진화의 기제1

다른 영장류와 달리 우리 인간의 직립보행이나 손의 구조가 지닌 능력은 과연 무엇이고, 뇌는 또 얼마나 놀라운 진화의 산물인가?  영장류는 어떤 배경에서 출현했고, 인류의 조상이 나무 위에서 살아가는 동안 어깨뼈가 유연해진 반면, 꼬리는 왜 사라져버린 것일까? 그리고 호모로 진화 하면서, 인류는 어떻게육류를 섭취할 수 있었고, 그것이 앞으로 인류의 진화에서 갖는 의미는 무엇일까? 급속도로 진행된 인류의 진화 과정에서 문화의 발전은 어떻게 전개되었고, 그것은 인류의 진화에서 어떤 의미를 지니고 있는 것일까?  나아가 수렵채집 생활에서 탈피한 인류는 어떻게 농경과 목축을 시작했고 그 결과 어떠한 사회적 변화가 일어났는가? 그리고 종국에 나타난 국가사회는 인간의 삶에 어떤 영향을 주었는가?

 

고인류학에서는 인간을 정의하는데 생물학적 분류 개념을 채용한다. 인간의 다른 종류의 동물과 대비되는 별도의 종집단인 현생인류를 뜻한다. 다윈의 진화론은 1859년 발간된 ‘종의 기원’에서 비롯되었다. 종 집단내에서 나타나는 형질의 변이, 즉 종내 변이중 주어진 환경에 적응한 것, 즉 적자만이 생존하여 다음 세대에 동일한 변이의 후손을 남길 수 있고, 그렇지 않은 개체는 도태되고 만다는 것이다. 자연도태란 환경이 주어진 종 집단의 형질적 변이에 작용해서 특정한 변이의 개체를 선택하거나, 도태시키는 기제다. 나아가 그는 그러한 과정을 통해서 새로운 형질을 지닌 종 집단의 일부가 점차 새로운 종으로 분화, 즉 종 분화한다고 보았다. 영장류가 출현한 초기에 주로 지상에서만 생활하던 포유류의 특정 종 집단내에서 나무위를 잘 오르내리는 능력 지닌 특이한 변이의 개체가 소수 있었다고 가정하자. 이 특이한 개체들은 그 당시 지상에서 제한된 양의 먹이를 둘러싸고 다른 종 집단들과 매우 심한 경쟁, 즉 종간 경쟁에 있던 다른 동종 집단의 개체에 비해서 나무 위에서 안전하게 먹일를 확보하고 상대적으로 잘 번식할 수 있었다. 빈면 지상에서 심한 종간 경쟁 아래서 생존을 추구해야 했던 많은 개체들이 점차 도태되고 말았다. 결국 기존의 종 집단에서 살아남은 변이 즉 나무 위를 잘 오르내릴 수 있던 변이들의 개체들은 영장류로 진화했다.

 

다윈은 그당시 형질의 변이를 유전인자라는 개념으로서 인식하지는 못했다. 유전인자의 존재는 곧이어 오스트리아 수도사인 멘델에 의해 최초로 밝혀졌다. 이로부터 다윈의 진화론은 종 집단에 대한 인구 유전학과 결합하면서 합성이론으로 발전했다. 합성이론은 모든 종 집단을 유전자 풀로 인식하는 데서 출발한 것이다. 유전자 풀이란 각 개체가 보유한 유전자를 모두 합한 것인데, 그 구성은 각 유전자에대한 대립유전자의 상대적 빈도 수로 이루어진다. 이를테면 어떤 유전인자가 우성인자 A와 열성인자 a의 대립유전자를 갖고 있고, 인구 집단에서 AA유전자 구성을 한 개체가 500명, Aa의 개체가 1000명,  그리고 aa의 개체가 500명 있다고 가정할 때,  그 집단의 유전자 풀의 구성은 A가 2000개, 그리고  a가 역시2000개로 이루어질 것이다. 이런 관점에서 종 집단의 진화란 유전자 풀의 양적인 변화를 의미했다. 이러한 유전자 풀의 구성에서 돌연변이 혹은 외부로부터의 새로운 유전자 유입이 이루어지지 않는다면 그것은 변화하지 않을 것이다. 더욱이 이 두요인 자체가 유전자 풀의 구성을 변화 시키는 정도는 매우 미미할 것이다.  그러나 유전자 풀에서 특히 정규분포의 주변부에 있던 유전적 변이의 일부가 떨어져 나온 후, 지리적으로 고립되어 모집단과의 유전자 교환이 차단될 경우, 유전자 풀의 급격한 변화가 일어날 가능성이 높아진다.

 

합성이론에서 주목받는 받는 것은 생식이었다. 생식은 양성체로 인해 일어나는 두 개체의 생식세포의결합, 즉 유전자 재결합을 의미한다. 생식은 환경적응 수준에 따라 특정한 유전인자가 선택되는 방향으로 일어난다. 합성이론에서는 종집단이 환경변화에 적응함으로써,  새로운 종이 출현하는 과정을 매우 느리고 점진적인 것으로 보았다.  지금으로부터 50년전 크릭과 왓슨은 유전물질인 DNA의 분자구조를 밝힌바 있다. 이에 따르면 DNA란 탄소사슬을 따라 가장자리에 네종류의 염기, 아데닌, 구아닌, 시토신, 티민이 순서대로 매달려 있는 것인데, 특히 서로 상응하는 염기인 아데닌과 티민, 그리고 구아닌과 시토신이 결합해서 두가닥의 탄소사슬이 쌍을 이루어 이중 나선 구조를 나타낸다. 합성이론가들은 이것을 받아들여 돌연변이란 궁극적으로 염기서열이 변화가 일어나는 것이라고 인식했다. 종의 분화과정에서 기존의 종 집단으로부터 새롭게 분화된 종이 변화한 모든 형질들이 함께, 서서히 순차적으로 나타난 것은 아닌 듯했다.