. 그러나 O2는 여전히 화학적으로 안정하다. 주족원소에 대한 안정도의 전자쌍 법칙에서 이 하나의 주목할 만한 예외를 설명하기란 매우 어렵다.

O2와 똑같은 전자배열을 가진 분자는 황(S2)밖에 없는데 이것은 아주 불안정한 분자이고, 그렇기 때문에 황은 이러한 형태로 존재하지 않는다. 더욱이 O안에 이와 같은 두 개의 비공유전자가 없었더라면, 혈관 속으로 O2를 운반하고 방출하는데 필요한 에너지의 양을 정확히 하며 (산소가) 헤모글로빈 속의 철원자와 결합되는 것은 불가능했을 것이다. CO와 NO같은 몇몇의 다른 분자들이 O2를 대신해서 헤모글로빈과 결합할 수는 있지만, 이것들은 헤모글로빈의 기능을 완전히 파괴해 버린다. 비슷하게, 철에 필적하는 몇몇 다른 전이 금속들이 있어 헤모글로빈 속의 철을 대신해 O2와 결합할 수 있는데 이 결합은 너무 강하거나 너무 약하다. 따라서, 혈액 속에서 O2를 운반하기 위해 정상적인 헤모글로빈에 요구되는 특성을 가지고 있는 비(非)철 헤모글로빈 유사물은 존재하지 않는다.

더구나, 사이토크롬 산화효소에서 O2는 Fe2+와 Cu+로 환원되고 다시 Fe3+와 Cu2+로 재산화되는 철(Fe3+)과 구리(Cu2+) 사이의 산화/환원 짝지음(coupling) 매커니즘을 거쳐 발생하는 전자들과 특히 잘 반응한다. 이 과정은 O2가 헤모글로빈의 철과 결합하는 매커니즘에 걸쳐 순환하며 일어난다. 이 과정에서 이들 두 원소의 대체물은 존재하지 않는다.

생명이 요구하는 필요조건들은 이렇듯 정밀한 것이다. 



3. 놀라운 원소들

아연(Zn) 원소는 zinc finger protein이라 불리는 것의 형성에 있어 중대하다. 여기서 Zn2+는 cystein과 histidine 아미노산 짝에 결합하여 '손가락'처럼 행동하며 특정 유전자 부위와 상호작용을 한다. 예를 들면, 쥐 유전자의 한 부분에서는 이 단백질이 세 개의 '손가락'을 사용해서 하나의 DNA위치를 인식하게 된다. 이런 특정체계에서 작용하는 원소는 아연뿐이다. 

소듐(Na), 포타슘(K), 그리고 염소(Cl)는 세포의 원형질막에서 중요한 역할을 수행하는 원소들이다. 소듐이온(Na+)과 포타슘이온(K+)은 ATP(adenosine triphosphate)로부터 제공받은 에너지에 의해 추진되는 '펌프' 매커니즘에서의 염소이온(Cl-)에 의해 안정화된다. 이 과정은 세포내 삼투압을 조절하여 세포의 액체부피를 안정시키는데 대단히 중요하다.

철과 결합하고 있는 헤모글로빈의 구조화된 부분은 포피린 고리라 불린다. 만약 이 포피린이 다른 생화학적 환경으로 바뀌고 철 원자가 마그네슘(Mg)으로 치환된다면, 식물대사에 필수요소인 엽록소가 생성되게 된다. 이것이 바로 가장 효과적이라고 알려진 광전지셀이다. 이것은 인간이 제작한 그 어느 광전지보다도 약 80 % 가량 더 효과적이다. 칼슘(Ca)과 몇몇의 다른 금속이 엽록소내 마그네슘을 대신할 수는 있지만 그 생성물은 진짜 엽록소의 광전효과는 결코 흉내내지 못한다. (하지만 칼슘은 칼슘대로 척추동물의 골격구조를 유지한다는 고유의 기능을 갖고 있다.)

단백질은 폴리펩티드 결합이라 불리는 것에 의해 화학적으로 결합되어 있는 아미노산 분자들로 이루어져 있다. 아미노산 자신은 탄소/수소 화합물이고, 아미노기인 -NH2, -NHR, 또는 -NR2 (여기서 R은 하나 또는 그 이상의 탄소/수소 기를 의미함)가 C원자에 결합되어 있다. 수천 가지의 다양한 아미노산이 존재하지만 자연계의 단백질구조에는 20가지만이 관여하고 있다.

더욱이 아미노산은 D형과 L형의 2가지의 구조적인 모양으로 존재하는데 이들은 서로 포개어지지 않으며 서로에게 거울상이다. 강압적인 힘이 없다면 이들 D형과 L형은 모두 같은 양으로 자연계에 존재하게 될 것이다. 그러나 모든 단백질은 L형으로만 이루어져 있다. 이와는 대조적으로 탄소/수소/산소 화합물인 설탕(당류)은 닫힌 고리 구조를 가지고 있고, D와 L의 이성질 형태 둘 다 존재한다. 수많은 다양한 당이 있지만 리보오스라 불리는 가장 간단하면서 5-원자 고리 구조를 가진 D형만이 DNA와 RNA의 구조에서 중요한 세 개의 분자성분 중 하나로서 존재하는 것이다.



