글로벌 세계 대백과사전/생물II·식물·관찰/생명과 물질/생명과 기원/생명이란 무엇인가

오랜 옛날 사람들은 생물, 무생물을 불문하고 눈에 보이는 자연의 경이로움에 대하여 생명을 직감하고 신의 존재를 믿어 의심치 않았다. 당시 사람들에게 자연 현상 가운데 가려진 미지의 질서는 너무나도 많고, 그 질서를 생성하고 유지하는 힘이야말로 생명이라고 생각하였다.

학문의 발상지로 일컬어지는 그리스에서는 이미 기원전에 동물이나 인간의 면밀한 해부가 행해져 상당히 정확한 관찰 기록이 남아 있다. 그리고 생명은 어디에 깃드는지, 예컨대 뇌인가 심장인가, 또 뇌라고 하면 어느 부분인가 하는 것이 중요한 탐구 대상이 되었으며 생명은 호흡할 때 대기로부터 체내에 들어오는 것이라고 생각하기도 하였다.

그러나 자연 과학의 발달로 생명은 어딘가 찾으면 발견되는 실체가 아니라는 것, 또 애초에 가정하고 정의를 내릴 성질의 것이 아니라는 것이 밝혀졌다. 이것이 생명 과학이 다른 자연 과학과 다른 점이다. 그리고 생명은 적어도 30억년 전에 지구상에 나타나 무생물계와 밀접하게 관계를 맺으면서 다종 다양한 생물 형태를 갖고 현재까지 이어져온 역사를 갖고 있으며, 인류가 출현한 뒤부터는 그 영향도 상당히 크다. '생명이란 무엇인가'는 생명 과학의 최종적인 과제이지만 이것을 해명하는 데는 자연 과학뿐 아니라 사회 과학 분야도 포함된다.

생물과 무생물

돌과 개를 비교할 때 얼핏 보면 무생물과 생물로 구분할 수 있다. 그러나 생명의

정의가 적절한 것이 없다는 데서 생명이라는 말을 쓰지 않고 그 차이를 설명하기란 매우 어렵다. 그보다도 무생물과 비교하여 생물의 특징을 찾는 것이 훨씬 간단하다. 그 특징으로는 다음과 같은 것을 들 수 있다.

구조의 계층성

構造－階層性

생물체를 구성하는 원소에는 특수한 것은 없으며 무생물계와 거의 같다. 그러나 생물체를 구성하는 여러 가지 원소로 이루어진 화합물에는 무생물계의 물, 이산화탄소·염화나트륨 등과는 비교할 수 없을 정도로 복잡하고 거대한 분자, 예를 들면 단백질과 핵산 등이 있다.

생물의 구조 단위는 이들 물질로 이루어진 세포인데, 세포가 많이 모여 조직·기관·개체를 만들며 개체가 다시 모여 집단을 만든다. 이와 같이 생물은 계층에 따라 점차 복잡해지는 구조를 갖고 있다.

물질 교대

物質交代

계층성 구조는 생물체의 부분에 따라 특수한 기능을 갖게 되며, 얼핏 보면 인공적으로 조직된 기계 부품과 비슷하다. 그러나 생물이 기계와 근본적으로 다른 점은 그 부품에 해당하는 많은 부분을 끊임없이 다시 만들어낸다는 것이다. 그 재료를 만드는 물질은 생물의 몸 밖에서 받아들여져 필요한 재질로 합성되며 불필요한 것은 버린다. 한편 그 재질이 분해되어 새로운 재료로 다시 이용되거나 분해할 때 방출된 에너지가 부품 합성이나 운동, 기타 생명 활동에 쓰인다. 합성 반응을 동화(同化), 분해 반응을 이화(異化), 그리고 동화와 이화를 합쳐서 물질 교대(물질 대사)라고 한다. 물질 교대는 세포에서 일어난다.

물질 교대에 관하여는 중요한 것이 두 가지 있다. 하나는 모든 화학 반응이 효소라는 촉매 없이는 일어나지 않는다는 사실과 또 하나는 모든 생물체 성분의 재료가 되는 기본적인 물질을 녹색 식물이 태양 에너지를 이용하여 생산하는 것이다. 이 모든 생물의 물질 교대의 기초가 되는 동화를 광합성이라고 한다.

자기 복제

自己複製

자신과 같은 것을 만드는 자기 복제에 필요한 정보는 모든 세포가 갖고 있는 DNA(디옥시리보 핵산의 준말)에 암호로 저장되어 있다. 세포 분열에 의해 하나의 세포가 둘로 나뉘어지기 전에 미리 DNA의 자기 복제가 행해진다. 이 DNA 암호는 약 20종의 아미노산을 어떤 순서로, 몇 개를 사용해서 단백질을 합성할까 하는 처방을 내리는 암호이다.

단백질에는 그것을 구성하는 아미노산의 종류·수·결합 순서에 의해 여러 가지 성질의 차이가 생기며, 어떤 것은 세포의 구조에 쓰이고, 또 어떤 것은 수축성 섬유가 되어 세포 운동에 관여한다. 그리고 단백질로 만들어진 효소에도 여러 가지가 있으며, 각기 관계하는 화학 반응의 촉매 작용을 발휘함으로써 물질 교대가 조절된다.

DNA 암호가 아미노산 배열의 정보로 작용하여 이것이 생식 세포를 통해 세대에서 세대로 계승되는 유전자의 본체라는 것은 의심할 나위 없는 사실이다.

시트렌스

Citroens

생물이 갖는 특징으로는 이 밖에도 성장·변태· 재생·자극 반응성·생체 방어 등 여러 가지가 있다. 그러나 그 어느것도 생물에 의해 다른 의미를 갖거나 상호 관련이 있거나 중복된 것이 있거나 하여 이 같은 특징을 아무리 들어도 생물이란 무엇인가에 대한 답이 되지는 못한다. 그것보다도 생물은 복잡하지만 각기 특수한 활동을 하며, 그 특수화의 정보는 DNA에 의해 다음 세대로 전해진다는 것이 최근의 이론이다. 이처럼 복잡한 것이 기적에 의해 생긴 것이 아니라면 오랜 세월에 걸친 진화로 생길 수밖에 없다. 과학에서는 기적은 믿지 않기 때문에 진화 과정에서 생물은 점차 복잡해지고 특수화된 것이라고 생각할 수 있다.

이런 견해들을 정리하여 최근 시트렌스(CITROENS)라는 용어가 생겼다. 이것은 '복잡한'(Complex) '정보를'(Information) '변화시켜'(Transforming) '생식하는'(Reproducing) '것'(Ob-ject)으로, 그 '진화'(Evolve)는 '자연 선택에 의한다'(Natural Selection)의 머릿글자에서 따온 것이다. 자연 선택에 의한다는 것은 당연히 그 시점에서의 생물 환경이다.