생명이란

The Seven Pillars of Life

2002년 3월22일자 Science 지에 실린 기사. Author는 Daniel E. Koshland Jr 이며. Department of Molecular and Cell Biology, University of California, Berkeley 의 교수로 재직중이고, 사이언스지의 Former Editor-in-Chief 이다.

생명이란 무엇이며 그 정의는 무엇일까?

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Is an enzyme alive? Is a virus alive? Is a cell alive? |}}

라는 질문은 정말 대답하기 힘든 것들이다. 저자가 참여한 생명과학의 엘리트들의 컨퍼런스에서 누군가가 다음과 같은 대답을 했다고 한다. (아마도 이 대답의 주인공은 리차드도킨스 본인 아니면 그 충실한 추종자가 아니었을까 하는 의혹이 든다...)

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The ability to reproduce--that is the essential characteristic of life |}}

이기적유전자의 관점에서 볼 때 정확한 지적이다. 그러나 다음과 같은 대답은 어떠한가?

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Then one rabbit is dead. Two rabbitsa male and femaleare alive but either one alone is dead |}}

또 한가지 in vitro 에서 복제되는 DNA분자와 Enzyme 들의 혼합물은 살아있는가?

결국, 생명이란 무엇인가에 관한 대답은 결코 쉬운일이 아니다.

다른 많은 가능성을 인정하면서 저자는 일곱가지의 생명을 떠 받치는 주춧돌 에 대해 서술하고 있다. 각 주춧돌의 앞글자만을 따서 Piceras라는 이름을 지었다. The Goddes Of Life....생명의 여신이다.

1. Program : Organized된 Plan으로서의 프로그램. 지구상에서 이러한 프로그램은 DNA 안에 내장되어 있다.

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By program I mean an organized plan that describes both the ingredients themselves and the kinetics of the interactions among ingredients as the living system persists through time |}}

2. Improvisation : 살아있는 개체가 자신의 목적을 위해 환경전체를 바꿀수는 없는 노릇이므로 생명체는 자신의 프로그램을 바꿀 수 있는 방법을 모색해야 한다. Mutation과 Selection이 이를 가능하게 해준다.

3. Compartmentalization : Enzyme에 의한 반응이 가능하기 위해서는 외부와 내부를 격리시켜 필요한 요소들은 Concentrated 시켜야 한다. 즉 우리에게 Container가 필요한 이유는 Concentration과 세포(혹은 생명체)내부의 Arrangement를 유지하고 외부로부터의 보호때문이다.

4. Energy : 생명은 움직이며, 이를 위해선 Open된 시스템이어야만 한다. 지구상의 생명은 태양으로부터 필요한 에너지를 얻는다.

5. Regeneration : 열역학법칙은 생명체에게도 적용된다. 단지 생명은 무생물에 비해 그 속도를 늦추고 있을 뿐이다. 그러므로 생명체 역시 서서히 낡게 되며 이를 위해 Regeneration System을 필요로 한다. 심장의 박동과, 지속적인 단백질 합성, 세포분열등이 이에 속한다.

6. Adaptability : Improvisation역시 적응의 일종이다. 그러나 Improvisation의 속도는 매우 느리다. Improvisation은 프로그램 자체를 바꾸는 것이고, Adaptatibility 는 프로그램의 일부로 Behavioral Response를 의미한다.

7. Seclusion : 구획화,격리. Enzyme 작용을 생각하면 된다. 적절한 구획화가 없으면 반응의 효율은 극도로 저하된다. 그러나 생명체가 가지고 있는 이러한 구획화 시스템은 완전하지 않다. Feedback 작용들에 의해 이러한 구획끼리의 연결이 생긴다. 그 조그만 세포내에서 수천의 화학작용들이 일어나기 위해 이러한 구획화는 필수다.

