[미디어파인=이상원 기자] 생명의 기원과 우주 생명체의 존재는 과학계에서 가장 흥미롭고도 깊은 질문으로 남아 있다. 지구에서 생명이 어떻게 시작되었는지, 그리고 우주 어딘가에 또 다른 생명체가 존재하는지는 오랜 논의 끝에도 여전히 명확한 답을 찾지 못한 주제다. 생명이 어떻게 탄생했는지를 논할 때 흔히 등장하는 개념이 ‘원시 수프’이다. 이는 지구 초기의 환경에서 유기 화합물이 섞인 혼합물이 생명의 재료를 제공했다는 가설이다. 이 개념은 1952년 화학자 스탠리 밀러와 해럴드 유리의 실험으로 대중화되었다. 이들은 단순한 가스 혼합물에 전기 방전을 가해 아미노산과 같은 생명체 구성 요소를 생성할 수 있음을 보여주었다. 그러나 이 실험은 한계도 있다. 연구 결과 방전으로 생성된 화합물 중 아미노산은 극히 소량에 불과했고, 대부분은 무수히 다양한 화학물질이었다. 반면 최근 연구는 RNA와 아미노산 같은 생명체의 필수 구성 요소를 만들기 위해서는 특정 화합물이 고농도로 존재해야 함을 강조한다. 이는 원시 수프 개념이 생명의 기원을 완전히 설명하지 못한다는 것을 의미한다.
또 다른 인기 이론은 생명이 심해 열수구(hydrothermal vent)에서 시작되었다는 주장이다. 이 열수구는 알칼리성 물이 산성의 바닷물로 방출되는 곳으로, 에너지가 풍부하고 현재도 다양한 생명체가 번성하고 있다. 그러나 심해 열수구가 생명의 기원지였다는 주장은 아직 증거가 부족하다. 심해 환경에서는 생명체의 구성 요소인 RNA, 아미노산, 세포막(지질)의 빌딩 블록을 생성할 수 있는 화학적 조건이 발견되지 않았다. 또한, 생명체 탄생에 필요한 화합물들이 고농도로 존재할 가능성도 낮다. 무엇보다 초기 태양에서 방출된 자외선은 생명체의 기원에 중요한 에너지원으로 보이는데, 이 자외선은 심해까지 도달하지 못했을 것이다.
최신 연구에 따르면 생명체의 기원은 지표의 작은 호수나 웅덩이에서 더 가능성이 높다. 이곳에서는 지열(화산 활동)과 같은 에너지원, 그리고 젖음과 건조, 동결과 해동의 순환이 다양하고 적합한 조건을 제공했을 가능성이 있다. 생명이 기원하기 위해서는 여러 화학적 과정이 서로 다른 시공간에서 발생한 뒤 올바른 순서로 결합해야 했다는 점에서, 심해보다 지표가 더 유리했을 것이다. 최근 30년간 천문학적 발견은 은하수에 지구 크기의 행성이 ‘생명체 거주 가능 구역(habitable zone)’에 무수히 존재할 가능성을 시사했다. 이 구역은 행성이 액체 상태의 물을 유지할 수 있는 온도를 제공하는 거리 범위를 뜻한다. 이로 인해 많은 사람들이 우주 어딘가에 생명체가 존재할 것이라고 결론짓는다.
그러나 이는 성급한 추정일 수 있다. 지금까지 지구 밖 생명체는 발견된 바 없으며, 심지어 적합한 조건에서도 생명체가 탄생할 확률조차 알지 못한다. 생명체가 형성되기 위해서는 특정 지구화학적 조건이 올바른 순서로 연결되어야 한다는 최근 연구는 이 가능성을 더 복잡하게 만든다. 예를 들어 RNA 빌딩 블록을 생성하는 데 필수적인 철과 시안화물 화합물(ferrocyanides)의 존재가 필요하다. 초기 지구에서는 이러한 화합물이 대기에서 생성되어 고농도로 축적되었을 가능성이 있다. 하지만 이러한 화합물은 쉽게 씻겨 내려가거나 파괴될 위험이 크다. 더 나아가 다른 필수 화합물들이 특정 순서로 해당 환경에 전달되어야 후속 과정이 진행될 수 있었다. 이 모든 단계를 정확히 계산하는 것은 현재로서는 불가능하며, 이는 지구에서 생명체가 필연적으로 탄생했는지, 아니면 극도로 희귀한 화학적 사건의 산물인지 판단할 수 없음을 의미한다.
은하수에서 외계 생명체가 존재할 가능성을 평가하는 가장 확실한 방법은 직접적인 탐색이다. 지금까지의 연구는 생명의 기원에 대한 이해가 여전히 부족하며, 지구 밖 생명체의 존재를 단정짓기에는 시기상조라는 것을 보여준다. 그러나 천문학적 관측과 지구화학 연구가 결합한다면, 생명의 기원과 우주 생명체의 가능성에 대한 답을 조금씩 밝혀나갈 수 있을 것이다.