어째서 생물은 진화하는가. 역시 불가사의하다(2/2)

어째서 생물은 진화하는가. 역시 불가사의하다(2/2)

 

 

 

진화의 메커니즘은 4개 밖에 없다.

 

확실히 하디 웨인베르크의 정리가 말하고 있는 것은 당연한 것인지 모른다. 유전자빈도에서 유전자형빈도를 예측할 때 등에는 편리할는지 모르나 그것을 따로 한다면 <특별한 일이 없다면 하디 웨인베르크평형이 성립한다.>고 말하고 있는 것뿐이니까. 그러나 하디 웨인베르크평형이란 무엇을 의미하고 있는 것일까.

실은 <하디 웨인베르크평형이 성립한다는 것은 <진화하지 않는다.>고 하는 것이다. 진화란 <유전하는 형질이 세대를 넘어서 변화하는 것이다.> 트레이닝에 따라 발달한 근육은 아이에게 유전하지 않는다. 그러므로 트레이닝에 의한 근력 업은 진화가 아니다.

한편 유전자는 유전한다. 그러니까 <세대를 넘어서 유전자의 빈도도 유전자형의 빈도도 변하지 않는 상태> 곧 <하디 웨인베르크평형>은 <유전하는 형질이 세대를 넘어서 변화하지 않는 상태>이다. 곧 하디 웨인베르크평형이 성립하고 있으면 생물은 진화하지 않는다. 거꾸로 생각하면 생물이 진화하는 것은 하디 웨인베르크평형이 성립되지 않을 때이다.

 

그러면 하디 웨인베르크평형은 어떤 때에 성립하는 것일까. 앞에서 혈액형 이야기를 할 때는 인수가 100명의 집단을 생각했다. 그러나 참으로는 100명으로는 모자라다. 확실히 확률대로 말하면 다음 세대에는 100명 중에 64명이 A형이 된다. 그러나 실제로는 65명일지도 모르고 62명일지도 모른다. 대개 조금은 어긋남이 생긴다.

이처럼 우연에 의하여 유전자빈도가 어긋나는 것을 유전적부동(浮動)이라 한다. 유전적부동을 없애고 확률대로 하기 위한 방법은 하나밖에 없다. 그것은 집단을 무한대로 하는 것이다. 따라서 집단을 무한대로 하려면 하디 웨인베르크평형을 성립시키기 위한 조건의 하나이다.

 

실은 하디 웨인베르크평형이 성립하기 위해서는 아래 4개조의 조건이 필요하다.

(1) 집단의 크기가 무한대일 것

(2) 대립유전자 사이에 생존율이나 번식률의 차가 없을 것

(3) 집단에 개체의 이입이나 이출이 없을 것

(4) 돌연변이가 일어나지 않을 것

하디 웨인베르크평형 성립 조건

 

 

이 4개조의 조건이 하나라도 채우지 못하면 하디 웨인베르크평형은 성립하지 않는다. 곧 생물은 진화한다. 거꾸로 말하면 이 4개의 조건을 깨는 메커니즘이 그대로 진화의 메커니즘이 되는 것이다.

따라서 진화의 메커니즘은 4개 밖에 없는 셈이다.

(1) 조건을 깨는 유전적부동과 (2) 조건을 깨는 자연선택과 (3)조건을 깨는 유전자교류와 (4)조건을 깨는 돌연변이이다.

의외로 진화의 메커니즘이란 적은 것이다. 진화에는 여러 가지 메커니즘이 있는 것처럼 생각되는데 모두 이 4개에 포함되었다.

그러나 이 4개의 조건을 모두 채우는 것은 어렵다. 원래 (1)의 조건을 채우는 것은 불가능이다. 집단의 크기는 반드시 유한하니까.

따라서 최초에 소개한 <어째서 생물은 진화하는가?>라는 질문에 대한 답은 <4개의 조건을 채우는 것은 불가능하기 때문이다.>이다. 예를 들면 <생물의 수는 유한하니까> 만이라도 <어째서 생물은 진화하는가?>의 답이 되고 있는 것이다.*

 

일본어원문=やっぱり不思議、なぜ生物は進化するのか？

출처=https://gendai.ismedia.jp/articles/-/54976?page=2

필자=사라시나 이사오(更科 功)

1961년 도쿄생, 일본의 고생물학자. 1985년 도쿄대학교양학부기초과학과 졸업. 2000년 도쿄대학대학원이학계연구과박사과정 수료. 이학박사. 츠쿠바대학연구원. 2012년의 『화석의 분자생물학』으로 고단샤(講談社) 과학출판상 수상.