코아세르베이트란 여러 유기물이 모인 액체 방울 형태의 무생물을 말한다.유기물들이 물 분자를 붙여 콜로이드 입자 상태로 존재하다가 서로 모여 막이 생기면 코아세르베이트가 생겨난다. 이것은 자연이 아닌 실험실에서 만들어졌으며 오파린이 주장하였다.
마이크로스피어(microsphere)는 크기가 1.4~2.5μm인 구형의 아미노산 중합체(重合體, polymer)로, 지구상에 생명체가 생겨나는데 중요한 역할을 했을 것으로 여겨지는 물질이다.
1959년 폭스(Sidney Fox), 하라다(K. Harada), 켄드릭(J. Kendrick)은 실험실에서 아미노산을 이용해 마이크로스피어를 합성하고, 이 물질에서부터 생명체를 구성하는 기본 단위인 세포가 생겨났을 것이라는 프로테노이드설(proteinoid theory)을 주장하였다.
리포솜(liposoma)은 인지질을 수용액에 넣었을 때 생성되는 인지질 이중층이 속이 빈 방울 같은 구조를 이룬 것을 말한다. 리포솜 내부에 약을 넣어 운반할 수 있다. 막을 통해 주변 환경으로부터 물질을 선택적으로 흡수해 크기가 커질 수 있고, 부피가 커지면 작은 방울이 형성되어 분리된다. 리포솜의 막을 형성하는 인지질이 세포막의 주요 성분인 점에서 리포솜을 세포막의 기원이라 여기며, 초기의 리포솜이 유전물질을 포획해 생명체로 진화한 것으로 추측된다.
원시 생명체로의 진화
마이크로스피어, 리포솜과 같은 것은 그 자체가 하나의 생명체라고 볼 수는 없다. 생명체가 되기 위해서는 유전 물질이 있어서 자기 복제를 할 수 있어야 하며, 생명체가 되기 위해서는 유전 물질이 있어서 자기 복제를 할 수 있어야 하며, 물질대사를 통해 에너지를 획득할 수 있어야 한다.
원핵생물과 독립 영양 생물
목차
- 최초의 생명체는 세균과 같은 단순한 형태의 단세포 원핵생물이었을 것으로 추정된다.
- 초기의 생명체는 유전 물질과 단백질 합성 기구만을 가지는 원핵 세포 형태의 생명체였다.
- 원핵생물은 막으로 싸인 핵, 미토콘드리아, 엽록체 등의 복잡한 세포 소기관이 없다. - 최초의 생명체는 종속 영양 생물로서 물속의 풍부한 유기물을 흡수하여 양분을 얻어 생활 하였다.
- 원시 지구 대기에는 산소가 거의 없었으므로 초기의 생명체는 획득한 유기물을 산소가 없는 상태에서 분해하는 무산소 호흡을 통해 에너지를 얻었을 것이다.
▶ 원핵 세포의 특징
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- 독립 영양 생물 출현의 배경 - 유기물을 이용하는 종속 영양 생물이 증가하여 물속의 유기물이 점점 감소하게 되자 스스로 양분을 합성하는 독립 영양 생물이 출현하였다.
- 독립 영양 생물은 공기 중의 이산화탄소를 수소와 결합시켜 스스로 유기물을 합성하였다.
- 유기물 합성에 태양의 빛에너지를 사용하는데, 이러한 반응을 광합성이라 한다.
- 초기에 출연한 독립 영양 생물은 이산화탄소를 환원하는 데 필요한 수소를 황화수소(H2S)로부터 얻었고, 이후 황화수소 대신 물을 이용하는 남세균이 출현하였다.
▶ 남세균 출현
- 풍부한 물로부터 수소를 얻어 광합성을 하였다. 물을 분해하여 얻은 수소로 이산화탄소를 환원시켜 포도당을 합성하였고, 이때 발생한 산소 기체는 공기 중으로 방출하였다.
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→ 남세균이 방출한 산소는 물속에서 포화된 후 지구 대기로 유입되어 이후 생물의 변화에 많은 영향을 미쳤다.
▶ 산소 기체
- 산소는 반응성이 강해 주변의 물질과 결합하여 이를 산화시킨다.→ 약 20억 년 전에 형성된 퇴적암 속의 붉은 산화철 지층에 그 흔적이 남아 있다.
- 대기로 유입된 산소가 대기를 구성하고 있던 기체를 산화시킨다.→ 점차 현재와 같은 산소와 질소가 풍부한 대기로 바뀌게 되었고, 오존층이 형성되었다.
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- 대기의 산소 농도 증가 → 산소 호흡 생물의 출현
- 오존층의 형성 → 해로운 자외선을 막아주어 육상 생물이 출현할 수 있는 환경 제공
- 산소 호흡 생물 - 대기 중 산소의 증가로 산소를 이용하여 유기물을 분해하여 에너지를 얻는 생물이 출현 → 산소 호흡 생물은 무산소 호흡 생물보다 에너지 효율이 높으므로 산소 호흡 생물이 더욱 빠르게 번성하였다.
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