[우주/데이터주의] 코스모스(COSMOS) 2부 :: 생명의 진화, 제2의 지구

2부 : 생명의 기원

 

앞서 프롤로그 포스팅에서 코스모스가 무엇인지 간단히 소개했다.

그리고 이어서 두번째 시간은 생명의 기원이다.

 

반응이 나쁘지않아서 큰 이미지를 준비했다.

그래봐야 데이터는 대략 10MB 내외니까 부담은 없을 것 같다.

 

클릭시 크게 볼 수 있다.

그럼 시작.

 

 

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이 이야기는 가볍게 야생의 늑대가 우리의 반려견이 되기까지를 짚어보며 시작한다.

 

우리의 조상이 정착하기 시작했을 때,

냄새를 맡고 몰려드는 짐승들이 있었다.

 

 

 

 

이에 늑대는 크게 두 부류로 나뉘었다.

사람이 주는 음식을 먹거나 경계심을 갖고 다가오지 않거나.

 

 

 

 

 

사람이 주는 음식과 정해준 짝을 만나 살아가는 늑대들은

이내 훈련도 받으며 사냥과 수렵활동에 크게 기여하기 시작했다.

 

 

 

 

 

그리고 이를 인위선택이라 한다.

 

지금의 반려견 품종은 결국 늑대에서 갈라진 셈이다.

이는 상식같은 이야기기도 하다.

 

그래도 종교가 있다면 이러한 의견에 반대할 수 있겠으나, 여전히 과학적 입장에서는 변함없다.

물론, 후에 새로운 사실이 입증되면 바뀔 지도 모른다.

 

 

 

 

 

이제 간빙기의 곰을 만나볼 시간이다.

 

춥고 건조한 기후가 지속된게 무려 200만년.

북극의 빙하는 미국 로스엔젤레스까지도 뻗어있었다고 한다.

 

 

 

 

시공간을 탐험하는 우주선이 이번에는 북극에 도달한 갈색 불곰의 난소로 진입했다.

민들레 씨같이 생긴 외발의 머리큰 막대기가 뽐내 듯 부지런히 걸어다니고 있다.

 

이는 키네신이라는 단백질이며, 세포내에서 화학물질을 나르는 일꾼이다.

 

키네신이 부지런히 움직이는 모습을 잠시 감상하자.

 

 

 

 

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그리고 세포핵 안에는 DNA가 담겨있다.

생물의 설계도라고 할 수 있다.

 

 

 

 

 

유전자의 분자 하나가 우주의 별보다 많은 수의 원자를 가지고 있다고 한다.

그래서 우리 또한 작은 우주라고 진행자이겸 천체물리학자 닐 타이슨은 말한다.

 

 

 

 

 

이러한 유전자는 분리되어 나누어지고 번식을 통해 결합되게 된다.

 

사람이 실수를 하듯, 분리와 조립 과정에서도 문제가 발생할 수 있다.

이미지처럼 뭐가 날아와 끼어들어 붙거나, 잘못 분리되는 경우가 해당한다.

 

그리고 이를 돌연변이라고 말한다.

 

 

 

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앞서 우리는 불곰의 난소에서 돌연변이를 목격한 셈이다.

 

그리고 이는 색상정보를 가진 유전자의 일부였고 변형이 일어나 하얀색 곰이 탄생했다.

같은 어미에게서 또다른 종의 기원이 시작된 셈이다.

 

눈으로 뒤덮인 땅에서 하얀색 털은 생존에 유리할 수 밖에 없다.

먹잇감에게 다가가기 수월했고, 결과적으로 살아남아 북극곰이 되었다.

 

 

 

 

이는 모두 다윈의 종의 기원에 나오는 내용이다.

알다시피 다윈은 진화론은 당시 큰 파장을 불러 일으켰고,

아직까지 과학적 반증을 제시하지 못했기에 채택되고 있다.

 

필자는 무교라 그러려니 하지만, 종교인들에게는 유감(?)을 표하고 싶다.

 

 

 

 

앞서 북극곰과 불곰은 자연선택설에 해당한다.

 

이는 인위선택설과 대비대는 형태로, 우수한 형질이 혹독한 자연에서 살아남고 번식된 형태다.

 

 

 

 

 

결국 유전자의 돌연변이로 시작된 종의 파생인 셈이다.

 

그리고 이러한 유전자 정보들은 모든 생물이 읽을 수 있는 언어로 기록되어있다고 한다.

