식물의 붉은색 과즙에 관한 우스꽝스러운 수렴진화 이야기

미디어위원회
2022-02-24

식물의 붉은색 과즙에 관한 우스꽝스러운 수렴진화 이야기
(Gecko Smacks Latest Convergence Tale)

David F. Coppedge


       도마뱀붙이를 사용한 식물의 수렴진화 이야기는 진화론의 허위 광고에 가깝다.

          15번 : 미네소타 대학의 진화론자들이 무언가를 설명하기 위해서 호소하는 진화의 횟수.
            0번 : 진화가 실제로 어떻게 이뤄졌는지를 설명하는 횟수.


  붉은색 과즙을 모방하는 것은 천연 착색제로서의 가능성을 보여주고 있다. 이것은 도마뱀붙이도 인정한 것이다.(University of Minnesota)

특정한 부류의 식물들은 색깔 있는 과즙(nectars)을 분비한다. 현재까지 세계에서 70개의 식물만이 이러한 과즙을 만든다. 이 색깔은 수분 매개체(pollinators)들을 유혹하지만, 최근에는 자연적 색소를 찾는 연구자들과 산업 관계자들의 관심을 불러일으켰다.

도마뱀붙이는 그 이야기에 부수적인 것일 뿐이다. 주요 줄거리는 현화식물의 친척이 아닌 두 생물에서 수렴적으로 진화한 붉은 과즙에 관한 진화 이야기이다. 연구자들이 인공적으로 붉은 과즙을 만들었을 때, 그들의 애완 도마뱀붙이는 분명히 그 입술로 맛을 봤다. 그리고 더 많은 것을 얻기 위해 돌아왔지만(게재한 동영상을 보라), 평범한 색깔의 시료로는 돌아가지 않았다. 과학이 작동 중이다.

그 실험은 구식의 통제된 실험이었다. 빨간색에서 무엇인가가 도마뱀붙이를 끌어당겼다. 진화가 증명되었는가? 그들은 진화론을 선전하기 위해, 이 도마뱀붙이를 고용해야만 했다.

어쩌면 이 도마뱀붙이는 발렌타인 데이에 빨간색이 더 적합한 색이라고 생각했을지도 모르겠지만, 이 도마뱀붙이에 대해 쓴 진화론자들의 우스꽝스러운 수렴진화(convergent evolution) 이야기는 그들의 붉어진 얼굴과 잘 어울릴 것 같다. 그들은 진화가 얼마나 유연한지를 말하고 있었다. 진화는 그렇지 않을 때를 제외하고, 유전적 관계를 추적할 수 있다. 그런데 여기선 추적되지 않았다. 그들의 이야기는 PNAS 지에 출간될 수 있도록 포장되어 있었는데, 편집자인 캘리포니아 대학 식물학부의 나타샤 라이켈(Natasha Raikhel) 및 동료 검토자들로부터 합격점을 받았다.

"척추동물-수분 꽃에서 붉은-피 과즙 색소의 수렴진화." (Roy et al., PNAS, 119(5), February 1, 2022) 

이 논문은 15번이나 진화에 호소하고 있으며, 또 다른 20번은 참고문헌에 있다. 

우리의 발견은 붉은색 과즙의 수렴진화가 먼 친척인 두 식물 종에서 일어났음을 보여준다. 동물의 행동 데이터는 붉은 색소가 이 식물의 수분 매개자로 추정되는 주행성 도마뱀붙이를 끌어들인다는 것을 보여준다. 이러한 연구 결과는 진화적 수렴의 기초가 되는 뚜렷한 생화학적, 분자적 메커니즘의 예시들의 증가하는 목록에 추가되고 있으며, 연구가 덜 되어 있는, 종들 간의 상호작용이 어떻게 새로운 색소의 진화를 이끌었는지를 시험하는 흥미로운 시스템을 제공한다.

