지구와는 다른 생명체가 존재할 수 있는 이유

물리학자 후안 페레즈-머카더(Juan Pérez-Mercader)는 "나는 우리가 우주의 다른 곳에 있는 다른 형태의 생명체에 대해 매우 개방적이어야 하며, 그것들이 현재 우리가 인식하는 생명체와 닮지 않을 수도 있다고 믿습니다."라고 말했습니다.

Kris Snibbe/하버드 직원 사진작가

앨리스 매카시하버드 특파원

날짜2023년 6월 6일2023년 6월 5일

지구와 전혀 닮지 않은 다른 행성에 생명체가 존재할 가능성을 상상해 보세요. 그것들은 어떻게 생겼으며, 왜 그렇게 다를까요?

Juan Pérez-Mercader는 그것이 가능할 수도 있고 그 대답은 그들이 다른 유형의 화학으로부터 발전했다는 것일 수도 있다고 말했습니다. 하버드 지구 및 행성 과학부 및 생명의 기원 이니셔티브의 선임 연구원은 10년 넘게 생화학, 즉 지구상의 생명체를 가능하게 한 화학에 의존하지 않고 합성 생명체 시스템을 생성하는 방법을 연구해 왔습니다.

Pérez-Mercader는 “우리는 도움 없이도 모든 자연 생명체에 공통적인 필수 특성을 실행할 수 있는 비생화학적 시스템을 구축하려고 노력해 왔습니다.”라고 설명했습니다.

지난 달 Cell Reports Physical Science에 발표된 Pérez-Mercader 연구실의 최신 연구에서는 Charles Darwin이 "생명을 위한 투쟁"이라고 불렀던 것과 관련된 시스템을 발견했습니다. 이 논문에서는 공동 저자인 Sai Krishna Katla 및 Chenyu Lin과 함께 Pérez-Mercader가 어떻게 두 개의 합성 모델(또는 "종")을 만들고 그들 사이의 계속되는 경쟁을 관찰했는지 설명합니다.

이 연구가 오래 전에 연구실에서는 비생화학적이지만 탄소화학 기반의 프로토셀(protocell) 시스템을 만드는 방법을 알아냈습니다. 이들은 살아있는 유기체와 관련이 없는 더 작은 합성 화학물질의 균질한 혼합물에서 나오는 자가 조립 중합체 소포로 구성됩니다. Pérez-Mercader는 "이러한 시스템은 생화학 세포처럼 작용합니다."라고 말했습니다. "그들은 태어나서 필요한 것을 대사하고, 성장하고, 움직이고, 번식하고, 심지어 진화할 수도 있습니다."

이제 연구자들은 이러한 시스템이 경쟁 배제의 진화 원리에 따라 작동하는지 확인하고 싶었습니다. 우리가 다윈의 연구에서 알 수 있듯이, 여기에는 생존을 위한 투쟁이 포함됩니다. 자원을 놓고 경쟁할 때 가장 큰 경쟁 우위를 가진 종이 다른 종을 앞지르는 것입니다.

이것이 바로 Pérez-Mercader와 그의 팀이 이 특별한 연구를 위해 두 가지 새로운 종의 원형세포를 만든 이유입니다. 하나는 감광성의 이점을 갖고 다른 하나는 감광성의 장점을 가지고 있습니다. 연구원들은 조명 환경에서 음식을 공유할 때 이러한 시스템이 어떻게 작동하는지 관찰했을 때 빛에 민감한 "종"이 지속되는 반면 다른 종은 그렇지 않다는 것을 확인했습니다. Pérez-Mercader는 “가장 적합한 구조가 환경에서 살아남는 것은 생존을 위한 투쟁입니다.”라고 말했습니다.

이러한 결과를 통해 Pérez-Mercader는 생화학 물질이 생명을 위한 투쟁에 필수적인 것은 아니라는 점을 기꺼이 제안했습니다. "이것은 비생화학적 탄소 화학이 덜 '적합한' 원형 세포 종의 멸종으로 이어질 수 있음을 보여줍니다."라고 그는 말했습니다.

그의 팀의 발견은 다음과 같은 질문을 던지게 합니다. 지구 너머에 생명의 기본 특성을 구현할 수 있는 화학이 있을 수 있습니까?

Pérez-Mercader는 "적절한 조건이 있는 행성 표면 어딘가에 일단 화학적으로 반응하고 자기 조직화할 수 있으며 아마도 이 실험에서 보여주는 일을 수행할 수 있는 물질이 있을 가능성이 있습니다"라고 말했습니다.

적절한 상황에서 이러한 물질은 매우 단순한 화학에서 더 복잡한 구조로 진화할 수 있다고 그는 말했습니다. "나는 우리가 우주의 다른 곳에 있는 다른 형태의 생명체에 대해 매우 개방적이어야 하며, 그들이 지금 우리가 인식하는 생명체와 닮지 않을 수도 있다고 믿습니다."