4. DNA와 RNA

DNA와 RNA는 몇 가지 점에서 단백질보다 더 복잡하다. 왜냐하면, 이것들은 더욱 다양한 분자 단위를 가지고 핵산(뉴클레오티드 염기, 리보오스, 인산염)을 형성하기 때문이다. 이 핵산들은 아주 특이한 형식으로 서로 연결되어 유일하고도 중대한 기능을 수행한다. 리보오스와 인산염(-PO4) 단위는 규칙적으로 반복되는 서열로 결합되어 긴 사슬의 오른 나선형(right-handed helix) 구조를 이루고 있고, 각각의 뉴클레오티드는 각각의 리보오스 단위에 존재하는 하나의 특정 탄소원자에 결합되어 있다. RNA의 경우, 그 구조는 단일가닥의 오른 나선형으로 네 개의 다른 뉴클레오티드 염기(아데닌, 씨토신, 구아닌, 우라실)로 구성되어 있다. 이는 전체 사슬길이에 걸쳐 아주 특이한 반복서열로 이루어져 있으며, 각기 다른 종류의 RNA는 각기다른 뉴클레오티드 서열을 가지게 된다. DNA 구조는 오른 이중나선으로 되어 있으면서 역시 네 개의 뉴클레오티드를 포함한다. 이중 세 개가 RNA의 것과 같고 한 개는 다른데, 티민이 우라실을 대신하고 있다. 우리는 언제나 생명화학의 정확한 본질을 볼 수 있다. 

뉴클레오티드 염기는 퓨린과 피리미딘이라 불리는 분자의 두 종류에 속한다. 아데닌과 구아닌은 퓨린이고 씨토신, 티민, 우라실은 피리미딘이다. 수백 가지의 다양한 퓨린과 피리미딘이 존재하지만 이 선택된 다섯 가지만이 DNA, RNA의 구조와 기능을 결정짓는 데 사용되고 있는 것이다.

비슷한 예로, 리보오스 역시 당류라 불리는 많은 분자들 중 하나일 뿐이다. 그런데 왜 다른 종류의 당류가 아닌 그것도 리보오스의 D 이성체만이 DNA와 RNA에 존재하는 것일까? 마찬가지로, 왜 비산염(-AsO4)이나 황산염(-SO4), 또는 규산염(-SiO4)이 아닌 인산염(-PO4)이어야만 하는 것일까? 인산염의 독자성은, 오직 이 인산염만이 DNA와 RNA 중합체를 결합시키는데 정확하게 작용하고 있다는 것과, 더 나아가 생물학상 필수 분자인 AMP, ADP, 그리고 ATP 내에 이를 대체할 성분이 없다는 점에서 잘 드러나고 있다. 



5. 물분자의 결합 구조

극히 중요한 물분자를 고려해보자. 비록 명백하게 진술되어 있지는 않지만 성경(창세기 1:2)은 물이 하나님께서 창조하신 제일 첫 번째 물질일 수 있음을 암시하고 있다.

물분자(H2O)는 정말로 독특한 물질이다. 이것은 수소결합이라 불리는 것을 통한 분자간 결합이 가능한데, 수소결합은 보통의 화학결합보다는 약하지만, 그럼에도 불구하고 액체와 고체(얼음)의 구조적 원상을 유지하고 물리적 특성을 조절하는데 있어서 극히 중요하다.

얼음에서의 각 H O 분자 사이에 있는 2개의 수소결합은 액체 상태에서보다 더 열린 구조를 형성한다. 이에 따라 얼음일 때의 밀도가 액체일 때보다 낮아지게 되며(다른 물질과 비교해 볼 때 비정상적임), 이는 얼음이 액체 위에 뜨도록 할 뿐만 아니라 물을 수면의 아래쪽에서부터 얼게 하는 이유가 되기도 한다. 이것이 다른 모든 자연의 액체와 다른 점이다. 이런 현상을 우연의 일치라 보기는 참으로 어렵다. 왜냐하면 만일 이렇게 되지 않았더라면 영하의 환경에 있는 모든 수중 생물은 얼음 속에 매장되었을 것이기 때문이다.

또한 모든 살아있는 세포 무게의 70 %가 물로 이루어져 있고 26 %만이 앞서 말한 각종 거대분자로 이루어져 있다. 세포를 회복이 안될 정도로 파괴시키지 않고서 이 물의 양을 바꿀 수 있는 여유는 사실상 없다. 

오로지 화학으로부터 밝혀낸 이와 같은 특정 예들은, 생명이 없을 때에조차 구조와 기능에 독자성을 부여하는 복잡한 설계의 명백한 증거를 제시해 준다. 이러한 특징들은 어떠한 무작위적인 진화과정으로 설계의 이런 특수성을 설명할 수 있을 것이라는 가능성조차 허용하지 않고 있으며, (모든 발생원인을) 오직 조물주인 하나님께 돌리게 한다. 

참고문헌

1. R. Chang, Chemistry, 6th ed., Boston: McGraw Hill, 1998.

2. T. W. G. Solomons, Organic Chemistry, 6th ed., New York: John Wiley & Sons, 1996.

3. W. L. Jolly, Modern Inorganic Chemistry, Boston: McGraw Hill, 1984.

4. B. Alberts, D. Bray, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts and J. Watson, Molecular Biology of the Cell,3rd ed., New York: Garland, 1994.

