목재의 주성분인 리그닌이 해초에서 발견되었다

진화 시간 틀을 10억 년 전으로 수정? 수렴진화?

저자: David Catchpoole
번역: 한국창조과학회 (creation.kr)

리그닌(lignin, 목질소)은 목재가 강한 구조적 견고성을 갖도록 해주는 주요한 성분이다.¹ 육상식물은 대기 중으로 뻗어나가며 자라기 때문에, 리그닌은 그것을 가능하도록 지탱해주며, 뿌리부터 잎까지 물을 운반하는 데에도 중요하다. 물에서 부유하여 살아가는 수생식물은 리그닌을 갖고 있지 않기 때문에, 이러한 특성은 육상식물에서만 독특한 것으로 생각했고, 그렇게 가르쳐져왔다.

그러나 이제 리그닌이 바다 해조류(marine algae)에서 발견되었다. 따라서 진화론적 교과서들은 틀렸고, 다시 수정해야만 하게 되었다.

이 발견은 교과서에 기재된 식물 진화의 시간 틀을, 무려 십억 년이나 수정할 것을 강요하고 있었다. 이 발견은 진화론적으로 주요한 함축적 의미를 가진다.² 수석 연구자인 브리티쉬 콜럼비아 대학의 조교수인 패트릭(Patrick Martone)은 다음과 같이 설명했다.

오랫동안 과학자들은 모든 육상식물은 수생 녹조류(aquatic green algae)에서 진화했으며, 식물이 육상으로 이주한 후에, 위쪽으로 안정적으로 성장하기 위해서, 그리고 뿌리에서 물을 운반하기 위해서, 리그닌을 진화시켰다고 믿어왔다.³

지금까지 진화론에 따르면, 리그닌은 약 4억7천5백만 년 전에 육지에서 진화되었다고 말해져왔었다. 따라서 이 발견은 그보다 더 이른 시기로 리그닌의 출현을 끌어내렸던 것이다. 그러나 사실 훨씬 이전으로 끌어내리고 있었던 것이다. 왜냐하면, 수생 리그닌이 해양 녹조류(green algae)에서는 발견되지 않고, 조간대에 사는 홍조류(red algae) 해초인 Calliarthron cheilosporioides에서 발견되었기 때문이다. 이 홍조류 해초(seaweed)는 '진화계통나무'에서 완전히 다른 가지(branch)에 위치한다 :

홍조류와 녹조류는 10억 년 이상 전에 분기되었기 때문에, 홍조류에서 리그닌 발견은 리그닌을 생산하는 분자기계들과 유전정보가, 조류가 육지로 이주하기 매우 오래 전에, 이미 존재했다는 것을 시사한다.³

따라서 이 발견은 교과서에 실려 있는 식물 진화의 시간 틀을 극적으로 무려 ”10억 년을 수정할 것”을 강요하고 있는 것이다.³ 그러나 그 이야기는 아직 구체적으로 설정되지 않았다. 왜냐하면 일부 진화 연구자들은 리그닌의 기원을 10억 년 전으로 끌어내리는 일은 많은 문제들을 발생시킨다는 것을 알고 있기 때문에, 리그닌이 바다 홍조류와 육지식물에서 각각 독립적으로 진화했을('수렴진화'라고 부르는 것) 가능성을 열어두고 있기 때문이다. 그들은 바람 부는 기후가 육지식물에서 리그닌의 진화를 자극했던 것처럼, 홍조류에서도 유사한 현상이 발생했던 것으로 (파도에 의해서 앞뒤로 구부러지면서, 굽힘 응력에 의한 기계적 자극이 리그닌을 진화시키도록 유발했을 것으로) 추정하고 있었다.² 그래서 밀려드는 파도라는 선택적 압력이 해초에서 리그닌 생산을 위한 분자기계들의 진화를 일으켰을 것으로 제안했다 :

해양 환경에서의 선택적 압력은 육지에서의 압력과는 다르겠지만, 육상식물에서 목재의 진화에 기여했던 바람에 대한 항력은, 수생 조류에서는 조류흐름에 대한 항력에 의해서 유발되었다.²

그러나 리그닌의 생성에 대해 독립적인 진화론적 기원을 제안하는 것은, 또 다른 문제를 야기시키고 있었다. 스탠포드 대학의 홉킨스 해양 연구소(Hopkins Marine Station)의 생물학 교수인 마크 데니(Mark Denny)가 공동 저자로 발표한 연구에 따르면, ”리그닌을 생산하는 기본적 기계장치들”이 생겨나는 일은 작은 일이 아니라는 것이다.

리그닌을 만드는데 필요한, 경로, 효소들, 유전자들은 매우 복잡하기 때문에, 모든 것들이 따로 따로 독립적으로 진화했다는 것은 정말로 굉장한 일이다. 무엇이든 가능할 수 있지만, 이러한 복잡한 효소들과 유전자들이 두 번 생겨났다는 일은 정말로 엄청나게 놀라운 일이다.³

리그닌과 그것을 만드는 유전정보들이 무작위적인 과정으로 우연히 한 번 생겨나는 것도 기적과 같은 일이다. 그런데 동일한 물질과 유전자들이 두 번 생겨날 수 있을까? 마톤과 데니는 그들의 논문에서 '꽤 복잡하다'라는 문구를 사용하지 않고, ”극도로 복잡하다”는 단어를 사용했다!² 따라서 그들의 논문은, 바다 홍조류와 육상식물이 리그닌 생산 기계들을 완전히 독립적으로 두 번 진화시켰을 가능성은 거의 없다고 결론짓고 있는 것처럼 (즉, 연구자들은 10억 년 전 이상에서 하나의 진화론적 기원을 갖는다는 주장을 찬성하는 것처럼) 보인다. 그들의 주장은 이렇게 바꿔 말할 수 있다 : 리그닌 생성이 한 번 진화되는 것도 매우 어려운 일이다. 두 번의 진화는 말할 것도 없고 말이다.⁴

사실, 연구자들이 자신들의 논문에서 사용한 단어 중 하나는 실제로 여기서 쟁점이 되고 있는 혁신(innovation)이라는 단어이다.

리그닌화 된 세포벽은 수생 조상으로부터 육상식물로의 진화에 있어서 중요한 혁신으로 여겨지고 있다…²

혁신은 이전에는 존재하지 않던, 어떤 새로운 것이다. 바람, 파도, 조류는 리그닌을 생산하는 기계를 이미 가지고 있는 식물에 대해서는 자연선택의⁵ 매개체로 작용할 수 있을지는 몰라도, 결코 그러한 ”극도로 복잡한” 기계들을 새롭게 만들어내지는 못할 것이다. 바람이 얼마나 세게 부는가와 상관없이, 그리고 얼마나 오래 기다렸는가와 상관없이(수십억 년을 기다린다 하더라도), 리그닌을 만드는 복잡한 경로, 효소들을 만드는 분자기계들, 그 유전자들이 무작위적인 과정으로는 결코 우연히 생겨날 수 없다.⁶ 파도도 그러한 것을 만들 수 없다. 난파선이 보여주는 것처럼, 거친 파도는 어떤 것을 부수고 손상을 입힐 뿐이고, 오래 견딘다면, 피해는 더 커질 뿐이다.⁷

간단히 말해서, 혁신은 혁신가(innovator)를 필요로 하는 것이다. 성경은 그 분이, 하늘, 땅, 바다, 그리고 그 안에 있는 모든 것들을 엿새⁸ 동안에 (출애굽기 20:11) 창조하신 창조주 하나님이시라고 말하고 있다.⁹