생명은 한 번 이상 진화했는가? 연구원들이 해답을 찾고 있습니다.

생명은 한 번 이상 진화했는가? 연구원들이 해답을 찾고 있습니다.

타임 스탬프 : 1 년 2023 월 10 일 00:XNUMX AM

그 보잘 것 없는 기원(들)에서 생명은 끝없는 아름다운 형태로 지구 전체를 감염시켰습니다. 생명의 기원은 가장 오래된 생물학적 사건으로 생명 자체의 존재 외에는 명확한 증거가 남지 않을 정도로 오래되었습니다. 이것은 많은 질문을 열어두고 가장 감질나게 하는 것 중 하나는 무생물 요소에서 생명이 마술처럼 출현한 횟수입니다.

지구상의 모든 생명체는 단 한 번만 진화했는가, 아니면 서로 다른 생명체가 서로 다른 천에서 잘라낸 것인가? 생명체가 출현하는 것이 얼마나 어려운지에 대한 질문은 흥미롭습니다. 다른 행성에서 생명체를 찾을 가능성에 대해 어느 정도 밝힐 수 있기 때문만은 아닙니다.

생명의 기원은 현대 생물학의 중심 질문이며 아마도 가장 연구하기 어려운 질문일 것입니다. 이 행사가 열렸습니다 XNUMX억년 전, 그리고 그것은 분자 수준에서 발생했으며, 이는 화석 증거가 거의 남아 있지 않음을 의미합니다.

맛없는 원시 수프에서 우주 공간에 이르기까지 많은 활기찬 시작이 제안되었습니다. 그러나 현재의 과학적 합의는 생물 발생이라는 자연적 과정에서 무생물 분자에서 생명체가 출현했다는 것입니다. 심해 열수 분출구. 하지만 생명이 한 번 등장했다면 왜 더 이상 등장하지 않을까요?

생물 발생이란 무엇입니까?

과학자들은 생물 발생을 위한 다양한 연속 단계를 제안했습니다. 우리는 지구가 생명의 구성 요소인 뉴클레오티드 또는 당이라고 불리는 분자 유형인 아미노산과 같은 여러 화학 물질이 풍부하다는 것을 알고 있습니다. 아이코닉과 같은 실험실 실험 Miller-Urey 실험, 초기 지구와 유사한 조건에서 이러한 화합물이 어떻게 자연적으로 형성될 수 있는지 보여주었습니다. 이 화합물 중 일부는 운석을 타고 지구에 왔을 수도 있습니다.

다음으로 이러한 단순한 분자들이 결합하여 지방, 단백질 또는 핵산과 같은 보다 복잡한 분자를 형성합니다. 중요한 것은 이중 가닥 DNA 또는 그것의 단일 가닥 사촌과 같은 핵산 RNA- 다른 분자를 만드는 데 필요한 정보를 저장할 수 있습니다. DNA는 RNA보다 안정적이지만 대조적으로 RNA는 화합물이 자신을 복제하는 화학 반응(자가 복제)의 일부가 될 수 있습니다.

XNUMXD덴탈의 "RNA 세계" 가설 초기 생명체는 DNA와 단백질이 출현하기 전에 유전자와 복제를 위한 재료로 RNA를 사용했을 수 있음을 시사합니다.

정보 시스템이 자신의 복제본을 만들 수 있게 되면 자연 선택이 시작됩니다. 이러한 분자의 새로운 복제본(일부는 "유전자"라고 함) 중 일부는 오류 또는 돌연변이를 갖게 되며 이러한 새로운 돌연변이 중 일부는 복제 능력을 향상시킵니다. 분자의. 따라서 시간이 지남에 따라 다른 분자보다 이러한 돌연변이의 복사본이 더 많아질 것이며, 그 중 일부는 더 많은 새로운 돌연변이를 축적하여 더 빠르고 더 풍부하게 만들 것입니다.

결국, 이 분자들은 유기체의 내부 환경과 외부 환경을 분리하는 지질(지방) 경계를 진화시켜 원세포를 형성했을 것입니다. 원세포는 생화학 반응에 필요한 분자를 더 잘 집중시키고 조직화하여 억제되고 효율적인 신진대사를 제공할 수 있습니다.

