생명의 기원설 생명의 기원 물질 원시생명체의 탄생

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1 생명의 기원설 생명의 기원 물질 원시생명체의 탄생
PPT 2-1. 2. 지구 위 생명의 시작 생명의 기원설 생명의 기원 물질 원시생명체의 탄생

2 1. 생명 기원설 자연발생설 생물속생설 천체비래설

3 자연발생설 & 생물속생설 아리스토텔레스의 장어(자연발생론) 루이파스퇴르(생물속생설) 생물이 무생물로부터 자연적으로 발생
장어가 진흙이나 축축한 땅에서 자연적으로 자라나는 지구의 내장에서 유래한다. 아리스토 텔레스 <동물의 역사 제6권 14편> 당시 고대 그리스인들은 장어가 회귀성 어종 임을 알지 못했다. 생물은 반드시 생물로부터 유래 프랑스의 생화학자, ‘세균학의 아버지’ 생명은 이미 존재하고 있던 생물로부터 발생 한다는 본인의 가설 증명 공기 중에는 어떠한 생명의 힘(life force)도 돌아다니지 않는 다는 것을 최종적으로 증명 <시간의 지도 p161~162>

4 천체비래설 우주의 다른 천체에 존재하는 생명체가 운석에 실려서 지구에 도래하였다는 가설. 운석을 관찰 하면 운석 안에 생명체를 이루는 유기물이 존재하고, 우주 에 무한이 많은 행성들의 존재를 볼 때 지구와 같은 생명체가 존재할 행성이 있은 확률이 높다고 주장 NASA Scientist Claims Evidence of Alien Life on Meteorite : 운석에서 외계생명체 화석 발견 [NASA, , 07]

5 2. 생명의 기원물질 생명 물질의 운석충돌 기원설 화학진화설 화학진화 개요 전기방전 센트럴도그마설(central dogma)
센트럴 도그마 반증: Retrovirus 진흙과 크리스탈

6 생명 물질의 운석충돌 기원설 1969년 호주에 떨어진 머치슨 운석에서 74종의 아미노산을 비롯해 수많은 유기화합물이 발견됐다. 이에 따라 생명을 이루는 아미노산 등 단위체의 기원이 운석이란 가설이 제기(우주 공간에는 유기분자 가 매우 많으며, 운석의 충돌은 흔한 일이다. 지구에 운석이 떨어지고 이 운석의 웅덩이에서 원시생명체의 진화가 이루어졌을 것이다.) 원시 대기 간단한 유기물 복잡한 생명체 머치슨 운석 운석 지구충돌 아미노산 유기염기 당 지방산 등 단백질 RNA DNA 탄수화물 지질 등 막으로 둘러싸인 구조체 자기복제능력 에너지회득능력

