자연선택, 오랜 시간이 필요한 진화가 아니어도 된다.

자연선택이란?

자연선택은 특수한 환경이 존재할 때 환경에 적합한 종이 더 잘 살아남는다는 이론이다.

찰스 다윈이 주장한 종의 기원에서 종들이 진화하는 이유를 설명한 이론이다. 우리가 알고 있는 자연선택설은 부분적인 수정을 거쳐서 1930년대에 진화의 종합설이라는 이름으로 확립되었다. 생물진화의 메커니즘을 설명하고 있다.

진화론에서 중요한 점은 적응과 계통, 분기 3가지이다. 여기서 핵심으로 말하는 주장이 적응이다. 생물의 형태와 같은 형질이 환경에 적응한 상태에 있다는 것이다. 자연선택을 비판하는 사람들도 적응은 인정하지만 종의 기원은 설명할 수 없다고 말할 정도이다. 하지만 생물의 발생을 논함에 있어서 유전적 프로그램이라는 용어는 사용할 수 없다고 한다. 유전형으로부터 표현형이 나타남을 설명할 수 없기 때문이다.

이처럼 자연선택은 생물의 적응을 설명할 수 있지만 종의 기원을 설명하기는 어렵다고 할 수 있다.

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점진적 진화론만 존재할까?

다윈의 저서인 '종의 기원'을 보면 시간의 흐름이 오랜 세월의 경과를 표시할 때까지 생물의 느린 변화가 진행 중인 것을 아무도 보지 못한다라고 썼다. 하지만 이번 연구팀 캘리포니아 산타 바바라 대학의 Scott Hodges는 "진화는 다윈이 제시한 것처럼 모든 작은 변화를 반드시 나타내지 않는다"라고 말했다.

출처: UCSB

 

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급진적 진화 사례 발견

박사 과정 학생 Zachary Cabin과 동료들은 갑작스러운 진화 변화를 발견했습니다. 콜로라도 블루 콜럼바인 그룹에 APETALA3-3이라는 단 하나의 유전자가 꽃의 성장과 꿀을 제어한다는 것을 발견했습니다. 연구 지역에 있는 약 1/4의 콜로라도 블루 컬럼바인은 단순한 우연으로 유전자의 열성 특성을 가진다. 이 유전자는 단순히 켜져 있거나 꺼져 있는 것으로 제어가 가능한 단순한 형태이다. 하지만 그 차이가 근본적인 변화를 야기했다. 이 꽃이 화석 표본이라면 별개의 속으로 분류되었을 것이다. 왜냐하면 중간 형태의 식물이나 화석이 없기 때문이다. 살아있는 돌연변이체 꽃의 발견으로 올바른 종류의 유전자가 관련되어 있다면 진화가 큰 도약을 할 수 있음을 보여준다.

APETLA3-3 유전자는 발달하는 기관에 꽃잎이 되도록 지시한다. 즉 전체 기관의 발달을 지정하는 일종의 항상성 유전자이다. 이 유전자가 이번 발견의 핵심인 이유는 이러한 유전자 중 하나의 돌연변이가 유기체의 형태에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문이다. 예를 들면, 곤충의 더듬이가 있어야 할 부위에 다리를 발달시키도록 할 수 있다.

APETLA3-3이 꽃잎을 만들 때 유전자가 망가질 경우 명령 체계가 무너지고, 완전히 다른 기관인 꽃받침으로 발달하게 된다. 유전자 하나의 손상으로 이러한 거대한 도약이 발생하는 것이다. 이 도약이 특정 환경에 적응하는 특성을 가질 경우 돌연변이가 종족 번식에 성공할 것이다.

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단순한 우연일까?

연구팀은 단순한 우연이 아니라고 결론지었다. Hodges 박사는 돌연변이 유형의 많은 부분을 얻는 것은 실제로 그것을 선호하는 선택이 있음을 시사한다고 말했다. 위에서 발견한 돌연변이 콜럼바인은 실제로 일반적인 콜럼바인보다 더 많은 종자를 생산했다.

Zachary Cabin, et al., UCSB

연구팀은 진딧물이나 애벌레, 사슴이 두 콜럼바인 중 무엇을 더 먹을 것인지 실험을 했다. 실제로 실험 결과 진딧물과 사슴은 열성이 없는 꽃을 갉아먹는 것을 선호했다. 즉 이 꽃의 형태 변화는 식물을 먹는 동물에 대한 적응으로 보인다.

분명 수분 매개체에 의해 종의 번식을 주도하는 꽃이지만 무정란이 되도록 한 유전자 변화로 종의 안정을 택한 적응이다. 콜럼바인 두 가지 유형이 다른 수분 매개체에 의존하는 것처럼 보이기 때문에 별도의 종으로 분기할 수 있다. 박사 과정의 학생은 "분할 과정은 느릴지만 진행되고 있다는 증거이다"라고 말했고, 박사 Hodges는 "자연선택이 빠른 속도로 올 수 있다. 항상 기대하는 것은 아니다"라고 말했다.