| 최근의 진화론 (신다윈주의, 현대종합이론, 단속평형설, 분자진화설, 형질발현 단계설 등) |
 임번삼명지대학교 외래교수 전 대상그룹 식품당당 대표이사 한국창조과학회 이사 |
5. 도약진화설/단속평형설 (Punctuated Equilibria Theory)
이 설은 네겔리(Carl W. von Naegeli 1817-1891)의 정향진화설이나 헉슬리 등의 현대종합이론이 주장하는 점진진화론의 문제점을 보완하기 위해 1940년대에 슈밋트와 엘드리지(Gold Schmidt & Niels Eldrege)가 주장한 것이다. 즉, 전통적인 점진진화설에서 생물의 중간종이 발견되지 않은 데 대한 보완책으로 나온 것이다. 화석이나 자연계의 생물종들은 중간형태가 없이 갑자기 완벽한 형태로 나타나기 때문에 진화가 단속적으로 휴면상태에 들어갔다가 어느 순간에 갑자기 다른 종으로 발전한다는 것이 이 이론의 요지이다. 그래서, 도약진화설(saltatory(jump) evolutionism) 또는 퀀텀진화론(quantum evolutionism)이라고 불리운다.
엘드리지는 한 인터뷰에서 이렇게 말했다. '그 누구도 (점진진화론자들이 기대하는) 중간종 형태의 증거를 발견한 적이 결코 없었다.' [Niles Eldredge; Alternate Theory of Evolution Considered; Lack of Fossil 'Missing Link Evidance Causes Change in Thought, Los Angeles Times, Nov. 19, 1978]. 슈밋트(R. Gold Schmidt)는 <진화의 물리적 기초>(Material Basis of Evolution 1940)에서 종내 변화(소진화/변이)와 신종의 형성(대진화/진화)은 별도의 기구에 의한 것이며, 신종의 생성은 염색체구성의 전체적인 변화에 기인하는 것이라는 전체돌연변이설(systematic evolutionism)을 주창했으며, 이 때의 진화요인은 돌연변이라고 하여 '바람직한 괴물론'의 사고를 제시하였다.
이 설은 당시에는 별다른 주목을 받지 못 하다가 1972년에 하버드대학의 굴드(Stephene Jay Gould)가 '바람직한 괴물이론'(hopful monster theory)으로 변형하여 재등장시킨 것이다. 굴드는 이렇게 말했다.
'돌연한 변형으로 나타나는 화석기록들은 점진진화설을 지지하지 않는다...대진화는 바람직한 괴물들이 희귀하게 나타남으로써 이루어지는 것이지 집단내의 작은 연속적 변화에 의한 것이 아니다.'
'나는 다음의 10년간(1980's) 골드 슈밋트의 이론이 진화생물학계에서 널리 정당화될 것으로 예견한다.'
이들에 의하면(1973), 집단의 유전자가 평시에는 유전적 평형을 이루고 있다가 5천-5만년 간격으로 갑자기 신종으로 교체가 된다는 것이다. 신종출현은 당시에 살고 있는 생물의 입장에서 보면 일종의 괴물로 보일 것이다. 그러나, 더 좋은 방향으로 진화가 일어났으므로 '바람직한 괴물'이라는 것이다. 이러한 주장은 다윈의 전통진화론과 정면으로 대립되는 개념이다. 이들은 대진화를 일으키는 요인은 근본적이고도 급속한 염색체의 재배치나 조기분화에 결정적인 영향을 주는 조절유전자나 초월적 유전자(super gene)의 격변적인 변이의 결과라고 말한다. [Stephene Jay Gould; The Return of Hopeful Monsters, Natural History, June/July, 1977].
이들은 중간형이 화석에서 발견되지 않는 이유는 신종이 갑자기 탄생하기 때문이라고 설명한다. 예컨데, 파충류의 알에서 종자가 전혀 다른 새(鳥類)가 부화했다는 것이다. 이러한 파충류-새의 진화모델에 대해 디스커버지(誌)가 창조론자인 모리스(Henry Morris), 블리스 (Richard Bliss), 기쉬(Duane Gish) 등의 창조론자들과 진화론자인 굴드(Stephene Gould) 및 세이건(Carl Sagan)에게 공개토론을 제의했으나, 진화론자들이 거절하는 바람에 좌절되었고, 그 대신 간단한 편지로 몇 마디로 논쟁이 이루어졌을 뿐이다. [Discover, May-June, 1981].
먼저, 기쉬가 물었다. '최초의 새가 파충류의 알에서 나왔는가?'
굴드가 대답했다. '혹자들이 (진화론적인) 지적단계를 웃어 넘기게 하려고 당신처럼 진화론을 오해하는 발언을 하는 것이 아니겠소.'
