냉혈동물에서 온혈동물로의 진화는 설명되지 않는다.

미디어위원회
2022-08-08

냉혈동물에서 온혈동물로의 진화는 설명되지 않는다.

(Warm-Bloodedness Not Explained by Evolution)

by Jerry Bergman, PhD


만약 어떤 것이 진화했다는 증거가 없다면, 당신은 그것이 언제 어떻게 진화했는지를 결정할 수 있는가?

Nature 지에 발표된 새로운 연구는 능동적 체온조절 시스템이 진화했다고 가정하고, 그것이 언제 진화했는지를 결정해보려고 시도하고 있었다.


    포유류의 온혈(warm-bloodedness)이 언제 진화했는지를 결정하려면, 냉혈 시스템이 어떻게 훨씬 더 복잡한 온혈의 온도 조절 시스템으로 진화할 수 있었는지를 보여줄 필요가 있다. 온혈동물(warm-blooded animals)과 냉혈동물(cold-blooded animals) 사이의 차이는 엄청나며, 지금까지 그것을 연결시키려는 모든 진화론적 시도와 시나리오들은 실패해왔다. 온도 조절은 여러 가지 이유로 생물의 생화학에 매우 중요하다. 효소(enzymes)들은 너무 차가우면  제대로 작동하지 않고, 너무 따뜻하면 변성되어 기능이 저하될 수 있다. 핵심 효소들의 기능 상실은 치명적이다.[1]

냉혈동물(외부의 온도 변화에 따라 체온이 변화하는 동물)들은 더 따뜻하거나 더 시원한 환경으로 이동하는 것 외에는, 그들 내부의 체온을 조절할 수 없다. 따라서, 냉혈동물의 체온은 다른 온도 환경 내에서 이동하면서 변동된다. 그 결과 냉혈동물은 극한의 온도에서 살아남지 못하며, 이러한 이유로 지구의 온대지역과 열대지역에서 살아야만 한다.

냉혈동물에는 곤충, 물고기, 파충류, 양서류, 대부분의 무척추동물들이 포함된다. 냉혈동물들은 변온성, 외온증, 이체온증의 세 가지 체온조절 메커니즘에 의존한다 : 

▶ 변온성(Poikilothermy)은 동물의 체내 온도는 다양하지만, 중심부 온도는 주변 환경의 온도와 거의 같다.[2]

▶ 외온성(Ectothermy)은 동물들이 그들의 체온을 조절하기 위해 햇빛을 쬐는 것과 같은 외부적인 수단을 이용하는 것이다.[3] 어떤 악어와 다른 도마뱀들은 더운 계절에 물속에서 산다. 그리고 추운 계절에는 따뜻함을 유지하기 위해 해안가에 구덩이를 파고 땅속으로 이동한다.

▶ 이체온성(Heterothermy)은 동물이 한 환경에서 다른 환경으로 이동함에 따라 체온이 변하는 것이다. 대부분의 냉혈동물들은 위의 체온조절 메커니즘을 조합하여 사용한다.

일반적으로 온혈동물은 그들의 냉혈동물 사촌에서 진화한 것으로 추정되고 있지만, 일부 변온성은 그들의 온혈동물 친척보다 더 복잡한 신진대사 시스템을 갖고 있다. 단일 화학반응이 일어나게 하기 위해서, 일부 변온성은 하나의 효소 시스템 대신에, 다른 온도에서 작동되는 10개에 이르는 다른 효소 시스템들을 필요로 한다.[4] 따라서 이 시스템은 동일한 생태학적 적소를 점령하고 있는 온혈동물보다 더 복잡한 유전체 구조를 갖고 있다. 따라서 단순하게 말하는 냉혈동물-온혈동물 진화 시나리오는 첫 단계부터 문제가 있는 것이다.[4]


온혈동물

정온동물(homeothermic animals)이라고도 불리는 온혈동물에는 조류와 포유류가 포함된다. 그들은 환경 온도와 상관없이 35~40°C의 내부 온도를 거의 일정하게 유지할 수 있다. 그들의 체온은 동물이 다른 환경으로 옮겨가더라도, 거의 같은 수준으로 유지된다.

