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세균의 진화와 동물과 식물의 탄생

by 지구과학의 신비로움 2024. 2. 24.

세균의 진화와 동물과 식물의 탄생

1.세균의 진화와 동물과 식물의 탄생

산소가 증가해 환경이 변화해 온 시점에서는, 생물계에는 크게 3개의 그룹이 되어 있었습니다. 최초로 탄생한 생명은 자연적으로 있는 황화수소 등의 영양 자원을 분해하는 고세균 에서 나타났다고 하는 설도 있습니다. 거기에서 자원이 없는 곳에서도 스스로 영양을 만들어 살아갈 수 있는 화학 합성 세균·광합성 세균(시아노박테리아) 등의 진생 세균이 탄생합니다. 그 증식에 따라 바다의 바닥에 가라앉아 쌓인 세균의 시체는 유기물로서 새로운 영양원이 됩니다. 바다의 바닥에서 살고 있던 고세균 중에서 그것을 먹기 위해 적응하는 원시 진핵생물이 나타납니다. 진생 세균의 진화는 스스로 영양을 만들어내는 생산자로서의 진화라고도 할 수 있습니다. 그에 비해 원시 진핵생물은 다른 생물이 만들어내는 영양에 의존하는 형태로 진화해 갔습니다. 박테리아는 작은 몸에서 최소한의 유전자를 가지고 증식 속도를 극대화하는 전략을 취했지만, 원시 진핵생물은 영양을 자신의 몸에 넣고 소화하기 위해 세포의 크기를 크게 하겠습니다. 세포막의 발달과 함께 점차 핵 의 구조가 만들어집니다. 핵의 존재는 다량의 유전자를 가질 수 있습니다. 후술하는 바와 같이, 핵의 존재는 진화의 방향에 큰 영향을 미친다. 첫째, 원시 진핵생물은 산소가 없는 바다 바닥에 살고 있었다.20억 년 전, 산소가 늘어남에 따라 환경이 변화합니다. 산소는 생명을 위해 무서운 독물입니다. 산소에 상처를 입은 생물은 사멸합니다. 바다에서 산소가 증가함에 따라 원시 진핵생물은 산소의 위협에 노출됩니다. 그러나 위기에 처한 생명은 위기를 극복하기 위해 다음 단계로 진화합니다. 첫 번째는 " 산소 분해 효소 "입니다. 산소가 유전자를 손상시키는 것으로부터 자신을 지키는 것이 가능하게 되었습니다. 더 중요한 것은 두 번째 " 다른 생명의 섭취 "입니다. 이 시점에서 탄생하고 있던 세균 중에는 산소를 이용하여 에너지를 만들어내는 것이 있었습니다. 원시 진핵생물은 박테리아를 먹기 위해 일단 몸에 넣어 소화 흡수를 합니다. 그 과정에서 광이용 세균을 섭취한 후, 소화하지 않고 자신의 체내에서 계속 살려 산소의 이용을 시키는 것이 나타났습니다. 태고의 옛날에 생명의 흡수가 행해지고 있던 증거는, 우리 몸속에도 제대로 남아 있습니다. 그것은 현재 대부분의 생물의 세포에서 발견되는 미토콘드리아입니다. 미토콘드리아를 얻음으로써 지금까지 독성이었던 산소를 이용하여 큰 에너지를 얻는 방법을 얻을 수 있었습니다. 그 이외에도 복수의 생명이 서로 받아들여, 혹은 받아들여져 가면서 격변하는 환경 속을 살아남아 갔습니다. 산소에 대항하는 능력이 없었던 생명은 사멸하거나 산소가 없는 환경에서 살아남을 수밖에 없었다. 지금 우리 세포 속에 있는 미토콘드리아는 핵 속의 유전자와는 다른 유전자를 가지고 있습니다. 그 기원은 훨씬 옛날, 숙주의 세포에 흡수된 또 다른 생명이라고 합니다. 또, 미토콘드리아 이외에도, 편 모나 엽록소 등, 이 시기에 다른 생명이 합체하는 것으로 생긴 명잔이 현재의 생명에 남아 있습니다. 광합성 세균이 낸 산소에 의한 환경 오염은 생물에 새로운 진화를 이루게 합니다. 현재의 생물의 몸 안에 미토콘드리아가 있는 것은, 이 세계에 남아 있는 생물은 모두, 일단 몇 번의 격변을 빠져나간 생명의 자손인, 그것의 증거이기도 합니다. 다른 생명을 받아들이고 그 생명이 가지고 있던 특이한 기능을 자신의 것으로 함으로써, 약점을 극복함과 동시에 새로운 능력을 가질 수 있게 되었습니다. 이렇게 약 20억 년 전에 본격적인 진핵생물이 탄생합니다. 큰 몸에 큰 에너지, 그리고 다양한 기능과 방대한 유전자를 가지고 있게 된 그들은, 그 후, 진화의 표 무대로 뛰어나게 됩니다. 박테리아는 지금도 쇠퇴하지 않고 번영을 계속하고 있지만, 최소한의 유전자로 살기로 선택했기 때문에 큰 형태의 변화는 하지 않았다.

2. 동물과 식물의 탄생

광합성 세균을 받아들여 자신 속에서 광합성을 하게 된 진핵생물 중에서, 식물로 가지를 나누어 가는 것이 나타납니다. 원래 광에너지를 영양분으로 바꾸는 능력은 세균이 가지고 있던 것입니다만, 그 세균을 받아들이는 것으로, 광합성의 능력을 가진 진핵생물이 탄생해 왔습니다. 엽록소를 갖지 않았던(혹은 가지고 있었지만 도중에 포기한) 진핵생물은 적극적으로 영양을 받아들여 가야 하기 때문에 운동 능력을 발달시켜 갑니다. 식물은 움직일 수 없는 것이 아니라, 움직이지 않아도 영양을 얻을 수 있기 때문에 운동할 필요가 없습니다. 35억년 전에 세균이 시작한 광합성은 이때부터 진핵생물에도 할 수 있게 되어 거기에서 태어난 식물은 독자적인 진화를 해 나가게 됩니다. 환경이 지금 어울리는 것이라면 변할 필요가 없습니다 . 그대로의 형태로 살아가는 것이 가능하고, 또 그것이 어울리기 때문입니다. 생명은 위기에 직면하고 그것을 극복함으로써 새로운 단계로 진행되었습니다 . 위기에 직면해 환경에 적응한 모습으로 변하지 않은 생명은 진화의 표무대에서는 모습을 지워 갑니다.


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