그러자, 기쉬박사가 '파충류와 조류 사이의 도약(reptile-bird jump)은 잘못된 발상' 이라고 반박했으나 진화론자들이 대답을 피하는 바람에 논쟁은 중단되었다고 한다.
그 후, 미국과학진흥협회(American Association of Advancement of Science)는 어린이교육협회와 공동으로 교재를 만들었는데(사진 11), 그 책에는 이렇게 소개하고 있다. 새끼공룡이 알을 낳고 있는 공룡엄마에게 묻는다.
'엄마는 지금 새끼공룡이 들어 있는 알을 낳고 있나요?'
어미공룡은 대답한다.
'그 알은 전혀 새롭고 놀라운 알이란다...그 알에서 세계 최초의 어린 새가 태어났으며, 그 새는 자라면서 깃털이 나오고...높은 나무가지에 앉아 처음으로 노래하는 아름다운 새가 되었단다... 아주 먼 옛날 옛적에.' [Dahlov Ipucar; The Wonderful Egg, Doubleday, Garden City, New York, 1958]
그러나, 이러한 도약진화설에는 굴드도 인정하듯이 몇 가지의 문제점이 있다.
첫째는, 어째서 괴물이 아닌 바람직한 괴물이 되었느냐 하는 것이다. 우리가 발견할 수 있는 현상은 불행스럽게도 염색체 재배치나 돌연변이에 의해 나타나는 생물은 예외 없이 기형적인 것만 보아왔다. 그 누구도 바람직한 괴물을 본 적이 없다는 것이다.
둘째로, 파충류가 새로 도약한다는 것도 비논리적인 데, 하물며 다리가 어떻게 날개가 될 수 있겠는가 하는 점이다.
셋째로, 새로 태어난 괴물은 누구와 짝을 이루어 후손을 번식시킬 수 있었겠느냐 하는 점이다. 즉, 이러한 괴물이 우연히 태어났다 하더라도 다른 성을 가진 또 다른 괴물이 반드시 같은 시기에 같은 지역에서 태어나지 않으면 당대에서 끝이 나고 말 것이기 때문이다.
그밖에도, 태어난 괴물이 성장하기까지 누가 키웠으며, 새끼새가 성숙할 때까지 어미공룡이 먹이를 가져다 주었어야 한다. 수많은 동물들이 과연 이런 식으로 출현했겠는가 하는 점이다.
따라서, 이러한 도약설이 점진진화설보다 나은 점이 무엇인지 반문하지 않을 수 없다. 지금도 창조론자와 도약진화론자간에 논쟁은 계속되고 있지만, 그러한 분쟁 중에도 양자간에 중요한 공통점 한가지를 발견하게 된다. 그것은 '잃어버린 고리는 영원히 잃어버린 것'이라는 사실이다(The missing links are the missed, forever).
6. 분자진화설 (Molecular Evolutionism)
이 설은 훌로킨(Marcel Florkin 1900-)이 <생화학적 이론>(1944)에서 주장한 비다윈적 진화론이다. 예컨데, 어떤 단백질(Hb의 글로부린)이 척추동물의 진화에 따라서 어떻게 변화했는지 화석 등으로 추정되는 진화햇수에 대응하는 한 아미노산을 치환하는데 소요되는 햇수를 산출하는 것이다. 생물대표종의 특정 단백질(예; 사이토크롬 C, Hb)에 대해 조사하여 구성아미노산의 상동성에 따라 계통수를 작성하기도 한다. 이렇게 하여 쥬커칸(E. Zuckerkan과 폴링(Pauling)은 헤모글로빈(Hb)분자에 대한 진화연구를 토대로 분자시계(分子時計)를 만들었고, 말고리어쉬(E. Margoliash 1965)는 사이토크롬 C의 진화에 대해 연구했으며, 핏치(W.M. Fitch 1967)는 생물계통수(生物系統樹)를 작성하였다.
이러한 연구들은 1960년대에 전기영동법이 개발되면서 집단생물이 가지고 있는 유전적 변이의 정도를 측정할 수 있게 되어, 연구가 활기를 띠게 되었다. 아울러, 유전적 변이가 환경과 어떤 관계가 있는지 검토하기 시작하였다. 아얄라와 죤슨(Ayala & Johnson)은 유전자변이가 환경에 적응현상을 나타낸다고 하였다. 그러나, 윌슨과 살리취(Wilson & Sarich)는 전기영동법으로 얻을 수 있는 데이터는 진화에 관계되는 조절유전자가 아니라, 구조유전자에 대한 것이라고 반론을 제기하였다.
