지구상의 생명체는 약 30억년 전 극적으로 늘어났으며 그 이유는 어쩌면 원시 생명체들이 햇빛으로부터 에너지를 얻는 보다 효율적인 방법을 개발했기 때문일 것으로 보인다는 연구가 나왔다.

미국 매사추세츠공대(MIT) 과학자들은 현존하는 1천개의 핵심 게놈을 바탕으로 이들이 아주 먼 과거로부터 어떻게 진화했는지를 역추적하는 수학 모델인 `게놈 화석'을 개발해 이런 결론을 얻었다고 네이처지 최신호에 발표했다.

이 연구에 따르면 모든 생명체의 집단 게놈은 33억~28억년 전 사이에 광범위하게 확장됐으며 현존하는 모든 유전자의 27%는 이 기간에 등장한 것으로 나타났다.

연구진은 생명체의 대폭발은 오늘날 `전자전달'이라고 불리는 생화학 과정의 출현을 통해서였을 가능성이 크다고 지적했다.

전자전달은 세포막 내의 전자 운동을 가리키는 핵심적인 생물학적 기능으로 이는 식물과 일부 미생물이 광합성을 통해 태양으로부터 에너지를 얻고 산소를 호흡하는데 중심 역할을 한다.

연구진은 `시생대 확장'으로 명명한 이 대변화 후 약 5억년이 지나 지구 대기의 산소 성분이 급증하는 이른바 `산소 급증사건'이 일어났을 것으로 추정했다.

지구 역사상 최대 규모의 종 등장기로 여겨지는 산소급증기에 산소 호흡을 하지 않는 원시 미생물들은 멸종하고 보다 크고 지능이 높은 호기성(好氣性) 생명체로 대체됐을 것으로 추측되고 있다.

연구진은 "우리의 연구 결과는 전자전달의 발달이 `시생대 확장'의 직접적인 원인이라고 말하지는 않지만 이처럼 많은 에너지를 사용할 수 있게 됨으로써 생물권이 더 크고 더 복잡한 미생물 생태계를 품을 수 있게 됐다고 추측할 수는 있다"고 강조했다.

이들은 동물 화석이 가리키는 최고(最古)의 시기인 5억8천800만년 전 `캄브리아기 폭발' 이전에는 생명체들의 몸이 연체여서 화석을 남기진 않았지만 이들도 풍부한 DNA를 남겼다면서 이를 통해 컴퓨터로 `게놈 화석'을 만들 수 있었다고 밝혔다.

이들은 "놀라운 것은 현존하는 생명체들이 공유하는 DNA에 먼 옛날의 역사가 기록돼 있다는 사실"이라면서 "이제 이 역사를 푸는 방법을 이해하기 시작했으므로 앞으로 최초 생명체의 진화 사건들도 매우 자세하게 재구성할 수 있을 것"이라고 말했다.