생명은 무엇인가?

살아있는 모든 것들은 네가지 중요한 특징을 가지고 있다. 첫번째 물질대사이다. 살아있는 모든 유기체는 세포로 만들어졌다. 모든 세포는 물질대사를 할 수 있다. 물질대사라고 하는 것은 세포가 자기자신을 유지하고 존속시키기 위해 세계에서 에너지와 물질을 흡수하는 것이다. 이 복잡한 과정은 모든 세포 안에 있는 마스터분자 DNA, 즉 데옥시리보핵산에 담긴 명령에 의해 통제된다. 두번째 특징은 항상성 이라고 부르는 것입니다. 항상성이란 모든 세포와 유기체의 능력을 말하는 것으로, 물질대사를 통해 얻은 에너지와 물질을 활용하여 환경에서 일어나는 매우 작은 변화에라도 이에 끊임없이 적응하려고 하는 능력이다. 항상성도 역시 우리가 발견한 DNA의 명령에 의해 궁극적 으로 통제된다. 세번째 주요한 특징은 생식이다. 생물이 아무리 항상성을 잘 유지한다고 하더라도 궁극적으로 모든 세포, 모든 살아있는 유기체는 붕괴되면 죽는다.  개체가 죽는 경우에 조차, 그 개체가 죽기 전에 자기 자신과 똑같은 복제본을 만들거나, 그 DNA의 복제본을 만들어놓고 그 주변에 복제본을 뿌려놓는다. 개체는 죽어도 그 복제본은 생존하게 된다. 이것이 생식이다. 

 

네번째 특징은 적응이라고 부르는 것이다. 수세대를 거치면서 종은 천천히 변화하며 적응할 수 있고, 환경이 변화함에 따라 다양화될 수 있다. 종은 DNA복제 오류를 통해 적응을 이루어낸다.  우리는 생명을 정의하는 네가지 특징들 모두에서 DNA가 결정적인 역할을 담당하고 있는 것으로 보인다. DNA는 어떻게 작동하며 형성되었을까? DNA는 단백질을 만드는데 필요한 명령을 가지고 있다.

단백질은 세포안으로 들어가서 세포가 계속 작동하도록 하는데 필요한 결정적인 작업을 수행한다. 또 DNA는 DNA의 재생산과 전체 세포의 재생산에 필요한 정보를 가지고 있다. DNA는 그 안에 수십 억개의 원자가 들어있는 거대 분자이다. 이것은 사다리 처럼 생겼고, DNA는 꼬여 이중나선을 형성하고 있다. DNA는 이렇게 작동한다. 정보는 사다리의 가닥에 쓰여 있으며, 네가지 특별한 코드로 되어있다. 세포안의 분자는 DNA에 접근하고는 중요 부분을 열어 코드를 해독하고, 그 다음 세포로 돌아가 DNA의 명령을 이행 하는데 필요한 단백질을 만든다. 또한 DNA는 자기 자신을 복제한다. 이것이 유기체 생식의 기본이다. 대부분의 자연과학자들은 종은 시간에 관계없이 변하지 않는다고 믿었다. 그러나 자연과학자들은 화석을 연구했고, 그 결과 종이 실제로 시간 흐름에 따라 변화했음을 보여주었다. 문제는 '어떻게 변화하게 되었을까'이다.  바로 이 문제가 다윈이 해결하고자 했던 문제이다. 수백 수천 세대가 수없이 반복되면서 다윈이 깨닫게 된 것은 생물을 변화시키는 메커니즘이다.

 

자연은 어떤 개체가 번식할 것인지를 선택한다. 이 메커니즘을 '자연선택'이라 부르고 이것이 생물진화의 핵심이라 생각했다.  결국 환경이 계속 변화하기 때문에 진화는 끝없는 과정이다.  그래서 종도 계속 변화한다. 결코 끝이란 것은 없다.