[19~20] 다음 글을 읽고 물음에 답하시오.
‘자연 선택에 의한 진화’와 더불어 다윈의 가장 큰 업적은 ‘생명의 나무(Tree of life)’라는 비유를 통해 나무의 가지가 분화되는 것처럼 생명이 진화한다는 사실을 보여 준 것이다. 생명의 역사는 새로운 종(種)이 기존의 종으로부터 가지가 분화되어 온 과정인데, 오늘날 우리가 보는 생물 종들은 이러한 과정을 통해 말라 죽지 않고 살아남은 맨 끝 가지들이라는 것이다. 1859년 출간된 『종의 기원』에 실린 이 개념은 이전의 진화론이 제시한 진화 패턴과 비교해 혁명적인 것이었다. 다윈 이전 진화론에서 생물 진화의 패턴은 하등 동물이 시간이 흐르면서 점차 고등 동물 로 진화해 간다는 ‘사다리 모형’이었다. 사다리 모형은 원숭이도 시간이 흐르면 언젠가 인간이 될 수 있다고 봤다. 하지만 ‘나무 모형’을 제시한 다윈의 진화론에서는 원숭이는 인간이 될 수 없다. 이미 인간과 원숭이라는 서로 다른 가지(종)로 갈라져 진화하고 있기 때문이다.
오늘날 생물학에서는 나무 모양의 그림으로 생물 무리의 공통점과 차이점을 따져 진화적 유연 관계✽를 표시하고, 이로부터 생물의 계통을 알 수 있도록 표시하고 있다. 이를 ‘계통수(系統樹)’라 한다. 계통수의 가장 아래쪽에는 공통 조상이 위치하고, 위쪽으로 갈수록 최근에 갈라져 나온 생물이 위치하므로 계통수의 가지 끝에는 현재의 생물 종이 위치한다. 계통수의 가지 끝에 있는 생물 종들은 가까운 위치에 놓인 생물 종일수록 공통적인 특징이 많은 것이므로 유연 관계가 가깝다고 할 수 있다. 따라서 계통수를 분석하면 생물의 유연 관계와 진화 경로를 알 수 있다.
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생물특징 |
(가) |
(나) |
(다) |
(라) |
(마) |
(바) |
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A |
× |
○ |
○ |
× |
○ |
○ |
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B |
- |
× |
○ |
- |
○ |
× |
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C |
- |
× |
- |
- |
- |
○ |
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D |
- |
- |
× |
- |
○ |
- |
* ×: 없음, ○: 있음, -: 조사하지 않음.
그렇다면 계통수는 어떻게 만들 수 있을까? 계통수를 만들기 위해서는 분류 기준이 될 수 있는 형태적 특징, DNA 염기 서열 등의 생물의 형질을 조사한다. 계통수를 만들 때 활용되는 형질은 종이 존재하는 한 사라지지 않고 계속 있어 왔음을 전제로 한다. 위의 표는 공통 조상으로부터 갈라져 나온 6종의 생물 (가)~(바)의 유연 관계를 밝히고 계통수를 작성하기 위해 각 생 물의 형질을 보여 주는 특징 A~D의 유무를 조사한 것이다. 표에서 특징 A는 생물 (가)와 (라)에는 없고, 생물 (나), (다), (마), (바)에는 있음을 알 수 있다. 따라서 6종의 생물은 특징 A의 유무에 따라 [(가), (라)]와 [(나), (다), (마), (바)]로 나눌 수 있다. 다시 [(나), (다), (마), (바)]는 특징 B의 유무에 따라 [(나), (바)]와 [(다), (마)]로 나눌 수 있다. (나), (바)는 특징 C의 유무에 따라 서로 다른 종이 되며, (다), (마)는 특징 D의 유무에 따라 서로 다른 종으로 분류된다.
✽유연 관계(類緣關係): 생물체 상호 간의 형상이나 성질 따위가 유사한 관계.
19 윗글을 통해 알 수 있는 내용으로 적절하지 않은 것은?
① ‘생명의 나무’의 가지 끝에는 오늘날에 존재하는 생물 종들이 위치한다.
② ‘나무 모형’은 ‘사다리 모형’과 달리 종의 진화 과정을 표현할 수 있었다.
③ 다윈이 『종의 기원』을 발표하기 전에도 진화론을 주장하는 학자가 있었다.
④ 모든 생물의 계통수를 그린다면 가장 밑에는 하나의 공통 조상만 존재한다.
⑤ 계통수 제작을 위해 종을 분류할 때에는 형태적 특징이나 유전 정보가 활용된다.