드디어! 수렴진화에 대한 과학적 테스트가 이루어지게 되었다는 것이다. 그것이 어떻게 작동하는지를 보여주는 "분자적이고 생화학적인 메커니즘"을 볼 수 있을까? 그래서 테스트는 무엇이었는가?(논문에 테스트라는 단어가 40번이나 나온다). 테스트는 도마뱀붙이에게 색깔있는 과즙과 색깔없는 과즙을 먹이로 주었더니, 도마뱀붙이가 색깔있는 과즙을 더 좋아한다는 것을 알게 되었다는 것이다. 바로 그것이 테스트였다! 마침내 진화가 증명되었다는 것이다(?)!

분명 PNAS 지와 같은 저명한 저널이라면, 이 논문의 어리석음을 인식할 수 있을 것이다, 그렇지 않은가? 권위 있는 과학자들만이 미국과학아카데미(NAS)에 지명된다. 몇몇 전문용어를 제외하면, 이 논문은 중학교 과학 수업의 레포트처럼 보인다. 도마뱀붙이는 일반 설탕물 대신 붉은 설탕물을 좋아했다는 것이다. 여러분은 빨간색을 내기위해 식용색소를 사용할 수도 있고, 도마뱀붙이는 그것을 좋아할 수도 있었을 것이다. 이것이 도대체 다윈의 진화랑 무슨 상관이 있다는 것인가? 아무런 관계도 없는 것이다. 미네소타 대학의 마법사들은 동물이 빨간 과즙을 가진 꽃을 수분시키는지조차 확신하지 못한다. 그럼에도 불구하고 저자들은 수렴진화에 대해 계속 말하고 있었다.

본 연구는 계통발생학 및 진화적 틀 안에서, 색깔있는 과즙에 대한 지식 격차를 해결하기 위해서, 초롱꽃과(Nesocodon)의 붉은색 과즙의 생화학적 특성과 생물학적 기능에 대한 조사를 보고한다.

아하! 그래서 진실이 밝혀졌는가? 이 논문은 진화를 테스트하거나, 설명하거나, 증명하기 위해 쓰여진 것이 아니다. 그것은 계통발생학적, 진화적 틀 안에서 쓰여졌다. 진화는 이미 가정되고 있었고, 저자들은 그들의 공통된 세계관 안에서 이야기하기를 원했다. 이건 마치 두 명의 마르크스주의자가 공원 벤치에 앉아 지나가는 사람들을 보면서, 누가 프롤레타리아처럼 생겼는지 부르조아처럼 생겼는지, 그리고 빨간 목도리를 두르지 않은 저 사람은 쿨라크(Kulak, 러시아 혁명 이전의 인색하고 악랄한 부자 장사꾼)인지에 대해 논쟁하는 것과 같다.  


바쁜 작업들

떠나려는 버스에 급히 올라타는 사람처럼, 미네소타 대학팀(14명)은 공동저자로 이름을 올리고, 게재되기 위해 분주한 모습을 보여야 했고, 그래서 누군가는 도마뱀붙이를 돌봐야 했고, 다른 이들은 화학 작업을 해야 했다. 그들은 네소코딘(nesocodin)이 과즙의 빨간색을 띠게 하는 화학물질이라는 것을 발견했다. 그들은 또한 네소코딘을 만들기 위해 세 가지 효소가 필요하며 복잡하다는 것을 알아냈다 : 

여기서, 우리는 과즙의 빨간 색이 이전에 기술되지 않은 네소코딘이라는 알칼로이드로부터 유래했다는 것을 보여준다. 처음 생산되는 과즙은 산성으로 옅은 노란색이지만, 특유의 붉은색을 띠기 전에 서서히 알칼리성이 된다. 과즙에 분비되는 세 가지 효소는 과즙의 pH를 증가시키는 탄산무수화효소(carbonic anhydrase), 색소 전구체를 생성하는 아릴-알코올 산화효소(aryl-alcohol oxidase), 과산화수소에 의한 분해로부터 색소를 보호하는 페리틴 유사 카탈라아제(ferritin-like catalase)가 포함된다. 우리의 연구결과는 이 세 가지 효소 활동이 어떻게 시냅알데히드(sinapaldehyde)와 프롤린(proline)의 응축이 안정적인 이민 결합(imine bond)을 가진 색소를 형성할 수 있는지를 보여준다.

