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생물

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생물(生物)은 신선한 물건을 뜻하기도 합니다.
다양한 생물계 수준.생명역계문강목과속종
다양한 생물계 수준.
생물 분류의 계급의 주요 8개 순위. 사소한 중간 순위는 표시하지 않음. 밑으로 갈수록 더 좁은 범위의 계급.

생물(生物, organism)은 개별적으로 기능하는 모든 생명체이다.[1] 이러한 정의는 해결하는 것보다 더 많은 문제를 야기하는데, 특히 개인이라는 개념 또한 어렵기 때문이다. 생물을 구성하는 요소를 정의하기 위해 여러 기준이 제안되었지만, 그 중 널리 받아들여지는 것은 거의 없다. 가장 일반적인 기준 중 하나는 생물이 자율적인 생식, 성장 및 물질대사를 한다는 것이다. 이는 바이러스를 제외하는데, 비록 바이러스가 생물처럼 진화하더라도 말이다.

다른 문제가 되는 경우로는 군체 생물이 있다. 사회성 곤충의 군체는 적응적으로 조직되어 있고, 생식세포-체세포 특화를 가지고 있으며, 일부 곤충은 번식하고 다른 곤충은 번식하지 않는데, 이는 동물의 몸에 있는 세포와 같다. 해파리 같은 해양 동물인 관해파리목의 몸은 생물과 같은 개충으로 구성되어 있지만, 전체 구조는 해파리와 같은 동물과 매우 유사하게 보이고 기능하며, 각 부분이 협력하여 군체 생물의 기능을 제공한다.

진화생물학자 데이비드 퀼러와 조안 스트라스만은 개체를 생물로 정의하는 특성인 "생물성(organismality)"이 더 단순한 단위(세포부터 위로)의 그룹들이 갈등 없이 협력하게 되면서 사회적으로 진화했다고 말한다. 그들은 협력을 생물의 "정의하는 특성"으로 사용해야 한다고 제안한다. 이는 지의류에서 다른 종의 균계/조류 (수생 생물) 파트너십이나 아귀목의 영구적인 성적 파트너십을 포함한 많은 유형의 협력을 생물로 취급할 것이다.

어원

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생물의 영단어 "organism"이라는 용어(그리스어 ὀργανισμός에서 유래했으며, órganon에서 파생된 것으로, '도구, 기구, 연장', '감각 기관' 또는 '이해'를 의미한다)[2][3]는 1660년대에 영어에서 처음 등장했으며, 현재는 쓰이지 않는 유기적 구조나 조직이라는 의미를 가졌다.[3] 이는 동사 "organize"와 관련이 있다.[3] 1790년 그의 저서 판단력비판에서 이마누엘 칸트는 생물을 "조직된 존재이자 자기 조직화하는 존재"로 정의했다.[4][5]

기준의 존재 여부 또는 필요성

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한 기준은 생물이 기능을 잃지 않고 분할될 수 없다고 제안한다.[6] 그러나 이 바질 꺾꽂이 식물은 줄기의 작은 부분에서 새로운 부정근을 발달시켜 새로운 식물을 형성한다.

생물이라는 것에 대해 제안된 기준은 다음과 같다.

  • 자율적인 생식, 성장 및 물질대사[7]
  • 비분할성 – 기능성을 잃지 않고 구조를 나눌 수 없다.[6] 리처드 도킨스는 이를 "반으로 잘랐을 때 기능하지 않게 될 정도로 형태가 충분히 이질적인 특성"이라고 말했다.[8] 그러나 많은 유기체는 조각으로 잘라도 완전한 유기체로 자랄 수 있다.[8]
  • 개인성 – 개체가 유전적 독특성, 유전적 균질성 및 자주권을 동시에 보유하는 것[9]
  • 자기를 이물질로부터 분리하는 면역반응[10]
  • "반엔트로피", 질서를 유지하는 능력으로, 에르빈 슈뢰딩거가 처음 제안한 개념이다.[11] 또는 다른 형태로, 클로드 섀넌의 정보 이론을 사용하여 정보를 스스로 유지할 수 있는 생물을 식별할 수 있다.[12]

다른 과학자들은 유기체라는 개념이 생물학에서 부적절하다고 생각한다.[13] 개인의 개념이 문제가 있다고 생각하며,[14] 철학적 관점에서 그러한 정의가 필요한지 의문을 제기한다.[15][16][8]