 

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제 115호 [1999. 7~8]

번역 - 미디어위원회

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출처 - ICR, Impact No. 324, 2000

구분 - 3

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=6

참고 : 5318|5446|5178|5217|5167|5133|5134|4843|4821|4108|3180|4602|4173|1905|3800|2040|2589|3605|4021|3981|4719|4675|4481

Charles McCombs
2004-06-09

진화론자들은 당신이 화학을 모르기를 바란다 : 나사선성의 문제

(Evolution Hopes You Don't Know Chemistry : The Problem With Chirality)


      1953 년 ‘시험관 내에서의 생명(Life in a Test-tube)’ 이라는 큰 제목의 기사가 신문에 보도되었을 때, 진화론자들은 스탠리 밀러(Stanley Miller)와 해럴드 유레이(Harold Urey)의 실험으로 생물이 화학물질로부터 무작위적이고 우연한 자연적 과정에 의해 생성될 수 있다는 과학적 증거를 얻었다고 생각했기 때문에 매우 흥분했었다. 그 고전적 실험에서, 밀러와 유레이는 메탄, 암모니아, 수소, 수증기의 혼합물을 넣고, 그 혼합물에 번개를 모사하기 위한 전기방전을 일으켰다. 실험 결과, 생성물에 약간의 아미노산들이 포함되어 있음을 발견하였다. 아미노산들은 단백질(proteins)이라고 불리는 기다란 연쇄 고분자의 개개의 연결고리이고, 단백질들은 우리 신체에 중요한 구성물질이기 때문에, 신문들은 이제 생물체가 화학물질들로부터 왔음을 입증하는 실험적 증거를 가지게 되었다고 재빨리 발표하였던 것이다.


유기화학 박사로서, 나는 그러한 조건 하에서 아미노산들이 생성되었다는 것은 놀라운 일임을 인정하지만, 그러나 거기에는 커다란 문제가 있다. 그 실험에서는 단연코 생명체가 만들어진 것이 아니었다. 결과물은 아미노산들이었으며, 그것은 ‘생명이 없는’ 보통의 일상적인 화학물질들인 것이다. 심지어 오늘날까지, 아미노산들이 생명체로 전환되는 과정이 알려진 것은 하나도 없음에도, 이러한 사실이 진화론자들로 하여금 밀러의 실험이 화학물질에서 생명체가 나왔다는 증거라고 주장하지 못하도록 막지 못하고 있다. 진화론자들은 그 아미노산들이 살아있지 않음을 알고 있으면서도, 어쨌든 아미노산들이 생명체를 구성하는 벽돌이기 때문에, 이것을 증거라고 부른다. 이러한 주장은 만약 충분한 건축용 벽돌들이 존재한다면, 생명체가 나타날 것이라고 주장하는 것과 같다. 그러나 이러한 결론은 단지 가정일 뿐이며, 결코 증명된 적이 없다. 아미노산들이 단백질들을 구성하는 벽돌이고, 단백질들이 생물체에서 필요하지만, 아미노산들이 생명체의 쌓여진 벽돌임을 의미하지는 않는다. 내가 자동차 부품 가게에 가서 자동차 한 대에 들어가는 모든 부품들을 살 수는 있으나, 그것으로 말미암아 내가 달릴 수 있는 완성된 자동차를 갖게 되는 것은 아니다. 자동차 부품으로부터 움직이는 차량을 만들기 위해서는 조립하는 사람이 있어야만 하는 것처럼, 생명이 우리 신체 안에 존재할 수 있도록 하기 위해서는 아미노산들을 단백질로 조립하는 이가 있어야만 하는 것이다.


1953년 이래로, 과학자들은 밀러의 실험에서 아미노산들의 생성이 생명체가 화학물질로부터 왔다는 주장을 증명하는 것인지 아닌지에 대해 의문을 가져왔다. 많은 이들은 이 실험이 진화를 입증하는 것인지, 아니면 그 증거가 전능하신 창조주를 가리키고 있는 것인지를 검토하였다. 50년 동안 과학자들은 질문을 던져왔고, 50년 동안 그 토론은 결국 논쟁으로 끝이 났다. 그것을 전문가적 호기심이라고 부르지만, 과학자로서 나는 항상 왜 이 사실에 대한 토론보다 이 문제에 관한 논쟁이 더 많은지를 이상하게 여겼었다. 그런 다음 나는 사실에 대한 토론이 불가피하게 나사선성(chirality)이라는 주제에 귀착하게 된다는 것을 깨달았다. 나사선성은 아마도 우리가 가지고 있는 무작위적이고 우연적인 진화에 반대되는 가장 과학적인 증거 중의 하나일 것이고, 나사선성은 생명체가 화학물질로부터 왔다는 주장을 완전하게 파괴하고 있는 것이다. 명백히, 이것은 진화론자들이 심지어 토론조차 하고 싶지 않은 한 가지 사실이다.


