소진화의 한계

소진화의 한계 

(The Limits of Microevolution)


       이 칼럼에서 자주 논의했던 것처럼, 종 내의 소진화(intraspecific microevolution)는 자연에서 자주 발생한다. 한 생물종이 환경적 변화나 기생충의 공격 등과 같은 외부로부터의 스트레스를 받을 때, 그 생물종의 유전 암호(genetic code)는 그러한 스트레스를 잘 극복할 수 있도록 '온 오프(on-off)” 스위치를 가동시킨다.

진화론자들은 대진화(macroevolution)와 소진화(microevolution)를 같은 것으로 주장하고 있다. 즉, 소진화적 변화들이 수백 수천만 년 동안을 지나면, 완전히 새로운 발전된 종의 출현으로 이어질 것이라는 것이다. (가령 물고기가 네 발 달린 동물로의 진화와 같은).

그러나 이 칼럼에서 언급했던 것처럼, 두 가지 이유에 의해서 동일 종 내의 소진화(intraspecific microevolution)는 종을 넘어선 대진화(transpecific macroevolution)의 결과를 가져올 수 없다. 

소진화적 변화는, 그 이상으로는 아무런 변화도 일어나지 않는 '상한(ceiling)” 에 부딪치기 전까지만 단지 진행된다. 2)한 생물 종이 하나의 부분에서 소진화가 일어날 때, 또 다른 부분에서는 퇴보(decline)가 일어난다. 만약 한 생물체가 기생충에 대한 저항성의 획득과 같은 개선된 능력으로 소진화되었을 때, 대신에 수명이 단축되거나, 약해지거나, 작아지거나, 더 적은 후손을 남기는 등과 같은 일들이 일어날 수 있다는 것이다. 이것은 '적응 비용(fitness cost)' 또는 ”적응 교환(fitness trade-off)' 이라고 불려진다. (Buckling et al. 2003: 2107).

야생에서 많은 생물 종들은 공통 출발점에서 사방으로 흩어지면서, 다른 생태학적 지역(사막, 정글, 툰드라, 삼림지대 등)을 점령해나갈 때 소진화적 변화를 진행시킨다. 시간이 지나면서, 그들의 유전적 구성 내에서 다른 온오프(on-off) 스위치의 가동은 다른 계통(strains)들로 나뉘어질 수 있게 할 것이다. 그러나 한 생태학적 적소(niche)에서의 종은 다른 종에 비해서 개선된 것이 아니다. 각각은 단순히 특정한 생태적 적소에 맞도록 적응했던 것이다. 앤구스 버클링(Angus Buckling)과 매튜 윌(Matthew Wills, 영국 바트대학의 생물 생화학부), 그리고 닉 콜그레이브(Nick Colegrave, 스코틀란드 에딘버러 대학의 세포, 동물, 집단 생물학 연구소)는 이 사실을 확인하기 위해서 세균 Pseudomonas fluorescens에 대해서 실험을 실시하였다.

세 명의 연구자들은 P. fluorescens의 클론화 된(따라서 유전적으로 동일한) 6 개의 군(batches)을 취해서, 실험실 내에서 다른 생태학적 환경에 이식시켰다. 각기 다른 생태학적 환경에 노출된 종들은 새롭고 개선된 종들로 소진화되어 나가는 대신에, 오히려 연구자들은 다음과 같은 것을 관측하게 되었다. 

”예측했던 것처럼, 개체군들은 시간이 지나면서 적응성(fitness)이 증가했다. 그러나 다양화(diversify) 되는 능력은 매우 크게 감소되었다.... 이러한 결과들은 생태학적 분화(specialization)는 다양화의 능력을 잃어버리는 비용을 지불하는 있다는 것을 보여주고 있었다.” (Ibid.). 적응 교환(fitness trade-off)이 작동된 것이었다.

여러 생태학적 장소에서 다양화되는 P. fluorescens의 능력은 하나의 소진화적 개선이다. 그러나 그것은 항상 비용을 지불한다. 과학자들은 ”진화가 ‘거친 적응 지형(rugged fitness landscapes)‘에서 발생할 때, 적응(adaptation) 자체는 개체군의 다양화 능력을 제한하는 것처럼 보인다”고 보고하였다. (Ibid.). 6 개 군들의 세균 모두 다른 환경에서 배양되었다. 그리고 각 군들을 새로운 환경으로 6번 옮겨졌다. 연구자들은 다음과 같이 보고하였다. 

”모든 라인에서, 6번 이동 후의 다양성(diversification)은 이전 조상의 다양성 보다 매우 감소되었다. 그리고 대체적으로 옮겨진 횟수와 다양화의 능력 사이에는 반비례 관계가 존재하였다.” (Ibid. 2108). 

간단히 말해서, 새로운 환경으로의 세균들의 이동은 더 적고 더 감퇴된 다양화 능력을 갖게 된다는 것이다. (이것은 새로운 환경에 노출되면 더 많은 다양성과 더 큰 능력을 갖게 될 것이라는 다윈의 예측과 반대된다). 익숙하지 않은 환경으로의 옮겨지는(transfer) 횟수가 많으면 많을수록, 다양화의 능력은 작아졌다. 이것이 바로 우리가 직접 확인할 수 있는, 적응 비용에 의해서 방해된 소진화였던 것이다. 그렇다. 균들은 개선되었고, 새로운 환경에서 살아갈 수 있도록 적응할 수 있었다. 그러나 그들은 비용을 지불했다.


연구자들은 보고했다.

”유전자형의 적응도(Fitness of genotypes)는 시간이 지나면서 정말로 모든 후손들에게서 증가되었다. 그러나 적응도와 다양성의 능력 사이에는 대체적으로 반대적인 상호관계가 있었다.” (Ibid.).

그들은 다음과 같이 결론짓고 있다.

”적응은 유전적으로 다양화되기 위한 세균의 유전자형(genotypes)의 능력을 제한할 수 있다. 이것은 일반적인 진화 또는 진화능(evolvability)의 내적 감소에 의한 진화의 결과가 아니다. 이것은 환경과 특수한 적응에 의해서 기인된 것이었다.” (ibid.2109).

생물 종은 적응할 수 있거나, 아니면 다양화할 수 있다. 그러나 둘 다 할 수는 없다. 진화론자들은 적응 비용의 발생 없이 둘 다 발생해야만 하는 것을 예측하고 있다. 시간이 지나면서 P. fluorescens의 각 군들은 적응을 하고, 한 공통 조상으로부터 진화된 새로운, 개선된, 분리된 종으로 될 때까지 다양한 변화를 지속시켰어야만 했다. 그러나 그러한 일은 발생하지 않았고, 발생될 수도 없었다. 상한(ceiling)에 도달되었던 것이다.



Reference 

Buckling, A., et al. 2003. 'Adaptation Limits Diversification of Experimental Bacterial Populations.” Science 302, no. 5653.


* Stephen Caesar holds his master’s degree in anthropology/archaeology from Harvard. He is a staff member at Associates for Biblical Research and the author of the e-book The Bible Encounters Modern Science, available at www.1stbooks.com.



* 참조 : 한국창조과학회 자료실/진화론의 주장/돌연변이에 있는 자료들을 참조하세요.

        http://www.kacr.or.kr/library/listview.asp?category=J01



번역 - 미디어위원회

링크 - http://www.rae.org/microevolimits.html 

출처 - Revolution Against Evolution, 2004. 1. 31

구분 - 3

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=2157

참고 :



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