18 장. 생명의 기원과 초기진화 분자로부터의 시작 원시세포 최초의 세포 세포소기관의 기원
빅뱅 (Big Bang) 과 지구의 탄생, 그리고 유기물 120 억 ~150 억년 전 : 모든 물질들이 응축되었다가 대폭 발을 일으킴. 50 억년 전 : 태양계의 탄생 초기지구의 상태 : 수소. 질소, 일산화탄소, 이산화탄소 등의 가스성 기체, 유리 산소는 없었을 것. 지구 냉각기 를 거침. 유기물의 비생물학적 합성 : 생명 탄생에 적합한 유기물 이 자연적으로 존재할 수 있는지에 대한 논의가 이루어 짐.
별 형성의 보금자리. 독수리 성운 일부. 각 기둥들은 태양계보다 넓다. 별의 탄생
원시지구 원시 지구 상상도와 스탠리 밀러의 실험. 생명체의 존재 없이 지구 환경 에서 유기물이 합성될 수 있는지를 실험하였다.
2. 세포의 형성 물질대사 매개자의 기원 - 자연적으로 발생한 화학진화 최초 원형질막의 기원 - 원시세포 (proto-cell): 단순한 막 주머니. 기본적 물 질대사 장소. 자기 복제가 가능. 자기 복제 체계의 기원 -RNA 세계 : 정보를 포함하고 있으며 촉매제로서도 기능하는 분자가 가장 먼저 기원했을 것.
A) 조간대의 점토지역, b) 열수공 근처의 암석, c) 실험 실에서 만들어진 황화철 구조 ( 짧은 펩티드 사슬의 합 성과 물질대사와 비슷한 다른 반응을 촉매 ) 세포의 기원장소
A) 바깥 쪽에 단백질층을 가지며 선택성을 나타내는 소낭 ( 아미노산을 가열하여 합성 한 것 ). b) 지방산과 알코올 ( 초록색 ) 막에 둘러싸인 RNA ( 붉은색, 무기물이 중합반응 촉매 ) 등을 이용하여 합성한 것 원시세포의 합성과 RNA world 살아 있는 세포가 만들어지기 위 한 단계들.
3. 최초의 세포 38 억년 전 시생대에 진화 원핵성 생물 발효과정을 통해 ATP 생성 고세균과 진핵세포의 공동 조상이 세균 계 통으로부터 분기함. 비순환적 광합성 진화, 유리 산소의 축적 화학진화가 끝나고 생물진화가 시작됨
A) 35 억년으로 추정되는 원핵세포의 띠. B) 군체성 진핵세포 (Grypania spiralis) 21 억년 전. C) 고생대의 진핵세포 화석 Tawuia. D)12 억 년 전. 유 성생식을 하던 다세포 홍조류 Bangiomorpha pubescens. 초기의 생명체들
스트로마톨라이트. A) 고생대 초기의 얕은 바닷가. B) 스트로마톨라이트의 종단면 : 화석화된 남세균 덩어리의 여러 층을 보여준다. C) 호주의 샤크 해 안가 : 30 억년 전의 스트로마톨라이트와 유사하다. 생명의 화석
4. 세포 소기관들의 형성 핵과 소포체의 기원 - 원핵세포들의 막에서 나타나는 주름구조 DNA 를 둘러쌈 선택적 이점 미토콘드리아와 엽록체의 기원 - 타가영양체들에 의한 포식 및 잔존 ( 세포내 공생 ) 미토콘 드리아, 엽록체 등이 진화 세포내 공생의 증거 - 아메바와 세균의 공생 실험 - 고유한 DNA 보유 - 소기관 내막이 세균의 것과 유사 - 미토콘드리아나 엽록체의 DNA 가 원핵생물의 것과 유사 - 독립적 분열 - 회청조류 (glaucophyte): 광합성 기관이 남세균과 유사.
토양 박테리아 (Nitobacter) 의 모식도. 세포막이 주름져 있다. B) 핵막과 소포체의 기원에 관한 모형. 원핵세포막의 주름구조와 핵의 진화
다양한 세포소기관은 진핵 세포의 특징이다. 회청조류인 Cyanophora paradoxa 는 편모가 달린 원생생물로 산소성 미토콘드리아와 광합성 기 관을 갖는다. 세포 소기관의 진화
5. 생명의 기원과 진화시간표 생명의 역사를 보여주는 이정표