생명의 기원

 

 

현대의학에서는 생명의 기원을 이렇게 설명한다. 45억 년 전 지구가 생기고, 5억 년이 지나 지구에 최초의 생명체가 나타났는데 그것은 핵이 없는 단세포 유기체, 즉 무핵세포(prokaryote)이였다. 이때는 대기 속의 자유 산소가 거의 없어 산소 없이 살았다. 그러나 이 유기체는 진화를 위해 조건을 창조하기 시작하였다. 다음 20억 년 동안 무핵세포는 광합성으로 산소를 만들었다. 그래서 산소 호흡을 하는 세포가 출현하게 되었다. 그래서 나타난 것이 진핵세포(eukaryote)이었다. 즉 유전물질을 가진 핵이 있는 세포이다. 이것이 바로 지구상에 처음으로 출현한 생명체이다. 그 동안 생물의 기원과 사람의 진화에 관하여는 주로 다윈의 진화론을 인정하여 왔다. 다윈에 의하면 지구가 우주로부터 탄생하고 지구 위에 탄소, 산소, 수소, 질소 등과 같은 화학물질이 수프를 형성하고 있을 때 우연적이고도 극적인 섬광에 의하여 이들 화학물질로부터 단세포가 기원하였다고 하였으며 그것이 수많은 세대를 거치면서 진화해서 최종적으로 가장 복잡한 인간이 되었다고 설명하였다. 다시 말하면 생명체의 기원은 우연의 일회적인 사건에 의해서 무기질에서 유기질로 전환되었다고 설명하였다. 벨기에의 화학자이며 물리학자인 일리야 프리고진[9]은 분자들이 필요에 따라서 끼리끼리 모여서 큰 분자를 만들고, 큰 분자가 또 필요에 의하여 끼리끼리 모여서 드디어 생명력이 있는 단세포가 만들어지는 것이라고 하였으며 이것이 생명의 기원이라고 하였다. 다시 말하면 프리고진은 무기물질인 분자들이 모여서 생명이 있는 유기물질로 변하는 과정을 창발(emergence)이라고 하였으며 그는 이와 같이 분자가 창발하는 과정을 수학적으로 풀이하였고 이 공로로 노벨상을 수상하였다. 여기서 창발성이란 분자가 갖고 있는 정보-에너지장(場)이 있기 때문에 가능한 것이다. 창발을 간단히 설명하면, 탄소, 수소, 산소 등은 단맛이 없는데 이것이 모여서 설탕으로 되면 단맛이 나타나는 것과 같은 이치이다. 즉 각각의 부분에서 없던 성질이 전체가 되면 나타나는 성질을 창발이라고 한다. 따라서 양자의학에서는 탄소, 산소, 수소, 질소와 같은 화학물질들은 그 배후에 보이지 않는 정보-에너지장(場)이 숨어 있기 때문에 이 정보-에너지장(場)이 목적과 방향을 알고 있으며 필요에 의해서 스스로 모여서 단세포 생물이 탄생하게 되는 것이라고 생각한다.   수학자이며 철학자이며 또한 컴퓨터 이론가인 위너(Norbert Wiener)는 사고, 지각, 언어 따위의 모든 인지 기능을 숫자로 표시할 수 있으며 이 숫자를 이진법으로 고치고 알고리즘으로 정보를 처리하면 생명현상을 컴퓨터로 알 수 있다고 하였다. 위너의 이러한 이론을 분자에 이용한 프랑스의 과학자 모노(Jacques Monod)[151]는 컴퓨터 상에서 효소 분자들이 일정한 단계가 되면 스스로 화학반응을 조절하고 통합한다는 사실을 발견하였으며 이러한 공로로 노벨상을 수상하였고 그는 이것을 분자 사이버네틱스(molecular cybernetics)라고 불렀다. 여기서 분자 사이버네틱스란 정보-에너지장(場)과 동일한 의미이다. 다시 말하면 분자의 화학반응은 우연에 의하는 것이 아니며 생명의 기원도 우연에 의하는 것이 아니라고 하였다. 따라서 양자의학에서는 생명의 기원을 다르게 해석하여야 한다고 생각한다.   1936년 영국의 수학자인 튜링은 사람이 생각하는 전과정을 숫자로 표시하고 그것을 이진법으로 환산하여 컴퓨터 프로그램을 만들 수 있다는 소위 자동자 이론(automaton theory)을 발표하였고 이 자동자 이론을 이용하여 오늘날의 컴퓨터를 만든 사람은 수학자이며 물리학자인 폰 노이만(John von Neumann)이었다. 폰 노이만은 더 나아가 컴퓨터를 이용하여 자기증식이 가능한 컴퓨터 이론을 제안하였으나 그의 생전에는 완성하지 못하였다. 그러나 1966년 자기증식이 가능한 컴퓨터 프로그램이 완성되었는데 이것을 ``세포 자동자(cellular automaton)''라고 부른다. 