카보닐 황화물이 매개한 생명체 이전의 펩타이드 형성 : 생명의 기원과는 무관하다. : 진화론-문제점 [한국창조과학회 자료실]

미디어위원회

진화론-자연발생설

2026-06-17

카보닐 황화물이 매개한 생명체 이전의 펩타이드 형성

: 생명의 기원과는 무관하다.

(Carbonyl sulfide–mediated prebiotic formation of peptides

: irrelevant for origin of life purposes)

By Royal Truman

카보닐 황화물(carbonyl sulfide)이 매개한 폴리펩타이드 형성은 추정되는 생명체 발생 이전 조건과 실험실 조건이 서로 불일치되므로, 생명의 기원과는 무관하다.

2023년 5월 19일, 기독교 교수인 제임스 투어(James Tour)와 유명한 유투버 무신론자인 데이브 파리나(Dave Farina)는 "생명의 기원에 대해 우리는 아무것도 모르고 있는가?"라는 주제로 라이스 대학(Rice University)에서 토론회를 열었다.[1] '교수 데이브(Prof. Dave)'라는 이름으로 활동하는 파리나는 지적설계론과 창조과학을 믿는 사람들을 특유의 신랄한 방식으로 공격하며, 수백만 명의 팔로워를 확보하고 있기 때문에, 이 행사는 인터넷에서 상당한 관심을 불러일으켰다.

토론 중에 파리나는 자신의 주장을 뒷받침하는 '수많은 연구 자료'들이 있다고 끊임없이 주장했다. 토론이 끝나고 몇 시간 뒤에 토론 참석자 중 한 명이 2004년 오르겔과 가다리(Orgel and Ghadari)의 논문에 대한 유튜브 영상을 게시했다.[2, 3]

'생명의 기원에 대한 제임스 투어의 주장에 대한 반박'이라는 제목의 이 영상은 파리나를 비롯한 여러 유튜브 채널에 널리 공유되었다. 제임스 투어 교수는 자신에게 쏟아지는 산탄총과 같은 비난 세례에 일일이 대응할 수 없었고, 많은 진화론자들은 댓글창에서 승리의 쾌감을 느끼며, 그를 맹렬히 비난했다.

그러나 해당 논문에서, 오르겔과 가다리는 자신들의 실험이 생명체의 발생 이전과 관련된 시나리오를 반영한다고 주장하지 않았고, 대신 카보닐 황화물(carbonyl sulfide, COS)에 대해서 조심스럽게 언급하고 있었다 :

“우리는 카보닐 황화물이 생명체 발생 이전 화학에서 응축제로서 보다 일반적인 역할을 했을 수도 있다고 추측하고 있다.”[2]

투어 교수의 말이 빌미가 되다.

토론 도중 제임스 투어 교수는 파리나에게 분필을 여러 차례 건네며 "화학 반응을 보여달라"고 요청했다. 또한 그는 파리나에게 과장된 제목이나 초록을 인용하는 것을 멈추고, 실험적으로 수행된 것을 말해달라고 거듭 강조했다.

스티브 그레이슨(Steve Grayson)은 유튜브 영상에서 투어 교수의 첫 번째 요청을 받아들였다.[3] 그는 화학적 근거라는 것을 제시함으로써, 이제 우리는 진정으로 과학적 논의를 할 수 있게 되었다. 이것은 그의 첫 번째 실수였다. 투어 교수의 두 번째 조언, 즉 실험 내용을 분석해보라는 조언을 그레이슨은 간과했던 것이다. 그는 비과학적인 주제에 대한 흥미로운 영상들을 올리기도 했다.[3] 영상에서는 수행된 실험에 대한 언급조차 없었고, 생명체의 자연발생 이전의 가능성에 대한 논의는 더욱 없었다.

그레이슨은 여러 온라인 토론에 참여했으며, 매우 합리적이고 공정한 사람처럼 보여지는 것 같았다. 따라서 그와 다른 사람들이 간과해서는 안 될 사항들을 명확히 설명하도록 하겠다.

실제 실험들을 검토해 보면, 반복적으로 문제점들이 드러나기 때문에 유익하다. 생명의 기원에 관한 화학 문헌들에 등장하는 내용은 생명의 기원 연구와는 아무런 관련이 없는 것들이다. 그것은 단지 원하는 결과를 얻기 위해, 최적화된 실험 조건 하에서 실시된 화학 실험일 뿐이다.

