인간은 고 세균에서 진화한 진핵생물

인간은 고 세균에서 진화한 진핵생물

생물은 크게 셋으로 나눌 수 있다. 세균과 고 세균, 그리고 진핵생물이다. 세포핵의 유무는 생명체를 분류하는 중요한 기준이다. 세포핵이 없는 원핵생물과 세포핵이 있는 진핵생물은 크게 다르기 때문이다. 아메바나 짚신벌레 같은 단세포생물은 진핵생물로 핵이 없는 세균은 다르다. 고 세균에서 발견되는 단백질과 DNA가 진핵생물과 유사하다. 고 세균은 세균보다 인간과 더 밀접한 관계가 있다.

지구상에 최초로 원핵세포가 나타난 것은 약 35억 년 전으로 추정한다. 기원전 35억 년 경 최초의 생명체의 흔적이 출현한 후 15억 년이 흘러, 기원전 20억 년경 단세포 생물이 나타났고 이들은 원핵생물(prokaryote)이라고 부른다.

고 세균(archaea)은 대사과정이나 단백질이 세균과 분명하게 다른 생물로 진화 초기에 갈라졌다. 많은 과학자들은 진핵생물이 원핵생물에서 진화했다고 본다. 고 세균의 일부가 미토콘드리아 역할을 하는 세균을 받아들여 진핵생물로 진화했다는 것이 유력한 가설이다. 수십억 년 전 고 세균이 세균을 받아들여 진핵생물로 진화하지 않았다면 인간을 포함한 진핵생물은 존재하지 않았을 것이다. 이들이 진핵생물로 진화한 과정은 확실하게는 모른다.

이 가설을 강력하게 지지하는 증거는 2015년 처음 보고된 아스가르드 고 세균(asgard archaea)에서 나왔다. 이 고 세균은 진핵세포에 있는 단백질을 다수 지니고 있어 가장 유력한 진핵생물의 조상으로 여겨지고 있다. 2023년에는 아스가르드 고 세균 중 하나(lokiarchaeum ossiferum)가 진핵세포의 골격을 이루는 액틴(actin filaments)을 가지고 있다는 사실을 발견했다. 세균보다 훨씬 큰 진핵세포가 형태를 가지고 기능하려면 세포 골격을 이루는 액틴이 중요하다. 액틴은 모든 고 세균에서 발견되지는 않는다. 세포 골격 및 물질 운반에 중요한 역할을 하는 미세소관(micro-tubules)도 발견되었다. 진화한 액틴이나 미세소관이 나중에 진핵세포의 세포 골격 기관으로 진화한 것으로 추정된다. 따라서 아스가르드 고 세균이 진핵생물의 가장 가까운 조상이라는 증거이다.

18억 년 전경에 진핵세포가 나타났고, 진핵생물이 출현했다. 원핵생물(Prokaryote)은 핵이 없는 원핵세포(原核細胞)로 구성된 생명체를 말하며 핵이 있는 세포를 가진 생명체가 진핵생물이다. “이전”을 뜻하는 그리스어 πρό- (pro-)와 ‘핵’을 의미하는 그리스어 καρυόν의 합성어로 유래한다. 인간은 고 세균에서 진화한 진핵생물이다.