스크랩 진화와 진화론

[유승 박노동]

우선 진화와 진화론을 구별해야 합니다.
'진화'에 대해서 얘길 하자면, 고대 그릭스 철학자인 아낙시만드로스가 '생명은 물에서 나왔고 간단한 형태에서 복잡한 생물이 유래했다.'고 얘길 했지만, 당시 이런 생각을 가진 사람은 거의 없었고, 모든 학문의 아버지, 철학의 왕인 아리스토텔레스가 "생물종은 고정 불변한 것이다."라고 말씀 하신 이래로 이 '생물종 고정불변설'은 중세 기독교 사상과 만나, 무려 2000년 동안이나, 지구는 6000년 남짓한 거고 생물종은 불변한다.는 관념을 만들어왔어요.
근데 1700년대 중반, 뷔퐁(Buffon, G.L.)이 화석 연구를 하다가 "헐 시바 얘들아, 왠지 지구가 6000년보다 더 오래 된 거 같애... 그리고 천지창조에서 생긴 동물들 말고 또 다른 게 뭐가... 아 시바 몰라 이거 이상해.ㅠㅠ" 하면서, 과학자들이 생물의 '변화의 유전'에 대해 관심을 갖게 됐습니다.
그리고 오랜 관찰과 실험과 추론 끝에 생물 종이 고정불변한 게 아니라 변화한다.는 걸 알아냈어요. 이 "생물종은 조금씩 변이하고, 결국엔 다른 종으로 분화한다." 는 사실이 바로 '진화' 입니다. 진화는 현상 그 자체에요. 그리고 이 현상에 대해서 "왜?", "어떻게?", "얼마나?", "무엇을 기준으로?"하는 물음을 던지고 그 물음에 대한 다양한 해석과 이론들이 바로 '진화론'이 되는 거죠.

그렇다면 '진화'가 일어난다는 것은 사실인가?
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진화의 증거.
1. 화석상의 증거.
화석이란 과거에 살았던 생물의 사체나 흔적이 지층 속에 보존된 거예요. 방사성 동위 원소의 반감기 등을 이용하면 지각을 이루는 지층의 연대를 유추할 수 있어서, 이를 토대로 화석 생물이 살았던 시기를 추정하고, 이걸 연대순으로 배열하면 그 생물이 진화해온 과정을 알 수 있는 거죠.
이 화석상의 증거는 진화의 과정을 증명하는 가장 강력한 증거로, 오랜 시간 겪어온 변화가 보존되어 있는데, 대부분의 화석 기록은 연속적으로 어떤 규칙성을 가지고 나타나고, 일반적으로 고대 지질 시대부터 현재에 이르기까지 최근의 지층에서 발견된 화석일수록 형태가 복잡하고 오늘날 살고 있는 생물과 유사한 몸 구조를 보여 줍니다. 이는 생물체는 간단한 구조에서 복잡한 구조로 진화해 왔다. 는 것을 말해 주죠.
다음은 예시자료인 말의 진화과정.

한편, 생물체가 진화해 왔다면, 과거에 멸종된 종과 현존하는 종 사이를 연결하는 중간 단계의 화석이 있겠죠? '종간 진화의 증거' 말입니다. 있어요 ㅇㅇ... 있음...
↓얘요.. 나름 할리우드스타에요 쥬라기공원4인가 거기서도 나왔었음

중생대의 지층에서 발견되는 이 시조새의 화석은 조류처럼 날개와 깃털이 있고, 파충류처럼 날개에 발톱이 있으며, 이빨과 꼬리뼈가 있죠. 이건 파충류도 아니고 조류도 아니여
또 있습니다.
석탄기 지층에서 발견되는 화석 식물인 소철고사리는 외형은 양치식물인 고사리와 비슷한데 잎의 끝에 씨가 있죠. 종자식물(겉씨식물)의 특성을 가지고 있는 거예요. 양치식물과 겉씨식물 사이의 화석이죠.
또 있음
원시 고래의 화석을 보면, 현존하는 고래는 앞다리가 지느러미로 변해서 남아있고, 뒷다리는 없거든요? 근데 이집트와 파키스탄 등에서 발견되는 이 원시 고래 화석에는 뒷다리가 있음. 네 발 달린 어떤 육상 동물에서 현존하는 고래로 진화한 거죠.
이런 화석증거야 셀 수 없이 많겠지만, 화석까지 안 가고 현존하는 중간생물들만 찾아봐도 많아요.
예를 들면 오리너구리가 있죠.
얘는 온몸이 털로 덮여 있고 젖을 먹여서 새끼를 기르니까 포유류일 것만 같은데, 졸라 믿을 수 없지만 알을 낳습니다.... 거기다 총배설강을 가져서 조류의 특징을 가지고 있는 거죠. 포유류랑 조류의 중간 생물이에요.
또 있음.
폐어는 물 속에 사는 어류인데도 불구하고 폐가 있어서 공기 호흡을 할 줄 압니다. 똑똑하죠? 양서류랑 어류의 중간형입니다.
미생물 수준에서는 유글레나가 있습니다. 얘는 '계'의 단위에서 식물과 동물의 중간형이죠. 레알 생명의 신비입니다.