7 운석충돌에 의한 생명의 물질 생성 실험 실험 결과 생명의 기원은 '후기운석 대충돌기(Late Heavy Bombardment)'로 알려진 40억년 ~ 38억 5천만년 전 발생한 사건 때문이란 가설과 일치함. 이 당시 다량의 운석들이 지구를 비롯한 태양계 내부 행성에 쏟아져 충돌을 일으켰고, 이 충격으로 발생한 에너지가 지구에 존재하던 물질의 화학반응을 촉발해 생명의 기원 물질이 탄생했다는 것. 실험에 사용된 레이저 체코 과학아카데미(Academy of Sciences of the Czech Republic) 화학자인 스바토플루크 치비스가 이끄는 연구진은 초기 지구에서 발생한 행성충돌을 대신해 고출력 레이저를 쏘아 원시대기 구성물질이라 추정되는 이온화된 포름아미드와 물에 고온·고압·방사선 환경을 만들었더니 RNA의 네 가지 핵 염기, 즉 아데닌· 구아닌· 시토신·우라실이 모두 생겨났다. 1969년 9월 28일 수만 명의 호주 시민들은 귀를 찢는 듯한 엄청난 폭음과 함께 하늘을 가로지르는 주황색 불덩어리를 지켜봤다. 어떤 사람들은 불덩어리가 지나갈 때 알코올 냄새가 났다고 했다. 일부는 그저 고약한 냄새가 났다고 증언했다. 불덩어리는 600명의 주민이 사는 머치슨(Murchison) 마을 위에서 폭발해 산산조각이 났다. 머치슨에 운석이 떨어진 것이다. 그 뒤 몇 주 동안 마을 사람들은 운석을 100㎏ 넘게 주웠다. 크기는 구슬만 한 것에서 5.5㎏의 벽돌만 한 것까지 다양했다. 흔한 일은 아니지만 그렇다고 드문 일도 아니었다. 하지만 머치슨 운석은 전 세계의 주목을 받았다. 시기가 적절했기 때문이다. 불과 두 달 전인 7월 24일 미국 아폴로 11호의 우주 비행사 세 명은 달 표면에서 21.55㎏의 월면(月面) 샘플을 갖고 귀환했다. 전 세계의 실험실은 한창 달에서 가져온 암석을 분석하고 있었다. 그런데 머치슨의 밤하늘을 밝힌 운석은 달보다 훨씬 먼 곳에서 온 것이 아닌가. 머치슨 운석은 탄소질(質) 콘드라이트(chondrite)에 속한다. 이 운석이 풍긴 냄새는 지구보다 나이가 많은 유기화합물에서 나온 냄새다. 유기화합물들은 우리 태양계를 낳았던 성간(星間) 먼지와 성간 구름의 드넓은 분자구름에 존재하던 것들이다. 유기물은 대부분 타르 같은 중합체(重合體)였다. 사슬형 탄화수소와 고리형 탄화수소 외에 지방산·알코올·요소(尿素)·당(糖)·아인산염·술폰산염 등도 포함돼 있었다. 미국 항공우주국(NASA)의 과학자들은 이 운석에서 74종(種)의 아미노산을 발견했다. 그 가운데 6종은 지구 생명체의 단백질에 들어 있는 아미노산이었다 년 7월 3일 오후 3시7분 미국의 우주 탐사선 딥임팩트호는 세탁기 크기의 충돌체를 발사했다. 이 충돌체는 거의 24시간 동안 4억3100만㎞를 날아가 7월 4일 오후 2시52분 혜성 템펠 1과 충돌했다. 시속 3만7100㎞ 속도로 날아오는 372㎏짜리 물체에 얻어맞은 혜성은 산산조각 나서 수t의 혜성 물질을 우주 공간에 흩뿌렸다. NASA 과학자들은 그 증기구름을 분석해 유기분자를 발견했다. 이 물질들은 모두 어디에서 왔을까. 태양계를 만들었던 분자구름에서 합성됐다고 보는 게 가장 상식적이다. 그 분자구름이 뭉쳐져 소행성과 혜성이 된다. 운석과 혜성에서 발견되는 유기화합물이 알려주는 것은 무엇일까. 유기화합물이 운석에 있다면 초기 지구라고 없을 이유가 없다. 생명 탄생 이전이라도 지구에 아미노산이 충분히 존재했을 것이란 사실을 짐작하게 한다. 생명의 기원에 필요했던 유기화합물 모두가 먼지 입자와 운석·혜성에 실려 지구에 전해진 것은 아니다. 지구의 대기권과 수권(水圈) 그리고 화산에서 합성된 화합물도 있었을 것이다. 최초의 생명체엔 효소 역할을 하는 단백질과 생명의 설계도 역할을 하는 DNA를 대신하는 작은 RNA 조각(라이보자임)이 들어 있었을 것이다. 지옥 같은 환경에서 싹튼 생명의 씨앗 초기 생명체는 효소 작용을 하는 단백질과 생명의 설계도 역할을 하는 핵산을 모두 갖지 못했다. 대신 두 역할을 다 하는 작은 RNA 조각, 즉 라이보자임(ribozyme)이 있었을 것이다. 이를 증명하기 위해 과학자들은 오랫동안 간단한 유기화합물로부터 RNA를 구성하는 네 가지 염기, 즉 아데닌(A)·구아닌(G)·시토신(C)·우라실(U)이 제조되는 방법을 찾는 데 몰두했다. 그래야만 생명이 어디에서 어떻게 탄생했는지에 대한 단서를 얻을 수 있기 때문이다. 최근 과학자들은 초기 지구에 풍부했던 시안화수소(HCN)가 물(H2O)과 반응할 때 생기는 포름아미드(CH3ON)란 간단한 화합물에서 아데닌 등 핵(核) 염기가 생겼다는 의견을 제시했다. 이미 많은 연구팀이 실험실에서 포름아미드를 이용해 개별 핵 염기를 합성하는 데 성공했다. 하지만 과연 초기 지구 조건에서 그런 일이 가능했을까. 지금부터 40억 년 전부터 1억5000만 년 동안의 시간을 ‘후기 운석 대충돌기’(LHB· Late Heavy Bombardment)라 한다. 커다란 물체들이 수성·금성·화성은 물론 지구와 달을 지속적으로 강타했다. 이런 조건에서도 핵 염기가 생겨날 수 있었을까. 많은 과학자들은 이 충돌이 지구 표면의 생명체들을 몰살시키거나 이미 탄생한 생명체의 싹을 잘라버렸을 것이라고 주장했다. 궁금하면 해보는 것이 과학이다. 체코 헤이로프스키 물리화학연구소 스바토풀르크 치비시 박사팀은 초기 지구에 풍부하게 존재했던 것이 확실한 포름아미드에 고출력 레이저를 쏴 4200도의 고온과 엄청난 압력, 그리고 자외선과 X선을 비롯한 여러 방사선을 만들었다. 마치 소행성이나 혜성이 지구를 강타한 듯한 ‘지옥 같은’ 환경을 조성한 것이다. 그리고 이런 조건에서 RNA의 네 가지 핵 염기를 모두 합성하는 데 성공했다고 2014년 12월 ‘미국 국립과학원회보’에 발표했다. 체코 팀의 연구는 LHB 시기에 빈발한 천체의 충돌은 지구 생명체의 싹을 잘라버린 게 아니라 반대로 생명 탄생에 필요한 씨앗을 뿌린 것임을 강력히 시사한다.

