다섯 손가락으로 알아보는 진화

엄지를 치켜올리는 '찬성' 사인으로 우리가 진화에 영향을 미치는 다섯가지 방법을 외울 수 있을까? 다섯 손가락으로 알아보는 진화는 시간이 경과하면서 변하는 유전자풀에 대한 이해를 재치있게 설명한다.

Paul Andersen 강의, Alan Foreman 애니메이션 제작(http://www.alanforemananimation.com)

풀버전 강의를 보려면 : http://ed.ted.com/lessons/five-fingers-of-evolution

(음악)

다섯 손가락으로 알아보는 진화

생물학을 완전히 이해하려면

진화의 과정을 완전히 이해해야 합니다.

많은 사람들은 자연 선택의 방법에 대해 잘 알고있죠.

그러나 다섯가지 중 하나의 과정만이 진화로 귀결됩니다.

우리가 이 다섯가지의 과정에 대해 논하기 전에,

'진화'의 정의를 먼저 살펴봅시다.

진화는 시시각각 유전자풀에 의해 쉽게 변화합니다.

근데 유전자풀이 뭘까요? 그럼 유전자는 뭐죠?

한 이야기로 유전자학에 관한

얘기를 시작하겠습니다.

보트가 뒤집히고 10명의 생존자가 버려진 섬으로 헤엄쳐 간다고 합시다.

그들은 구조되지 않을 거에요. 그러나 수천년간 존재해온 인구를

다른 양태로 형성해낼 겁니다. 기이하게도, 생존자의 다섯 명은 빨간 머리입니다.

이 빨간 머리는 부모님으로부터 빨간 머리의 유전자 두개를 물려받아야 만들어질 수 있습니다.

만약 여러분이 빨간 머리 유전자 한 짝만 가지고 있다면 빨간 머리가 아니겠죠.

그럼 우리는 나머지 사람들이

빨간 머리 유전자를 가지고 있지 않다는 걸 쉽게 추론해낼 수 있겠죠.

그렇기 때문에 최초의 빨간 머리 유전자의 비율은

전체 유전자의 10/20인 50퍼센트가 됩니다.

이 유전자들을 유전자풀이라고 하죠.

서로 다른 스무개의 유전자들은

세대마다 다시 섞이고 섞이는 카드 한 벌과 같습니다.

성별은 그저 유전자 한 벌이 섞이는 겁니다.

카드가 섞인 다음에 다음 세대로 넘어가는 거죠.

대신 한 벌은 그대로 절반이 빨간 머리인 겁니다.

유전자들도 마찬가지로 다시 재조합되고 그 다음 세대로 넘어가는 거죠.

유전자풀은 그대로 50%가 빨간 머리입니다.

심지어 시간이 지나면서 인구 수가 증가한다고 해도,

비율은 50퍼센트 그대로 존재합니다.

만약 이 비율에 변화가 생긴다면, 진화가 일어난 거죠.

진화는 시간이 지남에 따라 유전자풀에 의해 쉽게 변화합니다.

카드로 생각해볼까요?

만약 한 팩의 카드의 비율에 변화가 생긴다면,

진화가 일어난 겁니다.

비율 변화의 요인에는 다섯 가지가 있습니다.

이 과정을 기억하기 위해서 새끼손가락부터 시작해서

엄지쪽으로 손을 쓸 겁니다.

새끼손가락은 인구가 감소할 수 있다는 것을 보여줍니다.

만약 인구가 감소한다면 비율 변화의 가능성은 높아지죠.

예를 들어, 만약 전염병에서 네 명이 살아남았다면,

그들의 유전자가 새로운 유전자풀을 대표하게 되는 거죠.

그 다음으로 약지(ring finger)를 볼까요?

이 손가락은 짝짓기를 의미하죠. 반지(ring)는 부부를 의미하니까요.

만약 사람들이 외모나 거주지로 그들의 짝을 선택한다면

유전자 비율은 변하겠죠.

만약 빨간 머리를 가진 사람들끼리만 짝을 짓는다면

그들은 결국 새로운 인구를 만들게 되는 거죠.

반대로 만약 아무도 빨간 머리와 결혼하지 않는다면,

이 유전자는 감소할 겁니다.

다음 손가락은 중지입니다.

중지(middle finger)의 m은 '돌연변이(mutation)'를 연상시키죠.

만약 돌연변이가 일어나 새로운 유전자가 생겨나면, 비율에 영향을 끼칠 겁니다.

유전자 돌연변이가 새로운 머리 색을 만든다고 상상해 봅시다.

틀림없이 유전자풀의 비율을 바꾸겠죠.

지시할 때 쓰는 검지는 여러분이 하는 행동들을 상징합니다.

만약 새로운 사람이 어떤 장소로 들어가거나 이주한다면,

역시 유전자 비율은 변하겠죠.

어떤 사람이 어떤 장소 밖으로 나가거나 이주해 나간다면,

유전자 비율은 변화할 겁니다.

과학에서는 이러한 움직임을 두고 유전자 흐름이라고 합니다.

우리의 손가락으로 묘사한 네가지 방법들이 진화를 일으키는 거죠.

작은 인구 규모, 규칙적인 짝짓기

돌연변이, 유전자 흐름.

하지만 여기 중 아무것도 적응을 설명하지 못하죠.

자연적 선택은 지역 환경에 더 잘 적응한

유기체를 만드는 과정일 뿐입니다.

이걸 엄지에 대입해보죠.

자연은 환경에 잘 적응한 쪽에는 찬성할 것이고,

잘 적응하지 못한 쪽에는 반대할 겁니다.

그들의 환경에 잘 적응하지 못한 사람의 유전자는

점차적으로 적응이 잘 된 유전자로 대체될 겁니다.

빨간 머리는 이런 적응의 예이죠.

빨간 머리는 북쪽 기후에서 두드러지는 특징이죠.

조상들이 흰 피부로 더 많은 햇빛을 흡수하고

더 많은 비타민 D 광합성을 하기 때문입니다. 자연 찬성!

그러나 이런 특징이 남쪽 기후에서는 UV 복사 에너지가 암을 유발하고

생식력의 감소를 유발하는 불이익이 나타나죠.

자연 반대!

엄지손가락 자체도 자연 선택의 과정을 통해 형성된 적응의 예입니다.

우리가 묘사한 이 진화를 소진화라고 부르는데,

소진화는 작은 변화라는 뜻을 가지고 있습니다.

그러나 이 진화의 형성은 결국

소진화나 종 형성으로 이어집니다.

지구상의 모든 유기체들은 한 개의 공통적 조상을 가집니다.

지구상의 모든 유기체들은 시간을 거슬러보면

진화의 과정을 통해 연결되어 있거든요.

여러분의 손을 한 번 보세요.

그 손은 제가 방금 묘사했던 다섯 가지 과정에 의해

수백년 동안 만들어진 공학기술적인 작품입니다.

여러분들, 다시 진화의 다섯 가지 요인을 기억해 보세요.

만약 기억하지 못한다면 다시 한 번 복습해보죠.

기억이 나신다면 여러분들 자신에게 혹은 옆의 사람에게 큰 하이파이브를 보내 봅시다.