생물의 다양성이 지구환경에 미치는 영향 / 네이버 지식in

 

 

 

 

 

       e: 생물의다양성이 지구환경에 미치는 영향 !

겁다규(maple7181)

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2010.04.01 20:48

 

질문자 인사

답변 덕분에 많이 알아갑니다!

죄송합니다....  다른 님꺼 가져왔어요....

 

 

    생명체의 출현 시기의 지구의 상태는 수세기 동안 생물학자들의 호기심을 끌어 왔다. 비록 그 해답이 약간 의외성을 가지긴 하지만 오늘날 우리는 그 해답에 매우 가까워졌다. 초기의 대기에는 산소가 없었기 때문에 생물체는 유리 상태의 산소가 없는 상태에서 생기게 되었다. 대부분의 생물학자들은 원시 지구의 물 속에 있었던 유기화합물의 영양용액이 최초의 생명체 구성물질의 공급원이 되었을 것이며, 생명체가 출현한 후에는 그들의 먹이가 되었을 것이라는 데 의견을 같이 하고 있다. 오늘날의 생명현상의 일부는 아직도 초기의 조건을 반영하고 있다.

 

 

 

생명의 기원과 지구의 진화

1. 생명의 기원과 지구의 진화

    지구나 다른 행성들의 진화에 관해서는 알려진 바가 거의 없다. 제일 처음 나타난 것은 태양으로 그 기원이 첫 번째로 필요한 단서가 된다. 태양은 하나의 별이기에 우주공간의 다른 별들의 탄생에 대한 연구는 태양이 어떻게 형성되었는지에 대한 정보를 제공해준다. 다른 별들에서 보이는 것과 같은 가스와 먼지로 된 소용돌이 구름이 그 답을 암시해 주고 있다. 수소는 가스 중의 주된 원소이다. 수소는 태양의 주 원소이고 오늘날의 핵 원료이다.

    태양계에서 초기 가스 구름이 회전했을 때, 그것은 질질 끌리는 소매자락 같은 것을 지니고 있었을 것이다. 태양이 가스로부터 응축되었을 때에도 태양은 멀리 떨어진 채 질질 끌리는 소매자락 같은 것을 계속 지니고 있을 수는 없을 것이다. 그 밖의 나머지 가스들은 부분적으로는 가스로 남았고, 나머지는 보다 더 작은 덩어리로 응축되었을 것이다.
그 후 이들 작은 덩어리들의 일부는 충동하고 모여서, 과학자들이 믿고 있는 것처럼, 지구를 포함해서 작은 행성들을 형성했을 것이다.

   이 모든 일들은 약150억년 전(태양의 경우)에 시작되었고, 약47억년 전에 지구가 형성되었을 때 끝났을 것이다.
만약 지구가 남아있는 일부 수소가스와 만났다면 수소는 다시 천천히 이탈되었을 것이다. 수소는 가장 가벼운 원소이고, 그것을 대기 중에 영구적으로 보유하고 있으려면 지구보다 더 큰 중력을 요구한다. 무거운 기체들은 보다 용이하게 보유된다.

   대기가 없었던 초기의 지구는 아마도 부분적으로 녹아있는 뜨거운 불덩이였을 것이다. 그 원인은 태양열이 아니고 지구 자체의 방사선 물질이라고 믿고 있다. 결국 이러한 반응의 대부분이 끝났을 때 지구는 다시 냉각되기 시작했다.
    생명체의 생성에 관계되는  매우 흥미로운 일들이 일어나 것은 바로 이 시기이다.

    생명의 기원에 대한 지구의 두번째 대기(만약 첫번째 대기가 있었다면)는 수백만년에 걸쳐 지구가 냉각되었을 때 지구자체의 내부로부터 나왔다. 냉각되는 지표면에서 화산과 거대한 폭발이 오늘날에는 상상하기 어려울 정도로 가스를 분출했다(화산은 지금도 그러한 가스를 분출한다). 수소와 수소보다 더 무거운 가스가 지구 내부로부터 배출되었다. 수소의 일부는 다른 가스들과 결합하여 대기 중에 머물게 되었다.

