적자생존: 자연 선택과 적응

2016-11-22 wernicke 진화

미국의 과학 교육을 위한 NCSE(National Center for Science Education)라는 단체가 있다. 이곳의 목적은 안티-안티과학(창조과학, 인간에 의한 기후변화 부정 등) 및 그 안티과학에 의해 퍼진 진화 및 기후변화에 대한 오개념을 정정하여 미국 공교육의 과학교육 발전을 도모하는 것이다. 그러한 활동 중에는 인터넷 블로그 활동을 통한 과학적 개념에 대한 올바른 설명도 포함된다.

위에 링크한 블로그 포스팅에서는 과학 교사들이 수업 교보재로 사용할 만한 자료를 추천하고 있다. 그중 하나는 다음 링크에 있다. 미국의 Howard Hughes Medical Institute 에서 만든 'BioInteractive' 페이지에서 무료로 제공하는 과학교육용 자료인데, 중고등학생 수준이면 이해할 수 있도록 쉽게 진화에 대해 설명해 주고 있다.

그 중에 예를 들어 준 동영상은 '적자생존: 자연 선택과 적응' 이라는 제목의 페이지다.

다음 유튜브 동영상을 시청하기 바란다. 대략 10분 30초 가량 되는 짧은 동영상이며, 영어듣기 잘 안되는 분들은 자막을 켜고 들으면 된다. (영상화면의 오른쪽 아래 부분에 자막 표시 버튼을 클릭하면 된다.)

이 동영상에서는 털색깔이 어두운 바위주머니쥐(rock pocket mouse; 유대류 주머니쥐와는 다른 종류)가 어떻게 생기게 되었을까 (통상적인 야생 바위주머니쥐는 비교적 밝은 털색깔을 갖고 있다.) 하는 의문에서 시작하여 자연 선택에 의한 바위주머니쥐 털색깔의 진화를 설명해 주고 있다.

예를 들어 바위가 어두운 색깔인 지역에서 10만 마리 중 한 마리라도 포식자에 의해 발견되기 어려운 어두운 털색깔의 변이가 발생하면, 이것이 조금만 생존에 유리해도 매우 빠른 기간 내에 결국은 전체 군집 내에서 그 변이를 가진 개체들이 다수를 점하게 된다는 것이다. 가령, 1%의 털색깔이 어두운 쥐가 생겨서 이로 인해 1%만 생존에 유리해도, 1000년 지나면 어두운 털색깔의 쥐가 전체 군집의 95% 를 차지하게 된다고 한다. 10% 유리하면 100년이면 된다.

즉, 우연히 생긴 변이가 서식지의 환경에서 생존에 유리할 경우, 시간이 흐름에 따라 그 변이된 형질의 발현 빈도가 결국 우위를 점하게 된다는 것이다.

(그와중에 포식자는 위쪽에서 보고 공격하기 때문에 배는 어두운 색을 가질 필요가 없으니 배의 털색깔이 흰색인 쥐들도 등이 어두운 색이면 많이 살아남았다는 이야기를 양념으로 첨가한다. 자연 선택에 의해 생존에 불리한 "모든" 형질이 제거되는 것은 아니다!)

그리고 이 과정은 재현이 가능하다!

전혀 다른 지역의 바위주머니쥐 군집을 조사한 결과, 땅색깔이 어두운 지역에서 다수를 점하고 있는 털색깔이 어두운 쥐들을 조사한 결과, _전혀 다른 유전자의 돌연변이로 인해 같은 결과(비슷한 정도의 어두운 털색깔)가 나타난 것_이다.

결론적으로, 진화는 결코 모든 것이 우연에 의해 일어나는 무작위적인 과정이 아니다. 다만 진화에는 "돌연변이"라는 무작위적인 요소가 존재하며, "자연 선택"이라는 선택적 방향성을 가진 요소에 의해 그 돌연변이로 인해 환경에 성공적으로 적응한 승자와 그렇지 못한 패자로 나뉘게 되는 것이다. (물론 변이와 선택이 진화의 모든 요소는 아니다. 그에 대한 자세한 설명은 나중에~)

그밖에 이 블로그 포스팅에서 링크해준 BioInteractive 페이지는 '네 발 동물의 기원' 을 다루면서 진화적 종분화 과정에서 나타나는 중간화석들을 소개해 주고 있다. 대략 17분 30초 가량의 동영상이며 유튜브에서도 시청할 수 있다.

http://www.hhmi.org/biointeractive/great-transitions-origin-tetrapods

이 동영상, 상당히 이해하기 쉽고 내용도 재미있다. 일단 흥미유발부터가 중요한데, 초반에서 사지를 갖고 있는 모든 동물들의 팔다리날개의 뼈들이 동일한 패턴(한줄-두줄-여러조각-손)으로 되어 있다는 사실부터 시작한다. (자세한 설명은 생략한다. ㅋㅋ)