교실 밖의 숨은 이야기 1 - 생명의 기원

교실 밖의 숨은 이야기 1 - 생명의 기원


● 이번호부터 중, 고등학생 대상 <창조과학>코너를 신설합니다.

 ● 교과서에 실려 있는 기술을 중심으로 과학이 밝히고 있는 객관적 사실은 무엇인지를 생각해 보는 장입니다.

 ● 하나님의 지혜와 명철이 임하여 학생들이 창조주를 아는 지식에 이르게 되기를 기원합니다.

 

  이 글을 읽는 중·고등학생 여러분, 지면으로나마 만나게 되어서 참으로 반갑습니다.

  독일의 철학자 에른스트 블로호는 인간이 역사적으로 당한 '세 가지 모욕'을 코페르니쿠스의 지동설, 다윈의 진화론, 칼 마르크스의 유물론적 인간관이라고 했습니다. 저는 이 중에서 진화론과 관련하여 이제부터 5회에 걸쳐 교과서의 내용은 어떤 문제점을 담고 있는지 알아 보고자 합니다.

  우리 나라의 경우 진화론은 중학교 3학년 과학 교과서에서부터 정식으로 소개되고 있는데, 진화론의 골자는 모든 물질과 생명체, 우주 등은 우연히 생겨났으며 시간이 지남에 따라 변한다는 것입니다. 특히 인간의 생명도 물질의 연장선상에서 우연히 생겨난 존재로 보기 때문에 경시하거나, 심지어는 죽이거나 하는 것도 하등에 문제가 되지 않는다는 생각을 갖게 합니다. 그 반면에 창조론은 물질, 생명체, 우주 등 모든 것은 창조주 하나님이 만드신 것이므로 매우 고귀한 것이고, 처음부터 보기 좋고 완벽하게 만들어졌으며 진화하지 않는다는 것입니다.

  그런데 왜 '진화냐, 창조냐?' 하는 문제에 대해 어떤 사람들은 예민하게, 또는 어떤 사람들은 무관심하게 대하는 것일까요? 그것은 자아정체감 및 인생관의 차이 때문일 것입니다. 진화론의 주장처럼 과연 '나' 라는 존재는 하찮은 물질의 집합체일 뿐일까요? 아니면 하나님이 만들어 주신 고귀한 존재일까요? 한 번 곰곰히 생각해 볼 문제입니다. '인생은 어디서 와서 어디로 가는 것일까? 라는 질문에 대한 정답을 찾아놓고 살아야 할 것입니다. 그 답의 여하에 따라서 인생의 사는 방식이 판이하게 달라지게 되기 때문입니다.

불행히도 우리 나라 중학교 과학 교과서나 고등학교 생물 교과서에서 '유전과 진화'나 '생명의 기원'을 다루는 부분의 내용은 한결같이 진화론적으로만 설명하고 있습니다. 내용을 크게 두 부분으로 대별할 수 있는데, 하나는 생명이 어떻게 출현했는가를 설명하는 '화학진화론'이고, 또 하나는 생물체가 어떻게 변해 가는가를 설명하는 '생물 진화론'입니다.

이 시간에는 생명의 기원을 설명하는 화학 진화론에 관하여 교과서에 소개된 내용을 중심으로 살펴보고자 합니다. (편집자 주 : 박스 안의 글은 교과서 내용입니다.)


      우리 지구상에는 언제부터 생물이 살기 시작했을까? 그리고 최초의 생물은 어떻게 생겨났으며 그 특징은 어떠하였을까? 이러한 의문에 대하여 오파린의 코아세르베이트설을 중심으로 알아보자

 

1. 원시 지구

원시 지구의 상태는 지구의 암석·화산 분출물·운석이나 다른 천체의 분석 등을 통하여 추정할 수 있다. 이들에 의하면 원시 지구는 우주 공간상의 기체나 먼지들이 모이고 점차로 응축되어 형성되었으며, 형성 초기에는 방사성 물질의 에너지에 의해 지구 전체가 액체 상태를 이루었다고 추정된다. 그리고 이와 같은 액체 상태에서 무거운 원자들은 지구의 중심부로 모이고, 가벼운 원자들은 지구의 표면에 머물게 된다.