    이들 모든 기체 중에 유리 상태의 산소는 없었다. 산소는 오늘날 몇 종류의 생물체만을 제외하고는 모든 생물체에 필요하기 때문에 초기의 대기 중에 산소가 없었다는 특이한 현상은 많은 주의를 끈다. 오늘날 화산과 화산에서 배출되는 가스에 대한 연구가 전 세계에 실시되는 등 많은 연구가 이루어졌다. 초기의 대기 중에 유리상태의 산소가 존재할 수 있었다는 아무런 증거도 발견되지 않았다. 사실상 녹색 식물과 그 조상이 그 이후에 산소를 대기 중에 첨가 시켰다고 믿고 있다.

 

2. 원시대기

    오늘날의 대기 중에는 약 78%의 질소와 21%의 산소가 존재하고 있다. 나머지 1%는 소량의 다른 기체들인데, 그중 이산화탄소가 생물체에 가장 중요한 기체이다. 원시대기는 화산 활동을 통해서 지구의 내부로부터 이탈되어 나온 기체들로 형성되었다고 해도 오늘날의 대기와 조상이 같을 수는 없다. 원시대기에는 수증기, 이산화탄소, 일산화탄소, 질소, 그리고 수소 등이 포함되어 있을 것이다. 질소와 수소의 일부가 반응해서 암모니아가 생성되었다. 수소의 일부도 탄소기체와 반응해서 메탄을 형성했고, 보다 많은 수증기가 만들어졌다. 수증기가 모이고 지구는 계속 냉각되면서 많은 비가 내리기 시작했을 것이다. 강, 호수 그리고 바다가 형성되기 시작했을 것이다. 



    원시지구의 대기에 산소가 없었다는 것은 매우 중요한 결론을 내리게 한다. 즉 최초의 생명체(오늘날의 일부 박테리아처럼)는 산소가 없이 살아야만 했을 것이다. 그리고 무엇보다 화학적 연구에 의해 얻어진 결론은 산소는 화학적으로 반응성이 강한 기체이기 때문에, 만약 원시대기에 산소가 존재했었다면 유기물이 자연적으로 생성될 수도 없었을 것이고, 또 있었다 해도 파괴되어 버렸을 것으로 보고 있다. 유기물은 생명체의 구성에 필수적인 물질이며 또 먹이가 된다. 오늘날처럼 산소가 풍부한 대기는 생명체의 진화를 방해했을 것이라는 것은 놀랄만한 일이다.

3. 최초 생명체에 대한 가설

   러시아의 과학자 오파린(A.I. Oparin)은 최초 생명체에 대한 가설을 발표했다. 여러분은 최초의 어떠한 생명체에 대한 어떤 예측을 이미 배운바 있다. 영국의 생물학자 할데인(J.B.S Haldane)도 전구적 생명체(pre-life)의 진화 또는 화학적 진화에 대한 최초의 가설을 수립하는데 기여했다.

    오늘날은 이 모든 것이 다 가설만은 아니다. 여러분은 오늘날 생명체에 의해 이용된 것을 포함한 많은 유기 화합물이 자연적으로 형성되어 우주로부터 떨어진 운석에서도 발견된다는 확고한 증거에 대해 읽게 될 것이다. 오파린과 할데인은 우두에서 일어났을 화학적 진화에 대한 유기화합물의 합성에 관해 논의했다. 가장 흥미있는 논의는 최초의 생명체 그 자체였다.
    최초의 생명체는 현미경적인 크기였다. 최초의 생명체는 스스로 양분을 합성할 수 있었다는 암시를 준다. 오늘날의 녹색식물 및 이와 유사한 것이 그러한데, 그들이 독립 영양생물 또는 생산자이다. 그들은 양분의 합성에 이산화탄소와 물을 이용하여 산소를 방출시킨다. 또한 자신의 영양소를 소모시키기 위해서는 산소를 필요로 한다. 오늘날 살아 있는 모든 생물 중 단 몇 종류의 박테리아들만이 산소를 배출하거나 이용하지 않은 다른 방법으로 그들의 먹이를 만든다. 지구상에서 발견된 가장 오래된 화석 중의 하나인 박테리아 비슷한 화석이 이러한 과정을 거쳐 진화했는지에 대해 의문을 갖게 될 것이다. 그것은 아마도 그러했을 것이다. 그러나 먹이 합성기관은 복잡한 것으로 생명체에 복잡성을 더해준다. 만약 진화가 작은 단계에 의해 진행되었고 자연적으로 생긴 유기물을 먹이로 이용할 수 있었다면, 최초의 생물체는 이렇게 많은 단계를 요구하지 않았을 것이다.

