진화의 증거와 자연 선택설

핵심 정리

진화는 생물 집단이 세대를 거치며 유전 형질의 구성이 변하는 현상이다. 진화를 설명하는 대표적인 원리는 자연 선택이다. 다윈은 자연 선택에 의한 진화의 원리를 제시하였다. 자연 선택설은 다윈이 세웠으므로 두 용어는 같은 이론을 가리킨다.

자연 선택이 일어나려면 집단 내 개체 사이에 형질의 변이가 있어야 한다. 변이는 돌연변이와 유전자 재조합 등에 의해 생긴다. 자연 선택은 이렇게 생긴 변이를 만들어 내는 과정이 아니라, 환경에 맞는 변이를 가진 개체가 더 많이 살아남고 번식하게 하는 과정이다. 따라서 자연 선택은 환경에 대한 개체의 적응 능력에 따라 일어난다.

환경에 유리한 표현형을 가진 개체는 생존율과 번식률이 높다.

이 과정이 누적되면 집단 사이의 차이가 커져 종분화로 이어질 수 있다. 지리적 격리로 집단 간 유전자 교류가 끊긴 뒤 생식적 격리까지 생기면 서로 다른 종이 된다.지리적 격리 후 생식적 격리가 생기면 서로 다른 종이 된다. 종분화의 결과는 계통수로 나타낸다. 계통수의 끝 가지는 현재 존재하는 종을 나타낸다.

자세히

자연 선택의 원리는 세 가지 조건이 함께 충족될 때 성립한다. 첫째, 대부분의 형질은 유전된다. 둘째, 생존할 수 있는 자손보다 더 많은 자손이 태어난다. 셋째, 더 유리한 형질을 가진 자손은 덜 유리한 형질을 가진 자손보다 더 잘 생존하고 많은 자손을 남긴다. 세 조건이 모두 있으면 시간이 지나면서 유리한 형질이 집단에서 점점 흔해진다. 이것이 자연 선택에 의한 진화다. 자연 선택은 '적자생존'이라는 대중적 표현으로 자주 불리며, 환경에 더 잘 적응한 개체가 유리해지는 과정을 가리킨다.

자연 선택의 과정은 다음과 같이 정리할 수 있다.

표를 읽을 때는 변이가 생기는 과정과 자연 선택이 작용하는 과정을 구분해야 한다. 변이는 무작위로 생기고, 자연 선택은 그 변이들 가운데 환경에 맞는 것을 남긴다. 유리한 형질을 가진 개체는 세대가 지날수록 늘어난다.

진화의 증거는 여러 방향에서 찾을 수 있다. 화석에는 과거 생물의 모습이 남아 있어, 시간이 지나면서 생물의 특징이 어떻게 달라졌는지 추적할 수 있다. 유사한 DNA 서열은 공통 조상에서 진화했음을 보여 주는 가장 강력한 증거로 꼽힌다. 발생 과정에서 나타나는 공통점도 계통 관계를 밝히는 근거가 된다. 예를 들어 할구 분열 후에는 포배가 형성된다. 동물은 발생 초기 원구의 운명에 따라 원구 전기 동물과 후기 동물로 나뉜다. 원구 전기 동물은 원구가 입이 되는 동물이다.

동물의 몸 구조를 비교하면 계통 관계와 발생의 특징을 함께 파악할 수 있다. 척삭동물과 환형동물은 세 배엽 중 중배엽을 형성한다. 반면 해파리는 중배엽이 없고 외배엽과 내배엽 두 층으로만 이루어진다. 이러한 차이는 동물의 발생 특징을 비교하는 기준이 된다.