[창조와 과학·58] 캄브리아기 폭발과 진화론
자연발생설 근거가 되는 ‘RNA 월드 가설’과 ‘미토콘드리아 공생설’은 모순 투성이
등록날짜 [ 2018년11월02일 15시24분 ]
‘RNA 월드 가설’ 타당성 부족으로
미 과학잡지에서도 중요 논문 자진 철회
미토콘드리아와 세균의 세포 내 공생도
현재 관찰되는 사실과는 전혀 달라
2015년 4월 7일 아침, 모든 신문과 방송의 헤드라인은 ‘일본, 모든 중학생 내년부터 ‘독도는 일본 땅’으로 배운다’였다. 왜 우리는 남의 나라 교과서에까지 촉각을 곤두세울까? 교과서는 다음 세대의 머릿속에 그대로 심겨지기 때문이다. 잘못된 지식은 잘못된 판단력을 낳고 결국에는 미래의 방향을 바꿔 버린다는 것을 우리는 잘 알고 있다. 과학이라는 이름으로 교묘하게 포장돼 교과서에까지 스며든 진화론은 다음 세대의 신앙을 파괴한다는 점에서 어떤 사이비 이단보다도 무서운 존재다. 고등학교 생명과학 교과서에 있는 두 개의 진화론 토픽을 살펴보고자 한다.
1. RNA 월드는 존재하는가
교과서에는 생명이 원시지구에서 무기물→간단한 유기물→복잡한 유기물→세포 순으로 자연 발생했고 오랫동안 진화해 왔다고 설명한다. 복잡한 유기물, 즉 고분자 물질의 대표는 DNA, 단백질 등이 있는데 자연 발생한다고 주장하기에는 증거가 부족하다. 따라서 DNA보다 단순한 RNA가 자연 발생하여 자체 촉매작용을 통해 DNA와 생명체로 발전했다는 ‘RNA 월드 가설’을 주장한다. 과연 RNA는 자연 발생할 수 있을까? 결론적으로 ‘아니다’이다. 그 이유는 다음과 같다.
▲첫째, RNA 재료가 되는 뉴클레오티드는 밀러의 실험에서도 만들어지지 않았고, 운석에서도 발견되지 않았다. 즉 자연에서 우연히 저절로 만들어지지 않는다. 출발점부터 증거가 없는 것이다.
▲둘째, RNA는 오직 살아 있는 세포 안에서만 발견되고, 극도로 깨지기 쉽고 짧은 시간만 존재하는 매우 불안정한 물질로서, 자연 상태의 강한 자외선, 산소, 물속에서는 불과 몇 분 이내에 파괴된다. 실험실에서도 RNA를 다룰 때 매우 조심할 정도인데 거친 자연환경에서 RNA가 생존하리라고 여기는 데는 큰 믿음이 필요하다.
▲셋째, 아무리 단순한 RNA 바이러스라도 DNA 바이러스로 바뀌거나 박테리아로 대진화한 보고는 없다. 또 RNA는 조절단백질이 필요하다. 이 단백질은 도대체 어디서 왔을까? 진화적 논리로 풀어 가려면 단계마다 설명이 꼬인다.
▲마지막으로, 결정적인 문제는 정보의 자연 발생 문제다. RNA는 언어처럼 뉴클레오티드 서열이 정보를 갖는다. RNA는 자연 발생하기에는 너무 큰 정보물질이다. RNA 생명기원설은 추측에 불과하다. RNA만으로 세포를 구성할 수 없고 DNA와 단백질이 처음부터 동시에 존재해야 한다.
진화론에 편향된 과학저널인 <사이언티픽 아메리칸(Scientific American)> 2007년 6월 호에는 RNA 월드를 포기한다는 표지기사가 실렸다. 결정적으로 2018년 1월 10일에는 RNA 월드 가설을 주장하는 중요한 논문이 자진 철회됐다. 세포는 10억 개가 넘는 복잡하고 질서정연한 부품으로 구성됐으며 이는 초월적 지성이 개입된 증거다.
화학진화의 중심 내용인 ‘RNA 세계’(RNA world, 생명의 탄생 초기에 유전물질이 RNA로 구성되었을 것이라는 견해)를 포기한다는 기사가 사이언티픽 아메리컨(Scientific American) 2007년 6월 호에 게재되어 주의를 끌었다.
“생명체의 더 단순한 기원(A Simpler Origin for Life)”이라는 제목의 논문에서 저자인 로버트 샤피로(Robert Shapiro)는 RNA는 자연에서 생겨나기에는 너무 큰 분자이기 때문에 과학적으로 맞지 아니하며, 따라서 더 작은 분자의 물질이 생명의 시작물질일 것이라는 견해를 밝혔다.