2.비교 해부학상의 증거.
비교해부학상의 증거는 어떤 생물들의 진화적인 상관관계에 중요한 정보를 제공해요. 특히 화석 기록이 썩 쓸모가 없다. 이건 그냥 과학 좋아하는 고딩들한테 막 나눠줄 만한 허접데기들이다. 그럴 때 존니어 유용하고, 화석 기록에 대한 해석을 보완할 때도 아주 쓸모가 있어요.
진화에서 다루는 비교해부학적인 내용들을 상동기관, 상사기관 이라고 하는데요. 상동기관은 유래가 같은데 쓰임이 다른 기관이고, 상사기관은 유래가 다른데 쓰임이 같은 기관입니다. 서로 다른 환경에 사는 생물들의 동일한 기관이, 각자의 환경에 유용한 쓰임새로 진화했다는 증거가 되죠.
하나하나 자세히 써 볼게요.

ⓐ외형과 기능이 달라도 근본 구조와 발생 기원이 같은 기관을 상동기관이라고 합니다. 곧, 공통 조상으로부터 유래한 생물이라도 전혀 다른 호나경에 적응해서 살아가는 동안, 해부학적으로는 같은 기관이 전혀 다른 기능을 가진 기관으로 발달해서 종의 분화가 일어나더라. 이거에요. 직접 보시죠.

위에 나오는 사람의 팔, 도마뱀과 고양이의 앞다리, 고래의 가슴지느러미, 박쥐의 날개는 서로 쓰임새가 다르지만 해부학적인 골격 구조가 동일하죠. 즉, 얘네는 하나의 공통 조상에서 유래해서 서로 다른 환경에 적응하면서 앞다리가 각자 알맞게 변화했다.고 유추할 수 있습니다.

ⓑ상동기관과 반대로 같은 기능을 수행하지만 그 기원과 구조가 다른 기관을 상사 기관이라고 합니다. 이것은 서로 다른 조상으로부터 유래하였지만, 같은 환경에 적응하면서 형태상 동일한 기능을 수행하도록 진화했다는 걸 보여줍니다.
 

곤충의 날개는 피부, 새의 날개는 앞다리가 변해서 생긴 거고, 완두의 덩굴손은 잎, 포도의 덩굴손은 줄기가 변한 거예요. 그리고 장미의 가시는 줄기, 선인장의 가시는 잎이 변한 겁니다.

ⓒ흔적기관.
과거에는 유용하게 사용하던 기관이 다른 환경에 적응해서 진화하는 도중에 퇴화되어 현재는 안 쓰이고 그 흔적만 남아 있는 기관을 흔적 기관. 이라고 하죠. 예로는 사람의 귀를 움직이는 동이근, 충수돌기, 꼬리뼈, 비단뱀의 퇴화된 뒷다리 등이 있습니다. 저는 동이근 퇴화 덜 돼서 귀 움직일 수 있음 ㅋ 부럽죠? 귀로 팝핀 추면 애들 막 깜짝깜짝 놀람

3.발생학상의 증거.
여러 동물의 발생(<생물>수정란 상태에서 완전히 성숙한 어린 개체가 됨.)과정에서 유사점을 살펴보면, 공통 조상에서 진화해왔다는 걸 유추할 수 있습니다.
ⓐ척추동물의 초기 배의 유사성.
사람, 닭, 거북, 개구리, 물고기 등 여러 척추동물은 매우 다른 모습을 하고 있지만, 초기 배 발생의 과정을 살펴보면 비슷한 점이 많아요.

주목할만한 특징은, 모두 다 초기 배의 목 옆에 아가미틈이 나타난다는 것인데, 이 아가미틈은 어류에서는 아가미가 되고, 육상 척추동물의 경우에는 발생이 진행되면서 두개골을 지지하는 뼈나 성대가 됩니다.
ⓑ말의 발생 과정.
젤 처음 올렸던 말의 진화표 있죠? 거기 보면 말의 발가락이 4개에서 1개로 진화해왔는데, 신기하게도 말의 배 발생 초기에는 발가락이 4개였다가 발생이 진행되면서 1개로 준데요.
아마 a, b 때문에 독일의 헤켈(Haeckel, Ernst Heinrich)는 '개체 발생은 계통 발생을 되풀이한다.'고 진화 재연설을 주장한 것 같은데, 이 설은 지금은 받아들여지지 않음요..
ⓒ유생의 공통성.
환형동물인 갯지렁이와 연체동물인 굴의 초기 배 발생 과정에서 공통적으로 트로코포라 유생기를 거치는 것을 볼 수 있습니다.