이것은 관련이 없는(친척이 아닌) 두 식물이 이들 화학물질들을 동시에 만들어낼 가능성이 매우 낮다는 것을 나타내야 한다. 효소는 아미노산으로 이루어진 길고 복잡한 분자로, 기능하기 위해서는 거의 정확하게 배열되어야 한다.

우리는 합성 네소코딘이 초롱꽃과의 가장 가능성 있는 꽃가루 매개체인 도마뱀붙이(Phelsuma geckos)에게 실제로 매력적이라는 것을 확인했다. 우리는 또한 먼 친척인, 벌새들이 방문하는 잘토마타 헤레라(Jaltomata herrerae)의 붉은 과즙에서 네소코딘을 확인하고, 이 특성의 수렴진화에 대한 분자적 증거를 제공한다. 이 연구는 두 척추동물-수분 식물 종에서 수렴적으로 진화한 특성을 누적하여 확인했는데, 이는 붉은 색소가 선택적으로 선호되고, 제한된 수의 화합물만이 이러한 유형의 적응에 기초가 될 수 있음을 시사한다.

두 식물은 비슷하지만 동일하지 않은 방식으로 네소코딘을 만든다. 그들은 수렴진화가 공통 조상보다 더 나은 설명이라고 결론지었다 :

흥미로운 점은 두 종이 유사한 대사산물을 갖고 있다는 것이지만, 초롱꽃과 잘토마타 과즙 모두에서 네소코딘의 발견은 수렴적으로 또는 독립적으로 진화한 특성일 수 있다. 두 가지 중요한 정보에 의하면, 오래 전에 분기한 초롱꽃과(Nesocodon)와 잘토마타(Saltomata)의 두 식물 종에서 이 과즙 색소의 생산에 수렴진화가 일어났음을 가리킨다. 첫째, 초롱꽃과와 잘토마타 과즙에서 발견되는 탄소무수화효소는 최대 42%의 동일성을 공유하며(SI Appendix, Fig. S30), 서로의 유전체에서 더 가까운 상동성을 갖는다. 둘째, 초롱꽃과와 잘토마타 과즙에서 발견되는 알코올 산화효소는 다른 효소군에 속하기 때문에, 분명히 상동성을 갖지 않는다(∼21% identity, SI Appendix, Fig. S31). 특별히 초롱꽃과의 과즙3(알코올 산화효소)는 GMC 플라보엔자임 산화환원효소군(GMC flavoenzyme oxidoreductase family)에 속하는 반면, 잘토마타 알코올 산화효소는 FAD/FMN 포함 탈수소 슈퍼패밀리에 속하는, 베르베린 브릿지 효소군(berberine-bridge family)에 속한다. 이러한 발견은 이 효소들을 암호화하는 유전자들이 독립적으로 각각 진화하여 색소 형성에 동일한 기능을 갖게 되었다는 것을 강하게 시사한다.

세 번째 효소인 페리틴 유사 카탈라아제는 무엇인가? NmNec2라고 불리는 그 효소는 "꽃들에서 편재하여 발현된다". 그 효소는 알코올 산화효소의 생성물에서 과산화수소를 제거하는 역할을 한다. 그런 만큼, 그것은 진화적 수렴이라는 신화의 일부가 될 수 없다. 간단히 말해서, 두 복잡한 효소와 붉은 과즙은 다윈의 동화 이야기를 이루고 있는 전부인 것이다.


두 가지 선택만이 있다.