8 화학진화설(Chemical evolution)***
20세기가 되어서야 생명의 기원에 대한 타당성 있는 이론이 제시 되었다. 그것은 1920년대에 알 렉산드로 오파린과 홀데인에 의해서 시작된 것인데, 진화론의 기본적인 개념을 통해 지구 생명체 의 진화뿐만 아니라 초기발생까지 설명하는 것이었다. 핵심이 되는 생각은 진화의 작용이 복잡한 무기물에도 적용된다는 것이었다. 따라서 크리스탈의 경우처럼 어던 화학물질이 스스로를 안정시킬 수 있고 상당히 정확성을 갖고 자기자신을 복제할 수 있다면, 화학물질이라 해도 복제가 가능하다. 일단 이렇게 되면, 가장 안정 적인 ‘자손’ 즉 환경에 가장 잘 맞는 자손을 만들어낸 화학물질은 그렇지 못한 화학물질보다 더 번 성한다. 이러한 과정은 다윈 진화론으로 설명 가능하다. 그런 화학물질이 환경에 더 잘 적응하게 되면 더 복잡하게 되고, 마침내 그것을 생명체로 여길 수 있을 때까지 진화한다는 것이다. 이러한 과정을 화학적진화(chemical evolution)라 부른다. <시간의 지도 p163>

9 화학진화 개요 화학반응을 일으키게 하는 열, 태양광선, 물 등의 환경이 있으면 간단한 무기 화합물에서 유기화합물이 생성된다. 저분자 유기화합물은 단백질이나 핵산 등의 고분자 유기화합물로 조금씩 중합체로 합성된다. 이러한 화학적 진화가 먼저 이루어진 후, 이 고분자 유기화합물로부터 생명현상을 보이는 원시적 생명체가 형성되었다는 가설 원시대기 원시대양 저분자 유기물 고분자 유기물 원시 생명체 수증기 질소 메탄 수소 등 원시대양 아미노산 유기염기 당 지방산 등 단백질 RNA DNA 탄수화물 지질 등 막으로 둘러싸인 구조 자기복제능력 에너지회득능력