생명을 정의한다는 것은 생명과학자들에게도 철학자들에게도 쉽지 않은 질문이다. 김우재는 막연하게 생각한다. 살아있는 것들에 의해 구분지어지는 그 어떤것 이 아닐까 하고. 그러나 살아있는 것 이라는 동어반복을 도입해야 하는 모순은 또 어떻게 해결해야 할 것인가. --김우재

KIDS에서 쇼팽이라는 아이디를 쓰시는 분께서 다음과 같은 정의를 내리셨는데, 제가 가장 마음에 들어하는 정의였습니다. 군더더기 없고 깔끔하며 넓은 범위의 "생명"을 포함할 수 있습니다.

{{| 생명이란 자기조직화하는 논리이다. |}}

자기조직화하는 논리라는 말은 자기재생산하는 실체에 대한 보다 넓은 표현으로 이해할 수 있을 것 같습니다. 실체가 아닌 논리라는 말은 생명이 반드시 물리적으로 존재하지 않을 수도 있음을 나타내고 있다고 생각합니다. 멋지지 않아요? --아무개

수업시간에 들은 것인데... "생명이란 주변 환경과 다른 것, 주변환경과 같아지려는 것에 대한 투쟁(예: 자정작용)."이라네요. 사람이 체온을 유지하며 살 수 있는 것도 바로 주변환경과 같아지려는 것에 대한 투쟁으로 생명의 속성을 말해준다라는 이야기를 듣고 감동받았어요. 이 말씀을 하신 선생님께서는 생물 뿐만 아니라 우주적 차원으로까지 생명의 개념을 확대시키시더라구요. - 희망

The Seven Pillars of Life : 원문 링크

에너지는 형상을 얻고, 형상은 에너지에 의해 변형된다.(상대성이론) 그렇다면, 물질과, 그것에 변화를 주는 힘을 따로 생각해 볼 수도 있다. 따라서 생명이란 물질과 힘의 조합으로 생각해볼 수도 있다. 이 때의 물질과 힘이 갖추어야 하는 몇 가지 조건을 만족하게 되면, 생명이라고 할 수 있다. 그런데 이 때 주의해야 할 것은, 살아 있냐/죽어 있냐 하는 질문 자체에 오해가 있다는 것이다. 즉, 삶/죽음이 과연 이분법적으로 구분 가능한 것인가? 나무 하나가 있다. 그 나무는 살아 있다. 이 때, 그 나무에서 나뭇가지 하나를 꺽어 보자. 그 나무는 여전히 살아 있는가? 나뭇가지는 여전히 살아 있는가? 비유하자면, 생명의 정도는 0에서부터 100까지 서서히 변해가지만 인간이 느끼는 것은 0,10정도와 90, 100 정도의 생명도인 것 같다. 그래서 앞의 것은 죽었다고 생각하고, 뒤의 것은 살아 있다고 생각한다. 즉, 돌은 생명도가 0인 것이 확실하므로 생명이 없는 것으로 인식하지만, 바이러스는 생명도가 한 40이나 50쯤 되니까, 생명인지 무생명인지 분간할 수 없는 것이다. 요는 생명의 type은 boolean이 아니라 real이라는 것이다. 이 때, 생명도를 높여 주는 몇 가지 구조적 특징이 있음을 생각해본다. 이것은 주로 진화로 설명할 수 있는 경우가 많이 있다. 즉, 닫힌 시스템은 필수불가결하게 그 구성 물질이 응집도(integrity)를 잃게 된다. 따라서 생명이란, 엔트로피를 이용하여 자신의 구조를 유지시켜나가는 모든 구조라고 할 수 있다. 왜냐 하면, 외부의 물질을 섭취하여 그 물질의 엔트로피를 높이고, 그 때 나오는 에너지를 이용하여 자신을 이루고 있는 물질의 엔트로피를 유지시키기 때문이다. 자연은 기본적으로 모든 물질의 엔트로피가 높아지도록 되어 있는데, 생명은 그 방향에 역행하여 자신의 엔트로피의 증가를 최대한 억제하고 있는 것이다. 그러나, 모든 생명 역시 결국 엔트로피가 느리게나마 증가하기 때문에, 죽는다. -- adnoctum

See also WhatIsLife, 생명이란무엇인가 인공생명 물질과생명의관계

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