그 후 시간이 경과함에 따라 지구는 점차 식어가게 되었고, 원자 상태로 있던 대기 중의 원소들이 화합하여 암모니아(NH3), 메탄(CH4), 수증기(H2O), 수소(H2) 등의 분자로 되었다. 대기 중의 수증기는 비가 되어 지표에 떨어졌다가 다시 수증기로 되는 과정을 반복하면서 지각을 냉각시켰고, 일부는 지표에 남아 원시 바다를 형성하게 되었다.

 

밀러의 실험

1953년 미국의 밀러는 특수한 실험장치의 플라스크 안의 공기를 빼고, 그 대신 수소, 암모니아, 메탄을 넣고 한 쪽에서 물을 끓이면서 다른 쪽에서는 고압의 전기 방전을 6일간 계속하였다. 그 후 아래쪽의 U자관 속의 액체를 분석하여 글리신, 알라닌, 글루탐산 따위의 아미노산과 시안화수소(HCN), 유기산, 요소 등의 유기물이 생성된 것을 알아내었다.

 

원시 지구의 지표에는 태양의 자외선, 화산 폭발에 의한 고열, 그리고 대기의 방전에 의한 에너지 등 다양하고 풍부한 에너지가 공급되고 있었다. 이와 같은 조건에서 대기 성분들의 일부는 메탄(CH4)의 탄소를 중심으로 결합되어 유기산, 아미노산 등의 간단한 유기물로 되었을 것이다.

밀러의 실험 이후 이와 유사한 연구들이 활발하게 진행되었으며, 아미노산 이외의 다른 유기물도 합성된다는 것이 밝혀지게 되었다. 이렇게 합성된 간단한 유기물들은 점차 복잡한 고분자 화합물인 폴리펩티드(단백질)나 폴리뉴쿨레오티드(핵산)로 합성되었을 것으로 생각된다.    

 

 ▲ 화학진화 상상도

  오파린 - 홀데인의 가설에 의하면 화학 진화의 1단계는 간단한 유기물의 생성입니다. 그리고 이를 위해 지구의 원시 대기가 환원성 기체로 조성되어 있었을 것으로 추정하였습니다. 아미노산, 당류, 염기와 같은 유기물이 생체 밖에서 직접 합성되기 위해서는 기체의 조성이 환원성이어야 하기 때문입니다.

  밀러는 이 가설을 바탕으로 실험을 하였습니다. 이 실험은 그 자체로는 아주 정교하고 뛰어난 것이어서 노벨상을 수상하기까지 하였지만, 다음과 같은 몇 가지의 이유로 지나친 논리의 비약이라는 평가가 내려지게 되었습니다.

 ▲ 밀러의 실험장치

 첫째, 유기물 합성에 필요한 전제 조건의 문제입니다. 원시 지구에서 화학 진화에 의해 원시 생명체가 형성되었다면, 처음의 가설에서처럼, 그리고 밀러의 실험에서처럼 원시 대기의 기체가 반드시 환원성이어야만 합니다. 이산화탄소, 수증기, 질소를 주성분으로 하는 비환원성 기체로는 유기물 합성이 불가능함이 여러 실험을 통해 밝혀졌기 때문입니다. 그러나 지금까지 원시 대기의 조성에 대한 직접적인 연구가 불가능했기 때문에 그 성분을 구체적으로 확인할 길이 없습니다. 이에 대해 밀러 자신도 '생물학적으로 관심 있는 화합물들의 합성은 환원성 조건에서만 가능했기 때문에 우리는 지구의 대기가 환원성이었던 때가 있었을 것으로 믿으며, 약간의 지질학적 및 지구물리학적 증거들이 실제로 그러하였음을 암시하고 있기는 하다. 그러나 결정적인 증거는 하나도 없다.'라고 고백한 바 있습니다. (NASA의 인공 위성에 의한 행성 탐색 결과에 따르면 지구와 가장 가까이에 위치하고 있는 금성과 화성의 대기 주성분이 이산화탄소와 수증기로 확인되었기 때문에 원시 지구 대기의 주성분 역시 비환원성일 가능성이 더 높다고 보는 견해도 있습니다.)

