2020/10/02

[교양 생물학] 존 메이나드 스미스 외, 『40억 년 간의 시나리오』 요약 정리 (미완성)



[ John Maynard Smith and Eörs Szathmáry (1999), The Origins of Life: From the Birth of Life to the Origin of Language, Oxford University Press

존 메이나드 스미스 외, 『40억 년 간의 시나리오』, 한국동물학회 옮김 (전파과학사, 2001). ]

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생명과 정보

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생명의 특징들

: 증식, 변이, (유전적) 상속, 알맞은 환경, 신진대사, 발생, ….

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무제한 상속

: 증식에 의해 무제한으로 많은 구조를 만들 수 있어야 한다.

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주요 변혁들

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분자 복제: 세포 막 안에 제한되어야 한다. 서로 다른 종류의 분자들 사이에 협력이 있어야 한다.

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염색체 형성: 각 분자들이 개별적으로 증식하지 않고 끈 전체에 대한 복제만 허용된다.

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RNA  DNA 로 발전

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원핵 생물  진핵 생물

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무성 생식  유성 생식

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원생 생물  다세포 생물

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개체  군체

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원시 사회  인간, 언어

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유전 정보의 증가

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단순 복제: 정보의 증가는 없으나 나중에 변이에 의해서 정보가 증가할 수 있다.

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공생체: 개별적으로 행동하던 분자들이 꼬리를 물고 이어져서 염색체를 이룬다.

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후성론: 각 세포들은 모두 같은 유전 정보를 가지고 있으나 둘레 자극에 따라서 신체 부위에 맞는 역할만 한다. 세포 분열 때 이 정보가 딸 세포들에게 전달된다.

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화학에서 유전으로

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Oparin(1924) & Haldane(1929): 원시 지구 대기에 많은 종류의 화학물질이 있음을 예언

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Miller & Urey(1953)

: 실험으로 아미노산, 퓨린, 설탕, 피리미딘 따위 생성

그러나 RNA, DNA 생성을 위한 충분 조건이 되지 않았다.

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Wachtershauser (1980년대): 용액이 이온 상태이고 전기를 띤 표면에 달라 붙음을 지적. 분자들이 질서 있게 정렬될 수 있다.

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Kiedrowski (1986): 효소 없이 DNA 복제

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합성된 RNA

그러나 아직 무제한 유전성을 가진 분자의 기원을 우리는 모른다.

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RNA가 단백질을 만드는 과정

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유전 암호의 기원

리보솜과 아미노산이 결합하여 촉매 작용을 한다.

리보솜이 진화하여 단백질 효소가 되었다.

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세포의 필요성

분자들의 증식률이 다르더라도, 분자들의 구성 비율이 평균적으로 일정하게 되려면 세포가 필요하다.

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세포 막의 형성

친수성과 소수성을 가진 분자들이 길게 늘어서서 지질층을 만든다.

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진핵 세포의 기원

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원핵 세포: 단단한 세포 벽을 가진다.

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진핵 세포:

세포 벽이 없다.

대신 세포 활동이 활발해져서 먹이를 얻기가 쉽다.

핵막이 있다.

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원핵 세포로부터 점진적으로 진핵 세포가 만들어진 것이 아니다.

eubacteria + archaebacteria 공생체 -> 진핵세포

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성의 기원: 유성 생식에 몇 가지 이점이 있다.

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1. 진화의 속도를 높인다.

2. 특성이 각기 다른 자식들을 낳으면, 그 중 일부는 환경에 잘 적응하여 살아 남을 것이다. (단기적)

3. 한 개체 안에서 유전자의 다양성이 늘어난다.

4. 해로운 돌연변이를 적게 겪는다.

… 왜 성은 두 가지인가? 더 이상 복잡해질 필요가 없다.

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진화에 있어서 유성 생식이 유리하다.

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유전적 갈등 / 함께 살아가기

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한 세포 안에서 유전자들 사이에 이기적 갈등이 있다.

이기적 유전자를 억제하는 요소들도 있다.

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공생(mutualism)

편리공생(commensalism)

기생(parasitism): 기생충과 숙주는 계속 경쟁 관계

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협조자냐 노예냐?

상황에 따라 다르지만 잎개미-곰팡이 관계는 협조자인 듯 하다.

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다세포 조직의 진화

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단세포에서 다세포로 진화하는 과정은 간단하지 않다.

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약 10억년 전에 다세포동물이 처음 나타나고, 5억4천만년 전에 동물들이 갑자가 다양해지기 시작했다.

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각 세포마다 똑 같은 유전자 정보.

그러나 세포마다 각기 다른 역할 (피부 세포, 간 세포 …)

유전 정보들 중에서, 자신의 상황에 맞는 일부만을 활성화 시켜서 사용한다.

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생식 세포는 미분화된 깨끗한 세포를 이용한다.

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동물 사회

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자식을 못 낳는 일벌이나 일개미를 어떻게 진화로 설명할 수 있는가?

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eusociality: 각 개체들은 모두 가까운 혈족들이다 (형제, 일란성 쌍둥이).

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각 개체보다는 그 사회에 우선권이 주어진다.

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친척들을 위한 이타주의

결국 자신의 이익을 예상하는 겉보기 이타주의

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언어의 기원

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언어는 분명한 유전적 요소이다. 단순한 지능이 아니다.

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뇌에서 개념을 담당하는 부분, 낱말 저장을 담당하는 부분이 따로 있다.

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1 생성 문법: 일반 언어의 문법 규칙.

2 보편 문법: 사람은 어떤 종류의 외국어든 배울 수 있다.

3 보편 문법에는 내재적 성분이 있다.

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선천적 언어 결함자 중에는 보편 문법을 익히지 못 하는 사람이 있다. 보기를 들어, 그는 각 동사에 따른 어미 변화를 개별적으로 외워서 익힐 수 있지만 문법적 공통 법칙을 깨닫지 못 한다.

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D. Bickerton: 언어 능력은 진화 과정에서 갑자기 정밀해진 듯 하다.

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유전 암호와 인간 언어 사이에 닮은 점이 많다.

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Broca 영역은 문법을 담당한다.

Wernicke 영역은 개념을 담당한다.

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(2026.03.30.)


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