나사선성은 선성(handedness)을 의미하는 화학 용어이다. 비록 두 개의 화학 분자가 같은 요소와 비슷한 성질을 가지고 있는 것처럼 보일지라도, 그것들은 여전히 다른 구조를 가질 수 있다. 두 개의 분자가 동일하게 보이면서 구조가 다른 거울상 이미지(mirror image)일 때, 그 분자들은 나사선성을 가진다고 말하게 된다. 여러분의 왼손과 오른손이 나사선성을 설명할 수 있다. 여러분의 손은 동일한 것처럼 보일지도 모르나, 실제로는 서로 대칭되는 거울 이미지일 뿐이다. 이러한 이유 때문에, 이 나사선성은 오른손 형태나 왼손 형태의 분자로서 존재할 수 있고, 각 분자는 광학 이성질체(optical isomer)라고 불린다.


그렇다면, 나사선성에 대한 문제는 무엇인가? 우리 몸 안에 있는 단백질들과 DNA는 독특한 3차원 형태를 가지고 있으며, 이 3차원 형태로 말미암아 우리 신체 내의 생화학적 과정이 작동하게 된다. 단백질들과 DNA에 독특한 형태를 제공하는 것이 나사선성이고, 나사선성이 없다면, 우리 몸 안에서의 생화학적 과정들은 제대로 이루어지지 않을 것이다. 우리 몸 안에 있는, 모든 단백질들의 모든 각각의 아미노산들은 똑같이 왼손 형태(left-handed, L-형)의 나사선성을 가지고 있는 것으로 나타난다. 비록 밀러와 유레이가 실험을 통해 아미노산들을 만들어냈지만, 생성된 모든 아미노산들은 나사선성이 결여되었다. 나사선성이 무작위적 과정에 의해 화학 분자 내에서 만들어질 수 없다는 것은 보편적으로 인정된 화학적 사실이다. 무작위적 화학 반응이 나사선성을 가지고 있는 분자들을 만들 때에는, 오른손 형태의 이성질체 뿐만 아니라, 왼손 형태의 이성질체를 같이 만들게 된다. 그것은 나사선성 물질을 생성하는 무작위적인 우연적 과정은 단지 두 종류의 광학이성질체가 각각 50%씩 들어있는 혼합물을 만들어 낸다는 사실이며, 이것은 과학적으로 증명될 수 있는 사실인 것이다. 여기에는 어떠한 예외도 없다. 나사선성은 단지 소수의 과학자들만이 문제로 인식하는 특성이다. 밀러와 유레이의 아미노산들 안에는 나사선성이 없다는 사실은 단지 논쟁의 문제가 아니라, ‘생명체’는 화학물질로부터 우연히 자연적 과정에 의해 만들어질 수도 있다는 생각이 엄청나게 잘못되었다는 것을 가리키고 있는 것이다.


단백질들과 DNA 내의 나사선성을 살펴보자. 단백질들은 아미노산의 고분자이고, 각각의 구성요소인 아미노산들은 'L' 또는 왼손 형태의 광학이성질체로서 존재한다. 'R(D)' 또는 오른손 형태의 광학이성질체들은 실험실 내에서 합성될 수도 있으나, 이 이성질체는 생물체의 단백질들 내에는 존재하지 않는다. DNA 분자는 뉴클레오티드라고 불리는 수십억 개의 복잡한 화학 분자들로 이루어져 있고, 이 뉴클레오티드 분자들은 'R' 또는 오른손 형태의 광학이성질체로 존재한다. 뉴클레오티드의 'L' 이성질체는 실험실에서 만들어질 수는 있으나, 생물체의 DNA 내에서는 존재하지 않는다. 무작위적인 우연적 과정을 통해 독특한 나사선성을 가진 이러한 단백질들과 DNA 만을 생성할 수 있는 방법은 하나도 없다.


만일 단백질들과 DNA가 저절로 우연히 만들어졌다면, 모든 구성요소들은 두 광학이성질체가 각각 50%씩 들어있는 혼합물이었을 것이다. 그러나, 우리가 자연계 생물체 내에 있는 단백질들이나 DNA에서 보는 것들은 이것이 아니다. 어떻게 무작위적이고 우연한 자연적 과정이 수천 개의 'L' 분자만을 가진 단백질들을 만든 다음, 또한 수십억 개의 'R' 분자만을 가진 DNA를 만들어낼 수 있겠는가? 이것은 무작위적인 우연처럼 들리는가, 아니면 설계의 산물로 들리는가? 비록 나사선성을 보여주는 마술적 과정이 있을지라도, 그것은 단지 이성질체 하나만 만들 것이다. 만일 그러한 과정이 존재한다 할지라도, 우리는 그것에 대해 아무것도 알지 못하거나 그것이 어떻게 작용했는지 모른다. 만일 그것이 존재한다면, 어떻게 다른 나사선성을 가진 혼합물이 늘 만들어졌을까? 비록 각 이성질체들에 대한 두 가지 불가사의한 과정이 있었다 할지라도, 이것이 무작위적이고 우연한 자연적 과정이라면, 어느 과정이 사용되었고, 언제 사용되었는지를 결정하는 것은 무엇인가? 두 가지 과정이라는 생각은 통제 메커니즘이 필요하고, 이런 종류의 통제는 무작위적이고 우연한 자연적 과정에서는 가능하지 않다.