  둘째는, 유기물이 합성되었다고 할 경우 그것이 어떻게 보존, 유지될 수 있었을까 하는 문제입니다. 이 가설의 전제조건대로 당시 대기가 환원성이었다면 오존층 또한 없었을 것이고, 그런 상황이라면 합성된 유기물은 애초 합성을 가능하게 했던 바로 그 방전 에너지로 인해 곧바로 분해되고 파괴되게 됩니다. 그렇기 때문에 합성된 유기물이 그 다음 단계에 이르기까지 보존되려면, 합성에 이어 곧바로 급속한 냉각 과정에 들어갈 수 있었어야 합니다. 밀러는 인위적인 조작으로 이런 조건을 제공할 수 있었지만, 자연계에 이와 같은 급속 냉각 장치가 부착되어 있고 변인통제가 가능한 뛰어난 설계물이 스스로 우연히 존재할 수 있을까요? 이는 이미 알고 있는 결과를 유도하기 위한 설계가 아닐까 하는 생각을 갖게 합니다.  어쨌든 이런 이유들로 인해 1994년 스페인에서 개최되었던 '생의 기원' 세계학술대회에서는 밀러의 실험 및 오파린의 학설이 '잘못된 학설'임이 공식적으로 선언됐다는 사실을 우리는 알아야 하겠습니다.  

화학 진화의 제2단계는 간단한 유기물이 바다로 들어가서 중합됨으로써 복잡하고 큰 분자 물질인 단백질, 핵산, 다당류로 합성되는 과정인데, 여기에도 문제점이 있습니다. 밀러식 실험에서 인공합성 아미노산의 생성 비율은 L형과 D형이 각각 50%정도 였습니다. 생체를 구성하는 단백질 합성에 두 가지 아미노산이 모두 사용된다면 별 문제 없겠지만, 생체 구성 아미노산은 모두 L형으로만 이루어져야 합니다. 수많은 단백질 합성에 필요한  'L형 아미노산들만의' 조합이 어떻게 이루어졌을까요? 

 ▲ 간단한 아미노산 알라닌의 분자모형

진화론자들은 이러한 일들이 우연히 일어난다고 보고 있습니다. 그러나 유명한 생화학자이면서 역시 진화론자인 레닌저도 이에 대하여는 '살아 있는 대장균이 아미노산 100개를 가지고 37。C에서 단백질을 만드는 데 소요되는 시간은 단지 5초면 충분하다. 그러나 계산에 의하면 생체 밖에서 아미노산 100 개가 생물학적인 기능을 가지는 단백질로 만들어지는 데에는 1050 년이 걸릴 것이다. 따라서 생체 밖에서 무작위적인 방법에 의해 단백질이 합성될 수 있는 가능성은 전혀 없다.' 라고 진술하고 있습니다. 


2. 원시 생명체의 합성

(앞부분 생략) 친수성의 콜로이드나 고분자 물질의 용액에 침전제(산, 염기 등)를 가하고, 액상을 현미경으로 관찰하면 액상 속에 작은 액체 방울들을 볼 수 있다. 이 액체 방울을 코아세르베이트라고 한다.

오파린은 이 코아세르베이트를 원시 생명체의 시초라고 생각하고, 원시 바다에서는 이들이 무수히 많이 생겨났다고 보았다. 그리고 이들이 점점 그 조성이 복잡해지면서 효소 단백질과 DNA가 만나 복제를 할 수 있음에 따라 궁극적으로는 스스로 증식할 수 있는 단계에까지 도달했다고 보았다. 그리고 이들이 증식 능력을 가짐에 따라 이들 사이의 상호 경쟁에 의해 생명체의 진화가 시작되었을 것이라고 설명하였다. 