4.생화학상의 증거.
화석상 증거 이래로 가장 막강한, 좌표평면에 '화석'이 무수히 많이 찍어놓은 점들을 이어주는 진화 그래프의 초안이 될 지도 모르는 녀석입니다.(는 내 생각ㅋ)
최근 분자 생물학의 발달에 힘입어서 진화의 증거를 유전자나 단백질 같은 분자 수준에서 찾게 됐습니다. 진화의 과정에서 공통 조상으로부터 최근에 분리되어 서로 유연관계가 깊은 종일수록 DNA나 단백질이 유사하다는 것을 알게 됐거든요. 유연 관계가 멀수록 DNA와 아미노산 서열의 차이가 커진다는 것은, 공통 조상으로부터 갈라진 지 오래될수록 유전적 차이가 커지는 것을 나타내고, 시간이 지나면서 생물의 형질이 점점 변화한다는 사실을 보여 줍니다.
ⓐDNA의 염기 서열.
생물이 진화하는 동안에 발생한 돌연변이는 유전자의 염기 서열에 축적되므로, 두 종이 공통 조상으로부터 갈라진 후 오랜 세월이 지날수록 두 종 간의 유전자의 염기 서열의 차이가 커집니다. 예를 들어 DNA의 염기 서열을 분석하면 사람과 침팬지는 2.5%밖에 차이가 안 나는데, 구세계원숭이는 90%나 차이가 나요.
ⓑ혈청 단백질의 조성.
사람의 혈청을 토끼에게 주사해 얻은 항체를 다른 동물의 혈청과 섞으면 항체가 혈청 속의 단백질과 결합해 침전 반응을 일으키는데요. 이 때 각 동물의 혈청 속의 단백질이 항체를 만들게 한 사람의 혈청 단백질과 유사할수록(사람과 유연관계가 가까울수록) 침전 속도가 빠르고 침전량이 많아져요.
ⓒ단백질의 아미노산 서열.
생물체를 구성하는 단백질의 아미노산 서열은 유전자에 의해 결정되므로, 같은 기능을 하는 단백질의 아미노산 서열을 비교, 분석하면 진화의 유연관계를 밝힐 수 있어요.
예를 들면, 척추 동물의 헤모글로빈은 생물종이 달라도 그 구조가 비슷하고 α사슬 2개, β사슬 2개 등 모두 4개의 폴리펩티드 사슬로 이루어져 있는데요. 이 중에서 하나의 β사슬은 146개의 아미노산으로 구성되어 있는데, 사람과 유연 관계가 가까운 종일수록 아미노산의 배열 순서가 비슷합니다.
이런 예는 헤모글로빈 뿐만 아니라 시토크롬이나 인슐린 같은 단백질에서도 볼 수 있어요.

5. 생물 지리학상의 증거.
생물의 지리적 분포를 조사해 보면, 강이나 산맥, 해협 등을 경계로 생물상이 크게 달라지는 경우가 있습니다.
ⓐ월리스선

1876년 영국의 월리스(Wallace, Alfred Russel)는 인도네시아 발리 섬과 롬복 섬 사이를 경계로 동쪽은 오스트레일리아구, 서쪽은 동남아시아구로 생물 분포선을 설정했는데요. 이 경계선을 월리스선(Wallace's line)이라고 합니다. 이 선을 기준으로 보면, 동남아시아구에는 태반이 발달한 포유류가 분포하는데 오스트레일리아구에는 태반이 발달하지 않은 포유류(오리너구리나 캥거루 등)이 분포해요. 이는, 태반 포유류가 나타나기 전에 오스트레일리아가 아시아 대륙에서 분리되어 지 꼴리는대로 진화했기 때문인 거죠. 그래서 대륙의 포유류랑은 다름요
ⓑ갈라파고스 군도의 핀치새
졸라 유명한 애들이죠? 다윈(Darwin, Charles Robert)는 남아메리카 대륙의 서쪽에 있는 갈라파고스 군도에서 각 섬마다 살고 있는 핀치새가 조금씩 다르다는 것을 발견했습니다. 핀치새들은 남아메리카 대륙의 새들과 계통적으로 가까웠는데, 섬마다 핀치새의 서식처와 부리의 형태가 조금씩 달랐죠. 다윈은 이를 토대로 "아 얘들은 남아메리카에서 이주해 와서 살았는데, 섬마다 먹이가 다르다보니 그거 먹기 좋게 각자 다르게 진화한 거 아닐까?" 했습니다.
이와 같이 생물이 지리적으로 어떻게 분포하는지를 알아보면 진화의 과정을 이해할 수 있어요.

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그럼 진화론은 무엇인가?

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이 말의 진화과정을 두고,
에오세 시대부터 초원 지대가 넓어지면서 말의 서식지가 점차 삼림 지대에서 초원 지대로 바뀌게 되었다. 먹이가 풀로 바뀜에 따라 어금니가 커지고 넓어지면서 주름이 많아져 풀을 효율적으로 씹도록 변했고, 목이 길어져 더 멀리 보고 잘 들을 수 있게 되었다. 또한 초원에서 더 빨리 달릴 수 있도록 발가락이 퇴화되어 1개가 되었다.