    종속영양생물설은 오늘날의 생물학자들에 의해 지지를 받고 있다. 최초의 생물체는 그들이 진화한 것과 같은 유기물을 먹고 살았을 것이라고 믿는다. 이것은 최초의 생물체가 소비자였을 것으로 보는 것이다. 이들은 자신의 먹이로 필요한 유기화합물을 합성할 수 없었다. 그러나 종속영양생물들은 한층 더 복잡한 독립영양생물들 보다 더 적은 진화단계를 요했을 것이다. 진화는 지속되었을 것이고, 소단계를 거쳐 먹이 생성기관과 그 이후의 과정이 계속되었다. (그렇지 않았다면, 생물체가 종속 영양 생물로 나타났다고 해도 자연적인 유기화합물의 공급이 고갈되었을 때는 결국 모두 죽고 말았을 것이다.)
    독립영양생물체는 종속영양생물보다 한층 더 단순한 환경에서 살 수 있었을 것이다. 그러나 처음으로 생겨나기 위해서는 더 복합적인 환경을 요구했을 것이다. 여러분은 생물학자처럼 이렇게 생각할 수 있다. 매우 복잡한 많을 단계들이 거의 동시에 진화된 것이 아니라면 그들은 자신의 생각이 옳다고 믿는다.

    생물학자들을 현재 지구연령의 1/4에 해당되는 시기 동안 최초의 생명체가 출현했을 것으로 믿고 있다.

 

 

 

 

