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최초 생명체에서 인산염 문제

미디어위원회
2020-01-27

최초 생명체에서 인산염 문제

(Solving the First-Life Phosphate Problem) 

by Brian Thomas, PH.D.


      생명의 기원(Origins of Life)에 대한 시몬스 재단이 후원한 최근의 한 연구는, 원시수프의 화학물질들이 어떻게 우연히 살아있는 세포가 되었는지에 대한 오래된 문제에 대한 새로운 답을 제시하고 있었다. 생명체가 우연히 자연발생했다고 가정할 때, 드물게 존재하는 원소 인(phosphorus)이 어떻게 충분한 농도로 농축되어, 인을 함유하는 많은 필수적 생화학 물질 안으로 포함되게 되었을까?

DNA와 RNA 분자들은 인으로 채워져 있으며, 인은 단백질의 일부를 형성하고 있다. DNA, RNA 및 단백질이라는 세 유형의 분자들이 없다면, 세포는 살아갈 수 없다. 오늘날의 세계에서 수용성 용액의 인은 칼슘과 쉽게 결합하여, 인산칼슘(calcium phosphate) 광물을 형성한다. 초기에 출현한 세포는 광물에 묶여있는 인산염에 접근할 수 없었을 것이다. 그들은 자유롭게 떠다니는 어떤 종류의 인산염이 필요했을 것이다.

워싱턴 대학의 조나단 토너(Jonathan Toner)와 데이비드 케이틀링(David Caitling)은 PNAS 지에 게재된 논문에서, 인 문제에 대한 그들의 해결책을 제시하고 있었다.[1] 논문에서 그들은 자유롭게 이용할 수 있는 인산염이 얕고 짠 호수에 농축될 수 있었을 것이라고 제안한다.

연구자들은 상상의 고대 호수에 탄산염(carbonate)이 충분한 량으로 있었다면, 탄산염은 일부 인산염을 밀어냈을 것이라고 주장했다. 이 표준 화학 과정은 일부 인산칼슘 대신에 탄산칼슘 광물을 생성하여, 소수의 인산염이 방출되게 하여, 죽어있던 원시수프에서 살아있는 세포를 자발적으로 형성하도록 했다는 것이다.

수석 저자인 토너는 워싱턴 대학 언론보도에서 “인산염 문제를 우아하고, 설득력 있는 방법으로 해결했다”라고 말했다.[2] 이제 인산염 문제가 해결되었다면, 이것이 원시수프의 화학물질들이 살아있는 세포를 형성했을 가능성을 증가시키는가?

철, 탄소, 크롬이 함께 섞여있다는 것과, 그것들이 저절로 강철이 되었다는 것과는 전적으로 다른 것이다. 실제로 그러한 일은 일어나지 않는다. 그 원료들은 정확한 비율과 조건 하에서 조합되고 처리되어야 한다. 그런 다음 강철 빔이나 자동차 차체와 같은 필요한 형태로 성형되어야 하는데, 이것은 완전히 분리된, 더 복잡하고 정교한 수준의 기술과 지시를 필요로 한다.

동일한 논리가 DNA, RNA, 단백질들과 전체 세포에 적용된다. DNA가 있다고 해서, 반드시 생물학적 정보가 포함되어있는 것은 아니다. 프로그래밍이 필요하다. 그러나 자연주의자들은 프로그래밍을 하는 프로그래머의 개념을 무시한다.

연구 저자인 케이틀링은 “이 호수와 연못에서 매우 높은 농도의 인산염은 인을 RNA, 단백질들, 지방의 분자들 블록 안으로 집어넣는 반응을 유발했을 것이다”라고 말했다.[2]

그렇다면 인산염이 RNA와 단백질 안으로 들어가는 반응을 스스로 일으켰을까? 어떤 화학실험으로 이 반응이 일어났거나, 입증된 적이 있었는가?

대신에, 그들의 시나리오는 인산염이 얕고 짠 호수에 농축될 수 있었을 것이라고 말한다. 물(water)은 생명의 기원에 있어서 치명적인 문제이다. 물은 DNA, RNA, 단백질들을 파괴한다. 따라서 이들 생명체에 필수적인 생화학 물질들은 세포막과 같은 정교한 보호막 바깥에서는 결코 우연히 형성될 수 없다.[3] 

세포에 필요한 모든 인산염들이 제공된다 하더라도, 이 오래된 원시수프 시나리오는 생물속생설과 열역학적 법칙을 극복하지 못한다.[4] 더군다나 후손을 낳는 살아있는 생명체가 되기 위해서는 엄청난 량의 암호화된 유전정보가 필요하다.[5]

세포에는 인만 필요한 것이 아니다. 인이 DNA, RNA, 단백질들 내로 통합되려면, 단백질들이 필요하다. 화학물질이 운반되기 위해서는 물이 필요하지만, 주변에 물이 있으면 형성될 수는 없다. 에너지가 필요하지만, 세포의 에너지 시스템이 없다면, 에너지에 접근할 수 없다. 성장, 적응, 유지, 지시 등이 들어있는 지침서가 필요하지만, 저절로 정보가 만들어질 수 없다. 간단히 말하면, 세포 밖에서 어떤 지성의 도움이 필요하다.

이 최근의 인에 대한 연구는 생명의 기원에 있어서 인산염 문제를 상상력으로 해결하고 있었다. 실제로, 물이 있는 환경에서의 인산염 수프는 생명체에 필요한 화학물질들의 불꽃을 꺼버릴 것이다.


References 

1. Toner, J. D., and D. C. Caitling. 2019.A carbonate-rich lake solution to the phosphate problem of the origin of life. PNAS. DOI.org/10.10773/pnas.1916109117
2. Hickey, H. Life could have emerged from lakes with high phosphorus. University of Washington News. Posted on Washington.edu December 30, 2019, accessed December 30, 2019.
3. Tomkins, J. 2018. Abiogenesis: Water and Oxygen Problems. Acts & Facts. 47 (4): 8-9.
4. New Research Rejects 80-year Theory of ‘Primordial Soup’ as the Origin of Life. Wiley-Blackwell press release, February 2, 2010.
5. Johnson, D. In Marks, R. J., M. J. Behe, W. A. Dembski, B. L. Gordon, and J. C. Sanford, Eds. 2013. Biological Information: New Perspectives. Singapore: World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd.

*Dr. Thomas is a Research Associate at the Institute for Creation Research and earned his Ph.D. in paleobiochemistry from the University of Liverpool. 


*참조 : 자료실/진화론/자연발생설

http://creation.kr/Influence


출처 : ICR, 2020. 1. 21.

주소 : https://www.icr.org/article/solving-first-life-phosphate-problem/

번역 : 미디어위원회 

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