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자연선택은 어떻게 새로운 종을 만들어내나요?
다윈의 자연선택설을 배우는데, 환경에 잘 적응한 개체가 살아남는다는 개념은 이해했어요. 근데 이런 과정이 오랜 시간 쌓이면 왜 완전히 다른 종으로까지 진화할 수 있는 건지 궁금합니다.
4개의 답변이 있어요!
안녕하세요, 스라소니199님. 이중철 전문가입니다.
우선은 자연선택만으로 개체 하나가 갑자기 다른 종으로 바뀌는 것은 아니고, 한 종의 개체군이 오랫동안 갈라져 서로 다른 환경에서 다른 방향으로 변화하다가 결국 서로 교배해도 정상적으로 유전자를 주고받지 못하게 될 때 새로운 종이 되는 것이랍니다. 즉 핵심은 적응의 누적 자체보다, 그 누적된 변화가 결국 생식적 격리로 이어진다는 점이에요.
1. 기본 흐름은..
먼저 같은 종 안에는 원래 유전적 차이가 있고, 세대가 지날수록 돌연변이와 여러 변화가 계속 쌓이는데요. 그 상태에서 어떤 형질이 특정 환경에서 더 유리하면 자연선택 때문에 그 형질을 가진 개체가 더 많이 살아남고 번식해서, 그 형질이 집단 전체에 점점 퍼지게 됩니다.
2. 왜 종이 갈라지나요?
새로운 종이 잘 생기는 대표적인 경우는 한 집단이 산맥, 물, 서식지 단절 같은 지리적 장벽 때문에 둘로 나뉘어 유전자 흐름이 막히는 경우입니다. 이렇게 갈라진 집단은 서로 다른 기후, 먹이, 포식자, 서식 환경에 놓이게 되고, 그 차이 속에서 자연선택과 돌연변이, 유전적 부동이 여러 세대 동안 누적되면서 점점 달라지는 것이지요.
3. 어느 순간 종이 된다?!
이 변화가 충분히 커지면 두 집단은 겉모습만 다른 정도를 넘어서, 짝짓기 행동이 달라지거나 번식 시기가 달라지거나, 교배해도 자손이 잘 생기지 않는 상태가 될 수 있습니다. 진화를 한국민족문화대백과사전은 한 집단의 유전자풀이 변해 기존 집단과 상호 교류를 이루지 못하고 새로운 종으로 형성되어 가는 과정이라고 설명하는데, 바로 이 상호 교류 불가가 종분화의 핵심이에요.
4. 꼭 멀리 떨어져야 하나요?
항상 지리적으로 떨어져야만 하는 것은 아니고, 같은 지역에 살아도 먹이를 쓰는 방식이 달라지거나 짝 선택 기준이 달라지거나, 식물처럼 다배수성이 생겨 유전자 교환에 장벽이 생기면 종분화가 일어날 수 있습니다. 특히 여러 연구 자료에서는 식물에서 다배수성으로 한 세대 만에 새로운 종이 생길 수도 있다고 설명하고 있답니다.
정리하자면,
자연선택이 새로운 종을 만든다는 말은 유리한 형질이 조금씩 쌓여 집단이 환경마다 다르게 변하고, 그 변화가 오랫동안 누적되어 결국 서로 유전자를 섞지 못하는 단계에 이른다는 뜻입니다. 그래서 자연선택은 단순히 잘 버티는 개체를 남기는 과정이 아니라, 집단을 갈라 놓고 장기적으로는 생물다양성을 만들어 내는 중요한 원리로 이해하시면 됩니다.
※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
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채택된 답변사실 같은 종이라도 개체마다 유전적 변이로 미세한 형질차이를 가지고 있습니다.
그런데 환경에 좀 더 유리한 형질을 가진 개체가 살아남아 자손에게 그 유전자를 물려주게 되죠.
이 과정이 수천, 수만 세대 동안 반복되면서 유리한 특성이 집단 전체에 쌓이게 됩니다.
그리고 지각 변동이나 이주로 인해 하나의 집단이 서로 다른 두 환경으로 격리되게 되면 격리된 두 집단은 각자의 환경에 맞춰 서로 전혀 다른 방향으로 환경에 적합한 개체만이 살아남게 됩니다.
그리고 시간이 흐르며 각 집단에 서로 다른 유전자 돌연변이와 변화가 독립적으로 누적되게 되는데 아주 오랜 세월이 지나면 두 집단의 몸 구조나 행동 양식이 완전히 달라지게 되는 것입니다.
결국 두 집단은 다시 만나더라도 서로 교배하여 번식 가능한 자손을 남길 수 없게 됩니다.
과학적으로 교배가 불가능해지는 이 시점부터 두 집단은 완전히 다른 '종'으로 분류되는 것이죠.
이처럼 격리와 누적이 지구 역사 동안 계속 반복되면서 하나의 조상으로부터 수많은 종이 갈라져 나온 것이죠.
안녕하세요. 다윈의 자연선택설에서 말하는 핵심은 개체군의 유전적 특성이 여러 세대에 걸쳐 조금씩 변한다는 것인데요, 환경에 잘 적응한 개체가 살아남아 더 많은 자손을 남기면, 그 개체가 가진 유전적 형질이 다음 세대로 더 많이 전달됩니다. 이러한 과정이 수천, 수만, 수백만 년 동안 반복되면 개체군 전체의 유전자 구성이 점차 달라지는 것입니다.
예를 들어 하나의 생물 집단이 산맥의 형성이나 강의 발달로 두 지역으로 나뉘었다고 가정해보면, 처음에는 같은 종이지만, 서로 다른 환경에서 살아가면서 각각 다른 자연선택을 받게 됩니다. 한쪽은 추운 환경에 적응하도록 두꺼운 털을 가진 개체가 유리하고, 다른 쪽은 더운 환경에 적응하도록 얇은 털을 가진 개체가 유리할 수 있는데요, 돌연변이와 유전자 재조합이 계속 새로운 변이를 만들어내면, 시간이 지날수록 두 집단의 유전적 차이는 점점 커집니다. 이러한 차이가 충분히 누적되면 결국 서로 교배하더라도 건강한 자손을 만들지 못하거나, 아예 짝짓기를 하지 않게 되는 단계에 이를 수 있습니다. 생물학에서는 이러한 상태를 생식적 격리라고 하며, 이 시점에서 두 집단은 서로 다른 종으로 간주합니다. 즉, 새로운 종이 만들어지는 것은 어느 날 갑자기 큰 변화가 일어나는 것이 아니라, 오랜 시간 동안 작은 유전적 변화가 축적되고 생식적 격리가 형성된 결과라고 볼 수 있습니다. 자연에서는 이러한 사례를 확인 가능한데요, 다윈핀치는 공통 조상에서 출발했지만, 섬마다 먹이 종류가 달라 부리의 크기와 모양이 다양하게 진화했습니다. 또한 시클리드는 아프리카의 호수마다 서로 다른 환경에 적응하면서 수백 종 이상으로 분화한 대표적인 사례입니다. 감사합니다.
안녕하세요. 임형준 수의사입니다.
자연선택으로 유리한 유전적 변이가 세대를 거쳐 조금씩 축적되면 개체군의 특징이 점차 달라집니다. 여기에 지리적 격리 등으로 서로 교배하지 못하는 기간이 길어지면 유전적 차이가 커져 결국 서로 번식이 어려운 새로운 종으로 분화할 수 있습니다. 즉, 작은 변화가 오랜 시간 누적되어 종분화가 일어나는 것입니다