이와 같이 개발한 세포 자동자를 바탕으로 컴퓨터를 이용하여 생명의 본질에 관한 연구를 시작한 사람은 랭톤(Christopher Langton)이고 이러한 분야를 인공생명(artificial life)이라고 부르며 그것은 1987년의 일이다[152]. 이와 같은 인공생명 프로그램에 의하면 분자들이 어느 임계치를 구성하게 되면 전혀 새로운 차원의 분자집단이 되어 DNA, RNA, 아미노산, 효소, 미토콘드리아 등과 같은 것이 되고 DNA, RNA, 아미노산, 효소, 미토콘드리아 등과 같이 살아있지 않는 분자들이 집합하면 부분에는 없던 새로운 특성이 나타나면서 살아있는 구조가 되고 자기증식하는 새로운 능력도 생기는 세포가 형성된다고 하였다. 그러므로 생명의 출현이란 무작위가 아니라 목적과 방향을 알고 있는 분자들의 정보-에너지장(場)이 진화하면서 결과적으로 세포라는 생명체가 된다고 하였다. 따라서 양자의학에서는 생명의 기원을 다르게 해석하여야 한다고 생각한다.   칠레의 신경과학자 마투라나[14]는 세포의 정보-에너지장(場)을 수학적으로 기술하는데 성공하였고 이것을 컴퓨터에 프로그램화하여 마투라나 식의 세포 자동자(cellular automaton)를 만들었다. 마투라나는 이러한 컴퓨터 모의실험에서 세포를 이루는 분자들이 임계치에 도달하면 스스로 울타리가 나타나 닫힌 시스템이 되고 세포와 같은 자기조직 체계로 된다고 하였다. 다시 말하면 생명의 기원이란 분자들이 스스로 필요한 것들끼리 모이고 일정한 구성원이 이루어지면 다시 새로운 질서를 창출하면서 분자들이 스스로 진화하며 분자의 자발적인 진화에 의하여 생명이 출현하는 것이라고 하였다. 따라서 양자의학에서는 생명의 기원을 다르게 해석하여야 한다고 생각한다.   미국의 미생물학자 마굴리스[37]는 화학물질들이 무작위(random)로 결합하여 단세포가 탄생하는 것은 있을 수도 없는 일이므로 분자들이 갖고 있는 정보장(양자의학의 정보-에너지장과 같음)의 창발성에 의하는 것이라고 하였다. 다시 말하면 분자들이 일정한 임계치에 도달하면 기능적 루프를 형성하여 최초의 촉매 사이클이 나타난다고 하였다. 이렇게 하여 만들어진 촉매 사이클은 소산구조(dissipative structure)라는 특이한 기능에 의하여 분자들은 능동적으로 진화를 하고 진화를 거치면서 복잡성과 다양성이 증가하는 화학적 시스템을 형성하여 드디어 소산구조는 세포막을 갖는 닫힌 체계가 된다고 하였다. 이것이 어느 정도 진화를 거듭하면 단세포가 탄생한다고 하였다. 이렇게 하여 탄생한 최초의 박테리아는 불리한 환경에 살아남기 위하여 매우 빠른 속도로 자기복제하는 법을 터득하게 되었고 그리고 유전자가 손상되면 재빨리 유전자를 수선하기 위하여 이웃에 있는 유전자의 단편을 이용하는 법을 터득하게 되었다고 하였다. 따라서 양자의학에서는 생명의 기원을 다르게 해석하여야 한다고 생각한다.   독일 물리학자 하켄[14]은 자율성을 가진 모든 무기물적인 요소가 임계량을 초과하면 자기조직체를 형성하여 창발성(emergence)을 갖게 된다고 하였다. 따라서 분자들이 일정한 수가 모이게 되면 죽어 있던 분자들의 집합이 살아 있는 세포라는 창발성을 발휘할 수 있다고 하였다. 따라서 이것이 생명의 기원이라고 하였다. 마치 카오스(chaos)처럼 초기의 미미한 변화가 큰 변화를 일으키는 것과 같다고 하였다. 다시 말하면 카오스에서 알 수 있는 것과 같이 단순한 것이 임계치만 넘으면 창발성이 나타나므로 세포자동자를 이용하여 그 임계치만큼 복잡하게 반복해 주면 생명의 기원을 컴퓨터상에서 알 수 있다고 하였다. 따라서 양자의학에서는 생명의 기원을 다르게 해석하여야 한다고 생각한다.   수학자들이 계산하는 바에 의하면 우연에 의해서 무기질에서 유기질이 발생할 확률은 동전을 600만 번 던져서 계속 한쪽 면만 나올 확률과 같은 것이라고 하였다. 따라서 수학자들은 다윈의 생명 기원론은 우선 이론적인 면에서 그 근거는 희박한 것이라고 말한다[14]. 따라서 양자의학에서는 생명의 기원을 다르게 해석하여야 한다고 생각한다.   [강길전 박사의 양자의학 연구소]