이 주장은 무엇을 의미하는가? 생명의 기원 연구자들의 목표는 자연적인 과정을 통해 세포와 같은 한 생명체가 어떻게 우연히 발생할 수 있었는지에 대한 자연주의적 설명을 찾는 것이다. 그렇다면 무엇을 연구하고 있는 것일까? 고대 퇴적암의 화학적 성분을 연구하는 것일까? 아니면 세포 생화학을 분석하여 역추적하려는 것일까? 결코 그렇지 않다. 유기화학 전문가들은 실험실에서 다양한 화학물질을 합성하는 방법에 대한 고급 지식을 적용하고, 원하는 결과를 얻기 위해 조건을 최적화하는 데 상당한 노력을 기울이고 있다. 기껏해야 그들의 연구가 생명의 기원 이론과 어떤 관련이 있을 수 있는지에 대한, 근거 없는 주장들이 사후적으로 제기될 뿐이다.

실험실 화학 반응 자체에는 문제가 없다. 우리가 문제 삼는 것은 이러한 반응을 통해 생명의 기원 문제가 해결되었다는, 명백히 터무니없는 주장이다. 과학적 토론이라면 누구나 이러한 주장에 반대해야 한다.

생명의 기원에 관한 화학 문헌들에 등장하는 내용은 생명의 기원 연구와는 아무런 관련이 없는 것들이다. 그것은 단지 원하는 결과를 얻기 위해, 최적화된 실험 조건 하에서 실시된 화학 실험일 뿐이다.

실험

순수한 L-페닐알라닌(L-phenylalanine) 아미노산을 순수한 카르보닐 설파이드(carbonyl sulfide, COS)와 반응시켜 분자 내 고리화 중간체인 α-아미노산 N-카르복시무수물(α-amino acid N-carboxyanhydride, NCA)을 생성하였다. 이 NCA는 두 번째 L-페닐알라닌과 반응하여, 그림 1에 나타낸 바와 같이 6.8%의 수율로 디펩타이드를 생성하였다.

그림 1. 디펩타이드(dipeptide)를 생성하는 반응 모식도.(Leman et al.) [2]

토론 중에 제임스 투어는 아미노산들은 수용액에서 매우 낮은 자유에너지를 갖는 양쪽성 이온을 형성하여, 그것들을 반응하지 않도록 만든다고 강조했다. 청중 중 한 명이 파리나에게 그가 언급한 논문 중 양쪽성 이온 형성을 방지하기 위해 유도체화되지 않은 아미노산이 포함된 논문이 있는지 물었다. 파리나는 그렇다고 확언했다. 이 답변은 명백히 터무니없는 잘못된 것이었으며, 말할 필요도 없이 그림 1에서 분자 2는 자유 아미노산이 아니다.

해당 실험은 ‘생명의 기원’과는 무관하다.

다음 사실들은 보고된 연구가 물(water) 속에서 거대한 폴리펩타이드가 자연적으로 형성될 수 있는 방식을 입증하지 못하는 이유를 보여준다.

1. 화산 분출물에서 COS는 1000~10000:1의 CO₂:COS 비율로 존재하는 미량 기체이다.[4] COS는 대기 중에서 약 7년의 수명을 가지며, 현재 0.51~0.53ppb의 농도로 존재한다.[5] 그러나 이는 모든 화학 공정 및 식물 물질에서 발생하는 배출량을 포함한다. 반응물인 페닐알라닌과 같은 아미노산은 화산에서 방출되지 않는다. 고대 해양 전문가인 바다(Bada)는 고대 해양에서 아미노산의 최대 농도가 약 10^-8 g/l에 불과했을 것으로 추정했는데, 이는 약 10^-10 M에 해당한다.[6]

2. 또한, 페닐알라닌과 COS는 반응을 일으켜 중간체인 NCA를 형성하기 위해 반드시 같은 위치에 있어야 한다.(저자들은 왜 페닐알라닌을 선택했는지 설명하지 않았으며, 다른 아미노산들에 대한 결과도 제공하지 않았다.)

3. 따라서 실험실에서 NCA를 얻기 위해서, 화학자들은 COS 농도를 400 × 10⁻³ M, 페닐알라닌 농도를 50 × 10⁻⁶ M로 사용했는데, 이는 인위적이고 불가능한 약 100,000배의 농도 증가이다![2] 생명 기원 모델링 목적에서 이는 터무니없는 일이며, 특히 좀 더 깊이 생각해 보면 더욱 그렇다.