하지만, 나사선성에 관한 문제는 훨씬 더 깊다. 뉴클레오티드 분자가 DNA의 구조를 형성하기 위해 발생할 때, 그것들은 DNA의 이중 나선 구조를 형성하는 비틀기(twist)를 한다. 각 구성요소가 나사선성 또는 선성(handedness)을 포함하기 때문에 DNA는 사슬 내에서 비틀기를 한다. DNA에 나선형태의 나선형 구조를 주는 것이 이 선성(handedness)이다. 만일 DNA 구조 내의 한 분자가 틀린 나사선성을 가지면, DNA는 이중 나선형으로 존재하지 않을 것이므로, DNA는 제대로 작용하지 않을 것이다. 전체 복제 과정(replication process)은 잘못된 철로 위의 기차처럼 탈선될 것이다. DNA의 진화가 일어나기 위해서는, 우리 몸 안에 있는 수십억 개의 분자 모두가 오류 없이 ‘R’ 배열로 동시에 생성되어야만 할 것이다. 만약 뉴클레오티드 하나가 나사선성을 가지고 생성되는 것이 불가능하다면, 수십억 개의 뉴클레오티드가 동시에 정확하게 발생한다는 것은 얼마나 더 불가능하겠는가? 만일 진화론이 나사선성을 가진 합성물질 하나를 형성하는 메커니즘을 제공할 수 없다면, 상반되는 나사선성을 가진 두 종류의 합성물질(단백질과 DNA)의 형성을 어떻게 설명할 수 있겠는가?


나사선성은 진화론에 있어서 심각한 문제일 뿐만 아니라 풀 수 없는 수수께끼이다. 진화론에 따르면, 자연적 과정은 오랜 기간에 걸쳐 모든 것들을 설명해야만 한다. 하지만, 나사선성의 형성 과정은 아무리 오랜 시간이 걸리더라도 자연적인 과정으로는 설명될 수 없다. 그것은 딜레마이다. 즉, 우연한 자연적 과정으로 모든 것을 설명할 수 없거나, 나사선성이 존재할 수 없거나 둘 중에 하나이다. 


만약 여러분이 어느 쪽이 옳은지 의심스럽다면, 여러분이 나사선성의 실재에 대한 살아 있는 예다. 나사선성이 없다면, 단백질들과 효소들은 그들의 일을 할 수 없고, DNA도 전혀 작동할 수 없다. 제대로 작동하는 단백질들과 DNA가 없다면, 지구상에 어떠한 생명체도 존재할 수 없을 것이다. 다른 어떤 증거보다도 나사선성의 실재로 말미암아 나는 전능하신 창조주의 실재를 더 확신하게 되었다. 여러분도 그렇게 되기를 바란다.


나는 창조론자들이 하나님의 초자연적인 창조에 대해 이야기를 시작할 때, 진화론자들은 대개 모든 것을 자연 과학으로 설명하여야만 하고, 신의 간섭은 과학이 아니라고 말함으로써 서로 맞서고 있는 것이 흥미롭다는 것을 알고 있다. 나는 이 글과 같은 의견이 상당히 재미있다는 것을 발견한다. 우리가 자연 과학의 법칙으로는 나사선성의 존재를 설명할 수 없다는 것을 진화론자들에게 보여주면, 그들은 그러한 과정이 자신들이 설명할 수는 없지만 어떤 알려지지 않은 방법에 의해 아주 오래 전에 일어났었다고 말한다. 그렇다면, 누가 초자연적인 설명에 의존하고 있는 것인가? 비록 그들이 그것을 결코 신의 간섭이라고 부르지 않을지라도, 그들은 확실히 과학적 사실이 아니라, 신념에 의존하고 있는 것이다. 진화론자들은 단지 여러분이 화학을 모르기를 바라고 있는 것이다.


DNA와 인체 내에서 그것이 어떻게 작용하는 지에 대한 또 다른 문제가 있다. DNA의 정상적인 복제 과정의 일부로, 복제 DNA 가닥을 만들 수 있기 위해서, 효소가 DNA 가닥을 따라 이동한다. 효소가 그 가닥을 따라 분자들의 순서를 읽을 때, 그리고 만일 부정확한 뉴클레오티드가 그 가닥에서 감지되면, 다른 효소들이 잘못된 뉴클레오티드를 자르고, 정확한 뉴클레오티드를 삽입해서, DNA를 교정하도록 하는 메커니즘이 있다.


정말로 그것들이 무작위적이고 우연한 자연적인 과정으로부터 만들어진 것인지 아닌지, DNA와 이 교정 메커니즘을 살펴보자. 교정 메커니즘이 먼저 진화했고, DNA가 아직 진화하지 않았다면 교정 메커니즘이 무슨 소용이 있겠는가? 만일 DNA가 먼저 진화했다면, 교정 메커니즘을 가지는 것이 더 낫다는 것을 DNA가 어떻게 알았을까? 분자가 생각할 수 있는가? DNA는 안정한 화학 분자가 아니기 때문에, 교정 메커니즘이 없다면, 그것은 화학적 산화작용과 다른 과정에 의해 쉽게 분해되어질 것이다. 교정 메커니즘이 진화하는 동안 DNA가 어떻게 수백만년 동안 존재할 수 있었는지를 설명하는 메커니즘은 없다. 진화론자들이 추정하는 수십억 번의 무작위적 우연한 돌연변이가 교정 메커니즘을 형성할 수 있기 전에, DNA는 단지 그 당시의 연못 부유물로 인해 부패되었을 것이다.