 


 ▲ 화학진화 모형

오파린은 코아세르베이트 표면에 아마도 탄화수소가 모여서 원시적인 막을 형성함으로써 주위의 액체와 경계를 이루었을 것으로 생각하였고, 직접 젤라틴과 아라비아고무를 섞어서 코아세르베이트를 형성하는 실험을 하기까지 하였습니다. 폭스도 그 자신이 가열하여 만든 단백질로 미소립자를 만들었으며, 이들은 주위의 매질로부터 분리되고 두 개가 서로 결합하거나 혹은 한 개가 두 개로 분열하는 현상을 보여 주었습니다. 진화론자들은 이것이 바로 원시세포로 될 수 있다고 믿었던 것입니다. 그러나 단지 결합하거나 분열하는 기능이 있다고 해서 오늘날 생물체를 구성하는 세포와 같을 것으로 생각해서는 안 됩니다. 왜냐하면 코아세르베이트나 미소립자는 생명이 있는 세포의 필수조건인 유전물질이 없는 상태이기 때문입니다. 이에 대해 진화론자들은 아마도 별도로 합성된 DNA가 코아세르베이트 속으로 흡수되었을 것이라고 가정하고 있지만 유전물질이 코아세르베이트 속으로 투입되는 과정은 아직까지는 실험적으로 확인된 바 없습니다.

 ▲ DNA로부터의 단백질 합성 과정 모형도

비록 위에서 주장하는 바와 같이 원시 생명체가 탄생되었다고 가정할지라도 아직 남아있는 문제점의 하나는 특정한 기질과 효소단백질과의 만남이 어떻게 이루어지느냐 하는 문제입니다. 즉, 서로 상관없이 무작위적으로 만들어진 기질과 효소가 어떻게 서로를 인식할 수 있는 분자구조를 우연에 의해서 갖출 수 있겠는가 하는 것입니다. 유전물질인 DNA가 우연에 의해 만들어졌다고 해도 세포가 분열하거나 기능을 나타내기 위해서는 DNA가 먼저 복제되어야 하고, 세포가 기능을 발휘하기 위해서는 DNA의 전사과정이 반드시 일어나야 합니다. 그런데 이러한 과정은 매우 정교하고 복잡한 생화학 반응과정이며 효소(단백질)가 반드시 필요합니다. 효소는 일종의 단백질이므로 DNA의 전사, 해독과정을 반드시 거쳐서 만들어집니다.

그렇다면 DNA와 효소 중 어느 것이 먼저이고 나중일까요? 효소와 DNA가 모두 우연에 의하여 만들어졌다고 해도 모든 효소는 반드시 특정한 물질과만 반응할 수 있도록 서로를 인식할 수 있는 분자 구조를 하고 있는데 어떻게 우연에 의해서 서로를 인식할 수 있는 분자구조를 갖추게 되었겠습니까? 우연에 의하여 만들어진 DNA 중합 효소와 RNA 중합 효소가 우연에 의하여 만들어진 DNA에 어떻게 정확하게 인식될 수 있는지에 대하여 타당한 설명을 할 수가 없습니다. 


3. 원시 생물의 진화

코아세르베이트에서 생겨난 원시 생명체는 스스로는 유기물을 생성할 수 없는 종속영양생물이었을 것이며, 지구 대기에는 산소가 없었을 것이므로 원시 생명체는 무기 호흡으로 생활 에너지를 얻었을 것이다.

종속 영양 생물의 개체수가 증가하여 유기물을 소모하고 지구의 냉각으로 유기물의 자연 합성이 감소되어 원시 바다에서 유기물의 양이 급격하게 감소되었을 것이다. 이렇게 유기물의 양이 급격히 줄어든 반면에 종속 영양 생물이 유기물을 분해할 때 생기는 이산화탄소의 양이 증가함에 따라 스스로 유기물을 합성하여 이용하는 독립 영양 생물의 출현을 촉진했을 것으로 생각된다. 그리고 최초의 독립 영양 생물은 이산화탄소를 수소나 황화수소로 환원하여 유기물을 합성하는 홍색 황세균이나 녹색 황세균과 같은 광합성 세균이었을 것으로 생각한다.