4. 기체인 COS는 물과 빠르게 반응하여 황화수소(H₂S)와 이산화탄소(CO₂)를 생성한다.[7] 따라서 거대한 원시 바다에서 실제로 용해된 COS의 농도는 측정할 수 없을 정도로 매우 낮았을 것이다. 그렇다면 화학자들은 이 문제를 어떻게 해결했을까? 먼저, 반응물이 확산되는 것을 막기 위해 25ml 슐렌크 튜브에서 실험을 수행했다. 그런 다음, 순수한 COS 기체를 반응 혼합물에 강제로 주입했다! 바로 극도로 순수하고 농축된 페닐알라닌 바로 옆에 말이다. 이것이 원시 지구의 화학과 무슨 관련이 있을까? 아무런 관련이 없다! 게다가, 보고된 실험에서는 (적어도 그들이 원했던 결과를 얻기 위해) 페닐알라닌보다 8배 더 많은 몰수의 COS를 사용했다.

5. 또한, 높은 고농도는 생성된 중간체인 NCA가 두 번째 페닐알라닌과 반응하도록 하기 위해서도 필요했다.

6. 반응물의 농도가 비정상적으로 높아야 했던 또 다른 이유는 핵심 중간체인 NCA가 물에서 불안정하여, 실험 조건에서 반감기가 약 10시간에 불과하기 때문이다.[2] 현실적인 무생물학적 조건에서는 NCA가 다른 페닐알라닌과 만나 반응할 가능성은 거의 없다. 특히 pH를 고려할 때 더욱 그렇다.

7. 이는 연구자들이 이상적인 실험실 조건을 찾기 위해 상당한 노력을 기울였음을 보여주며, 이러한 실험 결과는 이후 발표되었다.

8. 더욱이 화산 증기는 산성이다. 예를 들어, 에레버스 화산(Erebus volcano)에서 분출되는 연기에 대한 상세한 연구에서는 HCl, HF, HNO₃(>0.03 ppbv) 및 H₂SO₄(~0.4 pptv)와 같은 매우 강한 산이 검출되었다.[8] 따라서 COS와 NCA의 파괴를 방지하기 위해 연구자들은 의도적으로 매우 염기성 조건(초기 pH = 9.6)에서 실험을 진행했다. 이를 위해 CHES(2-(사이클로헥실아미노)에탄설폰산) 완충액을 사용했는데, 이는 생명의 기원 '연구'와는 무관할 뿐만 아니라, 생명의 기원 지지자들의 또 다른 터무니없는 술책인 것이다. 온라인 보충 자료의 그림 S2는 pH를 7.7로 낮추면, 디펩타이드 수율이 약 15배 감소하여 거의 0%가 된다는 것을 보여준다! 실제로 pH가 10.5로 높아지면 디펩타이드 수율이 비슷하게 감소하는 것으로 보아, 필요한 pH 범위가 좁다는 것을 알 수 있는데, 이는 소위 화산 응축물의 pH 범위와는 상당히 거리가 멀다. 이는 연구자들이 이상적인 실험실 조건을 찾기 위해 상당한 노력을 기울였음을 보여주며, 이러한 실험 결과는 이후 발표되었다.

9. 산 촉매에 의한 파괴를 단순히 무시할 수는 없다. 저자들은 다음과 같이 썼다 : "이 가스는 지질학적 시간 규모에서 빠르게 가수분해되기 때문에, 대기 중에 고농도로 축적되었을 가능성은 낮다. 따라서 COS가 생명체 발생 이전 화학에서 중요했다면, 화산 분출구 근처의 국지적인 지역에서 기능했을 가능성이 높다."[2] 하지만 화산 분출구 근처라는 것은 화산에서 나오는 파괴적인 산에 매우 노출되어 있다는 것을 의미한다. pH가 약 9.6이라는 것은 생명의 기원 목적에는 부적합하다. 저자들은 예를 들어 pH < 5일 때 NCA의 반감기가 얼마인지에 대해서는 보고하지 않았다. 덧붙여 말하자면, 그레이슨은 2023년 5월 25일 토론에서처럼 심해 열수 분출구가 생명의 기원의 목적에 적합한 환경이었을 것이라고 주장하기도 했다.[9] 그러나 약 25°C의 낮은 온도에서(펩타이드 결합의 파괴적인 가수분해를 최소화하기 위해) 열수 유체의 pH 값은 약 4.7~5.4 이다.[10, 11]