온혈동물들이 추운 지역에서는 따뜻하게, 따뜻한 지역에서는 시원하게 지낼 수 있도록 돕는 내부 메커니즘에는 대사 조절이 포함된다. 온혈동물들은 체온조절을 위해 내온성(endothermy, 지방을 태우고 헐떡이는 등과 같은 내부적 수단으로 체온을 조절)과 항온성(homeothermy, 땀을 분비하고 몸을 떨어 균일한 체온 유지)을 모두 사용한다. 게다가, 겨울에는 두꺼운 털이 자라고, 여름에는 털을 벗는 능력은 몇몇 포유동물들이 다양한 외부 온도에서 일정한 체온을 유지하도록 돕는다.

냉혈동물은 땀샘(sweat glands)을 갖고 있지 않다. 오직 온혈동물만이 땀샘을 갖고 있다. 사람은 온몸에 땀샘을 갖고 있다. 어떤 포유류들은 국소적으로 땀샘을 갖고 있다; 개들은 발에 땀샘을 갖고 있다. 그들은 헐떡임에 의한 증발 냉각으로 혀를 식혀 체온을 낮출 수 있다. 겨울 동안 곰과 같은 일부 포유류는 동면(hibernation), 또는 하면(estivation)이라 불리는 과정을 통해 저체온증 동안 대사 활동을 유지한다.


체온조절의 진화

광범위한 문헌 검토를 했지만, 나는 냉혈동물이 온혈동물로 진화했다는 것에 대한 믿을 만한 증거를 찾을 수 없었다. 나는 온혈 시스템이 왜 이로운지, 그리고 그것이 왜 중요한지를 설명하는 논문들을 찾아냈지만, 어떻게 그것이 냉혈 시스템으로부터 진화했는지는 찾아볼 수 없었다.

비록 "내온(endothermy)이 다양한 환경에서 포유류와 조류의 생태학적 지배력을 뒷받침한다 하더라도, 화석 증거들은 대부분 모호하기 때문에, 이 중요한 특징이 언제 포유류의 진화 역사 동안에 나타났는지는 불분명하다."[5] 냉혈동물에서 온혈동물로 진화하기 위해서는 해부학과 생리학 모두에서 상당한 수정이 필요하며, 이는 "진화에서 가장 중요한 것 중 하나"로 여겨지고 있다.[6]

진화한 이유에 대한 선도적 이론은 "적어도 척추동물에서 냉혈동물은 수생동물이고, 온혈동물은 주로 육상동물"이라는 것이다. 바다와 호수 물의 온도 차이는 시간이 지나도 꽤 일정하지만, 육지에서는 몇 시간 안에 온도(일교차)가 17℃까지 변할 수 있다. 이것은 각 종류의 동물이 물이나 땅에서 살아가는데, 왜 체온조절 시스템의 변화가 중요한지를 설명하지만, 온혈 특성이 어떻게 진화했는지를 설명하지는 못한다. 더 나은 설명은 온혈 척추동물은 육상 세계에서 살아가도록 만들어졌고, 냉혈 척추동물은 수생 세계에서 주로 살아가도록 원래부터 만들어졌다는 것이다.

초기 진화론적 설명은 1891년 윌리엄 화이트(William A. White)에 의해서 제시되었다. 그는 온혈이 진화하기 위해서, 물에서 육지로의 이동은 엄청난 시간이 필요하다는 것을 인식했다. 진화론이 가정하고 있듯이, 생명체는 처음에 물에서 진화했고, 따라서 원래 냉혈동물이었다. 육지에서 살기 위해서는 온혈 시스템이 필요했다. 이 시스템이 작동되기 전까지는, 육상에서 살아가는 것은 불가능했을 것이다.

그들의 설명은 점차적으로 온혈 시스템의 진화가 일어나기 전까지, 육지에서 냉혈 시스템으로 어느 정도의 기간 동안 버텼을 것이라는 것이다. 그러나 이러한 전환에 대한 설명은 너무도 많은 문제점들로 고통받아왔기 때문에, 지금은 거의 언급되지 않는다. 진화론을 뒷받침하려는 주요 시도는 온혈동물일수록 진화적 척도가 높다는 것을 보여주는 것이다. 파충류는 온혈이 가장 적고, 인간이 가장 많다. 이 추론의 문제점은 냉혈과 온혈 사이에 급격한(점진적이지 않은) 양분(dichotomy, 이분)이 존재한다는 것이다.