문제가 되는 경우로는 군체 생물이 있다. 예를 들어, 사회성 곤충의 군체는 적응적 조직과 생식세포-체세포 분화와 같은 기준을 충족한다.[17] 만약 그렇다면, 동일한 주장 또는 높은 협력과 낮은 갈등 기준은 일부 상리 공생 (예: 지의류) 및 성적 파트너십 (예: 아귀목)을 생물로 포함할 것이다.[18] 만약 집단 선택이 발생한다면, 집단은 집단 적응에 의해 최적화된 초개체로 간주될 수 있다.[19]

또 다른 견해는 자율성, 유전적 균질성 및 유전적 독특성과 같은 속성들을 생물이 그 모두를 소유해야 한다고 요구하기보다는 개별적으로 검토해야 한다는 것이다. 이 견해에 따르면, 생물학적 개체성에는 여러 차원이 있어 여러 유형의 생물이 존재한다.[20]

생물 조직의 여러 수준에서의 생물

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지의류는 주로 균계로 형성된 몸체로 구성되며, 구조 내부에 단세포 조류 (수생 생물) 또는 남세균 (녹색)이 산재해 있고, 세균 미생물군집. 이 종들은 다세포 생물 내의 세포처럼 상호 의존적이다.[21]

생물 조직의 여러 수준은 생물의 본질에 대한 잠재적으로 다른 이해를 낳는다. 단세포 생물은 원생생물, 세균, 또는 고세균과 같은 미생물로, 하나의 세포로 구성되며, 세포소기관이라고 불리는 기능적 구조를 포함할 수 있다.[22] 동물, 식물, 균계, 또는 조류 (수생 생물)와 같은 다세포 생물은 종종 특화된 많은 세포로 구성된다.[22] 관해파리목과 같은 군체 생물은 개인으로서 기능하지만 소통하는 개인들로 구성된 존재이다.[8] 초개체는 개미와 같이 많은 개체가 단일 기능 또는 사회 집단으로 함께 작동하는 군체이다.[23][17] 상리 공생은 두 개 이상의 종이 서로의 필요를 일부씩 제공하는 파트너십이다. 지의류는 균계와 조류 (수생 생물) 또는 남세균으로 구성되며, 세균 미생물군집을 포함한다. 함께 이들은 건조한 바위와 같이 어느 한쪽도 혼자서는 자랄 수 없는 서식지에서 구성 요소가 다른 기능을 가지며 일종의 생물로서 번성할 수 있다.[18][21] 진화생물학자 데이비드 퀼러와 조안 스트라스만은 "생물성(organismality)"이 더 단순한 단위(세포부터 위로)의 그룹들이 갈등 없이 협력하게 되면서 사회적으로 진화했다고 말한다. 그들은 협력을 생물의 "정의하는 특성"으로 사용해야 한다고 제안한다.[18]

Queller와 Strassmann의 생물을 생물학적 조직의 여러 수준에서 협력하는 개체로 보는 관점[18]
수준 예시 구성 물질대사,
성장,
생식 		협력
바이러스 담배모자이크바이러스 핵산, 단백질 아니요 많은 생물학자들은 물질대사가 없으므로 살아있지 않고 생물이 아니라고 말한다.[7] 그러나 그들은 진화하며, 그들의 유전자는 숙주를 조작하기 위해 협력한다.[18]
단세포 생물 짚신벌레 하나의 세포, 특정 기능을 위한 세포소기관 (예: 섬모) 예 세포 간 (생물 간) 신호전달[22]
군집 원생생물 디크티오스텔리움 (세포성 점균) 단세포 육질충류 예 대부분의 수명 동안 자유 생활하는 단세포 아메바; 군집을 이루어 다세포 민달팽이가 되고, 세포들은 죽은 줄기와 자실체를 형성하기 위해 특화된다.[18]
다세포 생물 버섯 형성 균류 세포들, 특정 기능 (예: 생식)을 위한 기관으로 묶여 있음 예 세포 특화, 소통[22]
영구적인 성적 파트너십 아귀목 수컷과 암컷이 영구적으로 결합되어 있음 예 수컷은 수컷 생식자를 제공하고, 암컷은 다른 모든 기능을 제공한다.[18]
상리 공생 지의류 다른 종의 생물 예 균계는 구조를 제공하고 물과 무기물을 흡수하며, 조류 (수생 생물)는 광합성을 한다.[18]
결합된 군체 관해파리목 개충들이 함께 결합되어 있음 예 개체 특화; 개체 간 신호전달[8]
초개체 개미 군체 함께 생활하는 개체들 예 개체 특화 (많은 개미는 번식하지 않음); 개체 간 신호전달[23]