2. 미토콘드리아는 세균에서 기원하는가
1970년대 미국의 린 마굴리스 등이 주장한, 미토콘드리아와 엽록체는 공생한 세균이 변해서 된 것이라는 ‘세포 내 공생설’이 고교 교과서에 실려 있다. 호기성 세균이 세포 내에 들어와 공생하면서 미토콘드리아나 엽록체로 진화한 것이라는 가설(假說)이다. 그 근거로는 1)미토콘드리아 DNA는 세균처럼 고리 모양이다. 2)미토콘드리아 리보솜의 구성이 세균과 같다. 3) 미토콘드리아도 세균과 같이 이분법으로 분열한다는 것이다. 하나하나 그 모순점을 살펴보자.
▲첫째, 세균의 염색체 DNA는 미토콘드리아 DNA와 모양이 다르다. 최근 유전체학이 빠르게 발달하면서 드러난 사실은 세균의 염색체 DNA는 막대 모양인 것도 있고, 고리 모양이라도 숫자가 1~3개로 존재하는 등 그 모양과 숫자가 매우 다양하다. 어떤 세균이 세포 속으로 들어와 공생하는지는 그 확률이 훨씬 떨어지고 불분명하다. 세균의 유전체에 비해 미토콘드리아 유전체는 100배 이하로 크기가 훨씬 작고, 세균의 염색체는 생존에 필요한 모든 유전자를 갖춘 반면 미토콘드리아는 에너지 생산에 필요한 일부 유전자만 함유하고 있다. 한마디로 세균과 미토콘드리아 DNA는 모양과 크기와 역할이 다르다.
▲둘째, 리보솜의 구성이 세균과 다르다. 미토콘드리아는 단백질 합성을 위한 장치인 리보솜을 독자적으로 갖고 있으며, 세균의 리보솜과 똑같이 ‘침강계수는 70S’라고 진화론자들은 주장한다. 그러나 미토콘드리아 리보솜의 침강계수는 70S뿐만 아니라 훨씬 더 다양함이 밝혀졌다. 효모(72~74S), 유글레나(71S), 개구리(60S), 식물(78S), 쥐(55S), 소(55S) 등으로 매우 다양하다. 즉 미토콘드리아의 리보솜은 세균의 리보솜과 침강계수가 다르다. 리보솜을 구성하는 rRNA와 리보솜단백질도 세균과 미토콘드리아는 염기서열과 번역코드가 완전히 다르다.
▲셋째, 미토콘드리아는 세균보다 훨씬 더 복잡한 이분법으로 분열한다. 미토콘드리아는 세균처럼 이분법으로 증식한다. 그러나 미토콘드리아 증식은 세균보다 훨씬 더 복잡하고 정교한 조절장치를 갖고 있다. 그런데 왜 미토콘드리아 DNA는 이분법으로 증식할까? 그것은 빠른 에너지 생산 목적 때문이다. 정전이 되면 도시 기능이 마비되는 것처럼, 세포는 ATP가 고갈되면 죽기 때문에 매우 빠른 속도로 회복시켜야 하는 특수성을 갖고 있다.
생물은 일반적 기능과 고유한 특성을 함께 지닌다. 유사성과 차별성 중 어디에 초점을 맞추느냐에 따라 미토콘드리아의 기원은 완전히 다른 결론을 얻는다. 진화론은 결론을 미리 정해 놓고 유사성의 틀에 짜 맞추고 있다.
미토콘드리아는 세균과 비슷한 모습도 있지만, 여러 면에서 고유한 특성을 보여 주며, 이는 세포발전소를 위한 설계 특성을 나타낸다. 미토콘드리아의 ATP합성효소는 8개의 단백질이 구성되어 조립된 회전 엔진이다. 미토콘드리아는 질량 대비 태양보다 1만 배 이상의 에너지를 생산하는 놀라운 기관이다.
결론적으로 세포 내 공생은 현재 관찰되는 사실이 아니다. 세균과 미토콘드리아는 차별성이 훨씬 많고 미토콘드리아의 독특성은 탁월한 설계를 증거하고 있다.
“창세로부터 그의 보이지 아니하는 것들 곧 그의 영원하신 능력과 신성이 그 만드신 만물에 분명히 보여 알게 되나니 그러므로 저희가 핑계치 못할찌니라”(롬1:20).
/ 백행운 교수(을지의대 생화학 및 분자생물학)
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