과학자들은 포유류가 온혈동물이 된 정확한 시점을 알고 있을까?

온혈동물과 냉혈동물의 차이에 대한 이 짧은 리뷰는, 온혈동물이 어떻게 매우 다른 냉혈동물에서 진화했는지를 설명할 수 있는 기초적인 시나리오조차 없음을 보여준다. 그러므로 과학자들이 포유류가 온혈 시스템을 진화시킨 "정확한 시기"를 알아냈다고 주장하는 최근 Nature 지 논문에 대한 Live Science의 뉴스 기사는 무책임한 과대선전인 것이다.[7]

다른 뉴스 기사는 좀 더 조심스럽게 보도하고 있었다 : "포유류의 온혈은 트라이아스기 후기에 일어났을 수도 있다".[8] Nature 지에 발표된 실제 연구는 결과에 대해 훨씬 자신감이 없었으며, 그들의 연구는 단지 "내온성은 쥐라기 후기에 갑자기 진화했을 것으로 보임을 제시한다"[9]라고 말하고 있었다. 리뷰 글은 다음과 같이 덧붙이고 있었다. "그것의 진화는 과학자들이 예상했던 것보다 훨씬 더 빨리 일어났다."

.온혈동물인 포유류는 내온성(endothermy)이라고 불리는, 일정한 체내 온도 조절작용을 갖고 있다.


Nature 지에 게재된 연구

아라우호(Araujo)와 그의 동료들은 현미경 단층촬영(microtomography)이라고 불리는 엑스레이 스캔 기술을 사용하여, 수백 마리의 현대 척추동물과 멸종된 척추동물의 귓구멍(ear canal, 이도)의 형태를 분석하였다. 그들은 온혈동물인 포유류의 귓구멍은 냉혈동물의 것에 비해 작고, 얇고, 더 둥근 귓구멍을 갖고 있다는 것을 발견했다.[10] 그리고 나서 그들은 56종의 멸종된 단궁류(synapsid)의 내림프(endolymph)로 채워진 반고리관(semicircular duct)의 모양을 평가하기 위해서, 이 발견을 이용했고, 이것을 체온과 상관시켰다. 결론적으로 내이(inner ear)의 생체역학은 온혈동물의 기원이 트라이아스기 후기임을 나타냈다는 것이다.

이러한 결론은 외온성-내온성 전환과 원형의 귓구멍 변화 사이에 상관관계가 있다는 가정에 의존한다. 이 변화는 반고리관 내림프액의 점도(viscosity) 감소를 포함한다. 그들은 내림프액이 온혈동물에서 더 점성이 강하기 때문에, 그들의 이도 구조가 냉혈동물에서 사용되는 것과 매우 다르다고 추론했다. 포유류가 매우 독특한 내이를 갖고 있다는 점을 감안해서, 연구자들은 포유류의 조상이 처음 내온성 상태가 된 단계를 이 간접적인 방법으로 역추적하려고 시도했다. 아마도 이것은 포유류의 조상이 외부의 열에 의존하는 것에서(냉혈성), 그들의 체온을 조절하는 것으로 바뀌면서, 오늘날 온혈동물에서 사용되는 자신의 열을 발생시켰음을 나타낸다는 것이다.[11]


요약

냉혈 시스템과 온혈 시스템 사이의 틈은 거대하고, 진화론자들에 의해 말해지는 "그랬을 것이다“라는 추정적 진화 이야기는 이론적으로 연결되지 않는다. 그럼에도 불구하고, 이 거대한 진화의 비약이 언제 일어났는지를 결정해보려고 시도하고 있었다. 본 논문에서 검토한 연구는 내이도의 형태 변화를 통해서, 포유류의 조상들이 약 2억3천3백만 년 전 트라이아스기 후기에 온혈동물로 진화했다는 것을 가리킨다는 것이다. 이러한 진화 이론은 조류에는 적용되지 않는다는 사실을 포함하여, 많은 문제점들을 갖고 있다. 그러나 진화론자들은 포유류에서 온혈성은 독립적으로 진화됐다고 믿고 있다. 이 이론 또한 화석이나 다른 증거들이 결여되어 있는 것이다.


