생명체는 지구상에서 가장 복잡한 현상입니다. 생명체가 어떻게 탄생했을까요? 이는 아직까진 완전히 해결되지 않은 과학적 질문입니다.
1924년, 소련 과학자 오발린(Oparin)은 단백질과 핵산이 결합하여 막처럼 구조를 가진 구조체인 아구아이드(Aguoid)를 제안했습니다. 이 구조체는 효소의 작용으로 전분이나 핵산 등을 합성할 수 있습니다.
1953년, 미국 과학자 밀러(Miller)는 수소, 수증기, 메탄, 암모니아 등의 혼합가스를 사용하여 고대 대기의 전기분해를 시며, 아미노산 등 질소 함유 소분자를 응축물에서 발견했습니다. 이는 아미노산 등 생물학적 소분자가 초기 지구의 지상이나 공기에서 형성되어, 물이나 비가 통해 바다에 들어가 단백질이나 핵산으로 합쳐질 수 있음을 의미합니다.
이러한 구조체는 바다의 유기물과 상호작용하여 막의 구조를 만들고, 결국 원시생명체를 형성했을 것입니다.
초기의 지구는 오늘날과 매우 다른 모습이었습니다. 화산이 도처에 흩어져 있었고, 산소가 부족하며, 오존층도 없어 지구 전체가 강한 자외선에 노출되어 있었습니다. 비록 번쩍 생긴 아미노산 분자가 있더라도, 이는 자연의 힘에 의해 쉽게 파괴되었을 것입니다. 이에 따라 일부 학자들은 생명체 물질이 운석 충돌 등을 통해 외계에서 지구에 가져와졌을 가능성을 제시하였습니다.
그러나 그들은 확凿한 증거를 제시하기 어려운 상황입니다. 운석은 대기를 통과할 때 매우 높은 온도에 노출되기 때문에, 생명체 물질을 보존하기는 어렵습니다.
또 다른 가능성은 생명체가 지구 표면이 아니라 바닷속에서 탄생했다는 것입니다. 바닷속의 '검은 연기기柱'에서 메탄, 아미노산 등이 고열과 황화물 촉매의 작용으로 嘌呤, ヌ클레오타이드 등 유기물을 형성하고, 결국 구조체 혹은 생명체를 형성할 수 있습니다. 바قط의 환경은 오늘날의 지상생물에게 매우 적합하지 않지만, 안정적이고 에너지와 물질이 풍부합니다. 생명체가 그곳에서 생성되었다면 보존될 수 있었을 것입니다.
현재 과학자들은 바قط 및 지구 내부 깊은 지역에서 몇몇 세균처럼 보이는 원핵생물을 발견했는데, 이들은 매우 극단적인 환경(100℃ 이상의 고온, 황산화, 고盐분, 강산 또는 강알카리 등)에서 생존하며, 분자생물학적 특성은 박테리아와 달리 진기물에 더 가깝습니다. 1977년, 미생물학자들은 이러한 원핵생물을 새로운 그룹인 αρχαεία(Archaea)로 분류했습니다. 이들은 원생생물과 가까운 조상일 수 있지만, 아직까진 원생생물의 기원 및 진화에 대한 연구는 초기 단계에 있습니다.
더 확실한 생명체 기원 증거는 화석 기록에서 나옵니다. 화석 기록은 생명체 기원의 초기 형태를 어느 정도 보존할 수 있습니다.
가장 초기의 알게나 박테리아 같은 화석은 스트로마타이트(Stromatolite)입니다. 이 스트로마타이트은 약 35억 년 전의 지질학적 시기인 에오르제ن 시대에 형성되었습니다. 지질학자들은 화산암 내에서 박테리아 같은 실리프로필(Siliceous Prokaryotes)의 화석을 발견했는데, 이들도 약 35억 년 전에 형성되었습니다.
이론적으로, 더 초기의 생명체 화석이 지구 내부에 남아있을 것으로 예상되지만, 아직까진 발견되지 않았습니다.
바قط 등 분야의 연구도 생명체 기원에 도움이 됩니다.
지구에서 가장 오래된 암석 중 하나인 조성암(Banded Iron Formation)은 대부분 20억 년 전의 원億기에 형성되었는데, 이는 오늘날 중국 북부 등지에서 채굴되는 중요한 철광물 자원입니다.
이 암석의 대규모 침적은 산소의 증가에 의해 가능했는데, 산소 함량이 증가하면 물에 용해되는 이중 철 이온이 산화되어 철 산화물로 변화하였습니다.
초기 지구의 산소 함량은 매우 적었지만, 이 암석의 대규모 형성은 지구의 초기를 기록하고 있습니다.대기나 바다의 산소 농도가 처음으로 대규모로 상승한 때입니다. 그리고 지구상에서 가장 초기의 산소 생산 행위는 아마도 가장 초기의 생명체에 의해 이루어졌을 것입니다.