하는 것이 진화론입니다. '진화'의 현상을 해석하고, 어째서 그렇게 되었는가 설명하고, 모아진 자료를 토대로 일반적 이론을 정립하는 거죠.


1. 다윈 이전의 진화설.
서론에서 썼던 뷔퐁의 "아 시바 몰라 이거 이상해."와 같이 생물체가 진화하지 않을까? 하는 의문은 깔딱깔딱 거리면서 몇 번 나왔다 들어갔다 했지만, 이를 처음으로 체계적으로 설명한 사람은 라마르크(Lamarck, Jean Baptiste) 입니다. 라마르크는 1809년 동물 철학. 이라는 책에서 '동물은 생활 환경이 변하면 습성이 변하고, 그 결과 새로운 습성에 따라 사용하는 기관은 더 발달하고, 사용하지 않는 기관은 퇴화한다.' 라는 용불용설(use and disuse theory)를 제창했습니다.
근데 후천적으로 얻어진 획득 형질이 유전되지 않는다는 게 밝혀지면서 이건 현재는 받아들여지지 않죠. 태국의 카렌족은 목이 길수록 미인으로 생각해서 카렌족 여자들은 애기때부터 목에다가 링을 끼워서 목의 길이를 늘이는데요. 암만 목이 늘어나도 카렌족에서 태어나는 애기들은 목이 짧아요.. 차두리가 축구를 배우고 연습을 해서 잘 하는 거지 차범근 아들이라서 잘 하는 게 아닌 거죠.
근데 용불용설은 '생물이 환경과의 관계의 결과 진화한다.'는 사상을 처음 도입해서 다윈의 학설에 길을 열어줬기 때문에 중요한 위치를 차지하고 있음.

2.다윈의 진화설.
드디어 올 게 왔네요.. 라마르크의 동물 철학 이후로 50년이 지나서 영국의 다윈(Darwin, Charles Robert)은 1859년, 존니스트 유명한 종의 기원.이라는 책에서 자연 선택설(natural selection)을 주장했습니다.
<자연선택설>
이 자연선택설에는 몇 가지 순서가 있어요.
우선 생물은 그들이 살고 있는 환경이나 먹이의 양보다 더 많은 수의 자손을 낳는다. 그리고 이 자손들은 지들끼리 서로 형태나 습성, 기능면에서 약간씩 다른 개체 변이가 있다.
그리고 얘들이 한정된 서식 공간과 먹이를 확보하기 위해 생존 경쟁을 벌인다. 이 때 환경에 더 잘 적응 되어서 경쟁에 더 유리한 형질을 가진 자손이 경쟁에서 이기게 되고, 자신의 형질을 자손에게 물려준다.
이 과정이 대를 거듭하는 동안 쌓여서 진화가 일어나 종이 다양해진다.

이게 다윈의 자연선택설 입니다. 절대 원숭이가 인간 되는 게 아니에요. 원숭이와 인간의 공통 조상이 먼 옛날에 살았는데, 거기서 여러 자손들이 마구마구 나오다가 못난 애들은 없어지고, 경쟁에서 이긴 애들만 살아남은 게 원숭이도 되고 인간도 되고 했다는 내용입니다.
근데 다윈은 변이의 원인이 무엇인지, 개체 변이가 어떻게 유전되어 누적되는가 하는 문제를 정확히 제시하질 못했죠.

3.다윈 이후의 진화설.
졸라 많아요 예를 들면,
1892년 독일의 바이스만(Weisman, August)는 다윈이 주장한 변이의 유전에 대한 설명이 불충분하다는 것을 지적하고, 체세포에 생긴 변이는 유전되지 않으며 생식 세포에 일어난 변이만 유전된다고 주장했습니다.
1901년 네덜란드의 드 브리스(Hugo de Vries)는 돌연 변이에 의해 새로운 종이 만들어져 진화가 일어난다고 주장했는데, 돌연 변이는 자주 일어나는 게 아니고 생식 세포의 유전자에 일어나야 하며, 대부분 생존에 불리한 쪽으로 일어나므로 이것만으로는 진화를 설명하기 어렵지만, 이 돌연 변이는 진화의 요인으로 존니어 존니스트 중요한 포인트 중 하나입니다.
로마네스(Romanes, George John)와 바그너(Wagner, Moritz Friedrich)는 환경적인 격리가 진화의 요인이 된다는 격리설을 주장했어요. 여기엔 바다, 산맥, 사막 등에 의한 지리적 격리와 생식 기관이나 생식 시기의 변화에 따라 교배가 불가능하게 되는 생식적 격리가 있습니다.
아이머(Eimer, Theodor)는 화석 생물의 형질 변화를 연구하여 생물의 진화는 환경의 변화와 관계없이 내적인 요인에 의해 항상 일정한 방향으로 일어난다는 정향 진화설을 주장했습니다. 예를 들면 말발굽은 발가락 수가 적어지는 방향으로 진화하고, 코끼리 상아는 길어지는 방향으로 진화한다는 거죠. 근데 '왜?'를 설명하질 못했어요... 그 진화의 원동력을 설명 못하는 한계가 있었죠.
로치(Lotsy, J. P.)는 교잡(유전적 조성이 다른 두 개체 사이의 교배)에 의해 만들어진 잡종에 의해 새로운 종이 형성된다는 교잡설을 주장했습니다.

