종이 다른데 왜 비슷한 모습일까? 다윈 진화론 반박하는 증거 나왔다

캐나다 연구진, 자매종 1000쌍 분석
다윈 “다른 환경 적응하다 종 분화”
거리 멀면 같은 환경에서도 분화 가능
”생물다양성, 새로운 시각으로 봐야”

아마존에 사는 무희(舞姬) 새(manakins)인 '눈 덮힌 마나킨(Lepidothrix natererei)'. 캐나다 토론대는 이 새를 포함해 약 1000쌍이 넘는 척추 동물 자매종을 분석했다./캐나다 토론토대

찰스 다윈이 1859년 ‘종의 기원’에서 주장한 진화론에 반기를 든 연구가 나왔다. 이번 연구로 진화론과 진화생물학은 물론 생물 다양성에 대한 새로운 논의가 이뤄질 것으로 예상된다.

캐나다 토론토대는 지난 3일(현지 시각) “생태학·진화생물학과의 제이슨 위어 교수 연구진이 대부분의 종은 크게 보아 비슷한 환경에서 적응하는 과정에서 진화했다는 사실을 밝혀냈다”고 밝혔다. 이번 연구 결과는 지난달 15일 국제 학술지 사이언스에 실렸다. 같은 종이 다른 환경에 놓이면서 서로 다른 종으로 진화했다는 다윈의 주장과는 상이한 결론이다.

새로운 종의 진화에 대한 두 가지 설명. 타원의 색은 환경이 같거나 다른 것을 의미한다. 발산 적응(A) 이론은 한 새가 다른 환경에서 살면서 먹이나 천적이 달라 몸집이나 부리가 다르게 진화한 것을 말한다. 평행 적응(B)은 멀리 떨어졌지만 비슷한 환경에서 살다보니 다른 종이 됐지만 모습이 비슷해진 것을 말한다./Science

◇비슷하면서도 다른 자매종 1000쌍 분석

지금까지 종 분화에 대해 지배적인 이론은 이른바 ‘발산 적응(divergent adaptation)’이었다. 생물이 각기 다른 외부 환경에 적응하며 새로운 종이 형성된다는 내용이다. 다윈이 종의 기원에서 예로 든 갈라파고스섬의 핀치새가 대표적인 예다.

핀치새는 갈라파고스 제도의 섬들에서 각자 따로 진화했다. 곤충이 많은 섬에서는 핀치 부리가 가늘고 뾰족해졌지만, 씨앗을 주로 먹은 핀치는 부리가 짧고 단단하게 바뀌었다. 같은 조상에서 진화했지만 현재 모습은 딴판이 된 것이다.

토론토대 연구진은 발산 적응으로 설명할 수 없는 사례들에 주목했다. 아르헨티나의 이베라 국립공원에 살던 ‘남부 카푸치노 파종기’라는 새가 같은 서식지에서 ‘이베라 파종기’와 ‘황갈색 배 파종기’로 나뉘어 진화한 것과 같은 예이다. 남부 카푸치노 파종기는 100만년 동안 같은 서식지에서 10종으로 진화했다.

연구진은 조류, 포유류, 양서류에서 진화적으로 가까운 자매종 약 1000쌍을 분석했다. 자매종은 하나의 종이 다르게 진화해 친척 관계에 있는 종을 말한다. 분석 결과 예상과 달리 오히려 비슷한 환경에 있을 때 진화가 일어나는 ‘평행 적응(parallel adaptation)’이 전체의 70% 정도로 관찰됐다.

무희새류인 오팔 왕관 마나킨(Lepidothrix iris, 왼쪽)과 눈 덮힌 마나킨(Lepidothrix natererei, 오른쪽). 같은 조상에서 나와 각자 다른 종이 됐지만 비슷한 환경에서 진화하다보니 생김새가 비슷해졌다.,/캐나다 토론토대

◇생물다양성에 새로운 시각 제공

논문의 제1저자이자 교신저자인 션 앤더슨 미국 노스캐롤라이나대 박사후연구원은 서면 인터뷰에서 “이번 연구의 결론이 옳다면, 새로운 종이 만들어지는 과정은 개체가 비슷한 환경 아래 얼마나 멀리 떨어질 수 있는지에 가장 큰 영향을 받는다”고 설명했다. 같은 환경이라도 멀리 떨어져 격리되면 서로 다른 종으로 진화한다는 말이다.

앤더슨 연구원은 “같은 환경에서는 유전자 차원에서 변화가 일어나도 비슷한 모습으로 진화한다”며 “이는 이들을 서로 교배가 불가능한 서로 다른 종으로 만든다”고 설명했다.

연구진은 이번 연구가 생물다양성에 대한 새로운 시각을 제공한다고 밝혔다. 대부분의 종이 발산 적응으로 진화한다면 생물다양성을 유지하기 위해 다른 자원과 천적을 가진 다양한 생태계가 필요하다고 볼 수 있다. 하지만 이번 연구 결과처럼 평행 적응이 많다면 생물다양성은 지리적 거리와 시간차에 좌우된다고 볼 수 있다.

앤더슨 연구원은 “앞으로는 하나의 종이 둘로 갈라졌다가 같은 환경에서 다시 하나로 합쳐질 수 있는지 연구할 것”이라고 밝혔다.

참고자료

Science, DOI: https://doi.org/10.1126/science.abo7719

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