4. 진화론상의 생명의 기원

  원시 지구에서의 화학 진화를 거쳐 생물 진화로 이어지는 진화의 과정은 대략 다음과 같은 과정으로 설명되고 있다.

  방사성 원소의 반감기를 이용한 암석의 절대 연령 측정에 의하면 지구의 나이는 약 46억 년이라고 한다. 지구가 형성되고 약 10억 년쯤 지나면서 지구 내부로부터 용출되어 나온 마그마에 의해 지각이 형성되고, 거의 동시에 바다와 대기가 생겼으리라고 본다. 초기의 지구는 지금처럼 자외선을 차단하는 오존층이 형성되어 있지 않아 자외선이 풍부했으며, 또한 번개, 열, 지진과 진동으로부터 오는 에너지 등이 풍부했다. 지구의 왕성한 화산 활동으로 인하여 원시 대기는 지금과는 달리 수증기, 수소, 메탄, 암모니아 등의 환원형 기체로 구성되어 있었으며, 바다는 지각의 온도가 끓는점 이하로 떨어지자 원시 대기 중의 수증기가 폭우로 변해 내리면서 형성되어졌다고 본다.

  앞서 거론했던 오파린의 가설에서 제 1 단계로 지구상에 생명체가 존재하기 전에 원시대기는 암모니아, 메탄, 수증기, 수소 등으로 구성된 환원성 대기였고, 이 환원성 가스에 자외선, 열 등 각종 에너지가 작용하여 아미노산, 당류, 핵산염기, 등 단량체들이 합성되었다. 제 2 단계로 이 단량체들이 바닷물에 녹아서 축합하여 단백질, 핵산 등 생체 고분자물질로 중합하였다. 제 3 단계로 바다 속의 단백질 용액에서 코아세르베이트 등 간단한 물질대사를 수행할 수 있는 원시세포로 조립되었다. 제 4 단계로 무기 호흡인 발효에 의해 에너지를 얻어 살아가는 원시 생명체가 탄생되었으며, 그로 인해 대기 중에는 이산화탄소가 생기게 되었다. 제 5 단계로 CO₂와 H₂O를 이용하여 광합성을 할 수 있는 독립 영양 생물에로의 진화를 가져오게 되었으며, 마지막 단계로 식물의 번식으로 광합성에 의해 대기 중에 산소가 존재하게 됨에 따라 유기 호흡을 하는 종속 영양 생물에로의 진화가 이루어지게 되었다. 그리고 대기층에 산소가 존재하게 됨에 따라 오존층이 형성되었고, 오존층의 형성됨으로써 태양으로부터 오는 유해 자외선이 차단되어 생물의 육상화가 이루어져 육상 생물이 나타나게 되었다고 설명한다.

  오파린의 가설 중 무기물로부터 유기물의 합성 단계는 앞서 설명했던 바와 같이 유리(Uray, H. C.)와 밀러(Miller, S. P.)가 실험으로 검증하였다고 주장하고 있다. 제 2 단계는 폭스(Fox, S. W.)가 고압 하에서 건조시킨 18종의 아미노산을 혼합하여 고열로 처리한 후 냉각시키는 실험을 통해 단백질을 인공 합성하는 데 성공하였다. 그는 원시상태의 지구 위에서 가장 얻기 쉬운 에너지원은 화산이 폭발할 때 용암에서 나오는 열이라고 생각하였다. 그는 여러 가지 다른 아미노산들을 혼합하여 150～180℃에서 4～6시간 동안 가열함으로써 단백질 같은 고분자를 만들었다. 그 생성물을 온수에 녹였다가 용액을 냉각시키면 2마이크론(µ)정도의 작은 입자가 만들어지는데 이를 마이크로스피어라 하였으며, 이것이 원시 생명체로 진화했으리라는 가설을 내세웠다.

  그러나 이 실험에서 제공된 실험 조건은 실험실에서는 가능하나 원시지구에서 일어날 가능성은 대단히 희박해서 폭스의 모델은 원시지구에서 일어나는 조건과는 무관하다고 밀러와 유레이도 말하고 있다. 또한 폭스의 실험 조건 중에서 온도가 아주 높아지거나, 반응시간이 길게 되면 아미노산은 중합 반응보다 분해 파괴되는 역반응이 일어나게 된다.