다윈 이후의 진화설들은 생물 진화의 원동력에 대해 한 단면만을 설명하고 있을 뿐, 진화를 체계적으로 설명한 것이 아니었어요. 왜냐면 당시에는 유전자에 대한 지식이 부족했거든요
근데 얼마 안 가서 멘델의 법칙이 재발견 됐음. 멘델은 졸라 어마어마한 근성과 꼼꼼함을 바탕으로 오랜 시간에 걸쳐서 수학적인 완두콩 유전 연구. 라는 엄청난 성과를 내놨지만 당시에는 별로 주목받지 못하고 있었습니다. 그래서 멘델이 죽을 때, '나의 연구로 인해 훗날 난리가 날 거다.'고 했는데 그것이 실제로 일어났습니다. 멘델의 법칙이 재발견되고 유전학이 급속하게 발전하면서 유전과 돌연 변이의 본질이 밝혀지고, 생물학의 여러 분야에서 새로운 연구가 집적됨으로써 진화의 경로 및 요인에 관한 연구도 비약적으로 진행됐죠.
그리고 1940년대에 이르러 생물학자들은 유전학과 자연 선택을 기초로 해서, 진화의 원리로 돌연 변이, 교잡, 격리, 자연 선택 등을 종합적으로 생각하는 "현대 종합설"을 내놨습니다.

4.현대 종합설.
다윈의 진화론이 중간보스면 얘는 끝판 대장입니다.
현대 종합설에 따르면 돌연 변이와 유전자 재조합 등으로 변이가 일어나고, 이 변이들이 자연 선택과 격리, 교잡 등의 과정을 거쳐 종의 분화가 일어나는데, 이러한 종의 분화는 종을 구성하는 집단 전체가 조금씩 변해서 일어난다는 겁니다. 즉, 오늘날 진화론은 진화가 개체를 중심으로 한 변화와, 동시에 종을 구성하는 집단 전체의 변화에 의해서 일어난다고 보고 있으며, 집단 유전학을 통해 진화의 요인을 분석하고 있어요.
(집단 유전학 : 생물 집단을 대상으로 집단의 유전적 구성과 그것의 유지 및 변화 과정을 연구하는 유전학의 한 분야로 진화는 오랜 시간에 걸쳐 일어나는 유전적 변화이므로 생명이 유한한 개체보다는 연속성이 있는 집단을 대상으로 유전적인 변화를 밝히는 것이 타당성 있는 것으로 받아들여지고 있습니다.)

현대 종합설을 설명하려면 레알 제 손가락이 없어질지도 모르겠네요 지금도 손 아픈데 ㅠㅠ 몇 시간이나 쳤는뎅.... 그리고 자료가 너무 방대해서 제게는 그걸 설명할 능력이 없습니다. 그래도 남자가 시작을 했으면 끝장을 봐야겠죠. 대강 요약해서 설명을 해 볼게요. (좀 지루하고 복잡하니까 싫으면 그냥 스크롤을 내리면 됩니다. ㅋㅋㅋㅋㅋㅋ)