일단 설계가 우연히 일어나지 않는다는 것을 깨닫게 된다면, 우리는 전 우주가 무작위와 우연한 과정의 산물이 아니라, 단지 말씀으로 모든 것을 만드신 전능하신 창조주의 작품이라는 것을 깨닫게 된다. 여러분들이 문제들을 보기 시작하기를 바란다. 진화론은 여러분에게 표면적으로는 가능해 보이는 이론으로 제시되어질 수 있으나, 진정한 과학이 개입되고, 과학자들이 질문을 하기 시작하면, 진화론의 문제와 잘못된 논리가 명백해진다. 여러분들이 화학을 모르기를 진화론자들이 바라는 이유가 이것이다.



* 찰스 맥콤(Charles McCombs) 박사는 과학적 조사라는 방법으로 훈련받은 유기화학 박사이자, 20개의 화학 특허를 가지는 있는 과학자이다.



번역 - 대구지부

링크 - http://www.icr.org/pubs/imp/imp-371.htm ,

출처 - ICR, Impact No. 371, May 2004

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=2040

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Stephen Caesar
2004-05-08

교체되고 있는 진화론자들의 '원시 수프' 이론(Evolutionists' 'Primordial Soup' Theory Being Replaced)


거의 1세기 동안 진화론자들은 확실한 교리로서, 지구상의 첫 번째 생명체는 화학물질로 가득 차있는 물로 이루어진 '원시 수프(primordial soup)'에서 출현했다고 주장하여 왔다. 이 '따뜻한 작은 연못(warm little pond)'은 전기적 부하에 의해서(대개 번개와 같은) 충격을 받았고, 그로 인해 화학물질들은 단백질과 같은 복잡한 분자들을 형성하게 되었으며, 그 결과 최초의 생명체가 태어났다고 믿고 있는 것이다. 그리고 이 첫 번째 생명체로부터 진화하여 지구상의 모든 다른 생명체들이 태어나게 되었다고 진화론자들은 가정하고 있다.


1953년에 이 '원시 수프' 이론의 선동자들은, 시카고 대학의 대학원생인 스탠리 밀러(Stanley L. Miller)가 초기 상황을 가정하는 장치를 만들어 실험을 하였을 때, 증거를 발견했다고 생각했다. 밀러는 암모니아, 메탄, 수소의 혼합물을 통해 수증기를 순환시켰고, 그리고 번개치는 것을 모방하여 혼합물에 고에너지의 전기적 스파크를 일으켰다. 그는 이것을 일 주일 동안 계속하였고, 후에 어둡고 붉은 색의 혼합물을 얻었다. 거기에서 생명체의 기본 구성물질인 복잡한 아미노산들이 포함되어 있는 것을 발견했다. (1)


밀러의 실험 후 많은 유사한 실험들이 여러 과학자들에 의해서 수행되었다. 예일 대학의 맥알레스터(A. Lee McAleste) 교수는 그 실험들에 대해 다음과 같이 쓰고 있다.

 

”이러한 연구들은 지구 역사의 초기 한 때에, 생명체의 기초 분자들을 구성하는 무기물질들이 풍부한 바다와 호수에 의해 지표면이 뒤덮여 있었다는 상황을 과학자들이 가시화하도록 하였다. 이러한 바다와 호수의 물들은 자주 희석된 유기물질 스프로 설명되었다. 이 개념은 1920년대와 1930년대에 생명 기원에 대한 개척자들인 영국의 생물학자 할데인(J. B. S. Haldane)과 러시아의 생화학자 오파린(A. I. Oparin)에 의해서 처음 발전되었다. 밀러의 실험에 뒤이어 관심들이 커지면서, 할데인과 오파린의 생각은 널리 확장되었고, 이제는 초기 유기 스프의 무생물 덩어리로부터 최초의 자기복제 생물체의 발생을 설명하기위한 많은 추론적인 가설들이 시도되고 있다.” (2)


이 이론은 마치 절대 오류가 없는 진리인 것처럼, 학생들, 대학생, 그리고 일반 대중들에게 전파되어 나갔다. 그러나 거기에는 심각한 문제점들이 있었던 것이다.


첫 번째는 밀러(지금은 샌디에고의 캘리포니아 대학에 있다)와 같은 과학자의 존재가 그 실험 계(system)의 설정(set up)을 위해 필요했으며, 생명체의 출현에 필요한 외부 에너지가 주입되었다는 것이다. 바꾸어 말하면, 외부에서 특별한 목적을 가진 (즉 생명체가 없는 곳에서 생명체를 창조하기 위한) 지적인 설계자(Intelligent Designer)가 실험이 이루어지도록 개입했다는 것이다. 따라서 밀러의 실험은 창조주의 필요성을 부인하는 것이 아니라, 오히려 어떤 것이 얻어지기 위해서는 창조주가 필요하다는 것을 간단히 설명하고 있었던 것이었다.


두 번째로, 할데인과 오파린에 의해서 가정되고 밀러에 의해서 입증되었다는 이 시나리오는 화석기록에 의해서 거부되고 있다. 맥알레스터 교수는 이 상상의 ‘스프(soup)’의 증거는 결코 발견될 수 없을 것이라고 말했다. 이 스프에서 출현했다고 가정하는 최초의 간단한 유기체는, 자신이 스프에서 살아가기 위한 것들을 꺼내야만 했다. 그는 말했다.

