우리보다 앞서 살았던 조상들의 삶에서 우리까지의 진화를 간략히 살펴보려고 합니다.
생명의 진화에 대한 이야기입니다.
목성의 영향으로 카이퍼벨트에 교란이 일어나서 태양과 가까운 행성들에게도 얼음이 풍부한운석들이 쏟아져 들어온 후기운석 대충돌 사건이 일너난 38억년 즈음에 발견된 화석에서 생물의 흔적이라고 주장하는 학자도 있고, 그렇게 보기 힘든 화석이라고 반박하는 학자도 있습니다. 그러나 대부분의 과학자들은 35억 년 전의 화석에 남긴 흔적에 대해서는 생명의 자취라고 인정하고 있습니다. 아주 작고 단순한 하나의 세포로 이루어진 미생물은 환경과 상호작용하면서, 최소한 27억년 전에는 햇빛을 이용하여 스스로 영양소를 생산할 수 있는 남조류라는 세균(박테리아)가 나타나서 광합성을 하면서 지구 대기에 산소를 뿜어내기 시작하였습니다.
산소는 메탄성 세균과 같은 혐기성 생명체들을 궁지에 몰아넣었고 한편으로 호기성 생명체들이 출현하기도 했습니다. 약 24억년 전에는 이미 대기에 산소가 풍부해지면서, 지구 대기의 온실효과가 감소하여 적절히 서늘해졌습니다. 생명체가 지구의 온도를 낮춘 것입니다. 온도는 자연에 있어서 특성과 환경을 좌우하는 중요한 물리량일 때가 많습니다. 마찬가지로 지구의 온도 역시 대기와 해수의 대류, 생명체의 활동과 생체반응, 암석과 기후의 변화 등에 크게 영향을 미칩니다. 산소는 또한 대기 상층부에 오존층을 형성하면서 태양과 우주로부터 오는 강력한 이온과 감마선을 막아주어 생명체가 보다 안전하게 자신의 유전정보와 대사활동을 할 수 있도록 보호해 주었습니다.
산소가 풍부해지면서 생겨난 어느 세균은 독립적으로 생존하는 것보다 고세균의 내부에서 공생하며 에너지를 제공하고 안전한 환경을 보장받으며, 고세균을 숙주세포로 하는 공생을 하게 되었다고 합니다. 기생하는 세균은 후에 진행세포로 발전하는 숙주세포에서 ATP 공장인 미토콘드리아로 변화되며 상당량의 자기 유전정보를 숙주세포에 넘기거나 폐기함으로써 자신의 역할에 집중하였습니다. 진핵세포는 원핵세포보다 크기가 커지면서 대사에 필요한 물질을 필요한 곳에서 제대로 공급하기 위하여, 유전정보를 싸고 있는 핵막과 소기관 등을 발달시키게 되었습니다.
진핵세포로 경쟁력을 갖춘 단세포 세균은 군체에서 다세포 생명체로 진화하며 기능을 전문화한 조직, 기관, 기관계를 발달시키며 복잡한 개체로 성장해 갔습니다. 이러한 개체 성장이 가능한 것은 산소호흡이라는 효율적인 대사를 획득할 수 있었기 때문으로 생각됩니다.
이후 현미경으로만 찾을 수 있던 미생물 화석은 어느 시기에 맨눈으로 볼 수 있을 정도의 크기로 화석에 폭발적인 자취를 남겼습니다. 이 시기가 고생대의 시작이며 고생대 첫 시기는 캄브라이기라고 부르며, 다양한 거시적 생명체들이 대거 출현한것을 캄브리아기 대폭발로 부릅니다. 이 시기에 현존하는 대부분의 동물문들이 출현한 것으로 알려져 있습니다. 고생대의 두 번째 시기인 오르도비스기에는 식물이 육상으로 진출하고 세 번째 시기인 실루리아기에는 육상동물이 출현하였고, 네 번째 시기인 데본기에는 네발동물이 육상에 나타났습니다. 다섯 번째 시기인 석탄기에는 육상식물이 번성하고 파충류가 출현하였으나, 식물을 소화할 수 있는 생명체들이 아직 나타나지 않았기 때문에 이 시기의 식물들은 비교적 온전한 모습으로 지층에 묻히며 오늘날 볼 수 있는 석탄이 되었습니다.
중생대를 공룡이 살았던 시기로 생각해도 크게 무리가 없을 것 같습니다. 지구 역사상 가장 큰 덩치를 가진 생명체, 공룡은 약 2억 년이나 지구의 최상위 포식자로 군림하였으니 지구 역사에서 가장 오랫동안 지배적 위치를 가졌다고 생각할 수 있습니다. 연구에 의하면 약 6,600만년 전에 소행성이 맥시코 동쪽 유카탄 반도의 끝에 떨어졌다고 합니다. 카다란 소행성이 대지와 격렬한 충돌을 일으키면서 주위에 있던 모든 생명체들은 바로 살아남지 못했겠으나, 전 지구적으로 공룡이 멸종하게 된 원인은 직접적 충돌보다는 충돌 이후에 대기로 올라간 많은 먼지들이 햇빛을 가리며 식물의 생장을 방해하여 공룡의 먹이를 지구적으로 공급하지 못했고 50도 정도 온도가 내려가며 추워진 지구환경 탓이었을 것입니다. 그런데, 지구의 반지름은 약 6,400 km 이기에 둘레는 약 4만 km 정도 되며, 24시간 정도에 지구는 한 바퀴 돕니다. 즉, 적도 근처의 지구표면은 1분에 약 28 km 정도 움직이기 때문에, 소행성이 1분만 늦게 지구와 충돌했어도 소행성은 육지가 아닌 바다에 추락하여 충격을 상당히 흡수하고 대기로 올라간 먼지도 그렇게 많지 않았을 것입니다. 즉, 1분 차이의 우연적 사건은 공룡의 멸망을 불러왔다고 생각할 수도 있습니다.
지구의 최상위 지배자인 공룡이 사라지고 난뒤에, 포유류가 덩치를 키우고 번성하면서 신생대가 시작됩니다.