10 전기방전 Electric sparks 무기화합물에서 저분자유기화합물 생성
Miller-Urey 전기방전 실험(1953)은 지구 형성 초기, 섬광과 같은 고에너지에 의해 환원성 대기에서 생명의 기원 구조물질들의 생성 가능성을 시사함 이후 많은 과학자들은 지구 형성 초기 대기가 실제적으로 수증기는 희박하나, 화산구름들이 메테인, 암모니아, 수증기를 함유하고 있었으며 번개의 섬광으로 가득 차 있었음을 연구 결과로 밝힘. 다른 행성에서의 화학진화 증거: 토성의 최대위성 타이탄 대기는 40억년 전 원시지구 대기와 유사(호이겐스호 2005, 01). 타이탄의 검은 호수들은 대부분 석유나 천연가스 성분인 탄화수소, 메탄, 에탄 등으로 이뤄져 있음. 타이탄 대기에서 '프로필렌'이란 플라스틱 성분이 검출됨(카시니호 2013, 10). 원시대기(1차 환원성대기) 가스 메테인(CH4), 암모니아(NH3), 수증기(H2O) 및 수소(H2)의 혼합가스(무기물)로부터 전기방전(전극 - +)을 통하여 여러 가지 아미노산과 유기산(유기물) 등 유기화합물을 합성하는데 성공 Credit: stock. xchng

11 Which came First RNA or Protein?
센트럴도그마(central dogma)설 mRNA tRNA rRNA DNA RNA Protain(단백질) 전사 번역 복제 분자생물학 중심원리 가설 「DNA의 유전정보는 RNA를 거쳐 단백질로 전달되며, 그 반대 방향으로는 전달되지 않는다 .」<크릭, 1958>

12 센트럴도그마 반증: Retrovirus DNA RNA 단백질 mRNA tRNA rRNA 전사 번역 복제 역전사
Provirus ※ Retrovirus: 역전사하는 RNA 바이러스 ※ Provirus : Retrovirus가 세포 내로 들어가 그 유전물질이 RNA에서 DNA로 바뀐 바이러스

13 생명이란 복잡한 차원의 복잡성을 만들어 내기 위해 물질대사와 정보복제가 함께 작동하는 것이다. <슈뢰딩거>
생명구성물질의 기원 순서는? 시간의 지도 p 171~177 생명이란 복잡한 차원의 복잡성을 만들어 내기 위해 물질대사와 정보복제가 함께 작동하는 것이다. <슈뢰딩거> 물질대사(효소) 메카니즘이 먼저 출현 두 가지가 함께 진화 정보복제 정확한 메카니즘이 먼저 출현 RNA 월드가설(The RNA first Hypothesis) 센트럴도그마설 센트럴도그마 반증: Retrovirus 코아세르베이트설 설계와 건축이 함께 진행되다!

14 RNA 월드가설(The RNA first Hypothesis)
RNA는 4개 종류의 핵산으로 서열을 형성해 정보를 저장할 수 있음(DNA와 유사하게) RNA의 짧은 서열은 정확하게 다른 RNA 분자로 복제됨 2.  RNA는 촉매제로서 활동 현 세포들은 RNA 촉매제(ribozymes) 를 사용하여 mRNA로부터 인트론 (introns)을 제거하고 새로운 RNA 분자 합성을 도움 리보좀(ribosomes)에서 rRNA는 촉매부위에서 발견되며, 펩타이드 결합 형성에 중요한 역할 RNA가 단백질 합성 촉매하는 작용을 함 RNA가 무기물로부터 형성됨 RNA 자기-복제 (ribozymes효소계를 통해) 막 형성은 내부의 화학환경을 변화시킴 DNA가 주형 (master template)이 됨 RNA는 DNA와 단백질 모두를 암호화 함 단백질은 세포활동을 촉매하는 작용을 함

15 Community Clay & Crystals
스스로 복제하는 능력 형성 진흙과 크리스탈 Community Clay & Crystals Credit: The Smithsonian National Museum of Natural History Alexander Graham Cairns-Smith는 최초의 생명 분자(최초로 스스로 자기-복제 한 복제물)가 진흙 위에서 시작 되었을 것이라는 가설을 제시함. 얕은 물에 있는 진흙의 작은 결정체들이 보다 더 복잡한 분자들을 형성하는 주형의 역할을 했을 수 도 있다고 말한다. 원자들이 정전기의 힘에 의해, 진흙의 분자구조 때문에 만들어진 복잡한 형태 안에 갇히게 되고, 마침내 새로운 형태로 연결됬 다 는 것이다. 어쩌면 진흙의 결정체들은 초기 세포 안으로 들어가 세포물질 대사에 사용되는 화학물질들을 반복적으로 만들어 내는 주형의 역할, 즉 현재의 DNA가 하 는 역할을 일부를 수행 했을 수 도 있다.<시간의 지도 p 168> 진흙은 유기화합물들을 함께 농축시킬 수 있을 뿐 아니라, 유기물들이 현재의 유전 자들이 하는 것과 매우 흡사한 패턴으로 조직화하는 것을 도울 수 있음. 진흙에서 광물 크리스탈들이 유기분자들를 조직화된 일정한 형태로 배열할 수 있었고 , 그 후 유기분자들은 이 일을 인계 받아 스스로 조직화됨