10. 상당한 수준의 고도의 최적화 과정을 거친 후에도 겨우 6.8%의 미미한 디펩타이드 수율만 얻어졌다. 두 반응물의 농도를 수십 배 낮추면, 생성된 펩타이드는 너무 희석되어 해양에서 측정할 수 없을 것이며, 특히 새로운 펩타이드가 생성되는 속도보다 가수분해되는 속도가 훨씬 빠르다는 것을 알 수 있다. 더욱이, 진화론자들에게는 매우 불행한 사실은 생합성을 위해서는 단순한 디펩타이드가 아니라, 100개 이상의 아미노산으로 구성된 수많은 폴리펩타이드가 필요하다는 것이다. 이러한 폴리펩타이드가 라세미화된다는 사실 또한 언급되지 않았다.[12]

11. 연구자들은 COS 및 NCA와 반응하여 디펩타이드 형성을 방해할 수 있는 다른 모든 분자(고농도로 존재했을 가능성이 있는 분자)들을 세심하게 배제했다.

결론

한 화학 실험 경로는 반응물질 아미노산을 유도체화(derivatizing) 한 후, 디펩타이드(dipeptide)가 생성된다고 기술되고 있었다. 이를 달성하기 위한 실험실 방법은 이미 알려져 있던 것이며, 이러한 방법을 통해 6.8% 이상의 수율을 얻을 수 있었다. 그러나 기술된 실험실 조건은 생명체 이전의 가정되는 초기 지구의 세계와는 아무런 관련이 없는 조건이며, 실제적인 디펩타이드 농도 또는 반응 시간을 외삽하기 위한 매개변수들의 조정도 전혀 이루어지지 않았다. 그리고 중간체인 NCA와 디펩타이드는 새로운 디펩타이드가 생성되는 속도보다 훨씬 빠르게 가수분해되었을 것이다.

References and Notes

1. Dr James Tour vs Dave Farina | Are we clueless about the origin of life? youtube.com/watch?v=pxEWXGSIpAI

2. Leman, L., Orgel, L., and Ghadiri, M.R., Carbonyl sulfide-mediated prebiotic formation of peptides, Science 306(5694):283–286, 2004 | doi:10.1126/science.1102722.

3. Debunking James Tour on the origin of life | professor dave debate review, youtube.com/watch?v=Qep74EiXdBE&t=86s

4. Burton, M.R., Sawyer, G.M., and Granieri, D., Deep carbon emissions from volcanoes, News in Mineralogy & Geochemistry 75:323–354, 2013 | doi:10.2138/rmg.2013.75.11.

5. Abe, K., Shimohira, K., Miki, Y., Hirose, Y., Ohira, S.-I., and Toda, K., Measurement device for ambient carbonyl sulfide by means of catalytic reduction followed by wet scrubbing/fluorescence detection, ACS Omega 5(40):25704–25711, 2020 | doi:10.1021/acsomega.0c02985.

6. Bada, J.L., Amino acid cosmogeochemistry, Phil. Trans. R. Soc. Lond. B 333:349–358, 1991 | doi:10.1098/rstb.1991.0084.

7. Andersen, W.C. and Bruno, T.J., Kinetics of carbonyl sulfide hydrolysis. 1. catalyzed and uncatalyzed reactions in mixtures of water plus propane, Ind. Eng. Chem. Res. 42(5): 963–970, 2003 | doi:10.1021/ie020772z.

8. Oppenheimer, C. et al., Atmospheric chemistry of an Antarctic volcanic plume, J. Geophysical Research 115, D04303 | doi:10.1029/2009JD011910, 2010.

9. Abiogenesis Debate w/ Otangelo, youtube.com/watch?v=fyPjJ1RF0h8

10. Li, L., Li, Z., Zhong, R., Du, Z., Luan, Z., Xi, S., and Zhang, X., Direct H2S, HS– and pH measurements of high-temperature hydrothermal vent fluids with in situ Raman spectroscopy, Geophysical Research Letters 50, e2023GL103195, 2023 | doi:10.1029/2023GL103195.

11. Ding, K, Seyfried, W.E., Zhang, Z., Tivey, M.K., Von Damm, K.L., and Bradley, A.M., The in situ pH of hydrothermal fluids at midocean ridges, Earth and Planetary Science Letters 237:167–174, 2005 | doi:10.1016/j.epsl.2005.04.041.

12. Truman, R. and Schmidtgall, B., Racemization of amino acids under natural conditions: part 4—racemization always exceeds the rate of peptide elongation in aqueous solution, J. Creation 36(3):74–81, 2022.

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