또한 나무, 인간, 늑대, 버섯, 물고기, 박테리아까지도 생물체는 모두 DNA 구조가 일치하고 일부분만 다르다고 한다.

 

 

 

 

그리고 이를 코스모스에서는 나무로 표현했다.

즉, 뿌리와 줄기는 같고 뻗어나온 가지와 잎들이 지금 남아있는 생물들이라는 의미다.

 

 

 

 

 

그 생명체들을 이미지로 입혀보면 위와같이 풍성한 나무가 된다.

 

잘보면 1시방향에 사람도 있다.

 

 

 

 

눈의 진화

 

가장 복잡한 구조중 하나가 바로 눈이라고 한다.

 

즉, 하루아침에 이러한 구조를 만들어낼 수 없으므로 가장 명백한 진화의 증거가 된다.

눈이 없던 시절로 돌아가 살펴보도록 하자.

 

 

 

35억년 전, 원시바다에 살았던 박테리아 중 하나가 돌연변이를 갖게 된다.

 

그리고 그 박테리아는 돌연변이로 인해 빛을 감지할 수 있게 되었다.

우측이 박테리아가 바라보는 물 속 풍경이다.

 

자외선은 DNA의 손상을 주기때문에 이 박테리아는 빛이없는 밑으로 내려가 살았다.

 

 

 

 

그리고 저기 미역같이 떠다니는 편형동물이 등장한다.

 

편형동물은 다세포 유기체로, 색소반이라는 납작한 형태의 눈을 가지고 있다.

 

 

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콩나물 같은 식물 옆에 편엽동물이 떠있다.

저 앞에 달린 점 두개가 색소반이다.

 

아직까진 근처 사물의 형상을 어렴풋이 감지해낼 수 있는 정도다.

 

 

 

 

납작했던 색소반이 오목하게 안으로 깊어지면서 지금의 안와를 형성하게 되었다.

 

아직도 초점이 맞지않고 흐리지만,

다가오는 적이나 먹이를 구별하고 생존경쟁에서 유리한 위치를 점할 수 있게 되었다.

 

 

 

 

이제 투명한 보호막이 덮이며 초점을 맞추기 시작한다.

아래 그림과 같이보면 좋을 것 같다.

 

 

 

 

이처럼 어느정도 구별이 가능해지자,

본격적인 시각진화 생존경쟁이 펼쳐졌다고 한다.

 

 

 

 

 

이후 원시 어류의 눈에서 투명한 젤이 지금의 수정체까지 만들어냈다.

 

또한 구멍도 확장되어 많은 빛을 받을 수 있게 되었고,

거리와 관계없이 선명하게 볼 수 있는 능력이 생겼다.

 

 

 

 

 

그러나 극복해야할 과제가 남아있었고, 이를 우리는 빛의 굴절이라 한다.

빛이 다른 매질을 통과할 때 일어나는 굴절은 왜곡된 시각정보를 가져온다.

 

우리의 눈은 사실 물속에서 볼 수 있도록 발달했다고 한다.

눈 속의 액체가 굴절 효과를 깔끔하게 제거할 수 있었기 때문이다.

 

 

 

 

그리고 컴퓨터 포멧하듯 처음부터 다시 시작할 수 없는 것이 바로 진화다.

 

양서류가 물에서 육지로 올라와 진화하기 시작했을 때,

눈은 여전히 공기중에서도 물기있는 상을 전달하게 했다.

 

기능이 형평없었지만 처음부터 설계될 수 없으므로 변형을 이루며 거듭 진화했다.

이는 3억 5천만년 전이며, 지금도 인간의 눈은 왜곡과 허점이 많다.

 

눈앞의 물건을 제대로 못보거나 빛이없으면 사물 구별이 어렵기 때문이다.

 

 

 

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이는 우리 눈이 물속에서 진화를 시작했다는 의미가 된다.

 

진화란, 저마다의 단계에서 생존에 유리하도록 수정하는 작업이기 때문이다.

 

 

 

 

멸종의 전당

 

 

코스모스의 멸종의 전당은 앞서 살펴본 생명의 나무에서 떨어져나간 나뭇가지들을 모아놓은 곳이다.

 

지난 5억년 동안 지구를 재앙으로 만든 대멸종사건이 총 다섯 차례 있었다.

이는 오르도비스기(Ordovician), 데본기(Devonian), 트라이아스기(Triassic), 백악기(Cretaceous), 페름기(Permian)가 해당한다.

 

그리고 저 안에는 이러한 멸종된 생물들이 시대에 맞게 배치되어 있다.