 

”다른 말로 하면, 그들은 그들이 태어난 유기 스프를 먹었어야만 한다. 따라서 스프는 자체가 사라지는 원인이 되었을 것이다” (3). 그리고 그는 다음을 인정했다.  

”불행히도, 지구상에서 최초의 생명체에 대한 직접적인 증거는 발견될 것 같지 않다. 지각의 변형과 침식은 초기 스프, 또는 스프로부터 출현한 원시 생명체의 흔적을 함유하고 있었을 지도 모르는 거의 모든 초기 암석들을 파괴했다.”(4)

세 번째 문제는, 순전히 우연으로 일어날 지도 모른다는 밀러의 시나리오에 대한 통계학적 불가능성이다. 뉴욕 타임즈 지는 ‘스프’ 이론의 가능성을 폭로하는 글에서, 밀러 박사의 고전적 실험은 일어날 가능성이 전혀 없음이 입증되었다고 논평하였다. 문제는 수용액 중에서의 약간의 화학물질들은 생명체에 필요한 더욱 복잡한 분자들을 만들기 위해서 서로 충분히 충돌하지 않는다는 것이다. (5).  

네 번째로, 최근의 발견들은 많은 과학자들로 하여금 최초 생명체의 기원을 깊은 바다 속 화산 분출구 기원을 찬성하도록 하며, 밀러의 '따뜻한 작은 연못(warm little pond)” 이론을 폐기하거나, 매우 의심스러운 것으로 여기게 했다는 것이다. 위에서 인용한 같은 뉴욕타임즈 글에서 다음과 같이 보고하고 있다. 

”지구상의 생명체는 뜨거운 용광로 같은 화산성 환경에서 시작되었다는 생각은, 최초의 생명체를 유도할 수도 있는 화학적 사건들을 재현하기 위해 디자인된 실험으로부터 지지받고 있다. 1998년 7월 31일 사이언스(Science) 지에서 보고된 실험에 의하면, 단백질의 짧은 사슬인 펩타이드들이 초기 지구에서 존재했을 수도 있는 상황 하에서 자연적으로 형성될 수 있음을 보여주었다.' (6)

이 새로운 이론을 선도하고 있는 과학자는 독일의 유기 화학자인 바흐터스하우저(Günther Wächtershäuser) 박사이다. 그와 그의 동료인 뮌헨 기술대학의 후버(Claudia Huber) 박사는 생명체에 필요한 최초의 단백질 사슬은 밀러의 ‘따뜻한 작은 연못’과 같이 지구 표면에서 발생하지 않았고, 바다 속 화산활동으로 인한 매우 뜨거운 대양 바닥 환경에서 발생하였다고 가정하였다. 일련의 실험에서 바흐터스하우저와 후버는 탄소 골격의 화학물질들은 철광석, 니켈, 그리고 바다 속 화산에서 분출되는 가스들로부터 형성될 수 있다는 것을 보여주었다. (7).

   

미국의 선도적 과학자들은 이들 두 명의 독일 과학자들의 이론과 관련 실험에 대해 지지를 보냈다. 일리노이 대학의 미생물학자인 칼 우스(Carl R. Woese) 박사는 그들의 발견을  ”위대한 행진을 위한 또 하나의 발걸음”  이라고 하였고, 생명 기원의 전문가인 버클리 캘리포니아 대학의 노만 페이스(Norman Pace) 박사는 ”나는 지열 환경이 스탠리 밀러의 불꽃 시험관보다 훨씬 우수하다고 생각한다” 고 말했다. (8)

 

바흐터스하우저 박사가 증명한 것이 맞던지 틀리던지 상관없이, 한 가지 중요한 사실은 그렇게 오랫동안 부정할 수 없는 사실로서 확고한 위치를 차지하고 있던 밀러의 ‘원시 스프(primordial soup)’ 이론은 몰락하고 있다는 것이다. 이것은 과학자들이 제시한 수많은 의문점에도 불구하고, 논쟁의 여지가 없는 진리로서 교과서에 기재되어있고 언론 매체에서 보도하고 있는, 그러나 본질적으로는 환상이며 증명할 수 없는 이론인 진화론 체계의 전형적인 모습이다. 실제로, 절대 확신하고 있는 진리인 진화 이론은 단일화된 이론이기 보다는, 혼란의 뒤범벅이요, 밀러와 바흐터쟈우저 논쟁이 말하고 있는 것처럼 계속적으로 변하고 있는 아류 이론인 것이다.


수십년 동안, 밀러의 이론은 사실로서 여겨졌었다. 이제 그것의 실체가 드러나고 있다. 바흐터스하우저의 이론 또한 몰락되기 전까지, 얼마의 기간동안 오류 없는 진리로서 선전될 것인가?