현대 종합설-집단 유전학에서는 우선 유전자 풀(gene pool)을 알아야 해요. 이게 뭐냐면, 어떤 집단이 가지고 있는 모든 유전자를 말하는 겁니다. 중딩 때 상동염색체 배웠을 거예요. 그거 생각하면 좀 쉽습니다.
예를 들어 어떤 말의 갈기 길이에 영향을 주는 유전자가 있다고 해 봅시다. 그 대립유전자를 A와 a라고 하죠. 이 말들 5000마리가 있는 집단을 가정했을 때, A또는 a 유전자의 개수는 총 10000개가 됩니다. 말 한 마리가 두 개씩 가지니까요. 이 A 또는 a 유전자 10000개를 싹 모아놓은 것을 유전자 풀이라고 하는 거죠.
이게 뭐 어쩌라고? 싶으실 거예요. 아무 짝에도 쓸모가 없을 것만 같죠. 근데 하디(Hardy, Godfrey Harold)와 바인베르크(Weinberg, Wilhelm)라는 사람 둘이서 하디바인베르크라는 법칙을 만들면서 이게 겁나 유용해졌어요.(유전학자 퍼네트가 이 법칙을 수학적으로 만들어내려고 이래저래 하다가 도저히 안 돼서 빡쳐서 하디라는 수학자느님에게 수학적인 증명을 해달라고 의뢰를 했음. 바인베르크는 그냥 독일 의사였는데 지 혼자 했음.ㅋㅋㅋㅋㅋㅋ의느님의 위엄)
하디바인베르크의 법칙이 뭐냐면, 위 유전자 풀에서 A나 a가 가지는 빈도가, 일정한 통제 아래에서 세대가 거듭되어도 변하지 않는다는 법칙이에요. 이 법칙은 '진화가 일어나지 않는 집단.'을 수학적으로 설명하는 기적을 일으킵니다.
놀랍죠? 이것이 어떻게 되는 거냐면, 예를 들어서 유전자 10000개 중에 A가 8000개, a가 2000개라고 해봐요.
그럼 A의 유전 빈도는 8/10이고, a는 2/10이죠. 그럼 이 집단에서 나온 자손의 유전자, AA가 나올 확률은 64/100이 되고, Aa 또는 aA가 나올 확률은 32/100, aa가 나올 확률은 4/100이 돼요.
그럼 여기서 A의 빈도를 계산해 보면, AA의 빈도 64/100에다가 Aa 또는 aA의 빈도 32/100을 더하는데, 후자는 a가 절반이라서 2로 나눠줘야 하죠. 그럼 64/100 + 16/100이 되는데, 80/100으로 처음 어버이 세대 A의 유전 빈도 8/10이 나옵니다 우왕 써프라이즈

근데 이 법칙이 적용되기 위해서는 이 말 5000마리 집단이 몇 가지 조건을 만족시켜야 합니다.
첫째는, 대립 유전자에 돌연 변이가 일어나지 않아야 한다.
돌연변이가 일어나서 A 8000개, a 2000 개라는 수치에 오차가 생기면 다 엿되는 거니까요.
둘째는, 집단 내에서 자유롭게 무작위적으로 교배가 일어나야 한다. 즉, 집단 내의 암수 개체가 교배하여 자손을 낳을 확률이 같아서, 모든 대립 유전자가 똑같이 보존되어야 한다.
예를 들면 A 8000개는 다 수컷이고, a 2000개는 다 암컷이라고 해 볼게요. 그럼 슬프지만 수컷 8000마리 중 상당수가 짝을 찾지 못하겠죠......마치 오유인처럼....... 자손을 보지 못하는 A의 숫자가 크고, a는 4:1로 수컷 말 네 마리랑 돌아가면서 뿅뿅 *-_-* 하니 a가 유전될 확률은 몹시 높겠죠. 그러면 자손이 거듭될수록 A의 숫자가 줄게 될 겁니다.
셋째는, 이입과 이출이 없어 집단 간에 유전자의 교환이 일어나지 않아야 한다. 즉, 외부 집단의 개체가 들어오거나 다른 집단으로 개체가 이동하지 않고 완전히 독립된 집단이어야 한다.
A 2000마리가 고구려인의 기상을 받아 넓은 대륙으로 떠났다고 해 보죠. 이 집단은 벌써 망한 거예요. A 유전자 4000개가 소실되어버렸으니, 빈도 자체가 변해버렸죠.
넷째는, 집단의 크기가 충분히 커야 한다. 즉, 집단의 크기가 확률의 법칙을 적용할 수 있을 만큼 커서 무작위 추출에 의한 유전자 빈도에 오차가 생길 가능성이 매우 적어야 한다.
5000마리가 아니라 5마리라고 해 볼까요? AA가 네 마리, aa가 한 마리라고 해보죠. 개체수가 작으니까 무작위 교배 결과 오차가 생길 가능성이 커지게 된 거예요. 수학적인 확률이 아니라 현실적으로 봤을 때, 운 나쁘게 AA들끼리만 새끼를 낳을 수도 있잖아요? aa가 소실되어버리는 거죠.
다섯째는, 집단에는 자연 선택이 작용하지 않아야 한다. 즉, 모든 개체의 생존력과 생식 능력이 같아서, 특정 개체가 가진 대립 유전자가 자손에게 전달될 확률은 모두 같아야 한다.
두 번째나 네 번째 조건과 통하는 부분이 있는데, 즉 모든 개체가 자손을 남길 확률이 동일해야 한다는 겁니다. 지들끼리 루저를 따돌리고 이러면 안 된다는 거죠. 그리고 자연 선택, 예를 들면 AA가 더 달리기를 잘 해서 사자로부터 잘 도망을 쳤다. 그래서 aa가 많이 죽었다. 이런 자연 선택이 개입하면 안 돼요.

이 조건들을 만족하는 이상적인 집단을 '멘델 집단' 이라고 합니다.
그리고 거의 현실성이 없는 집단이에요. 자연 상태에서는 거의 존재하질 않음. 하지만 여전히 하디바인베르크의 법칙은 유용합니다. 왜냐면, 그 법칙이 지켜지지 않고 유전자 빈도가 변한다는 것은 곧, 유전자 풀에 변화가 생겨 진화가 일어난다는 것을 역설적으로 증명하는 것이기 때문이죠.