 

 

 

 

한때, 삼엽충은 2억 7천만년이나 살았고 지구는 삼엽충의 행성이라 해도 과언이 아니었다.

 

그러나 지금은 어디에서도 찾아 볼 수 없다.

바로 전래없는 환경 재해로 인해 멸종했기 때문이다.

 

 

 

 

지금의 시베리아에 위치한 화산은 대폭발을 감행하며 모든 생명을 앗아가기 시작했다.

바로 대재앙의 시작이었다.

 

아직 인류는 이러한 화산활동을 목격한 바 없으니 잘 살아 있는 셈이기도 하다.

 

 

 

 

화산분출은 수십만 년동안 일어났다.

 

지금의 서유럽 크기만한 전 지역을 용암으로 뒤덮을 정도였다.

뜨거운 용암은 석탄을 태워 이산화탄소를 비롯한 온실가스를 늘려 대기를 오염시켰다.

 

지구는 더욱 뜨거워지기 시작했고 해류는 더이상 순환하지 않았다.

 

 

 

 

흐르지않고 고인물은 썩기마련이다.

그 결과 정체된 바다는 생물에 치명적인 황화수소가스를 대기로 뿜어냈고,

박테리아는 번성했지만 바다와 육지 모두 생명체가 죽어가기 시작했다.

 

지구 생명의 90%가 사라졌고 이를 대멸종이라 한다.

 

이러한 척박한 환경에서 회복하기까지 천만년 이상의 시간이 걸렸다고 한다.

그리고 어린이의 영원한 친구 공룡이 번성하여 지구를 장악했으나 또 멸종하게 된다.

 

 

 

영생의 동물

 

 

 

그리고 오늘날 지구에는 가장 질긴 생명령을 가진 동물이 있다.

일명 곰벌레라고 불리는 완보동물이다.

 

얘는 10년동안 물한방울 없이 살 수 있고, 끊거나 얼어붙은 물안에서도 살 수 있다.

또한 차가운 진공상태나 맨몸으로 방사선도 견딜 수 있는 생물이다.

 

실제로 얘는 지구의 산꼭대기나 바다의 해구에서도 살고 있는 생명체다.

집 뒷뜰 이끼 속에서도 쉽게 찾아볼 수 있는 동물이다.

 

심지어 손상된 DNA도 자기스스로 회복한다고 한다.

지구에서 5억년이나 살아왔고 일명 불사신이라고도 불린다.

 

 

 

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제2의 지구

 

 

지구의 달과 같이 목성의 위성 타이탄은 유일하게 대기를 가졌다.

 

제 2의 지구라 불리는 화성은 지구와 닮은 구석이 많을 뿐이다.

그러나 타이탄에는 비도오며 수많은 호수도 있다.

 

물론, 물로 이루어지지 않고 메탄과 에탄으로 이루어져있어 지구의 생명체가 살긴 어렵다.

 

 

 

 

상상의 우주선이 생명체 확인하러 타이탄으로 날아가고 있다.

 

타이탄의 대기인 스모그를 뚫고 있는 모습이다.

 

 

 

 

 

증기가 응결해 비가되어 내리고 이는 강과 연안, 호수를 이룬다.

 

지구와 유사한 시스템을 가지고 있는 셈이다.

 

 

 

 

타이탄에도 물은 많지만 기온이 영하 수백도에 이르기 떄문에 얼음으로 존재한다.

 

주위에 산맥처럼 보이는 것들이 죄다 얼음인 셈이다.

메탄과 에탄이 기체가 아닌 액체상태로 존재하는 이유도 이 때문이다.

 

 

 

 

 

우주의 생물학자들은 타이탄의 탄화수소 호수에서 생명체가 헤엄치고 있을 것으로 생각하고 있다.

 

충분히 가능성 있는 얘기다.

 

 

 

 

그래서 우주선이 또 탐색하러 호수에 들어갔다.

 

코스모스에서는 그림자가 지나가는 장면만 보여준다.

닐 타이슨 입장에서 헛것을 봤거나 생명체가 있을 수도 있다는 가능성을 열어둔 셈이다.

 

 

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마치며

 

 

칼세이건이 40초 분량으로 인간의 진화를 그린 애니메이션이다.

 

생명의 기원은 미스테리지만, 확실한 건 신비롭다는 사실인 것 같다.

 

 

 

다음에는 3부를 소개해보도록 하겠다.

 

끝.

 

 

 

참고자료

 

위키 / 코스모스 2부