자연 선택과 유전적 부동
이덕하
2008-02-22
이 글은 『진화 심리학의 이론적 기초』에
포함될 것입니다.
유전적
부동도 모르는 진화 심리학자들?. 1
Junk DNA. 2
유전적 부동과 나비 효과.. 3
왜 기상학자는 나비를 연구하지 않나?. 3
유전적 부동도 모르는
진화 심리학자들?
자연 선택이 진화의 전부는 아니다. 진화가 일어나기 위해서는 돌연변이(mutation)가 생겨야 한다. 대립유전자(allele)들의 비율은 필연적 또는 비무작위적(non-random) 과정인
자연 선택에 의해서도 영향을 받지만 우연적 또는 무작위적(random) 과정인 유전적 부동(genetic drift, allelic drift)에 의해서도 영향을 받는다.
DNA가 꼭 자손에게만 전달되는 것도 아니다. 가끔은 서로 다른 종 사이에서도 유전자가
옮겨간다(horizontal gene transfer).
유전적 부동을 우연적 과정이라고 부르는 것은 진화론자의 입장에서 그렇다는 것일 뿐이다. 유전적 부동도 물리학의 법칙이라는 필연을 피할 수는 없다.
특히 개체군의 크기가 작을 때 유전적 부동은 강력한 힘을 발휘한다. 이것은
확률론적으로 볼 때 당연하다. 동전을 던지면 앞면이 나올 확률이
50%이고 뒷면이 나올 확률 역시 50%다. 따라서
동전을 여러 번 던지면 반 정도는 앞면이 나오고 반 정도는 뒷면이 나올 것이라고 기대할 수 있다. 동전을 1000 번 던지면 약 500 번은 앞면이 나오고 약 500 번은 뒷면이 나오는 식으로 말이다. 하지만 동전을 네 번 던졌을
때에는 모두 앞면이 나올 확률이 1/16 이나 된다. 반면
동전을 1000 번 던졌을 때 모두 앞면이 나올 확률은 천문학적으로 작다. 개체군의 크기가 작으면 부적응적 특성이 유전적 부동에 의해 퍼질 확률이 더 크다. 이럴 경우 유전적 부동의 힘이 자연 선택의 힘을 극복한다고 볼 수 있을 것이다.
진화 심리학자들은 자연 선택이라는 말은 입에 달고 살지만 유전적 부동에 대해 언급하는 경우는 거의 없다. 이것을 두고 진화 심리학자들이 유전적 부동이라는 요인을 무시한다는 비판이 있다. 진화 메커니즘에 자연 선택만 있는 것이 아닌데 자연 선택에만 매몰된다는 것이다. 자연 선택이 적응과 연결되어 있기 때문에 자연 선택에 대한 이런 배타적 관심을 두고 진화 심리학자를 적응만능주의자(adaptationist, 이 용어와 관련된 복잡한 사정에 대해서는
다른 곳에서 다룰 것이다)라고 비판하는 사람들도 있다.
단백질 합성에 개입되지 않는 DNA를 Junk DNA라고 한다. Richard Dawkins는 이런 DNA를 하는 일 없이 염색체에서 공간만 차지하는 selfish
DNA(selfish gene과는 별개의 개념이다)라고 불렀다. 일종의 무임승차로 본 것이다. 인간 DNA의 약 80-90%가 Junk
DNA다.
Junk DNA는 단백질 합성에 개입되지 않기 때문에 사실상 표현형에
영향을 끼치지 않는다. 진화 심리학자들은 인간의 표현형 중 심리적 측면을 연구하기 때문에 진화 심리학자들이 Junk DNA에 관심이 거의 없는 것은 당연하다.
하지만 Junk DNA에 대한 연구 자체가 필요 없는 것은 아니다. Junk DNA에 대한 연구는 특히 연대 측정, 계통분류학 등에서
요긴하다.
Junk DNA는 표현형에 사실상 영향을 끼치지 않기 때문에 자연
선택에 의해서도 사실상 영향을 받지 않는다. 따라서 Junk DNA에는
유전적 부동이 거의 절대적인 영향력을 발휘한다.
유전적 부동과 나비
효과
일부 진화 심리학자들은 유전적 부동이 어떤 표현형이 진화하는지에 거의 영향을 끼치지 않는다고 주장한다. 나는 그렇지 않다고 생각한다. 표현형이 진화하는 데 있어 자연 선택이
더 많은 영향을 끼치는지, 유전적 부동이 더 많은 영향을 끼치는지 여부를 가리는 것은 별로 의미가 없다. 둘 모두 절대적으로 중요한 영향을 끼치기 때문이다. 유기체가 발달하는
데 있어 유전자와 환경 모두가 절대적으로 중요하듯이 말이다.
북경에서의 나비의 날개 짓 하나가 미국에서 허리케인을 만들어낼 수 있다는 말이 있다. 카오스(chaos, 혼돈) 이론의
나비 효과를 재미있게 표현한 말이다. 나비의 날개 짓은 기상학자의 입장에서는 우연적 현상이다. 그런 우연적 변화가 기상학자의 관심을 끄는 허리케인이 만들어지느냐 여부에 영향을 끼칠 수 있다. 마찬가지로 사소한 유전적 부동 하나가 나중에 엄청난 표현형의 차이로 이어질 수 있다.
Stephen Jay Gould는 만약 수천 만 년 전에 소행성이
지구와 충돌하지 않았다면 공룡이 갑자기 멸종하지도 않았을 것이고 그렇다면 인간이 존재할 수도 없었을 것이라고 했다. 맞는 말이다. 하지만 굳이 소행성 충돌이라는 커다란 사건을 언급할
필요도 없다. 어쩌면 1억 년 전에 우리 조상에게 일어난
사소한 유전적 부동이 다른 식으로 일어났다면 인간이 진화할 수 없었을 지도 모른다.
왜 기상학자는
나비를 연구하지 않나?
기상학자들은 북경에서의 나비의 날개 짓 하나가 나중에 날씨에 엄청난 영향을 끼칠 수 있음을 알고 있다. 하지만 기상학자들은 전세계를 돌아다니며 나비를 연구하지 않는다. 그
이유는 인과 사슬을 추적하기가 사실상 불가능하기 때문이다. 기상학자가 나비의 날개 짓으로부터 허리케인까지
이어지는 인과 사슬을 추적하기 위해서는 전지전능해야 한다.
과학자들이 우연적 과정보다는 필연적 과정의 연구에 몰두하는 이유는 우연적 과정이 중요하지 않기 때문이 아니라
인간이 전지전능하지 않기 때문이다. 필연적 과정에 대한 과학적 연구는 유한한 능력으로도 가능하다.
진화 심리학자들이 유전적 부동이라는 우연적 과정에 별로 관심이 없는 이유도 마찬가지다. 유전적 부동에 관심이 없다고 진화 심리학자를 비판하는 사람들에게는 이런 식으로 되받아 칠 수 있을 것이다: “여러분이 한 번 유전적 부동을 이용해서 인간의 심리적 특성을 설명해 보시오.”