새뮤얼 디아즈-무뇨스와 동료들(2016)은 생물성이 협력 및 갈등의 정도에 따라 전적으로 측정될 수 있다는 퀼러와 스트라스만의 견해를 받아들인다. 그들은 이로 인해 생물이 진화적 시간 속에 위치하며, 생물성이 맥락 의존적이라고 말한다. 그들은 맥락 의존적이지 않은 고도로 통합된 생명체가 맥락 의존적 단계를 거쳐 완전한 통일로 진화할 수 있다고 제안한다.[24]

경계 사례

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바이러스

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 이 부분의 본문은 바이러스입니다.
담배모자이크바이러스와 같은 바이러스는 세포가 아니다. 그것은 오직 유전 물질과 단백질 코트를 포함한다.

바이러스는 일반적으로 생물로 간주되지 않는데, 이는 자율적인 생식, 성장, 물질대사, 또는 항상성을 할 수 없기 때문이다. 비록 바이러스가 살아있는 생물과 같은 몇 가지 효소와 분자를 가지고 있더라도, 그들 자신의 물질대사는 없다. 그들은 자신이 형성되는 유기 화합물을 합성할 수 없다. 이러한 의미에서 그들은 무생물과 유사하다.[7] 바이러스는 그들 자신의 유전자를 가지고 있으며, 진화한다. 따라서 바이러스를 살아있는 생물로 분류해야 한다는 주장은 진화하고 자기조립을 통해 복제할 수 있는 능력에 기반한다. 그러나 일부 과학자들은 바이러스가 진화하거나 자기 복제하지 않는다고 주장한다. 대신, 바이러스는 숙주 세포에 의해 진화하며, 이는 바이러스와 숙주 세포의 공진화가 있었음을 의미한다. 숙주 세포가 존재하지 않았다면, 바이러스 진화는 불가능했을 것이다. 번식에 관해서는, 바이러스는 복제를 위해 숙주의 기계에 의존한다. 에너지 대사와 단백질 합성을 코딩하는 유전자를 가진 바이러스의 발견은 바이러스가 살아있는 생물인지에 대한 논쟁에 불을 붙였지만, 그 유전자들은 세포 기원을 가지고 있다. 가장 가능성 있는 것은, 그들이 바이러스 숙주로부터 수평적 유전자 이동을 통해 획득되었다는 것이다.[7]

세포 생물과 바이러스의 비교[7]
능력 세포 생물 바이러스
물질대사 예 아니요, 전적으로 숙주 세포에 의존함
성장 예 아니요, 단지 자기조립
생식 예 아니요, 전적으로 숙주 세포에 의존함
자신에 대한 유전 정보 저장 DNA DNA 또는 RNA
진화할 수 있음 예: 돌연변이, 재조합, 자연선택 예: 높은 돌연변이율, 자연선택

생물의 진화적 출현

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RNA 세계는 DNA와 단백질의 진화 이전에 자기 복제하는 RNA 분자가 번식했던 지구 생명 진화사의 가설적인 단계이다.[25] 이 가설에 따르면 "생물"은 RNA 사슬이 자기 복제를 시작하면서 다윈의 세 가지 선택 메커니즘인 유전, 유형의 변이, 그리고 차등적인 생식 결과를 시작하면서 출현했다. RNA 복제자의 적합도(개체당 증가율)는 아마도 염기서열에 의해 결정되는 내재적 적응 능력과 외부 자원의 가용성의 함수였을 것이다.[26][27] 이러한 초기 "생물"의 세 가지 주요 적응 능력은 (1) 적당한 정확도로 복제하여 유전과 유형의 변이를 허용하고, (2) 부패에 대한 저항력, 그리고 (3) 자원의 획득 및 처리였을 수 있다.[26][27] 이러한 "생물"의 능력은 그들의 염기서열에서 비롯된 RNA 복제자의 접힌 구성에 의해 기능했을 것이다.

