진화의 기작 요약

진화의 기작 요약

1859년에 출판된 Darwin의 종의 기원은 생물학사에 있어서 획기적인 사건이었다. 이 책은 모든 생물체가 따르는 과정인 진화의 개념에 대해 확고한 기반을 다졌다. 모든 생명체는 조상으로부터 약간의 변화를 가하며 내려온 긴 역사의 산물이다. 변화 과정의 일부로써 단일 종이 계속적으로 둘 혹은 그 이상의 후계종으로 나누어질 수 있는데 이를 종분화(speciation)라 한다.

종의 기원에 제기된 진화는 크게 두 부분으로 구성되어 있다. 우선 Darwin은 시간이 경과하면서 종의 형질이 변하여서 종분화가 일어난다고 가정하고 이를설명할 수 있는 풍부한 증거들을 열거하였다. 둘째로 Darwin은 진화가 어떻게 일어나는지 설명하는 기작을 제시하였다. Darwin의 이러한 노력은 오늘날까지 계속 논쟁을 일으켜서 많은 연구를 할 수 있도록 자극하였다. 이러한 연구는 단백질의 상동성과 핵산의 구조와 같이 Darwin의 시대에는 알려지지 않았던 진화의 증거를 찾아낼 수 있었다. 또한 진화 생물학자들이 직접 관찰할 수도 없을 만큼 짧은 시간에 일어나는 진화적 변화의 실례를 보여주기도 하였다. 어떤 종에서 일어나는 진화적 변화는 (1) 그 종의 개체들 사이의 유전적 변이성에 의존하고, (2) 개체들 사이엔 생식적 성공도에 있어서 다를 수 있다. 돌연변이는 유전자형의 변이성을 제공하는 기초가 된다. 유성생식은 (1) 교차, (2) 상동염색체들의 무작위 분리 (3) 이종교배를 통해 새로운 유전자 조합을 만들어낸다.

한 개체군에 존재하는 모든 유전자들은 그 개체군의 유전자 풀을 이룬다. 대체로 무작위 교잡 집단에서 유전자 풀 속에 있는 각 유전자의 빈도는 일정하게 유지된다 (Hardy - Weinberg 법칙). 개체군들은 어버이 개체군 이상의 많은 자손을 낳는다. 흔히 그렇듯이 이미 있는 환경은 가능한 한 많은 개체를 유지해 줌으로써 자손대에서는 “생존 경쟁”을 겪지 않을 수 없게 된다. 그 결과 어떤 개체로 하여금 (1) 성적 성숙시기까지 살게 하고, (2) 교잡하여, (3) 큰 가족을 부양할 수 있게 하는 유전자나 유전자 조합이 유리하게 된다. 이것이 바로 자연선택이다.

더욱이 한 개체군의 유전자 풀은 (1) 다른 개체군으로부터 다른 유전자가 들어오거나, (2) 개체군이 작을 때는 표집(標集, sampling)의 오차로 인해 변할 수 있다(부동). 자연선택은 표현형의 분포에 세 가지로 영향을 준다. 즉 (1) 안정성 선택은 양극단의 개체들이 도태되는 것, (2) 지향성 선택은 한쪽 극단은 선택되고 다른 한쪽은 도태되는 것, (3) 분단성 선택은 양쪽 극단의 개체들이 선택되고 평균치 가까운 개체들이 도태되는 것을 말한다.

종분화는 하나의 조상종으로부터 하나 이상의 자손종이 만들어지는 것을 말한다. 항상 그런 것은 아니지만 대개의 경우 조상종이 둘 또는 그 이상의 지리적으로 격리된 소개체군(subpopulation)으로 갈라져야 여기에 자연선택이나 유전적 부동이 서로 다르게 작용하여 각기 다른 유전자 풀을 형성하게 된다. 그러나 이렇게 갈라진 발단종(發端種, incipient species)이 다시 결합하여 상호간 교잡(interbreeding)에 의해 단일 유전자 풀로 되돌아가기도 한다. 혹은 하나 또는 그 이상의 격리기작이 작용하여 이들의 성공적인 교잡을 막기도 한다. 이 경우에 이들 사이의 치열한 경쟁이 지향성 경쟁을 촉진하여 경쟁의 강도를 완화시킬 수도 있다. 그래서 결국 새로운 두 종간에 교잡이 불가능해지는 때에 이르러 종분화를 완성하는 것이다. 우리는 Darwin이 처음 제안하고 그 후 후학들에 의해 보충되어진 진화론을 살펴보았다. 다음 장에서 우리는 생명의 진화에서 몇몇의 중요한 사건을 유추해 보고 이에 대한 근거를 제시할 것이다.