도마뱀붙이는 한 식물에서 붉은 과즙을 선호한다. 벌새는 혈연관계가 없는 식물의 빨간 과즙을 선호한다. 두 붉은 과즙을 만들기 위해서, 세 가지 효소를 만드는 식물 유전자들이(유전정보 포함)이 화학적으로 우연히 만들어지는 마법이 필요하다. 관찰은 여기까지이다. 진화론은 이 희미한 증거를 어떻게 뻥튀기를 하는지 보라.

이 연구는 수렴적으로 진화한 식물 색소와 그것의 합성을 누적하여 보고한다. 이러한 발견은 복잡한 생합성 경로에서 수렴진화의 목록을 증가시킨다. 보다 구체적으로, 그것은 주로 탄산무수화효소의 작용을 통해, 과즙의 화학적 환경 조절이 어떻게 붉은색 과즙의 생산에 영향을 미쳤는지, 그리고 어떻게 멀리 떨어진 두 식물에서 동일한 생화학적 용액의 붉은 과즙을 수렴적으로 생산하는지를 보여준다. 이 붉은 색소는 적어도 부분적으로 이 식물들이 섬 절벽(아프리카 모리셔스의 초롱꽃과)과 산(남미 안데스 산맥의 잘토마타)과 같이 잠재적인 곤충 수분매개자가 거의 없는 서식지에서, 척추동물 수분 매개자를 유인하고 유도하는 역할을 하는 것으로 보인다. 사실 지리적으로 고립된 많은 척추동물들이 있지만, 상대적으로 적은 수의 곤충이 살고있는 지역에는 색깔있는 과즙을 가진 식물 종들이 생겨났을 수도 있는 것으로 추측되고 있다.

"생겨났을 수도 있는"이라는 말은 "우연히 생겨날 수 있었다"라는 말의 완곡한 표현이다. 무슨 일이 있었든지 간에, 그것은 진화했으며, 그것은 생겨났다는 것이다. 누가 그렇게 추정하는가? 범인의 이름을 대라! 그는 과학자를 사칭한 혐의로 체포되어야 한다.(16 July 2014, commentary).

이것을 논리적으로 생각해 보라. 만약 진화가 그렇게 강력한 창조적 힘이라면, 모든 꽃가루 매개자들이 빨간 과즙을 마실 수 있도록, 더 많은 식물들이 그 방법을 찾아냈을 것이다. 아니면 도마뱀붙이와 나비들을 더 맛있는 넥타로 행복하게 만들었을 수도 있고, 어쩌면 최면제 같은 것을 만들었을 수도 있었을 것이다. 아니면, 그것은 "잠재적인 곤충 매개자"들에게 더 많은 수로 번성하고 증식할 수 있도록 연회를 제공할 수도 있었을 것이고, 절벽과 산을 단 한 번에 날아올라 더 많은 "매력적인" 시원한 음료를 얻을 수 있도록 진화시켰을 수도 있을 것이다. 아니면 식물이 절벽과 산에서 내려와 붉은 과즙을 얻기 위해 수분 매개자들이 많은 수고하지 않도록 했을 수도 있다. 아니면, 그 식물들은 바람으로 수분을 하거나, 스스로 자가 수분하는 것을 배웠을 수도 있다. 아니면 도마뱀붙이가 좋아하는 다른 색을 찾았을 수도 있다. 연습으로 다윈의 생각하는 사람이 되어, 꽃들에게 일어날 수 있었던 다른 모든 진화 이야기에 대해 나열해보라. 요점은 "진화적 틀 안에서" 어떠한 관찰도 설명할 수 있는 풍부한 진화 이야기가 있다는 것이다.

결론은 다음과 같다 : 진화론자들은 계속해서 "무슨 일이 일어났든, 그것은 진화했다"고 말한다. 권위 있는 저널에 쓰여진 그들의 진화 이야기는 두 가지 다윈적 옵션에서 결코 벗어나지 않는다 : 어떤 것은 공통조상에서 진화(계통발생적 진화)했거나, 어떤 것은 독립적으로 진화(수렴진화, 우연히 두 번 진화)했다는 것이다. 그들의 속임수를 눈치챘는가? 선택은 양념 치킨, 푸라이드 치킨 두 가지 중에서만 해야 한다. 그런데 소고기는 어디 있는가?