생명의 기원과 지구의 진화 1.생명체 이전의 유기화합물의 합성     물 이외에 많은 화합물이 생명체의 존재에 필요하다. 가장 중요한 것은 유기화합물로 이름은 여러분이 이미 알고 있는 것이다. "유기"란 말은 이러한 물질이 살아있는 세포에 의해서만 형성될 수 있다고 생각했던 옛날에 만들어진 용어이다. 화학적으로 말하면 유기화합물은 탄소원자가 수소, 산소, 그리고 때로는 질소, 유황 또는 인 등 과 결합한 탄소 화합물이다. 일부 탄소 화합물인 이산화탄소(CO₂), 일산화탄소(CO), 탄산(H₂CO₃)등은 유기화합물에 포함되지 않았다.    살아있는 세포만이 유기화합물을 형성할 수 있을 것이라는 생각은 1828년 독일의 화학자 프레드리히 뵐러(Friedrich Woehler)가 실험실에서 유기화합물인 요소를 합성해 냄으로서 옳지 못한 것으로 밝혀졌다. 그 이전에 요소는 동물에서만 합성되고, 오줌으로 배설되는 것으로만 알았었다. 그 후 수천 종류의 각기 다른 유기화합물들이 실험실에서 화학자들에 의해 합성되어 왔다. 이러한 화합물들을 이제는 더 이상 "유기"라고 부를 이유가 없어졌으나 그 이름은 너무나 오랫동안 사용되어 왔기 때문에 아직도 생명체에 필수적인 탄소화합물을 나타내는 말로 널리 쓰이고 있다.     오파린과 할데인은 각기 독자적인 생명체가 탄생하기 전의 원시지구에서 유기화합물이 형성될 수 있었을 것이라는 생각을 품고 있었다. 그들은 원시 지구에는 태양으로부터 자외선, 번개로부터 전기에너지, 방사성 암석으로부터 방사능, 화산열 등과 같은 강력한 에너지원이 풍부하게 존재했을 것으로 추론했었다. 이들 에너지원으로부터 에너지는 원시대기의 기체분자들을 분리시켜 유리된 탄소와 다른 원소, 그리고 이온들을 유기화합물로 재생시켰을 것이다. 몰아치는 폭우는 이 유기화합물을 해양이나 호수로 씻어 내렸을 것이다. 이 유기화합물을 소비하는 생물체나 산화시켜버리는 유리상태의 산소가 없었기 때문에 생물체에 필요한 유기화합물은 지구의 물 속에 축적되었을 것이다. 이렇게 해서 원시 지구의 물은 생명체가 출현할 수 있을 정도의 영양용액으로 변했을 것이다. 2. 실험실에서의 원시지구 설정     생물체가 출현하기 전에는 특히 무슨 유기화합물이 형성되었는가? 헤롤드 유레이(Harold Urey)와 스탠리 밀러(Stanley Miller)는 이 문제를 시카고 대학에서 연구했다. 그들은 원시지구에서 존재했으리라고 생각되는 조간을 실험장치로 모방하여 설치했다. 현재 캘리포니아 대학에 있는 밀러는 공기가 통하지 않게 한 실험장치를 마련했다. 메탄, 수소, 암모니아 기체를 실험장치에 넣고 고에너지의 전기 방전을 시켰다. 열과 수증기는 이 장치와 연결된 끓는 물이 담긴 그릇으로부터 공급되었다. 수증기가 순환한 후에는 냉각시켜 "비"처럼 응축시켰다. 밀러는 이렇게 원시대기에 존재했으리라고 생각되는 조건을 창안했던 것이다. 이 조건들이란 기체, 열, 비, 그리고 번개였다.
	<밀러의 실험 장치와 합성된 유기물>
	이 혼합기체가 1주일간 순환한 후 밀러는 이 장치 속의 액체를 검사했다. 단지 겉으로 보기에 달라진 점은 실험을 시작했을 때는 무색이었던 액체가 붉은 색으로 변한 것 뿐 이었다. 화학적 검사를 해 본 결과 실험을 시작했을 때에는 없었던 몇 종류의 화합물이 그 속에 함유되어 있음이 밝혀졌다. 일부 기체분자의 원자들은 재결합되어 새롭고 보다 복잡한 분자를 이루었다. 액체 속의 물질을 분석해본 밀러는 합성된 유기물 분자가 아미노산이라는 것을 알았다. 아미노산은 모든 살아있는 세포에서 가장 풍부하게 발견되는 단백질의 구성 단위가 되는 물질이기 때문에 이 발견은 매우 놀라운 것이었다. 어떤 형태의 생명체든 단백질 없이는 불가능하다. 밀러의 실험이 원시지구의 조건에서 아미노산이 이러한 방법으로 형성되었다는 것을 증명한 것은 아니다. 그러나 이 실험은 원시지구의 대기에서도 이와 유사한 과정이 일어날 수 있다는 가능성을 말해주는 것이 된다. 더구나 그 후 다른 과학자들도 자외선을 포함한 다른 에너지원과 원시지구의 대기에 존재했으리라고 믿어지는 여러 가지 기체를 배합해서 이와 유사한 실험을 실시했다. 이들 실험도 역시 성공적이었다. 그들은 생명체에 필요한 다른 화합물도 원시지구의 조건에서 합성될 수 있음을 보여주었다. 종속영양 생물설에 대한 중심 가설중의 하나는 이제 분명해졌고 생명체가 출현하기 전에 유기물이 생성되었다는 것은 단순한 추측만은 아니다.