16 3. 원시생명체의 탄생 마이크로스페어설 코아세르베이트설 원시생명체 특징 최초 세포성 생명체 고세균
생명체 탄생에 관한 골디락스(goldilocks) 조건 생명체 탄생의 골디락스 『심해열수분출구』 RNA 월드가설(The RNA first Hypothesis)

17 유기화합물에서 생명현상을 보이는 마이크로스페어 형성
폭스의 모델실험 유기화합물에서 생명현상을 보이는 마이크로스페어 형성 마이크로스페어설(Microsphere) 구조: 크기와 그람염색성이 세균과 유사 물질의 이동: 저장액에서 팽창하고 이중막을 형성하는현상은 생명체에서 일어나는 세포의 삼투압과 2중막 구조와 유사 생식: 출아 형태로 분열하는 모습은 세균과 균류의 출아법 무성생식과 유사 유전자 발현: 핵산을 넣어주면 RNA나 단백질을 만드는 현상은 생명체가 유전 정보에 따라 단백질을 합성하는 것과 유사

18 코아세르베이트설(Coacervate)
무기화합물⇒ 유기화합물 ⇒ 원시생명체(코아세르베이트) ⇒ 세포성 생명체 코아세르베이트설(Coacervate) 오파린은 「생명의 기원」에서 원시대양에 축적된 유기물들이 최초의 생명체 전 단계인 코아세르베이트(원시생명체)를 형성하고 이것이 세포성 생명체로 진화하였다고 주장함. 오파린(1924, 소련 생화학자)

19 고분자 유기화합물에서 생명현상을 보이는 코아세르베이트
오파린의 모델실험 고분자 유기화합물에서 생명현상을 보이는 코아세르베이트 코아세르베이트(coacervate) 구조: 친수성 콜로이드입자가 서로 결합 하여 간단한 막으로 둘러싸인 액체방울 형성. 주위와 독립된 내부구조를 지님 생식: 어느 정도 커지면 분열. 세균의 무 성생식과 유사한 현상 물질의 이동: 주위 물질 흡착, 지질을 흡 수하면 선택적 투과성을 지닌 단백질, 지 방 이중층 형성. 생명체의 세포막과 유사 물질 및 에너지대사: 핵산, 효소, ATP 등 이 존재할 때 물질흡수, 생장, 분열 등이 나타남. 미생물 세포생리 현상과 유사 물분자층 탄수화물, 단백질, 지질, 핵산 등의 고분자 유기화합물 덩어리 코아세르베이트 ☞ 코아세르베이트: 두 종류의 균질 수용액이 혼합되었을 때 생기는 균질하지 않는 다수 액체 방울 물분자

20 원시생명체 특징 생명현상: 자기-복제력과 물질대사 능력을 획득 구 조: 비세포성 생명체(생명현상을 보이는 비세포성 물질)
구 조: 비세포성 생명체(생명현상을 보이는 비세포성 물질) 출현시기: 약 40억 ~ 38억5천 년 전 에너지원: 산소 없는 상태에서 원시 대양에 축적된 주변의 유기물을 이용하여(발효 또 는 무기호흡) 에너지를 획득하는 최초의 종속영양체 오파린은 코아세르베이트의 형성을 지구 상의 생명의 기원에서 극히 초기단계로 생각하였다. 그림과 같이 코아세르베이트 액체방물이 대사효소를 함유할 경우 함유효소에 의해 포도당-1-인산을 흡수하여 말토오스로 전환시키는 등 매우 단순한 대사경로를 거친다.