 

 

References 

1. A. Lee McAlester, The History of Life (Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1968), 7-8.

2. Ibid., 8.

3. Ibid., 9.

4. Ibid., 10.

5. Peter T. Kilborn, 'Data Back Idea That Life Grew Out of Inferno,' New York Times, 31 July 1998, A14.

6. Ibid., A1.

7. Ibid., A14.

8. Ibid., A1, A14.

*Stephen Caesar holds his master’s degree in anthropology and archaeology from Harvard University. He is the author of the e-book: The Bible Encounters Modern Science, available at: www.1stbooks.com



번역 - 미디어위원회

링크 - http://www.creationism.org/caesar/primordial.htm ,

출처 -

구분 - 3

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=1981

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Walt Brown
2004-04-30

암호, 프로그램, 그리고 정보 (Codes, Programs and Information)


1) 암호와 프로그램 (Codes and Programs)

우리의 경험에 의하면 암호(codes)는 자연적으로 또는 우연히 만들어지는 것이 아니라, 지성(intelligence)에 의해서 만들어진다. 암호는 유용한 정보의 한 형태를 다른 형태로 전환시키기 위한 일련의 규칙(rule)이다. 예를 들면 모르스 부호나 점자와 같은 것이다. 생명체의 물리적 과정을 조절하는 유전물질은 암호화 된 정보이다. 그것은 또한 정교한 전달, 번역, 복제 시스템을 같이 갖고 있어야만 한다. 이들이 없다면 유전물질은 쓸모가 없고, 생명체는 존속할 수 없다. 그러므로 유전암호, 전달, 번역, 복제 시스템, 그리고 살아있는 세포 모두는 동시에 한꺼번에 만들어져야만 하고, 이것은 자연적인 과정이 아닌(초자연적인) 매우 높은 지성에 의해서 만들어졌다는 결론이 더욱 합리적인 것처럼 보인다.       

게다가, 우연한 과정으로 하나의 프로그램이 만들어지는 것이 일찍이 관찰된 적이 없다. 프로그램은 어떤 목표를 이루기 위해서 계획된 일련의 단계들(steps)이다. 컴퓨터 프로그램이 좋은 예이다. 모든 생물체에 유전물질에 저장되어있는 정보는 하나의 복잡한 프로그램이다. 왜냐하면 프로그램은 우연히, 저절로 만들어지지 않기 때문이다. 지성적이고, 초자연적인 근원이 이러한 프로그램들을 만들었다는 것이 더 합리적인 것처럼 보인다.  

 

2) 정보(Information)

모든 독립된 시스템들은 특별하고, 부서지기 쉬운 많은 정보들을 가지고 있다.1 독립된 시스템에서 정보의 양이 스스로 중대하게 증가되는 것이 일찍이 관찰된 적이 없다. 예외 없이 자연적인 과정은 정보를 파괴한다. 단지 외부의 지성만이 독립된 시스템 안의 정보의 양을 증가시킬 수 있다. 모든 과학적 관찰들은 이러한 일반적인 법칙과 일치한다. 이것은 3 가지의 필연적인 추론, 또는 결론을 내릴 수 있게 한다.

1) 대진화(macroevolution)는 발생할 수 없다.2

2) 외부의 지성이 우주와 모든 생물체의 창조에 개입되어 있다.3

3) 생명체는 '빅뱅 (커다란 폭발, Big bang)으로 만들어지지 않았다.4

 

*참조 : Genetic code optimisation: Part 1
http://creationontheweb.com/images/pdfs/tj/j21_2/j21_2_90-100.pdf

Genetic code optimisation: Part 2
http://creationontheweb.com/images/pdfs/tj/j21_3/j21_3_84-92.pdf

Inheritance of biological information—part I: the nature of inheritance and of information 
http://creationontheweb.com/images/pdfs/tj/j19_2/j19_2_29-35.pdf

Inheritance of biological information—part II: redefining the ‘information challenge’ 
http://creationontheweb.com/images/pdfs/tj/j19_2/j19_2_36-41.pdf

Can recombination produce new genetic information? 
http://creationontheweb.com/images/pdfs/tj/j19_1/j19_1_61-64.pdf

 

References and Notes

1. For example, each living system can be described by its age and the information stored in its DNA. Each basic unit of DNA, called a nucleotide, can be one of four types. Therefore, each nucleotide represents two (22 = 4) bits of information. Likewise, a mechanical system can be described by a set of mechanical drawings which, in turn, could be converted to digital information as is done in a fax machine. Conceptual systems, such as a filing system, or a system for betting on race horses, can be explained in books. Several bits of information can define each symbol in these books. The minimum number of bits of information needed to describe a physical system completely will be defined as its information content.

2. Because macroevolution requires increasing complexity through natural processes, the organism’s information content must spontaneously increase one or more times. But because natural processes cannot increase the information content of an isolated system such as a reproductive cell, macroevolution cannot occur.

3. Based on modern advances in the field of information theory, the only known way to decrease the entropy of an isolated system is by having intelligence in that system. [See, for example, Charles H. Bennett, 'Demons, Engines and the Second Law,” Scientific American, Vol. 257, November 1987, pp. 108-116.] Because the universe is far from its maximum entropy level, a vast intelligence is the only known means by which the universe could have been brought into being. [See also 'Second Law of Thermodynamics' on page 27.]

4. If the 'big bang” occurred, all the matter in the universe was at one time a hot gas. A gas is one of the most random systems known to science. Random, chaotic movements of gas molecules have virtually no information content. Because an isolated system, such as the universe, cannot generate nontrivial information, the 'big bang” could not produce the complex, living universe we have today which contains immense amounts of information.



번역 - 미디어위원회

링크 - http://www.creationscience.com/ ,

출처 - CSC

구분 - 3

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=591

참고 : 5900|5831|5836



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