20 윗글을 바탕으로 <보기>의 계통수를 이해한 내용으로 적절한 것은? [3점]
<보기>
① ㄱ은 시간이 흐르면 언젠가는 ㄴ이 될 수 있다.
② ㄱ과 ㄷ은 ㄷ과 ㅂ보다 일치하는 생물 형질의 종류가 더 많다.
③ ㄴ과 ㅂ은 ㄴ과 ㄱ보다 유연 관계가 더 가깝다.
④ ㄷ은 ㄹ이나 ㅁ이 분화된 시점보다 더 오래전에 분화되었다.
⑤ ㄱ~ㅂ의 계통수를 그리기 위해 활용할 최소한의 생물 형질은 3가지이다.
19 ② 20 ④
과학 [19~20]‘생물 종의 분류 - 계통수’
해제
계통수란 다윈이 생물 무리의 공통점과 차이점을 바탕으로 진화적 유연 관계를 파악하기 쉽게 나무 모양으로 표현한 것이다.
계통수를 보면 종의 공통 조상이 무엇인지, 공통된 특징이 많은 종이 무엇인지, 현재 존재하는 종이 무엇인지 파악할 수 있다. 계통수를 만들기 위해서는 분류 기준이 될 수 있는 다양한 형질을 활용하여 생물의 종을 분류해야 한다.
주제 계통수의 가치와 제작 방법
• 1문단: 다윈이 제시한 ‘나무 모형’의 의의
• 2문단: 계통수의 표시 방법
• 3문단: 계통수의 제작 방법
19 _ 세부 정보, 핵심 정보 파악 답 ②
정답이 정답인 이유
② 종의 진화 과정을 표현
‘나무 모형’은 다윈이 종의 진화 과정을 표현한 것이다. 다윈 이전의 진화론에서 제시한 ‘사다리 모형’도 하등 동물이 시간의 흐름에 따라 고등 동물로 진화해 온 과정을 표현할 수 있다.
오답이 오답인 이유
① 가지 끝에는 오늘날에 존재하는 생물 종들이 위치
2문단에서 확인할 수 있듯이 계통수의 가지 끝에는 현재 존재하는 생물의 종이 위치한다.
③ 전에도 진화론을 주장하는 학자가 있었다
1문단의 ‘다윈 이전 진화론’이라는 말을 통해 다윈 이전에도 하등 동물에서 고등 동물로 진화해 나간다는 진화론을 주장하는 학자들이 있었음을 알 수 있다.
④ 계통수를 그린다면 가장 밑에는 하나의 공통 조상만 존재
2문단에 언급되어 있듯이 계통수는 공통 조상으로부터 종이 분화하는 과정을 나타내고 있으므로, 계통수의 가장 아래에는 하나의 공통 조상이 놓일 것이다.
⑤ 종을 분류할 때에는 형태적 특징이나 유전 정보가 활용
3문단을 통해 계통수를 제작할 때에는 형태적 특징뿐만 아니라 DNA 염기 서열 등의 유전 정보가 종의 분류 기준이 될 수 있다.
20 _ 다른 상황에 적용하기 답 ④
정답이 정답인 이유
④ 더 오래전에 분화
계통수는 위쪽으로 갈수록 최근에 갈라져 나온 종이다. ㄷ은 ㄹ과 ㅁ이 분화되기 전에 이 둘의 조상으로부터 분화되었다. 즉 ㄹ과 ㅁ이 분화되기 전에 이미 분화된 것이다.
오답이 오답인 이유
① 시간이 흐르면 언젠가는
ㄱ과 ㄴ은 현재 종의 분화가 끝났으므로 시간이 흘러도 같은 종이 될 수 없다.
② 일치하는 생물 형질의 종류가 더 많다
ㄱ과 ㄷ보다 ㄷ과 ㅂ의 유연 관계가 더 가까우므로, 후자가 전자보다 일치하는 생물 형질의 종류가 더 많다.
③ 유연 관계가 더 가깝다
ㄴ과 ㄱ의 거리는 ㄴ과 ㅂ의 거리보다 가깝다. 즉 전자가 후자보다 유연 관계가 더 가깝다고 할 수 있다.
⑤ 최소한의 생물 형질은 3가지
계통수에서 가지가 갈라지는 것은 다른 형질을 지녔음을 뜻한다. 이 계통수는 다섯 번 가지가 갈라지므로 ㄱ과 ㄴ의 분류, 그리고 ㄷ, ㄹ, ㅁ과 ㅂ의 분류에 같은 형질이 활용되었더라도 전체 계통수를 그릴 때에는 3가지보다는 더 많은 형질을 활용해야 한다.