References

[1] Osilla, Eva V., et al. Physiology, Temperature Regulation. National Library of Medicine. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK507838/, 8 May 2022.

[2] Blattels, Clark. Physiology and Pathophysiology of Temperature Regulation. World Scientific, Hackensack, New Jersey, 2001.

[3] Cloudsley-Thompson, J.L. Hot blood or cold? Thermoregulation in terrestrial poikilotherms. Science Progress 56(224):499-509, October 1968.

[4] Richards, 1973.

[5] Araujo, Ricardo, et al. Inner ear biomechanics reveals a late Triassic origin for mammalian endothermy. Nature, 2022, p. 1.

[6] White, William Hale. A Theory to Explain the Evolution of Warm-Blooded Vertebrates. Journal of Anatomy and Physiology 25:374-385, 1891, p. 374.

[7] Turner, Ben. Scientists pinpoint the exact moment in evolutionary time when mammals became warm-blooded. Live Science. https://www.livescience.com/warm-blooded-mammals-evolution, 2022.

[8] Carstens, Andy. Warm-Bloodedness in Mammals May Have Arisen in Late Triassic. https://www.the-scientist.com/news-opinion/warm-bloodedness-in-mammals-may-have-arisen-in-late-triassic-70253, 2022.

[9] Araujo, Ricardo, et al. Inner ear biomechanics reveals a late Triassic origin for mammalian endothermy. Nature, 2022, p. 1.

[10] Araujo, 2022.

[11] Araujo, 2022.


*관련기사 1 : 인류의 조상이 온혈동물 된 시기, 알고보니…(2022. 7. 24. 서울신문)

https://www.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20220724500094


*관련기사 2 : 공룡 체온 논란 종지부…"냉혈 파충류 아닌 온혈 동물" (2015. 10. 14. 중앙일보)

https://www.joongang.co.kr/article/18857795#home

공룡은 온혈 동물?…브론토사우루스 생리는 달랐다 (2021. 12. 20. 동아사이언스)

https://m.dongascience.com/news.php?idx=51177

온혈동물로 진화한 고대 악어 첫 발견 (2020. 1. 23. 나우뉴스)

https://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20200123601007


*참조 : 따뜻한 피를 가진, 온혈 물고기가 발견되었다! : 수렴진화가 해결책이 될 수 있을까?

https://creation.kr/Variation/?idx=1290461&bmode=view

공룡이 조류로 진화하기 위해 필요한 것은 무엇인가? 

https://creation.kr/Textbook/?idx=1289610&bmode=view

공룡이 온혈동물이었나?

https://creation.kr/Dinosaur/?idx=1294567&bmode=view

놀라운 4개 심방 구조의 화석 발견 : 화석화된 공룡의 심장 구조가 의료용 X-ray 촬영으로 밝혀졌다. 

https://creation.kr/Dinosaur/?idx=1294415&bmode=view

조류는 파충류의 사촌인가?

https://creation.kr/Circulation/?idx=9414708&bmode=view

진화계통나무는 모두 틀렸다.

https://creation.kr/Variation/?idx=11803696&bmode=view


출처 : CEH, 2022. 8. 2.

주소 : https://crev.info/2022/08/warm-bloodedness/

번역 : 미디어위원회



서울특별시 종로구 창경궁로26길 28-3

대표전화 02-419-6465  /  팩스 02-451-0130  /  desk@creation.kr

고유번호 : 219-82-00916             Copyright ⓒ 한국창조과학회

상호명 : (주)창조과학미디어  /  대표자 : 박영민

사업자번호 : 120-87-70892

통신판매업신고 : 제 2021-서울종로-1605 호

주소 : 서울특별시 종로구 창경궁로26길 28-5

대표전화 : 02-419-6484

개인정보책임자 : 김광