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지구상의 생명의 기적: 4억 5천만 년 전에 초기 생명은 어떻게 생겨났을까?
지구의 역사는 최초의 생명체부터 오늘날의 다양성에 이르기까지 생명의 진화를 기록합니다. 알려진 생물과 멸종된 생물 사이의 유사점은 모든 살아있는 종이 공통 조상으로부터 진화했다는 것을 보여줍니다. 과학자들의 연구에 따르면, 지구는 약 45억 년 전에 형성되었으며, 생명체의 증거를 살펴보면 지구가 37억 년 전보다 더 일찍 나타났을 가능성이 있습니다.
생명의 가장 오래된 증거는 그린란드 서부에서 발견된 37억 년 된 바이오차와 스트로마톨라이트 화석에서 나왔습니다.
2015년에 과학자들은 서부 호주에서 41억 년 전의 암석에서 "생물학적 생명의 잔재"가 있을 수 있다는 가능성을 발견했습니다. 누부아기툭 벨트에서 발견된 화석 미생물은 지구의 바다가 형성된 직후인 42억 8천만 년 전에 살았을 수 있습니다. 이 초기 생명사 기간 동안 미생물 군집이 지배적이 되었고, 약 35억 년 전에 남조류에 의한 광합성이 등장하여 바다에 산소가 축적되었고, 결국 지구 최초의 산소 대기가 형성되었습니다.
산소가 증가함에 따라 이 과정은 생물다양성의 진화를 촉진했습니다. 1억 8,500만 년 전 진핵생물이 등장하면서 생명체는 더 복잡해졌습니다. 이들 진핵생물은 아마도 혐기성 고균과 호기성 프로테오박테리아 사이의 공생 관계를 통해 진화했을 것이며, 이들은 서로 적응하여 새로운 산화 스트레스에 대응했을 것입니다. 세포 내 공생체인 미토콘드리아의 진화로 진핵생물의 에너지 획득 능력이 향상되어 다양화가 촉진되었습니다.
약 16억 년 전 다세포 생명체가 출현하면서 세포는 분화되어 특수한 기능을 수행할 수 있게 되었습니다.
그러나 초기 생물은 주로 무성생식으로 번식했지만, 대부분의 대형 생물은 유성생식을 통해 새로운 생명을 생산합니다. 진화 과정에서 식물의 출현은 지구 생태계에 큰 영향을 미쳤습니다. 이 식물들은 약 10억 년 전에 담수 녹조류에서 유래했습니다. 동시에 동물계는 엄청난 변화를 겪었는데, 좌우대칭 동물이 처음 나타난 것은 5억 5,500만 년 전이었고, 척추동물의 출현은 5억 2,500만 년 전 캄브리아기 대폭발로 거슬러 올라갑니다.
지구의 생물학적 역사는 유기체의 탄생에 관한 것뿐 아니라, 시간이 지남에 따라 복잡한 생태계가 어떻게 진화했는지에 관한 것도 포함합니다. 과학자들은 지구상에 무려 1조 개에 달하는 종이 있을 것으로 추정하지만, 그 중 이름이 붙고 분류된 종은 170만~180만 종에 불과합니다. 현재 살아있는 모든 종 중 과거에 존재했던 종은 1%도 되지 않습니다.
“연구에 따르면 생명체가 진화함에 따라 종의 위치와 진화는 미지의 것과 가능성으로 가득 차야 합니다.”
과학자들은 초기 생명이 어떻게 출현했는지, 그리고 지구의 다양한 환경이 생명의 진화에 어떤 영향을 미쳤는지 계속해서 탐구하고 있습니다. 여기에는 바다 속 미생물뿐만 아니라 열수 분출구나 심해 분출구와 같은 다양한 지질 환경도 포함되며, 이는 생명에 필요한 화합물을 형성하는 데 도움이 됩니다.
초기 생명의 기원에 대한 우리의 이해는 아직 진화 중이지만, 자기 복제, 신진 대사, 세포 외막의 역할을 포함한 많은 가설이 등장하기 시작했습니다. 물론, 이러한 가설은 모두 생명이 어떻게 무기 화합물로부터 자체적으로 조직되었는지라는 중심적인 질문에 답하려고 시도합니다.
생물학적 기원에 대한 다른 평행한 방식이 있는지 여부는 아직 확인되지 않았지만, 아래 질문은 다음과 같습니다. 다른 행성의 생명체는 어떻게 진화했을까요?