	태양의 자외선 유용한 총 에너지의 비율(%) 번개의 전기에너지 99.2(%) 방사선 원소의 방사선 0.6(%) 황산 폭발의 열 0.12(%) 에너지원 0.02(%)
	생명체가 존재하지 않는 지구 밖에서 유기화합물이 합성된다는 새롭고 흥미있는 증거가 1970년에 캘리포니아의 암스 연구 센터에서 시릴 포남페루마(Cyril Ponnamperuma)등에 의해 얻어졌다. 그들은 1969년 9월 25일에 우주 공간으로부터 오스트레일리아의 머취슨(Murchison)근처로 떨어진 운석에서 아미노산과 다른 유기 화합물을 발견했다. 아미노산이 다른 운석에서도 발견되었다는 보고도 있었으나, 그것은 운석이 지구상으로 떨어진 후 지구상의 단백질에 의해 오염된 것임에 틀림없었다. 머취슨 운석으로부터 얻어진 증거는 육지에 떨어진 후 오염되었다는 사실로는 설명될 수 없는 것이었다. 7가지 아미노산이 발견되었는데, 그중 두 가지는 지구상의 생물체에 의해 합성된 단백질에서는 발견되지 않는 것이었다. 그러한 혼합물은 생물체로부터 생길 수 없는 것으로 생명체가 없는 환경에서 임의적으로 생산된다고 생각되는 것이었다. 이러한 사실로부터 너무 강한 인상을 받은 나머지 생명의 기원에 관한 모든 문제가 이제는 모두 해결되었다고 성급한 결론을 내려서는 안된다. 종속영양 생물설은 현대과학이 생명의 기원에 대한 수수께끼를 설명할 수 있는 가장 훌륭한 가설일 뿐이다. 특히 유기물로부터 최초로 살아있는 세포로서의 진화에 관해서는 해결해야할 많은 문제들이 있다.
	원시지구 조건하에서의 에너지     지구상에 있는 생명의 근본적인 에너지원은 태양의 복사 에너지이다. 태양은 지구에 생물이 살기 전에도 역시 에너지원의 주요 공급원이었다. 지구에 도달한 햇빛은 현재 살아있는 생물을 죽일 수도 있는 자외선을 포함하고 있었다. 그러나 지구 역사의 초기에는 이 파괴적인 광선이 유기 화합물을 공급해주어 생명의 시작을 도왔을지 모른다. 강한 자외선은 대기 중에 있는 기체 분자를 이루는 원자 사이의 결합을 파괴할 만한 에너지를 가지고 있다. 이때 떨어진 원자의 일부는 생명을 만들 수 있는 좀 더 복잡한 화합물로 재결합했을 것이다. 아마 원시지구 조건에서 분자의 화학결합은 자외선의 에너지에 의해 파괴되었을 것이다. 거기에서 유리된 원자들은 유기화합물로 결합되었을 것이다. 복사에너지보다는 못하지만 대기 중의 기체 분자로부터 화합물을 형성 할 만큼 강함 에너지원으로는 번개의 전기에너지, 지각에 있는 방사성 원소로부터의 방사선, 그리고 화산 폭발시의 뜨거운 열들이 있었다. 3. 단백질의 합성    단백질 없이는 생명체는 존재할 수 없다. 모든 살아있는 세포들은 세포의 기능에 필수적인 여러 종류의 단백질을 함유하고 있다. 각 세포는 약 20종의 각기 다른 아미노산으로 된 긴 사슬을 결합시켜 자신의 단백질을 만든다. 각기 다른 아미노산들은 사슬의 여러 곳에 존재할 수 있으므로 단백질 분자들은 50 내지 3,000개 정도의 아미노산을 포함할 수 있다.     생물체는 일생동안 새로운 단백질을 만들기 때문에 모든 살아있는 세포는 계속적인 아미노산의 공급을 필요로 한다. 녹색식물이나 박테리아의 일부 세포는 그들이 필요로 하는 모든 아미노산을 만들 수 있다. 사람의 세포와 같은 다른 세포들은 단지 20종의 아미노산만을 만들 수 있으므로 나머지는 음식물 속의 단백질로부터 섭취해야만 한다. 사람이 스스로 합성할 수 없는 아미노산들을 "필수 아미노산"이라 한다. 엄밀하게 말하면 단백질을 합성하는 모든 아미노산들은 생명체에 필수적이며 이 필수 아미노산들은 음식물 속에 존재해야 한다. 위 구조식 아미노산은 단백질에서 발견되는 20개의 아미노산을 나타내며, 또한 흔히 필수 아미노산이라 불리는 종류들을 보여준다.