이들의 뒤를 이어 오늘날의 조류와 같이 태양 에너지와 물을 이용하는 광합성 식물이 출현하였을 것이다. 이와 같이 광합성 식물이 출현하여 물을 분해함에 따라 대기 중의 산소 농도가 서서히 증가하게 되었을 것이고, 이 산소의 일부는 태양으로부터의 자외선을 흡수하여 오존(O3)이 되어 대기 상층에 오존층을 형성하게 되었을 것이다.

대기의 상층부에 형성된 이 오존층은 태양의 자외선을 차단함으로써 이제까지 수중에서만 생활해 오던 원시 생물들의 육상 활동을 가능하게 하였다고 생각된다. 그리고 대기 중의 산소가 증가함에 따라 산소 호흡을 하는 생물들이 급속하게 번창해 갔을 것으로 생각된다.

 

4. 원시 생명체의 합성

(앞부분 생략) 친수성의 콜로이드나 고분자 물질의 용액에 침전제(산, 염기 등)를 가하고, 액상을 현미경으로 관찰하면 액상 속에 작은 액체 방울들을 볼 수 있다. 이 액체 방울을 코아세르베이트라고 한다.

오파린은 이 코아세르베이트를 원시 생명체의 시초라고 생각하고, 원시 바다에서는 이들이 무수히 많이 생겨났다고 보았다. 그리고 이들이 점점 그 조성이 복잡해지면서 효소 단백질과 DNA가 만나 복제를 할 수 있음에 따라 궁극적으로는 스스로 증식할 수 있는 단계에까지 도달했다고 보았다. 그리고 이들이 증식 능력을 가짐에 따라 이들 사이의 상호 경쟁에 의해 생명체의 진화가 시작되었을 것이라고 설명하였다. 


진화론자들은 최초의 생물이 종속 영양 생물이었을 것이고, 이어서 독립 영양 생물이 출현했을 것이며, 그 결과 산소가 발생하게 되었고, 이에 따라서 산소호흡 생물체가 출현하였으며, 오존층이 형성되면서 자외선이 차단되어 수중생물이 육상생물로 진화하였을 것으로 보고 있습니다.

여러분들은 이와 같은 단계별 생물 진화에 대하여 의문이 생기지 않습니까? 최초의 생물이 종속 영양 생물이었을 것이라는 이유를 단지 원시 지구의 바다에 이미 많은 종류의 유기물이 풍부하게 합성되어 있기 때문이라고 합니다. 환경 변화에 따라 새로운 생물이 계속하여 생겨날 수 있다는 논리는 그럴 듯 하기도 하지만 종속 영양 생물이 광합성을 하는 독립 영양 생물로, 무기 호흡 생물이 산소를 이용하는 유기 호흡 생물로 되기 위해서는 체내에서 엄청난 화학 반응 단계의 변화 및 추가가 필요하고 이를 위해서는 수많은 종류의 효소가 만들어져야 하며, 그러기 위해서는 유전 물질인 DNA 구조가 근본적으로 바뀌어야 합니다.

그러나 오늘날 유전 학자들의 연구에 의하면 DNA 유전 암호의 변화는 인위적으로도 쉽지 않지만 설혹 유전 암호가 변했다 할지라도 세포 자체에 오류 검사 장치가 있어서 돌연 변이를 교정하고 있음이 밝혀져 있습니다. 또 자외선 차단 결과 수중 생물이 육상 생활을 하기 시작했다고 하는데 이것은 그리 간단히 설명할 수 있는 문제가 아닙니다. 당장 호흡기관의 구조가 아가미 형태에서 허파 형태로 바뀌어야 하고, 골격 구조가 근본적으로 달라져야 하는데 이것이 생각처럼 쉽게 변한다고 단정할 수 있겠습니까? 결과를 놓고 꿰맞추는 느낌이 없지 않습니다.
 