생물과 유사한 군체

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아폴레미아, 단일 개체로 기능하는 군체 관해파리목

철학자 잭 A. 윌슨은 생물 개념이 명확하게 정의되지 않았음을 보여주기 위해 몇 가지 경계 사례를 조사한다.[8] 그의 견해로는 해면동물, 지의류, 관해파리목, 점균류, 그리고 사회성 곤충 군체(예: 개미 또는 벌거숭이뻐드렁니쥐)는 모두 명확한 군체와 명확한 생물(또는 초개체) 사이의 경계 영역에 위치한다.[8]

잭 A. 윌슨의 관해파리목과 해파리의 유사한 생물적 특성 분석[8]
기능 군체 관해파리목 해파리
부력 군체의 상단이 가스로 채워져 있음 해파리
추진 넥토포어가 물을 뿜어내기 위해 협력함 몸체가 박동하여 물을 뿜어냄
섭식 팔폰과 가스트로조이드가 먹이를 섭취하고 다른 개충에게 먹이를 공급함 촉수가 먹이를 잡고 입으로 전달함
기능적 구조 단일 기능적 개체 단일 기능적 개체
구성 많은 개충, 아마도 개체 많은 세포

합성 생물

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곤충 사이보그

과학자와 생체 공학자들은 키메라 (두 개 이상의 종의 세포로 구성), 전기기계 사지를 포함하는 사이보그, 전자 및 생물학적 요소를 모두 포함하는 하이브롯, 그리고 다양하게 진화하고 설계된 시스템들의 다른 조합에 이르기까지 다양한 유형의 합성 생물을 실험하고 있다.[28]

진화된 생물은 진화발생생물학의 부분적으로 이해된 메커니즘에 의해 형태를 취하며, 여기서 유전체는 점점 더 정교한 구조를 생성하기 위해 정교한 일련의 상호작용을 지시한다. 키메라와 하이브리드의 존재는 이러한 메커니즘이 분자 수준에서 생물 수준까지 급격히 변화된 상황에 직면하여 "지능적으로" 견고하다는 것을 보여준다.[28]

합성 생물은 이미 다양한 형태를 취하고 있으며, 그 다양성은 더욱 증가할 것이다. 이들 모두의 공통점은 오류를 수정하여 설계된 결과를 달성할 수 있도록 하는 목적 지향적 또는 목표 추구 행동이다. 이러한 행동은 생물의 지능적인 행동을 연상시키며, 지능은 인식의 구현된 형태로 간주된다.[28]

