한국대학교육협의회 부설 한국교양기초교육원
서울특별시 금천구 서부샛길 606 대성디폴리스A 23층 Tel. 02-6919-3952 E-mail. konige@kcue.or.kr
저작권 관련 주의 사항
본 저작물을 내려받는다는 것은 아래 사항들에 동의하시는 것을 의미합니다.
1. 본 자료는 강의하시는 교육자를 위해 ㈜바이오사이언스 출판에서 제공하는 것으로, 실제 강의가 이루어지는 대학 강의실에서만 사용될 수 있으며, 일반 사설 학원이나 온 라인 수업 등의 목적으로 사용될 수 없습니다.
2. 본 출판사의 허락 없이는 어떠한 경우에도 본 저작물의 수정, 편집, 전송, 배포 등은 불가합니다.
3. 본 저작물은 핵심 생명과학(ISBN:9788992709996, 장수철, 김응빈, 이준행 공저, ㈜ 바이오사이언스 출판)의 강의보조자료입니다.
4. 본 저작물은 저작권법에 의해 보호되고 있으며, 무단 도용 및 불법복제 및 전송으로 인해 저작권 침해 시 법적 책임이 따를 수 있습니다.
2강. 생물의 출현과 역사
이 강의안은 『핵심생명과학』(2013. 바이오사이언스) 자료를 토대로 제작되었습니다.
생명과 성
화학진화(Chemical Evolution)
생물학자들은 일반적으로 생물이 화학진화에 의해 무 생물로부터 발생하였다고 생각한다.
화학진화를 직접 재현할 수는 없지만, 생명의 기원에 대한 가설을 실험을 통해 검증하고 이를 바탕으로 논 리적인 이해에 접근하는 것은 가능하다.
원시지구에서 자발적
유기화합물 합성을 위한 필요조건
유기분자를 비생물적으로 산화시키는 산소의 부재
유기분자 형성에 필요한 화학적 구성 단위와 에너지
분자를 축적하고 반응하기 위한 충분한 시간 등
밀러(Stanley Miller)의 실험
원시 지구 환경에서 생명체 구성에 필요한 크고 복잡한 탄소 화합물 재료의 자연적 합성 가능성 제시
원시세포 탄생 관련 실험 증거
유기화합물은 실험실에서 자발적으로 세포의 일부 특징을 갖는 지질로 둘러 싸인 작은 방울인 원시세 포 형태로 조립될 수 있다.
이런 과정은 진흙의 일종 인 montmorillonite에 의 해 촉진되는 것으로 알려 져 있다.
RNA 세계(RNA World) 가설
• 최초의 유전물질은 서로의 존재를 필요로 하는 DNA와 단백질이 아니라 짧은 RNA였을 것이다.
• 이 RNA 조각은 아미노산을 정렬하여 폴리펩티드를 합 성하거나 원시적인 자기복제 과정에서 뉴클레오티드를 정렬하는 주형 역할을 했을 것이다.
생물 출현의 역사
최초의 생명체
최초의 생명체들은 풍부하게 존재하는 유기분자들을 섭취하는 종속영양를 하였으나, 유기분자가 고갈되면 서 광합성과 같은 독립영양 생물이 출현한 것으로 추 정한다.
최초의 광합성은 산소를 생성하지 않았고, 35억 년 전 에 산소 생성 광합성을 하는 남세균(cyanobacteria) 출 현한 것으로 추정한다.
대기 중 산소의 증가로 산소호흡이 출현하였고(따라 서 단위 먹이당 합성되는 ATP가 크게 증가) 오존층이 형성되는 등 생물의 생존에 유리한 환경이 조성되었다.
진핵세포 탄생 관련 가설
원핵생물 간의 유전자 교 환과 공생을 통하여 진핵 세포가 생성되었을 것으 로 추정
세포막 함입과 내부공생 으로 진핵세포의 복잡한 구조가 형성되었을 것으 로 추정
다세포 생물의 출현 관련 가설
선캄브리아 시대
약 38억 년 전에서부터 5억 4,300만 년 전까지
최초 생명체가 탄성하였고, 기 이후 박테리아, 원생생 물(조류 포함), 균류, 다세포 동식물의 다른 그룹으로 세분화되었음
최초의 다세포 진핵생물의 화석은 12억 년 되었지만, 분자시계는 다세포 진핵생물의 공통조상은 15억 년 전 에 기원했을 것으로 추정
대부분 동물문의 최초 화석은 캄브리아기에 나타나지 만 (캄브리아 대폭발) 분자적 증거는 대부분 동물문들 이 10억 년 전부터 7억 년 전 사이에 기원했을 가능성 을 제시함
고생대
약 5억 4,300만 년 전에서 2억 5,100만 년 전까지 2억 9,200만 년 동안 지속
현화식물을 제외한 모든 주요한 식물 그룹들과 동물문 이 나타났음
어류와 양서류가 번성하였고, 파충류도 나타났음
중생대
약 2억 5,100만 년 전에 시작하여 6,500만 년 전까지 1 억 8,600만 년 간 지속
현화식물과 다양한 파충류가 출현
초기 파충류에서 나온 공룡은 중생대 동안에 지구를 지배
곤충이 번성하고, 조류와 초기 포유류도 다양화됨
6,500만 년 전 백악기 말기에 상당히 많은 동물들이 갑작스럽게 멸종
신생대
6,500만 년 전부터 현재까지
현화식물, 조류, 곤충, 그리고 포유류들이 매우 다양화 되었음
생물종 변화의 주요 요인
지구 환경의 급격한 변화에 의한 다섯 번의 대멸종
대륙이동
멸종이란 종의 죽음을 말하는 것인데, 종이 멸종될 때, 멸종된 종들이 차지했던 적응지역들이 빈자리로 남게 되어 다른 종들이 진화하여 그 지역을 차지할 수 있도 록 해준다.
대멸종 후에 적응방산에 의해 다양한 생물이 출현하게 되었다.
페름기 멸종 이후 적응방산에 의해 다양한 파충류가 출현하였다.
백악기의 파충류 멸종 이후 포유류의 크기와 다양성이 증가하였 다.
적응방산은 하나의 조상종이 여러 새로운 종으로 분화 되는 과정이다.
적응지역이란 조상종에 의하여 이용되지 않는 새로운 생태적 기 회를 의미한다.
여러 적응 지역들이 비어 있을 때, 그곳에 서식하게 되는 생물종 은 급속하게 분화하여 그 지역을 차지하게 된다.
대멸종과 적응방산
화학진화를 설명해 보자.
RNA 세계 가설을 설명해 보자.
대기 중 산소 농도 증가에 따른 지구환경 변화와 생물 상 변화를 설명해 보자.
다세포 진핵생물 정체와 출현 과정을 설명해 보자.
고생대, 중생대, 신생대의 특징을 각각 설명해 보자.