 ▲ 생물체내에서 일어나는 화학메카니즘의 간략한 모식

이상에서 알아본 바와 같이 화학 진화론을 뒷받침 하고자 제시된 근거를 종합해 볼 때 화학 진화론은 생명의 기원에 대한 설명으로 제시된 하나의 가설일 뿐이지 증명된 학설은 아닌 것입니다.

생물은 무생물과 똑같은 물질로 구성되어 있지만, 단순한 물질의 조합으로만 이루어진 존재는 아닙니다. 오히려 무생물에서는 찾아볼 수 없는 놀라운 생명 현상을 지닌 특별한 존재인 것입니다.

이러한 생물이 언제, 어디서, 어떻게 이 지구상에 태어났을까요? 더구나 우리 자신인 인류는 언제, 어디서, 어떻게 출현했을까요? 너무나 신비하고 놀랍고 어려운 문제입니다.

오늘날 일부 과학자들은 과거에 살았던 생물이 남겨놓고 간 역사적 흔적과 살아 있는 생물의 특성에 근거하여 진화론을 주장하고 있습니다. 생명은 아마도 무생물인 물질로부터 우연에 의해 자연발생적으로 생겼을 것이고, 점점 고등한 생물로 저절로 변함으로써 오늘날 지구상의 생물이 되었다는 설명입니다. 진화론자들이 주장하는 진화의 과정은 직접 관찰되거나 실험으로 재현하여 증명할 수 있는 것이 아닙니다. 단지 누구나 관찰할 수 있는 현상을 일정한 방향으로 해석하고, 우연과 무한한 시간을 전제로 하여 세운 하나의 가설일 뿐인 것입니다.

이와 같이 과학적 논리가 뒷받침되지 않는 진화론은 1980년대에 들어서면서부터 진화론자들 자신으로부터도 수정된 이론들이 제시되는 등 문제점이 제기되기 시작했습니다. 특히 다양한 사고의 경험을 필요로 하는 학생들에게 이러한 상황을 정확히 제시해 줄 필요가 있다고 판단한 미국의 여러 주에서는 1990년대에 들어서면서 주 교육위원회에서 이를 문제 삼기 시작했고, 급기야 작년(1999년)에는 캔사스주에서 진화론 교육 금지 결정까지 내리게 되었습니다. 또한 대선 주자들까지도 이를 옹호하는 발언을 하는 등 진화론의 종말이 가까이 왔음을 시사하는 사건들이 속속 일어나고 있습니다.

 

사실 하나님을 대적하는 이론이나 주의는 끝까지 존속된 것이 없다는 것이 역사의 교훈입니다. 우리는 하나님을 대적하는 이론인 공산주의의 자멸도 보았습니다. 하나님을 대적하는 하나의 이론인 진화론이 세상에 알려진지 140년이 지나는 동안 각 분야에 미친 악 영향은 이루 말할 수 없이 많지만 이제 그 끝이 눈앞에 다가와 있음을 알 수 있습니다. 여러분들은 생명의 기원에 관하여 공부할 때 깊이 생각해 보는 태도를 가지시기 바랍니다.


▲ 집을 지으면서 기초도 놓지 않고 지붕부터 시작해서 아래로 내려가는 사람은 없습니다.  우리 삶의 집의 튼튼한 기초, 생명의 기원에 대한 바른 태도! 이 기초 바로 세우기 여행에 여러분을 초대합니다.



출처 - 창조지

구분 - 3

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=120

참고 :




서울특별시 종로구 창경궁로26길 28-3

대표전화 02-419-6465  /  팩스 02-451-0130  /  desk@creation.kr

고유번호 : 219-82-00916             Copyright ⓒ 한국창조과학회

상호명 : (주)창조과학미디어  /  대표자 : 박영민

사업자번호 : 120-87-70892

통신판매업신고 : 제 2018-서울중구-0764 호

주소 : 서울특별시 종로구 창경궁로26길 28-5

대표전화 : 02-419-6484

개인정보책임자 : 김광