같이 보기

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각주

[편집]
  1. ↑ 《Mosby's Dictionary of Medicine, Nursing and Health Professions》 10판. St. Louis, Missouri: Elsevier. 2017. 1281쪽. ISBN 978-0-3232-2205-1. 
  2. ↑ ὄργανον. Liddell, Henry George; Scott, Robert; A Greek–English Lexicon at the Perseus Project
  3. ↑ 가 나 다 “organism (n.)”. Online Etymology Dictionary. 2024년 4월 11일에 확인함. 
  4. ↑ Kant, Immanuel (1790). 《Critique of Judgment》. Lagarde und Friederich. §65 5:374. 
  5. ↑ Huneman, Philippe (2017). 《Kant's Concept of Organism Revisited: A Framework for a Possible Synthesis between Developmentalism and Adaptationism?》. 《The Monist》 100. 373–390쪽. doi:10.1093/monist/onx016. JSTOR 26370801. 
  6. ↑ 가 나 Rosen, Robert (September 1958). 《A relational theory of biological systems》. 《The Bulletin of Mathematical Biophysics》 20. 245–260쪽. doi:10.1007/BF02478302. ISSN 0007-4985. 
  7. ↑ 가 나 다 라 마 Moreira, D.; López-García, P.N. (April 2009). 《Ten reasons to exclude viruses from the tree of life》. 《Nature Reviews Microbiology》 7. 306–311쪽. doi:10.1038/nrmicro2108. PMID 19270719. S2CID 3907750. 
  8. ↑ 가 나 다 라 마 바 사 아 Wilson, Jack A. (2000). 《Ontological butchery: organism concepts and biological generalizations》. 《Philosophy of Science》 67. 301–311쪽. doi:10.1086/392827. JSTOR 188676. S2CID 84168536. 
  9. ↑ Santelices, Bernabé (April 1999). 《How many kinds of individual are there?》. 《Trends in Ecology & Evolution》 14. 152–155쪽. doi:10.1016/S0169-5347(98)01519-5. PMID 10322523. 
  10. ↑ Pradeu, T. (2010). 《What is an organism? An immunological answer》. 《History and Philosophy of the Life Sciences》 32. 247–267쪽. PMID 21162370. 
  11. ↑ Bailly, Francis; Longo, Giuseppe (2009). 《Biological Organization and Anti-entropy》. 《Journal of Biological Systems》 17. 63–96쪽. doi:10.1142/S0218339009002715. ISSN 0218-3390. 
  12. ↑ Piast, Radosław W. (June 2019). 《Shannon's information, Bernal's biopoiesis and Bernoulli distribution as pillars for building a definition of life》. 《Journal of Theoretical Biology》 470. 101–107쪽. Bibcode:2019JThBi.470..101P. doi:10.1016/j.jtbi.2019.03.009. PMID 30876803. S2CID 80625250. 
  13. ↑ Bateson, Patrick (February 2005). 《The return of the whole organism》. 《Journal of Biosciences》 30. 31–39쪽. doi:10.1007/BF02705148. PMID 15824439. S2CID 26656790. 
  14. ↑ Clarke, E. (2010). 《The problem of biological individuality》. 《Biological Theory》 5. 312–325쪽. doi:10.1162/BIOT_a_00068. S2CID 28501709. 
  15. ↑ Pepper, J.W.; Herron, M.D. (November 2008). 《Does biology need an organism concept?》. 《Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society》 83. 621–627쪽. doi:10.1111/j.1469-185X.2008.00057.x. PMID 18947335. S2CID 4942890. 
  16. ↑ Wilson, R. (2007). 《The biological notion of individual》. 《Stanford Encyclopedia of Philosophy》. 
  17. ↑ 가 나 Folse, H.J. III; Roughgarden, J. (December 2010). 《What is an individual organism? A multilevel selection perspective》. 《The Quarterly Review of Biology》 85. 447–472쪽. doi:10.1086/656905. PMID 21243964. S2CID 19816447. 
  18. ↑ 가 나 다 라 마 바 사 아 Queller, David C.; Strassmann, Joan E. (November 2009). 《Beyond society: the evolution of organismality》. 《Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences》 364. 3143–3155쪽. doi:10.1098/rstb.2009.0095. PMC 2781869. PMID 19805423. 
  19. ↑ Gardner, A.; Grafen, A. (April 2009). 《Capturing the superorganism: a formal theory of group adaptation》. 《Journal of Evolutionary Biology》 22. 659–671쪽. doi:10.1111/j.1420-9101.2008.01681.x. PMID 19210588. S2CID 8413751. 
  20. ↑ Santelices, B. (April 1999). 《How many kinds of individual are there?》. 《Trends in Ecology & Evolution》 14. 152–155쪽. doi:10.1016/s0169-5347(98)01519-5. PMID 10322523. 
  21. ↑ 가 나 Lücking, Robert; Leavitt, Steven D.; Hawksworth, David L. (2021). 《Species in lichen-forming fungi: balancing between conceptual and practical considerations, and between phenotype and phylogenomics》. 《Fungal Diversity》 109. 99–154쪽. doi:10.1007/s13225-021-00477-7. 
  22. ↑ 가 나 다 라 Hine, R.S. (2008). 《A Dictionary of Biology》 6판. Oxford: Oxford University Press. 461쪽. ISBN 978-0-19-920462-5. 
  23. ↑ 가 나 Kelly, Kevin (1994). 《Out of control: the new biology of machines, social systems and the economic world》. Boston: Addison-Wesley. 98쪽. ISBN 978-0-201-48340-6. 
  24. ↑ Díaz-Muñoz, Samuel L.; Boddy, Amy M.; Dantas, Gautam; Waters, Christopher M.; Bronstein, Judith L. (2016). 《Contextual organismality: Beyond pattern to process in the emergence of organisms》. 《Evolution》 70. 2669–2677쪽. doi:10.1111/evo.13078. ISSN 0014-3820. PMC 5132100. PMID 27704542. 
  25. ↑ Johnson, Mark (9 March 2024). "'Monumental' experiment suggests how life on Earth may have started". The Washington Post. Archived from the original on 9 March 2024. Retrieved 10 March 2024
  26. ↑ 가 나 Bernstein, H., Byerly, H. C., Hopf, F. A., Michod, R. A., & Vemulapalli, G. K. (1983). The Darwinian Dynamic. The Quarterly Review of Biology, 58(2), 185–207. http://www.jstor.org/stable/2828805
  27. ↑ 가 나 Michod, R.E. Darwinian Dynamics: Evolutionary transitions in fitness and individuality. Copyright 1999 Princeton University Press, Princeton, New Jersey ISBN 0-691-02699-8
  28. ↑ 가 나 다 Clawson, Wesley P.; Levin, Michael (2023년 1월 1일). 《Endless forms most beautiful 2.0: teleonomy and the bioengineering of chimaeric and synthetic organisms》. 《Biological Journal of the Linnean Society》 138. 141쪽. doi:10.1093/biolinnean/blac116. ISSN 0024-4066. 
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