생명체는 왜 반드시 탄소 기반이어야 한다고 여겨지나요?

Question

외계생명체를 찾을 때 탄소 기반 생명체를 전제로 하는 경우가 많은데, 다른 원소를 기반으로 한 생명체는 이론적으로 불가능한 건지 궁금합니다.

Answer 1

사실 생명체가 탄소 기반이어야 하는 절대적 법칙은 없지만, 화학적 효율성 때문에 그렇게 생각하는 것입니다.

탄소는 최대 4개의 화학 결합을 형성하며 다양한 구조를 만들 수 있고, DNA나 단백질처럼 크고 복잡한 분자를 가장 안정적으로 유지하는 것이 가능합니다.

또 결합이 너무 약하지도 단단하지도 않아 생체 대사 반응에 유리한 점이 있고, 산화 부산물인 이산화탄소가 기체여서 호흡으로 배출하기 쉽습니다.

그렇다고 다른 원소 기반의 생명체를 가정하지 않는 것은 아닙니다.

실제 탄소와 유사한 규소 기반 생명체도 가정합니다. 하지만 긴 사슬을 만들기 어렵고 물에 약하다는 단점이 있고, 무엇보다 규소의 호흡 부산물인 이산화규소는 고체인 모래입니다.

물론 극저온의 액체 메탄 환경 등에서는 규소 생명체가 존재할 수도 있죠.

하지만, 탄소는 우주 전체에 매우 흔하게 존재하는 원소이기 때문에 탄소를 먼저 생각하는 것입니다.

결과적으로 우주에서 화학적으로 가장 안정적이고 유연한 원소가 탄소이기 때문입니다.

Answer 2

안녕하세요. 이상현 전문가입니다.

생명체가 반드시 탄소 기반일 필요는 없지만, 탄소는 4개의 결합을 안정적으로 형성해서 DNA, 단백질 처럼 복잡하고 다양한 분자를 만들 수 있고, 물속에서도 적절한 화학적 안정성과 반응성을 갖기때문에 현재 알려진 원소 중 생명체의 기반으로 가장 유리하고, 규소 등 대체 원소 기반 생명은 이론적으로 제안되었으나 아직 증거가 없습니다.

감사합니다.

Answer 3

안녕하세요. 임형준 수의사입니다.

생명체가 반드시 탄소 기반이어야 하는 것은 아닙니다. 다만 탄소는 네개의 결합을 만들 수 있어 매우 다양한 복잡한 분자를 안정적으로 구성할 수 있고, 물속에서도 단백질 DNA 같은 구조를 만들기 유리합니다. 규소 등 다른 원소 기반 생명도 이론적으로 논의되지만 , 화학적 다양성과 안정성 면에서 탄소보다 제약이 큽니다. 그래서 외계생명 탐사도 우선 탐소 기반을 가장 현실적인 후보로 봅니다.