진화생물학의 설명과 개체의 진화 과정

 지구의 모든 생물이 어떠한 진화를 거쳐왔는지 연구하는 것인 진화생물학은 현대 생물학의 가장 기본이 되는 부분 중 하나이다. 진화란 생물이 생명의 기원 이후부터 점점 변해가는 현상으로 생물의 다양성을 형성해 가는 과정을 말한다. 진화를 이해하기 위해서는 여러 개념을 알아야 한다. 많은 유전자를 가지고 있는 집단에서 특정한 환경 내에서 유리한 유전자와 유리하지 않은 유전자가 있을 수 있다. 유리한 유전자가 생존이나 번식능력에 대해서 우세하다면 다음 세대의 집단은 유리한 유전자를 가진 개체가 많아질 것이다. 이렇듯 다음 세대로 넘어갈 때 어떤 유전자의 개체수가 많다고 한다면 그 유전자가 '자연선택' 되었다고 할 수 있다. 하지만 생태계에서 번식능력이 우세한 유전자가 개체에 해를 끼치는 유전자여도 자손을 남기는 데 유리하다면 그 자체로 자연선택에 유리한 유전자로 본다. 하지만 유전자는 바뀔 수 있다. 여러 요인으로 인해서 DNA 분자가 원래 상태와 달라지는 것을 돌연변이라고 하는데 이는 자연선택에 의해 진화의 가능성을 주게 된다. 돌연변이로 개체의 집단 내의 유전적 다양성은 자연선택의 도움으로 세대가 지날수록 앞의 세대와는 달라진다. 달라진 세대는 갖은 요인으로 인해서 서로 섞이지 못하며 시간이 지난 후에는 다시 유전적으로 섞일 수 없게 된다. 이렇게 더 이상 서로 다른 유전자가 된 집단이 되는 경우를 '종의 분화'라고 한다. 유전학적으로 다르며 생물학적인 관점에서 다른 여러 종이 서로 영향을 주고받는 관계가 되는 것이 공생이다. 서로 이 관계에서 이익을 얻는 경우를 상리공생이라고 하며 각기 다른 두 개의 종 중 한쪽의 종만 이득이 생기는 경우를 편리공생이라고 한다. 두 종중 한쪽은 피해를 당하고 다른 한쪽은 아무 영향이 없는 경우를 편해공생이라고 한다. 또한 편리공생은 한쪽만 이익이 있고 다른 한쪽은 아무런 영향이 없지만 한쪽만 이익이 있으면서 상대방에게서 피해를 당하는 경우를 기생이라고 한다. 다른 동물의 몸속에서 양분을 빼앗는 동물을 내부 기생충이라고 하고 다른 동물의 몸 표면에 서식하면서 영양분을 빼앗는 동물을 외부 기생충이라고 한다. 일반적으로 기생은 숙주에 비하여 기생하는 쪽이 훨씬 작다. 뻐꾸기가 탁란 하는 행위. 즉, 다른 종의 둥지에서 알을 낳아 알에서 부화한 새끼가 같은 둥지에서 지내는 가짜 어미 새의 새끼와 알을 떨어뜨려 먹이를 갈취하여 성장하는 것도 상대에 손해를 입히는 경우이므로 다른 형태의 기생이라고 볼 수 있다. 이렇게 진화는 생명의 변화를 말하며 생명체가 어떻게 다르게 공존하는지를 설명하는 분야라고 할 수 있다. 생물이 진화했다는 것은 과거보다 더 나아졌다는 의미가 아니고 현재까지 자식을 남기며 번식을 한 생물의 자손이 과거의 조상과는 달라졌다는 뜻으로 생각하고 바라보아야 한다. 이러한 진화의 과정에서 없어지는 일도 있고 원래보다 복잡해지거나 간단해지는 경우도 있다. 진화와 진보를 구별하지 못하고 뒤섞어서 생각하는 것은 대표적인 오해이다. 생물은 진화를 선택하는 것이 아니고 자연의 특정한 환경에서 살아남기 위해 자연이 특정 유전자를 선택하여 진화시킨 것이므로 연이 주체이며 종은 객체이다. 적합성이 높은 개체나 집단을 자연이 선택하여 생존율을 높이고 번식에 유리한 개체를 선택하는 것이다. 진화는 시간이 지나면서 일어나며 사람이 이해하기는 어려울 정도로 오랜 시간 단위가 될 수 있다. 진화를 이어오며 개체는 사라질 수도 있지만 유전자의 변이는 집단 속에 남아 집단의 수준에서 세대가 지나면서 일어나는 현상이다. 진화의 과정에서 하나의 종에서 나타나는 생물의 다름과 다양성은 같은 종족이어도 서로 다른 환경에서 서식하거나 다른 상황에 부닥쳤을 때 유전형질이 달라진다는 이론이 유전적 다양성이다. 이 유전적 다양성은 다양한 자연환경의 변화에 대처하기 위해 일어난다. 특히나 곡물은 인간의 무분별한 품종개량으로 인해서 유전자의 다양성이 제약되었다. 그 결과 작물들은 특정한 질병에 약해졌으며 이는 대기근으로 이어졌다. 모든 생물은 적응의 과정을 통해서 생존한다. 이런 적응의 과정의 결과도 진화라고 말할 수 있다. 적응의 결과 생물은 신체 구조의 변화나 외형이나 표피, 공격이나 방어에 사용되는 부위의 발현이 적응의 결과로 본다. 이와 관련된 연구를 학문으로 비교해부학이 있다. 여러 생물의 해부를 통해서 비슷한 점이나 서로 다른 점을 연구하며 진화에 대한 증거와 이론으로 생각되어 왔으며 공통이 되는 조상을 공유하는 여러 생물을 분류한다. 생물이 진화를 지나오면서 과거의 조상과는 새로운 종이 만들어지는 것을 종분화라고 한다. 종분화는 시간을 두고 유전형질이 변하여 나타나며 극단적인 환경에서 자연의 선택이 빨라 종분화의 속도도 빨라지는 현상을 고속 진화라고 한다. 큰 가시고기로 예를 들자면 바다에서 사는 해양성 어류인 큰 가시고기는 빙하기 무렵에 호수와 강으로 나뉘어 들어가 갇히면서 담수어류인 민물고기가 되었다. 이후 담수어류가 된 큰 가시고기는 10,000세대를 지나면서 해수에서 담수로 바뀐 환경에 적응하기 위해 몸의 색이나 크기와 턱 구조 등의 특징들이 변화하여 종분화가 되었다. 큰 가시고기의 예외 달리 종분화는 축산학이나 실험에 의한 연구처럼 인위적인 상황에 의해서 진행될 수도 있다. 종분화에 대한 실험은 특히나 초파리로 진행했는데 최근의 연구에서는 곰팡이와 효모뿐만 아니라 바이러스까지도 이용하여 종분화의 실험을 진행한다고 한다.