쿄토대학의 키무라(Motoo Kimura 1924- )는 <분자수준에 있어서의 진화속도>(Nature 1968)라는 글에서 분자진화중립설(Neutral theory of molecular evolution)을 주장하여 관심을 끌었다. '돌연변이는 자연선택과는 무관하게 중립적이며, 우연히 집단 내에 축적이 되면서 진화가 일어난다'는 것이다. 현대종합설이 주장하듯이 유리한 변이는 선택되고 불리한 변이는 배제되는 것이 아니라, 변이는 중립적이라는 것이다. 이는 집단유전학과 분자생물학을 접목한 비다윈적 진화론이라 할 수 있다. 미국의 킹(King & Jukes) 등이 <비다윈진화>(Science 1969)에서 이 설을 지지하면서 진화론자들간의 찬반논쟁을 유발시키기도 하였다. 그의 분자중립진화설은 이러하다.
네 종류의 핵산염기가 둘씩 짝을 이루어 유전자쌍을 만들며 세 쌍이 하나의 아미노산을 만들도록 암호화(triple codon)되어 있다. 예컨데, GAT와 GAC는 모두 아스파라긴산을 만들도록 지시하는 암호이다. 즉, 끝자리의 T와 C가 서로 바뀌어도 결국 아스파라긴산이 만들어진다. T→C이든 C→T이든 같은 아아스파라긴산이 만들어지므로 그 아미노산을 함유한 단백질의 생성에는 아무런 영향도 받지 않게 된다. 이런 현상을 중립적 돌연변이(neutral variation)라 했으며, 이러한 현상은 자연선택과는 무관하게 일어난다는 것이다. 이러한 중립적 돌연변이가 쌓이면 '휴식상태'에 있는 돌연변이가 그 생명체에 유리하게 작용하게 되고 자연선택에 의해 종 전체로 확산이 된다는 것이다. 즉, 중립적 변이는 유전적 변이를 유발한다는 것이다. 중립설은 유전자형(genotype)에 관한 것이며, 표현형(phenotype)에 대한 자연선택설을 수용한다.
그러나, 이 이론으로 분자진화의 특징인 '진화속도의 일정성'과 '진화의 보수성'은 잘 설명이 되지만 분자진화와 표현형진화사이의 연관성에 대한 설명이 부족하다는 비판을 받고 있다. 그리고, 중립설의 결정적인 문제점은 중립적 돌연변이가 왜 생명체에 유리한 방향으로 유전적 변이를 일으키는지 설명하지 못한다는 것이다. 돌연변이는 일반적으로 유해한 방향으로 진행된다는 것은 이미 확인된 사실이다.
7. 형질발현 단계설(Stepwise Control Theory)
고려대학교의 생물학 교수였던 이영록(李永綠 1989)은 형질발현단계설(形質發現段階說)을 주장하였다. 표현형의 진화는 분자진화에 근거하나 유전형질의 발현은 분자, 세포, 개체 등 각기 다른 수준에서 단계적으로 이루어지며, 각 단계마다 환경요인이 크게 작용한다는 것이다. 따라서, 표현형의 진화속도는 분자진화의 속도와 다를 수 있다는 것이다. [이영록 교수 정년기념논총 간행위원회; 생물의 역사, p 17, 법문사, 서울, 1996] 그러나, 이 설 역시 진화가설에 대한 추상적인 설명에 지나지 않는다. 그것을 증명할 아무런 실험적 증거를 제시하지 않은 채 추론적 설명범위를 넘어서지 못하고 있는 것이다.
* 범균비래설(Panspermia)
전술했듯이, 생명포자(sperm)가 우주에 가득하게(pan) 날아 다니다가, 운석이나 외계의 우주선에 의해 원시지구에 떨어져 생명이 부화하여 오늘의 동식물들로 분화되었다는 설이다. 리히터(Hieronymus T. Richter 1824-1898), 헬무홀츠(Helmuhortz 1884), 캘빈(Lord Kalvin 1824-1907), 아레니우스(Svante A. Arrhenius 1859-1927)등이 대표적인 인물이다. 최근에, 크릭(Francis H. Crick 1916-)은 <유전정보의 기원>(1968)에서 문명이 발달한 다른 혹성에서 생명의 종자를 우주선으로 보낸 것이라는 정향적 범균설(定向的 汎菌說 directed panspermia)을 주장하였다. 그러나, 이 설은 결국 우주계의 생명이 최초에 자연발생한 것인지, 아니면 창조된 것인지 하는 근원적인 문제로 귀결하게 된다.
*한국창조과학회 자료실/진화론/진화론의 역사에 있는 자료들을 참조하세요
http://www.kacr.or.kr/library/listview.asp?category=I01