반복되는 삶?

Abiogenesis는 두 번 이상 일어날 수 있습니다. 지구는 자기 복제 분자를 여러 번 낳았을 수 있으며, 수천 년 또는 수백만 년 동안의 초기 생명은 독립적인 기원을 가지고 동일한 빌딩 블록을 놓고 경쟁하는 여러 가지 자기 복제 RNA 분자로 구성되었을 수 있습니다. 아아, 이 과정의 고대 및 미시적 특성으로 인해 우리는 결코 알 수 없습니다.

많은 실험실 실험에서 서로 다른 것을 성공적으로 재현했습니다. 생물 발생의 단계, 두 번 이상 발생할 수 있음을 증명하지만 과거에 이러한 일이 발생했는지 확실하지 않습니다.

관련 질문은 당신이 이 글을 읽고 있는 동안 자연 발생에 의해 새로운 생명이 출현하는지 여부일 수 있습니다. 하지만 그럴 가능성은 매우 낮습니다. 초기 지구는 생명체가 없었으며 물리적, 화학적 조건은 매우 달랐습니다. 오늘날 지구상 어딘가에 새로운 자기 복제 분자가 나타날 이상적인 조건이 있다면 기존 생명체에 의해 즉시 먹힐 것입니다.

우리가 아는 것은 현존하는 모든 생명체가 마지막으로 공유된 생명의 공통 조상(또한 LUCA). 다른 조상이 있었다면 후손을 남기지 않았습니다. 주요 증거는 LUCA의 존재를 뒷받침합니다. 지구상의 모든 생명체는 동일한 유전자 코드, 즉 A, T, C, G로 알려진 DNA의 뉴클레오티드와 이들이 단백질에 암호화하는 아미노산 사이의 대응 관계를 사용합니다. 예를 들어, XNUMX개의 뉴클레오티드 ATG의 서열은 항상 아미노산 메티오닌에 해당합니다.

그러나 이론적으로 종 사이에 더 많은 유전 암호 변이가 있었을 수 있습니다. 그러나 지구상의 모든 생명체는 일부 혈통에서 약간의 변경이 있는 동일한 코드를 사용합니다. 음식 대사에 사용되는 것과 같은 생화학적 경로도 LUCA의 존재를 뒷받침합니다. 많은 독립적인 경로가 서로 다른 조상에서 진화했을 수 있지만 일부(예: 당을 대사하는 데 사용되는 경로)는 모든 살아있는 유기체에서 공유됩니다. 마찬가지로 수백 개의 동일한 유전자가 서로 다른 살아있는 존재에 존재하며 이는 LUCA에서 유전됨으로써만 설명할 수 있습니다.

LUCA에 대한 제가 가장 좋아하는 지원은 생명의 나무에서 나옵니다. 일부는 해부학, 대사 또는 유전적 서열을 사용하는 독립적인 분석을 통해 나무로 나타낼 수 있는 계층적 관계 패턴을 밝혀냈습니다. 이것은 우리가 지구상의 다른 살아있는 유기체보다 침팬지와 더 관련이 있음을 보여줍니다. 침팬지와 우리는 고릴라와 더 관련이 있고 함께 오랑우탄과 더 관련이 있습니다.

샐러드의 양상추에서 생리 활성 요구르트의 박테리아에 이르기까지 임의의 유기체를 선택할 수 있으며, 시간을 충분히 거슬러 올라가면 실제 공통 조상. 이것은 은유가 아니라 과학적 사실입니다.

이것은 과학에서 가장 놀라운 개념 중 하나인 다윈의 생명의 통일성입니다. 당신이 이 글을 읽고 있다면 당신은 수십억 년 전으로 거슬러 올라가는 끊임없는 번식 사건 덕분에 여기 있는 것입니다. 우리 행성이나 다른 곳에서 반복적으로 출현하는 생명체에 대해 생각하는 것만큼이나 흥미진진하지만, 우리가 행성의 모든 생명체와 관련되어 있다는 사실을 아는 것은 훨씬 더 흥미진진합니다.대화

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이미지 신용 : 조반니 칸세미 / Shutterstock.com

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