[위대한 수업 요약] 리처드 도킨스 - 불완전한 설계

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[위대한 수업 요약] 리처드 도킨스 - 날개의 비밀

 

당신이 몰랐던 진화론 - 4강. 불완전한 설계

위대한 수업 다시 보기 링크 : https://www.ebs.co.kr/tv/show?prodId=411911&lectId=60103288

 

Q 지구상에 많은 종류의 생물들이 존재하는 이유?

• 생명의 경이롭고 우아한 특성은 모두 자연선택에 귀인
• 생명체의 모든 부분은 누군가가 설계한 듯 목적이 있어보이는
• 마치 장인이 무엇이 필요할지 내다보고 공들여 설계한 것 처럼 보인다
• 하지만 모두 다윈의 자연 선택에 의해 만들어졌다

 

• 유전자의 무작위적인 변화 돌연변이
• 돌연변이는 대부분 해롭다, 생존과 번식에 불리
• 극소수의 돌연변이만 이로와 살아남는다

= 다윈의 자연선택설

 

ex) 인위적인 품종 계량
자손들 중 무엇을 길러낼지 선택, 원하는 종으로 계량 가능
수천년부터 사용한 강력한 기술
개 = 인간에 의해 수백년 사육된 늑대
→ 단 몇세기만에 이러한 변화가 가능하다면 수백만년이란 시간동안에는 어떤 일이 벌어질까?

 

그리고 후손을 선택하는 사육자 없이 자연이 그 역할을 대신함 → 자연 선택

1. 잘 살아남거나 짝짓기 상대를 잘 얻는다
2. 자손을 잘 번식한다
3. 자식을 잘 돌봐 유전자를 남긴다

→ 결국 동물들은 생존과 번식에 능숙해짐

 

정리

• 변이의 원인 = DNA 복제과정에서 일어나는 무작위적인 돌연변이
• 하지만 유전자의 생존은 무작위적으로 정해지지 않음 (자연 선택)
• 이를 반복하며 점점 생존과 번식에 능숙해짐

 

Q 어떤 돌연변이가 생존에 유리할까요?

• 유전학자들은 큰 돌연변이들을 연구
• 하지만 진화에서 큰 돌연변이는 중요하지 않음, 해로울 가능성이 크기 때문

• 큰 돌연변이가 일어난다면 부모와 크게 달라진다 
• 부모가 이미 성공적으로 살아남았기 때문에 부모의 현 상태로부터 크게 벗어난 자식은 못 살아남는다

→ 따라서 작은 돌연변이가 유리

로널드 피셔의 현미경 비유
현미경의 초점을 맞춘다 가정
초점이 거의 맞춰진 상태라면 경통을 약간만 조정해도 됨
광범위한 변화는 상황을 악화시킨다. (경통이 너무 내려가 슬라이스가 깨질 수 있다.)

아주 작은 변화만이 생존에 유익할 가능성이 크다.

변화가 작으면 작을수록 생명체는 완벽에 가까워진다.
- 로널드 피셔 -

 

Q. 그렇다면 불완전한 설계는 어떻게 봐야 할까요?

• 진화가 완벽하다고 기대할 수는 없다. 
• 자연 선택은 과거로부터 존재해오던 것들에게 적용되야 하기 때문

공학자는 기존의 설계를 뒤엎고 새로 시작할 수 있지만, 진화는 아님
제트엔진 발명가는 기존의 프로펠러 엔진을 점진적으로 고칠 필요는 없었음
공학에서는 이전 설계를 버리고 새로 시작할 수 있다

하지만 진화는 처음부터 완전히 새로 시작할 수 없다.

이미 존재하는 것을 조금씩 바꾸는 과정이 적응을 만듦

 

예시 1) 폐

• 인간의 폐 : 호흡 담당
• 물고기 부레 : 부력 조절 담당
• 폐는 부레로부터 진화

→ 인간의 폐에는 부레의 생물학적 특성이 있다

 

예시 2) 가자미류 물고기

• 가자미류 옆으로 누워서 생활
• 두 눈 가운데 하나는 모래 바닥에 눌려 쓸모가 없어지기 때문에
• 자연선택에 의해 한쪽 눈이 반대편으로 위치하게 됨

 

예시 3) 후두신경

• 후두신경 : 목소리를 만들어내는 신체기관인 성대의 움직임을 담당하는 신경, 뇌에서 뻗어나와 후두로
• 되돌이 후두신경 : 몇몇은 심장의 동맥을 휘감은 다음 후두로, 말도 안 되게 우회

 

• 기린의 후두 신경은 아예 몇 미터의 목 만큼 멀리 돌아감
• 어떤 설계자도 이렇게 만들지 않을 것!

 

• 이유는 진화사에 있음 : 인간의 조상이 물고기이기 때문, 따라서 후두도 없음
• 대신 후두신경과 비슷한 신경이 물고기 뇌에서 동맥 뒤쪽을 지나 아가미에 연결
• 시간이 지나면서 목이 길어지며 동맥 주위를 우회, 처음에는 우회 길이가 짧았다
• 목이 길어짐에 따라 후두 신경이 동맥을 건너뛰는데는 한계 비용이 너무 커지게 됨 (발생 과정에서 새로 만들기는)
• 하지만 후두신경이 살짝만 몇센티 늘어나는데 드는 비용은 미미

→ 결국 후두 신경이 점점 길어지도록 진화, 형편없는 설계는 진화의 역사에서 비롯

 

예시 4) 망막

• 망막 : 시세포의 집합체
• 무척추 동물 : 망막의 시세포가 세상 방향으로
• 척추 동물 : 망막의 시세포가 거꾸로 뒤집혀 세상을 등지고 있다
• 따라서 시세포와 뇌를 잇는 신경세포는 망막 한 가운데 구멍 맹점을 통해 뇌로 연결

어떤 설계자가 눈을 이렇게 설계했다면 나는 퇴짜를 놓았을 것
- 생리학자 헬름홀츠 -

 

Q 진화에서 완전함과 불완전함의 공존이 왜 중요한가요?

• 진화에서 반드시 비용이 따른다, 따라서 불완전함이 필연적
• 자연선택은 서로 다른 방향으로 밀어대는 압력들 간의 타협

수컷 새, 암컷 새

• 이성을 유혹하려면 화려한 색을 띄게끔 부추김, 짝짓기에 유리 (성 선택의 압력)
• 화려한 색은 포식자에게 잘 띄게 만듬, 회피에 불리 (자연 선택의 압력)

→ 절충해야한다

• 모든 생명은 진화적 절충을 피할 수 없다.
• 불완전함은 적응의 불가피한 특성
• 이득에는 비용이 따르는 진화의 세계

 

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