그렇다면 유전자 풀은 어떻게 변화하는가?
ⓐ돌연 변이.
개체의 DNA가 변하여 새로운 대립 유전자가 형성되는 것을 돌연 변이(mutation)라고 합니다. 돌연 변이 중에서 유전자 풀을 변화시키는 데 가장 큰 영향을 미치는 것이 유전자 돌연 변이입니다. 유전자는 안정된 물질이라서 보통 돌연 변이가 잘 일어나지 않는데, 일어나기도 합니다. ㅇㅇ.... 엑스맨에서도 나오잖아요
보통 돌연 변이는 생존에 불리한 경우가 많아서, 도태되는데, 환경이 변하면 어떤 돌연 변이 형질은 생존에 유리할 수도 있고, 이들 돌연 변이 유전자를 가진 개체가 다른 대립 유전자를 가진 개체보다 더 많은 자손을 남기면 유전자 풀이 변해요.

ⓑ자연 선택
다윈의 진화론에서도 나왔던 '자연 선택설'의 업그레이드판입니다. 좀 세련되게 변했어요. 주된 내용은 다윈의 자연 선택과 통합니다. 여기에 몇 가지 종류가 나눠지고 유전자 풀의 개념에서 설명하게 되었다는 거죠.
-①안정화 선택.
갓난아기들의 체중이 3~4kg인 아기들의 생존율이 가장 높고, 이보다 작거나 크면 사망률이 높아진다는 거예요. 안정된 환경에 잘 적응한 개체군에서 주로 나타나는데 즉, 중간 형질의 개체들이 환경에 잘 적응되어 양 극단의 형질들은 도태된다는 것이죠. 자연 선택의 가장 흔한 예가 됐습니다.
-②방향성 선택.
예를 들면 오래 전에는 기린의 키가 다양했는데 큰 나무 잎을 먹으려는 경쟁이 심해지면서 키 큰 기린이 선택된 거예요. 그리고 살충제에 내성을 가진 곤충이 살아남아서, 곤충들이 점점 살충제에 내성을 가지게 되었다. 이런 겁니다. 표현형의 범위 중에서 한쪽 극단의 형질이 많아지는 유형이죠. 보통 한쪽 극단에게 유리한 환경 변화가 일어나거나, 집단이 새로운 환경으로 이주한 경우에 이런 자연선택이 발생합니다.
-③분단화 선택.
환경이 변화하여 중간 형질보다는 양 극단에 있는 애들이 유리해지는 유형이에요. 예로는 웨일즈 지방에 사는 포아풀과의 잡초에 대한 연구가 있습니다. 길어서 생략.
+아프리카의 겸형적혈구빈혈증에 대한 자연선택.+
겸형 적혈구 빈혈증은 유전자 돌연 변이에 의해 생기는 유전병으로, 산소가 부족할 경우 적혈구가 낫 모양으로 변해 빈혈과 심각한 증상을 일으켜 생존에 불리합니다. 근데 중앙 아프리카에는 겸형 적혈구 유전자를 가진 사람이 전체 인구의 15~20%나 돼요. 왜 그럴까요? 겸형 적혈구에는 말라리아 병원충이 살지를 못해서, 이 동네에서는 겸형 적혈구 빈혈증을 가진 사람들이 자연선택되어 많이 살아남은 거예요. 다른 사람들은 말라리아 때문에 죽게 되었구요.

ⓒ유전적 부동.
멘델 집단에서 얘기하는 개체수가 충분히 커야 한다.랑 상통하는 내용이에요. 여기서는 자연재해에 의해서 aa가 죽어버리는 경우를 얘기해주죠.

ⓓ병목 효과와 창시자 효과.
북아메리카 캘리포니아 해안가에 살던 북방코끼리바다표범은 1890년대에 사냥꾼들에 의해서 막 죽었어요. 그래서 20마리 정도밖에 남지 않았죠... 그 후에 보호종으로 지정되어서 막 개체수가 3만 마리까지 늘었는데, 몇 마리의 표본에서 24개 유전자는 유전자 변이가 전혀 없다는 사실이 밝혀졌어요. 즉, 북방코끼리 바다표범의 24개 유전자는 단 1개의 대립 유전자로 이루어져 유전자형이 호모였던 거죠.
반면에 유사종이지만 병목 현상을 거치지 않은 남방코끼리바다표범 집단에서는 다양한 유전적 변이가 발견되었습니다.
창시자 효과는 집단의 일부가 모집단에서 떨어져 나와 새 환경에 적응해서 수가 커졌는데, 그로 인해 '일부'의 유전자만 잔뜩 퍼지게 된 경우를 얘기하는 거예요.
예를 들면 아메리카 인디언들은 유전자 B가 없어서 B형과 AB형이 없고, 90% 이상이 O형입니다. O형인 사람들이 이 동네로 이주해 가서 번영한 거죠. 그래서 O형밖에 없다.