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당신이 진화론의 커튼 뒤에서 어떤 속임수가 진행되고 있는지 알고 싶다면, '마법의 커튼“을 젖혀버리라. 그러면 무슨 일이 일어나고 있는지 볼 수 있을 것이다. 저널에서 진화론적 프레임의 논문을 읽을 때, 난해한 용어를 제거해버리고, Dictionary.com을 이용해 모르는 단어를 찾아보라. 텍스트의 90%는 종종 관련이 없는 것이다. 예를 들어, 이 연구자들이 도마뱀붙이의 맛 테스트를 위해 얼마나 열심히 했는지를 보라.

도마뱀붙이가 인접한 칸에 있는 동료들을 보지 못하도록, 사육기(terrarium) 사이에 불투명한 장벽을 설치했다. 실내 온도는 24.5에서 26.5 °C 사이로 유지되었다. 각각의 사육기에는 하나 이상의 모조 식물과 체온 조절을 위한 열 패드가 들어있었다. 실내 습도, 온도, 각 도마뱀붙이의 건강 상태를 매일 관찰했다. 이 연구를 통해 어떤 도마뱀붙이도 스트레스나 건강상의 문제(예: 창백한 색조, 수척함)를 보이지 않았고, 모든 도마뱀붙이들은 그들의 집인 사육기 내에서 계속해서 정상적인 특유의 행동을 보였다. 각 사육기의 얕은 그릇에는 항상 물이 채워져 있었다. 도마뱀붙이는 일주일에 세 번 귀뚜라미와 함께 칼슘, 비타민, 유충, 과일 보충제를 먹였다.

하품, 대학원생들은 정말 힘들었을 것으로 보인다. 그렇지 않은가? 경주마 보다 더 잘 보살펴진 것 같다.

그러한 성실함은 존경스럽지만, 본론과는 전혀 관련이 없는 것이다. 진화론자들은 자연선택이 식물에게 붉은 과즙을 만드는 창조적 힘을 부여했고, 그것을 좋아하는 도마뱀붙이를 만들었고, 그들의 뇌를 포함한 모든 생물학적 기관들을 창조할 수 있는 힘을 갖고 있다는 것을 증명해야 한다. 이 실험 연구는 그들에게 애완동물로서 도마뱀붙이의 먹이와 보살핌에 대해 가르쳤을지 모르지만, 누가 신경을 쓰겠는가? 과학자로서의 일은 어떤 주장이 논리적인지를 분석하는 것이다. 쓸데없는 일에 시간 낭비하지 마라. 소고기는 어디에 있는가? 도마뱀붙이, 벌새, 꽃에 들어있는 복잡하고 특별한 유전정보들이 다윈의 무작위적인 자연적 과정에 의해서 "생겨났을" 수 있다는 증거는 어디에 있는가? 거기에 집중하면, 당신은 일 라운드에서 진화론자들을 링 바닥에 쓰러트릴 수 있다.

그리고 당신은 잘못된 선택을 하지 마라. 어떤 배의 선원들은 매일 저녁 막대기에 구워진 물고기만을 먹고 있었다. 선원들은 요리사에게 최후통첩을 내렸다: 메뉴를 바꾸시오, 아니면 당신이 다 먹으시오. 이 요리사는 다음날 그의 새로운 요리의 덮개를 열고 자랑스럽게 말했다. "여기 접시에 놓여진 생선 요리가 있습니다“. 

낚시질 그만하고, 진화론자 여러분. 소고기 좀 먹어봅시다.



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CEH, 2022. 1. 26.
https://crev.info/2022/01/gecko-smacks-latest-convergence-tale/

번역 : 미디어위원회



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