21 생명기원의 골디락스(goldilocks) 조건
암석 행성 → 지구는 유기 생명체에 필요한 원소들을 가지고 있음 → 결정적인 원소들로 탄소, 수소, 산소, 질소와 약간의 인과 황이 있으며, 이 모든 원소들은 죽어가는 별에서 형성된 원소 적당한 에너지원의 존재 → 지구는 태양과의 적절한 거리 유지, 뜨겁게 용해된 지구 핵으로부터 올라온 에너 지를 지님(에너지가 너무 많으면, 복잡한 분자가 붕괴되고, 너무 적으면 원자들의 결합에 에너지를 제공하지 못함) 액체의 존재 → 지구에는 물이 존재하며, 대기(기체)나 땅(고체)에서보다 물(액체)에서 원자들은 서로 충돌하며 움직이고, 온갖 복잡한 형태로 더욱 쉽게 얽혀 정교한 화학반응이 일어남 [goldilocks] 천문학에서 생명체 거주가능 영역(habitable zone, HZ) 지구상의 생명체들이 살아가기에 적합한 환경을 지니는 우주 공간의 범위를 뜻함

22 지구의 용해된 중심부에서 분출되는 에너지와 물질을 이용하며 살아가는 심해생명체 출현
생명체 탄생의 골디락스 『심해열수분출구』 1980년 미국 워싱턴대학의 존 버로스 교수팀은 생명이 존재할 수 있는 가장 높은 온도를 심해열수분출구(深海熱水噴出口)를 탐사 광물 기둥을 끊어 박테리아(세균)의 존재여부를 확인 관찰함 굴뚝 어디에서나 박테리아(세균)을 찾을 수 있었고, 121도의 온도 범위에서도 생명이 살 수 있다는 사실을 확인함. (생명의 생존 가능 범위는 이보다 더 넓을 것으로 추정됨) 1983년 버로스 교수팀은 심해열수분출구 주변에서 생명이 처음 시작됐을 것이란 논문을 발표 지구의 용해된 중심부에서 분출되는 에너지와 물질을 이용하며 살아가는 심해생명체 출현 심해열수분출구에선 300도까지 가열되고 황화철을 비롯한 광물을 많이 함유한 매우 뜨거운 물이 금 간 암석에 스며든다. 깊은 바다는 수압이 세서 물이 끓지 않는다. 열수분출구 주변에서 찬물을 만난 광물은 더 이상 물에 녹지 못하고 석출(析出·결정형 고체)되어 굴뚝 구조가 만들어진다. 굴뚝 속에서는 뜨거운 물이 쉼 없이 흐르고 있다.

23 골드락스 조건에서 탄생한 고세균 구 조: 세포핵 없는 단세포 유기체(크기 직경 0.0002– 0.0004 in)
골드락스 조건에서 탄생한 고세균 구 조: 세포핵 없는 단세포 유기체(크기 직경 – in) 에너지원: 지구내부에서 얻는 화학에너지 이용, 다른 단세 포체들과 유사하게 영양물질 포획 ∙ 흡수 서식영역: 다른 생명체가 살 수 없는 극한의 환경에 적응 → 지구 내부 암석, 해저면 화산분출구 안 → 감람석 표면(‘잃어버린 도시’라 묘사하는 지역에서 고세 균 발견, 녹색의 감람석 표면이 바닷물에 노출 되면서 일 어나는 화학작용에 의해 열이 발생한다. 지구 초기의 역사 에는 이러한 지역이 흔히 있었을 것이다.) 고세균이 최초 생명체 가능성 요인 태고 때부터 거의 변화가 없는 극한 환경에서 살고 있음 원시지구에서 주기적으로 일어났던 운석의 대 충돌과 지구 표면에 살고 있던 생명체의 대량 멸종의 역사의 영향을 덜 받았음 지구 대기 변화에 영향을 덜 받음(기후변화, 산소의 급증) 거대한 양의 자외선으로 보호됨

24 극한의 원시지구에서 탄생하였다고 생각되는 생명체
초고온(초호열)성 환경 초호산성 환경 초호염성 환경 Commtechlab.msu.edu 메탄생성균 메탄생성균 : 원시지구의 대기와 비슷한 조성인 수소와 이산화탄소를 잘 이용함 → 생태적 위치와 활용 : 축산폐기물, 유기물이 많은 산업폐기물, 가정 부엌 쓰레기 등의 처리에 이용, 이산화탄소 등을 또 분해하여 메탄 생산, 메탄가스 활용(에너지원), 온실가스(지구온난화) 고도호염균 : 포화식염수 중에 서식하는 다수의 고세균 호열호산균 : pH 1~3, 50~87℃의 환경에서 서식하는 다수의 고세균 초호열균: 100℃이상에서 서식하는 다수의 고세균 황산환원고세균, 황대사호열고세균 등, 모두 100종 이상이 알려짐