ⓔ이주와 격리.
바다나 큰 산맥과 같은 지리적 장벽에 의해 격리되어 유전자 빈도가 변한 겁니다. 월리스 선하고 통하는 부분이 있는데, 그 업그레이드 판이죠. '지리적 격리'와 '생식적 격리'의 개념이 붙었습니다.
간만에 사진.

미국의 그랜드캐년의 큰 협곡으로 인해 격리되어 종 분화가 일어난 해리시영양다람쥐(왼쪽)와 흰꼬리영양다람쥐(오른쪽) 입니다.

이것 말고도 같은 지역 내에서도 서로 교배되지 않아 집단의 유전자 빈도가 달라지는 경우가 있는데, 예를 들어 생식 세포 분열이 일어나는 동안 염색체가 분리되지 않아 2배체의 배우자(2n)가 형성된 후, 자화 수분이 이루어지면서 4배체(4n)의 개체가 생겼다고 하죠. 이렇게 생긴 4배체 식물이 생장해서 자화수분을 통해 번식하면 계속 4배체인 개체가 생기지만, 원래의 종인 2배체와 교배가 불가능하다면 새로운 종이 분화될 수 있습니다. 이런 동소성 종 분화는 식물에서 중요하고 빈번하게 일어납니다.

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그럼 인간도 진화하는가?

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위대한 떡밥이죠? 결론부터 말하면 진화한다. 입니다. 진화론을 연구하는 동물이 인간이기 때문에 더욱 그런지 모르겠지만, '인간'의 진화에 대해 발견한 증거들이 아주 많죠.
사람은 형태학적으로나 생화학적으로나 원숭이보다는 침팬지에 가깝고, 약 6000만 년 전 열대 숲에서 처음 나타난 영장류의 먼 자손 중 하납니다. 먼저 그림자료부터 보시죠.

인간은 이렇게 진화했습니다.
약 400만 년 전부터 150만 년 전까지 살았던 최초의 인류, 오스트랄로피테쿠스에서 아파렌시스, 로부스투스, 보이세이, 아프리카누스 등으로 분화되었고, 인속 생물들과 많이 유사했어요.
근데 230만 년 전까지 살았던 최초의 인속 생물, 호모 하빌리스가 따로 있죠. 얘들이 과연 피테쿠스 시리즈에서 나온 것인지, 아니면 다른 영장류에게서 나온 것인지는 모르겠지만, 어쨌든 호모 하빌리스는 인간의 직계 조상이라고 할 수 있습니다. 오스트랄로피테쿠스는 도구를 쓸 줄은 알았지만, 멍청해서 역기를 만들지는 못했는데, 호모 하빌리스는 역기를 만들어 썼죠. 국사책에 나오는 뗀 석기 이런 거 막 썼습니다.
약 20만 년 전까지 살았던 호모 에렉투스는, 대퇴골이 외형적으로 현생 인류랑 거의 차이가 없어서 두 발로 똑바로 서서 보행을 했던 것으로 추정되고, '직립 인간' 이라는 의미로 호모 에렉투스라는 이름을 가졌어요. 얘들은 불도 쓸 줄 알았음. 졸라 똑똑하죠? 뇌도 700~1100mL로 컸음.(오스트랄로피테쿠스는 450~600mL정도) 자바 원인, 북경 원인, 하이델베르크인이 여기에 해당하고, 네덜란드의 자바나 중국에서 발견되는 화석들은 호모 에렉투스와 네안데르탈인의 중간 정도로 추정된다네요.
네안데르탈인(Homo sapiens neanderthalensis)은, 20만 년 전부터 3만 5천년 전까지 유럽, 아시아, 아프리카 등 넓은 지역에 분포했던 것으로 생각되고, 두개골은 높고 둥글게 생겨 뇌 용량이 1300~1600mL로 현대인과 비슷하고, 따라서 언어를 사용했을 것으로 추정되지만 명확한 증거는 없데요.
현대인의 화석 인류 중 신인이라고 불리는 크로마뇽인은 3만 5천 년 전부터 1만 년 전까지 살았는데, 네안데르탈인보다 키가 컸고, 몸이 더 가늘고 얼굴이 작았으며, 턱이 선명하게 발달되어 있고, 신체적 구조는 현대인과 거의 구분하기 어려울 정도로 유사했습니다.
그래서 현대인과 같은 종인 Homo sapiens sapiens 라는 이름을 가지게 됐습니다.

인류는 지금도 진화하고 있습니다.
예를 들면 흑인의 아킬레스건 근육은 다른 인종보다 더 발달되어 있죠. 그리고 요즘 태어나는 아이들이 꼬리뼈가 작아졌다는 기사글을 옛날에 접한 적이 있는데 요즘 기사 찌라시들이 하도 짜가가 많아서 명확한 자료가 없으니 믿지는 못하겠네요

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