	대부분의 단백질들은 20종의 모든 아미노산을 함유하며, 한 종류의 단백질은 다른 단백질보다 어떤 아미노산을 더 많이 또는 더 적게 포함하기도 한다. 단백질들에게서 가장 중요한 차이점은 단백질 분자 내의 아미노산의 배열 순서이다. 한 종에서 어떤 작용을 가지는 단백질의 아미노산 배열순서는 다른 종에서 같은 작용을 가진 단백질의 아미노산 배열 순서와 매우 유사하다. 다른 종이 서로서로 관련이 깊을수록 그 만큼 더 그들의 아미노산 배열 순서에 차이는 적어질 것이다.    아미노산은 무엇으로 구성되어 있는가? 모든 아미노산은 탄소, 수소, 산소 그리고 질소원자를 함유한다. 아미노산의 기본 구조는 중심 탄소원자(C)를 함유하는데, 이 탄소원자에 수소원자(H), 아미노기(-NH₂), 카르복실기(-COOH), 그리고 기호 R로 표시되는 원자 또는 원자단 중의 하나가 부착된다.    단백질은 단순한 유기화합물 즉 아미노산으로부터 형성된 크고 복잡한 분자의 예이다. 어떤 두 분자의 아미노산이든 한 아미노산의 아미노기와 다른 아미노산의 카르복실기 사이에서 결합이 형성되면서 합쳐진다. 이 결합을 펩티드(peptide)결합이라 하는데, 한 분자의 물이 제거되면서 형성된다.    두 분자의 아미노산이 하나의 펩티드 결함으로 결합했을 때 생기는 큰 분자는 아직 한 끝에는 아미노기, 다른 한쪽 끝에는 카르복실기를 가지고 있다.    펩티드 결합이란 한 아미노산의 카르복실기(-COOH)와 다음 아미노산의 아미노기(-NHn)가 결합하는 것이다. 산기는 수소 원자 하나와 산소원자 하나를 잃게 되며 아미노기는 수소원자 하나를 잃게 된다. 이 두 수소원자는 산소원자와 결합하여 물분자(H₂O)를 형성한다. 이 물을 방출한 두 아미노산은 펩티드 결합에 의해 연결된다.    다른 아미노산 분자들이 이 새로운 분자의 양쪽 끝에서 펩티드 결합을 형성하면서 첨가될 수 있다. 이런 아미노산 분자들은 수천 개가 결합하여 하나의 단백질 분자를 형성할 때까지 첨가된다. 어떤 특정 단백질은 각기 다른 아미노산들이 결합한 수와 순서에 의해 다른 단백질과 구별된다. 한 동물의 세포는 2,000여종의 가기 다른 단백질을 함유하고 있는 것으로 추산되고 있다. 단백질의 일부는 단지 한 종에서만 발견되기도 한다.    원시지구의 상태에서는 아미노산이 어떻게 결합할 수 있었기에 최초의 단백질이 형성되었을까? 이는 대답하기 매우 어려운 문제이다. 모든 살아있는 세포에서 아미노산들은 몇 단계의 펩티드 결합에 의해서 연결된다. 이들 각 단계는 역시 단백질로 이루어진 조절자(regulator)에 의해서 조절된다. 이 과정은 에너지를 필요로 한다. 단백질을 형성하는 생물체가 존재하기도 전에 어떻게 단백질이 합성될 수 있었을까?    이러한 수수께끼를 풀기 위해 과학자들은 단백질을 사용하지 않고 아미노산을 결합시켜 단백질과 유사한 분자를 만들 수 있는 방법을 찾아내기 위해 노력했다. 한 방법이 플로리다 주립대학의 시드니 폭스(Sidney Fox)에 의해 시도되었는데, 그는 건조시킨 아미노산의 덩어리를 물이 끓는 온도 이상으로 가열했다. 펩티드 결합이 형성되는 동안 물분자는 증발되어 버린다. 이 덩어리가 냉각되었을 때 폭스는 많은 아미노산이 결합하여 단백질의 특성을 지닌 한층 더 복잡한 분자가 형성된 것을 발견했다.    폭스의 실험으로 원시지구의 상태에서 열에 의해 각 아미노산 분자가 단백질로 합성되었다는 것이 증명된 것은 아니다. 이는 다만 생물체의 도움 없이도 단순한 유기물 분자로부터 한층 더 복잡한 유기물 분자가 형성될 수 있음을 보여 주는 것으로, 종속영양 생물설을 한층 더 지지해 주고 있다.

