상어와 돌고래처럼 서로 다른 계통의 생물이 비슷한 몸매를 갖게 된 것은 환경이 진화에 미치는 영향이 그만큼 크다는 의미일까요?

Question

서로 가까운 친척이 아닌 생물들이 비슷한 환경에서 살아가면서 비슷한 형태나 기능을 독립적으로 발달시키는 현상을 수렴진화라고 합니다. 그렇다면 상어와 돌고래처럼 서로 다른 계통의 생물이 비슷한 몸매를 갖게 된 것은 환경이 진화에 미치는 영향이 그만큼 크다는 의미일까요?

Answer 1

조상이 전혀 다른 생물이 비슷한 외형으로 진화하는 현상을 수렴진화라고 하는데, 이는 환경이 진화에 미치는 절대적 영향력을 보여주는 대표적 사례입니다.

물은 공기보다 저항이 800배 강해, 수중 생존에는 유선형 몸매가 필수적이며, 자연선택 과정에서 저항을 적게 받는 유선형 체형을 가진 개체들만 살아남았습니다.

결국 서식지 환경이 제시한 물리적 문제에 두 생물이 같은 정답을 찾은 것입니다.

하지만 겉모습과 달리 뼈대와 생리적 구조는 조상의 유전 형질을 그대로 유지합니다.

그래서 상어는 꼬리를 좌우로 흔들지만, 돌고래는 포유류의 척추 구조 때문에 위아래로 움직이고, 상어는 아가미로 호흡하고, 돌고래는 수면 위로 올라와 폐로 호흡하는 것입니다.

Answer 2

안녕하세요. 임형준 수의사입니다.

네, 대표적인 수렴진화 사례입니다. 상어는 어류이고 돌고래를 포유류로 계통은 멀지만, 둘다 물속에서 빠르고 효율적으로 이동해야 한다는 비슷한 선택압을 받았습니다. 그 결과 유선형 몸과 지느러미처럼 기능적으로 비슷한 형태가 독립적으로 진화했습니다. 다만 환경이 우너하는 모습으로 생물을 직접 변화시키는 것은 아니며, 유전적 변이 중 해당 환경에서 생존, 번식에 유리한 특징이 자연선택으로 축적된 결과입니다.

Answer 3

안녕하세요. 말씀해주신 것처럼 상어와 돌고래의 비슷한 몸매는 환경이 진화의 방향에 상당히 큰 영향을 줄 수 있다는 좋은 사례인데요, 우선 상어는 물고기이고 돌고래는 포유류라서 진화적으로는 상당히 먼 친척이지만, 둘 다 물속에서 빠르게 헤엄쳐야 한다는 비슷한 환경에 적응하면서 몸이 유선형으로 발달했습니다. 물의 저항을 줄이고 효율적으로 이동하기 위해 몸통이 길고 매끄러우며 지느러미와 꼬리를 이용해 추진력을 얻는 형태가 비슷해진 것입니다.

하지만 이것이 환경이 생물을 마음대로 원하는 모습으로 만든다는 뜻은 아닌데요, 진화는 이미 가지고 있는 유전적 특징과 변이 중에서 특정 환경에서 생존과 번식에 유리한 특징이 세대를 거치며 선택되는 과정이기 때문입니다. 그래서 같은 환경에 살아도 생물의 조상과 유전적 조건이 다르면 서로 다른 형태로 진화할 수 있습니다. 상어와 돌고래의 사례에서 재미있는 점은 겉모습은 비슷해졌지만 내부 구조는 여전히 서로 크게 다르다는 것입니다. 상어는 아가미로 물속의 산소를 얻고 돌고래는 폐로 공기를 호흡하며, 상어의 지느러미와 돌고래의 지느러미도 진화적 기원이 다릅니다. 즉 비슷한 환경이 비슷한 문제를 제시하면 서로 다른 생물도 비슷한 해결책에 도달할 수 있는데, 이것이 바로 수렴진화라고 할 수 있습니다. 따라서 상어와 돌고래는 환경이 생물의 진화에 상당히 강한 영향을 줄 수 있다는 것을 보여주는 대표적인 사례라고 보시면 되겠습니다. 감사합니다.