진화론이란 무엇인가(정의와 가설)

어서 오세요~ 힐링 만다린입니다 :)

 

진화론의 아버지 찰스 다윈은 "살아남은 종은 가장 강한 종도 똑똑한 종도 아니다. 변화에 적응한 종이다."라는 명언을 남기셨습니다. 진화가 무엇인지 간결하고 정확하게 설명해주는 글인데요. 오늘은 진화론에 관해 설명하고자 합니다.

 

진화는 생물 집단이 여러 세대를 거치면서 변화를 축적하여 집단 전체의 특성을 변화시키고 새로운 종을 탄생시키는 자연현상을 가리키는 용어입니다. 여러 생물 종 사이에서 발견되는 유사성을 통해 현재의 종이 이러한 진화의 과정을 거쳐 먼 과거의 공통 조상으로 분화됐다는 사실을 유추할 수 있고, 이러한 종 분화가 관찰됨에 따라, 현재 관찰된 자연 현상을 과학계에 알릴 수 있습니다.

 

진화는 세대에서 세대로 유전형질이 전달되는 도중에 일어나는 유전자의 변화가 누적된 결과이기도 합니다. 유전자 변화가 일어나는 요인은 돌연변이와 유성생식에 의한 유전자 재조합 등이 있습니다. 종 분화가 일어나며 그 과정에서 다른 종들이 분리 되는데 예를 들어 쥐와 다람쥐의 공통 조상으로부터 현재의 쥐가 갈라져 나왔고, 원숭이와 인간의 공통조상으로부터 점진적으로 종분화가 일어나 현재의 인간종이 탄생했다라고 할 수 있습니다.

 

진화가 일어나는 주요 작동 기전은 생물 집단과 환경의 상호 관계에 의해 유전형질이 선택되는 자연선택과 집단 안에서 이루어지는 유전자 부동이 있습니다. 자연선택은 생물 집단이 환경에 적응하는데 유리한 유전형질을 다음 세대로 전달하고 불리한 형질을 사라지게 하는 것을 말합니다. 유전자 부동은 독립적인 유전 형질들이 생존하고 재생산할 수 있는 기회를 지속적으로 제공하여 유전자 재조합의 과정에서 일어나는 무작위적인 변동으로 인해 대립형질이 발현될 가능성을 말합니다. 이러한 진화 과정을 통해 생물들은 환경에 적응하여 새로운 종들을 분화시킵니다. 생물들 사이의 상호 작용에 의한 진화의 결과로는 공진화와 공생이 있습니다. 지금은 볼 수 없지만, 급격한 환경 변화 등으로 사라진 공룡 멸종도 그 예입니다. 

 

좀 더 자세히 설명하자면 자연선택은 세대 재생산의 과정에서 일어난 돌연변이가 여러 세대에 걸쳐 지속되게 하는 진화의 요인입니다. 자연선택은 다음의 세가지 사항에 의해 일어나며 종종 "자기 증명" 작동 기제라고도 불립니다. 생물 집단 안에 유전되는 개체차가 존재하고, 더 많은 자손을 번식하여 생존하며 생물의 생존과 재생산의 가능성을 바꾸는 것입니다. 위와 같은 조건에 따라 생물은 생존과 재생산을 위해 경쟁하고 그 경쟁에서 이긴 유전형질이 생존과 재생산에 성공하여 다음 세대에 유전형질을 물려줄 수 있게 됩니다. 당연히 불리한 유전형질을 갖는 개체는 도태되어 다음 세대에 유전형질이 전달되지 못합니다. 목이 긴 기린도 사실 다양한 목의 길이를 가진 기린들이 존재하였는데, 높은 나무에 있는 풀을 뜯어먹기 위해서는 목이 긴 성질이 필요하기 때문에 생존과 경쟁에서 이겨 현재의 기린의 모습이 나타난 것입니다.

 

진화 과정에서 일어난 자연선택의 지표로 한 생명체의 적응도를 고려할 수 있습니다. 적응도는 생물 집단에서 특정한 독립적인 유전형질을 가진 이전 세대의 개체 수에 대한 다음 세대의 개체 수를 비율로 나타낸 것인데, 적응도가 높다면 자연선택의 결과 이 유전형질이 고착되어 진화에 큰 영향을 주게되고 적응도가 낮다면 유전되지 못하게됩니다. 이러한 현상이 지속되면 결국 적응도가 높은 대립형질이 그 종의 대표적이 특징이 되게 됩니다. 하나의 유전형질이 갖는 적응도는 고정적인 것이 아니며, 환경이 변하여 유전형질이 갖는 이득이 사라진다면 적응도는 쉽게 변화될 것입니다. 

 

집단 내에서 일어나는 자연선택은 3가지의 종류가 있습니다. 첫 번째는 지향성 선택으로 한 생물 집단에 지속적으로 작용하는 동일한 환경 요인 등에 의해 한 방향으로 이루어지는 진화를 말합니다. 두 번째 방식은 분열성 선택으로 한 생물 집단이 갖는 특정한 유전형질이 진화를 거치면서 뚜렷이 나뉘는 경우입니다. 마지막의 경우는 안정성 선택으로 집단의 대표적인 유전형질의 적응도가 보다 증가하는 경우입니다. 결론적으로 자연선택이란 생물 집단 내에 있는 개체가 맞닥뜨리는 자연 환경의 여러 요인에 대해 얼마나 적응할 수 있는지를 나타내는 말이 됩니다.

 

유전자 부동은 한 세대에서 다음 세대로 전달되는 대립형질의 발현빈도의 변화를 뜻하는데, 부모 유전자의 무작위적인 표집으로 서로 다른 조합을 물려받은 자식 세대의 개체들이 놓여져 있는 환경에서 생존과 재생산을 할 수 있는 기회를 갖게 됩니다. 환경 요인에 의한 자연선택은 이러한 무작위 행보의 방향에 영향을 미칩니다. 유전자 부동 역시 생존과 재생산에 유리한 유전형질은 점차 상향되며 불리한 유전형질은 하향하게 되어 결국 집단 내에서 특정한 유전형질이 사라지거나 대표적인 특성이 고착되게 됩니다. 그래서 신기하게도 동일한 유전자를 갖고 있었던 집단이라 할지라도 유전적으로 격리되어 서로 다른 환경에 놓이게 되면 유전적 부동의 진행이 달라질 수 있게 됩니다. 대립형질이 고착되는 시기가 언제 일 것인지는 집단의 규모와 관련이 있는데, 집단의 규모가 작을수록 고착은 급격히 진행됩니다. 특히 집단의 크기가 갑자기 줄어들어 진화에 영향을 주게 되는 유전자 병목 현상이 진화의 고착을 증가시킵니다. 

 

진화는 생물계를 포함한 모든 것이 시간이 지남에 따라 변화된다는 것을, 그리고 모든 생물 종들이 단 하나의 공동 조상으로부터 유래되어 졌다는 것, 진화를 통해 새로운 종들이 나타나면서 생물의 다양성이 증가되었다는 것을 알려줍니다. 

 

그럼, 오늘 하루도 힐링하세요 :)