 

 

원시지구 대양에서의 생명체의 출현     원시지구의 상태에서 생명체의 출현을 가능하게 한 아미노산과 단백질처럼, 그 밖의 중요한 탄소화합물도 합성되었음에 틀림없을 것이다. 원시적인 세포와 유사한 최초의 생명체는 오늘날 생존하고 있는 가장 원시적인 박테리아보다도 더 단순한 구조여야 했을 것이다. 이러한 원시세포들은 생식도 하고 생장도 할 수 있어야만 한다. 어쨌든 이들이 생식하고 있으려면 생식을 조절하는 특별한 물질이 필요하게 된다.    종속영양 생물설에서는 생식에 필요한 유기화합물도 무생물학적인 반응에 의해 생성된 것으로 가정한다. 다른 유기화합물과 함께 이들도 비에 씻겨 호수, 강, 그리고 해양으로 흘러 들어갔을 것이다. 원시지구의 물은 이렇게 해서 최초의 원시 세포에 필요한 모든 화합물을 가진 "묽은 고깃국"과 같은 영양용액로 되었다. 이들을 소모할 수 있는 생물체가 없었기 때문에 이 유기화합물들은 물 속에 축적될 수 있었을 것이다. 이 유기화합물이 축적되기에 가장 적당한 장소는 광활한 바다가 아니라 작은 연못이나 호수 그리고 진흙 바닥이었다. 진흙이나 점토 입자들과 온도의 하강은 여러 가지 형태의 분자들을 농축시키게 되었을 것이다. 이러한 이유로 일부 과학자들은 생명체가 바닷가나 물가의 갯벌 또는 진흙바닥에서 나타났을 것이라고 생각하고 있다.     시간이 지남에 따라 영양용액 속의 일부 아미노산들은 폴리펩티드나 단백질을 형성했을 것이다. 그 밖의 간단한 유기물 분자들도 역시 보다 더 크고 복잡한 분자들을 형성했을 것이다. 결국은 이러한 큰 분자들이 결합하여 덩어리를 형성하고, 이 큰 분자의 덩어리들이 합쳐져서 원시세포를 형성했을 것이다.    이것은 해결하기 어려운 가정이다. 유기화합물의 덩어리로부터 원시세포의 형성과정에 대해 수긍할 만한 설명을 한다는 것은 원시지구의 상태에서 유기 화합물 자체의 형성과정을 설명하는 것보다 더 어려운 일이다. 이에 대한 가설은 처음에 영양용액 속의 큰 유기화합물 분자들이 임의적으로 무리를 지어 여러 가지 형태의 집합체를 형성했다는 것이다. 이러한 여러 종류의 집합체들은 생장과 생식에 필요한 영양용액 속에 유기 화합물을 얻기 위해 서로 경쟁을 해야만 했을 것이다. 이 경쟁에서 어떤 집합체들은 다른 것들에 비해 구성상태와 그 조직이 더 유리했을 것이다. 결국 자연 선택 과정을 거쳐 덜 유리한 것들은 제거되고 유리한 구조체들만 남게 되었을 것이다. 유리한 구조체들은 마침내 종속 영양세포와 비슷해질 때까지 복잡성이 계속 증가했을 것이다. 할데인(Haldane)은 최근에 원시세포의 조상들은 일정한 단백질과 연관시켜 바이러스의 입자와 닮았을 것이라고 했다. 오파린(Oparin)은 세포 이전의 구조체의 한 모델로 코아세르베이트(coacervate)라 부르는 특수한 입자를 제안했다. 이 이름은 라틴어에서 유래한 것으로 "쌓아올린" 또는 "'뭉쳐진"이라는 의미이다. 코아세르베이트란 주위를 둘러싸고 있는 액체 속에서 단백질이나 단백질과 유사한 물질이 물방울과 결합하고 있는 덩어리를 말한다. 단백질이 물에 용해되면 단백질 분자의 일부분이 전하를 띄게 된다. 이렇게 전하를 띈 단백질 분자들은 물분자들을 끌어 당겨 큰 단백질 분자를 둘러싸는 물 분자층을 형성한다. 복잡한 코아세르베이트는 물의 층으로 둘러싸인 단백질 분자들의 덩어리로부터 생성된다.
	코아세르베이트의 형성
	원시세포의 조상이 코아세르베이트든 또는 어떤 특수한 형태의 바이러스이든 간에 그들은 아마도 가장 단순한 종속 영양 박테리아와 같은 형태로 발달했을 것이다. 그들은 외부세계와 그들을 분리시키는 울타리인 막을 형성했을 것이다. 그들은 주위 환경의 화합물을 사용하면서 자라기 시작했을 것이다. 그들은 자신과 같은 생명현상을 나타내는 자손들을 번식시키는 생식과정을 진화시켰을 것이다.