'한 컷의 과학' 생물은 어떻게 진화할까?

 

다윈의 비글호 항해와 핀치새 연구

• 1831년 12월 27일, 다윈은 비글호를 타고 5년간의 세계 탐험을 시작했습니다 [00:12].
• 탐험의 목적은 세계 각 지역의 기후, 자연 생물, 광석, 지질 등을 조사하는 것이었습니다 [00:21].
• 1835년 9월, 갈라파고스 제도에 도착한 다윈은 섬마다 핀치새 부리의 모양이 다른 것을 발견했습니다 [00:54].
  • 곤충을 먹는 핀치새는 부리가 짧고 단단했으며 [01:11], 씨앗을 먹는 핀치새는 부리가 크고 두꺼웠습니다 [01:11].
  • 선인장을 먹는 핀치새는 가시보다 긴 부리를, 과일을 먹는 핀치새는 큰 부리를 가지고 있었습니다 [01:19].
• 다윈은 같은 종임에도 불구하고 섬마다 다른 환경에 적응하여 부리 모양이 달라진 것을 보며 종이 고정되어 있지 않고 변한다는 확신을 갖게 되었습니다 [02:25], [02:53].

종의 기원 출간과 자연 선택설

• 영국으로 돌아온 다윈은 20년 동안 자료를 수집하여 혁명적인 저서인 '종의 기원'을 출간했습니다 [01:40].
• '종의 기원'은 뉴턴, 갈릴레이의 저서와 함께 역사상 가장 큰 영향을 미친 과학 서적으로 평가됩니다 [04:06].
• 다윈이 제시한 자연 선택설은 다음과 같은 세 가지 핵심 원리를 포함합니다 [04:38]:
  1. 변이 (Variation): 같은 종 안에서 개체들 사이에 다양한 특성 차이가 존재합니다 [04:47].
  2. 유전 (Heredity): 이러한 변이는 유전되며, 유전되는 변이만이 자연 선택의 대상이 됩니다 [05:01].
  3. 생존 경쟁과 적자생존 (Struggle for Existence and Survival of the Fittest): 생물은 환경이 감당할 수 있는 것보다 더 많은 자손을 낳으며, 주어진 환경에 잘 적응하는 형질을 가진 개체가 더 많이 살아남아 많은 자손을 남깁니다 [05:10].
• 나방의 사례를 통해 자연 선택설을 설명하는데, 공업 지대의 흰 나방이 검은 나방으로 변하고, 환경이 깨끗해지자 다시 흰 나방이 많아지는 현상을 예시로 들었습니다 [05:28]. 이는 환경에 적합한 개체가 살아남아 후손을 남기는 자연 선택의 결과입니다 [06:01].

 

세계 과학사를 새로 쓴 가장 유명한 배가 있으니

그건 바로 두 개의 돛대를 가진 영국 해군의 돛단배, 비그로.

 

1831년 12월 27일

플리머스항의 출항.

비그로는 5년간의 세계 탐험을 시작했어.

 

비그로의 목적은

세계 각 지역의 기후와 자연, 생물, 광석, 지질 등을 조사하는 것.

함장, 의사, 목수, 선원, 심부름꾼, 요리사, 화가 등

모두 74명을 태우고 말이야.

 

이 배엔 역사적인 인물도 함께 있었으니

바로 22살의 젊은 청년 다윈이야.

영국을 떠나 남아메리카를 탐험하던 비그로는

1835년 9월, 마침내 여러 개의 크고 작은 화산섬으로 이루어진

갈라파고스 제도에 도착했지.

 

이곳에서 다윈의 눈에 띈 새가 있었으니

바로 핀치새.

 

다윈은 이 섬 저 섬, 섬섬마다 살고 있는 핀치새 부리가

조금씩 다르다는 점을 발견했어.

-곤충을 잡아먹는 핀치새의 부리는 짧고 단단했고

-씨앗을 먹는 핀치새의 부리는 크고 두껍고

-선인장을 먹는 핀치새의 부리는 가시보다 긴 부리였고

-과일을 먹는 핀치새는 큰 부리를 갖고 있었지.

 

섬에 살던 핀치의 13종의 부리는 비슷하게 보여도 달랐던 모양에

다윈은 깊은 고민에 빠져들고 말았어.

 

영국으로 돌아온 다윈은

20년 동안 방대한 자료와 증거를 수집해서 한 권의 책을 출판했어.

그 책은 바로 세계를 뒤흔든 <종의 기원>

 

다윈은 종의 기원을 출간한 뒤

뉴턴 갈릴레이와 함께

20세기 인류에 가장 큰 영향을 미친 3대 과학자로 꼽히고 있어.

과연 다윈의 종의 기원은 무엇을 말하고 있을까?

 

 

--갈라파고스에 간 다윈, 다양한 생물들을 관찰

 

다윈이 거기서 핀치새들을 보니까

핀치새들과 거북이들을 보니까

섬마다 다 달라요.

특징이 워낙 뚜렷한 거예요.

 

이 부리는 곤충을 잡아먹기 좋은 부리

어떤 건 과일을 까먹기 좋은 부리

어떤 건 견과류를 먹기 좋은 부리라는 걸 알아요.

“내가 보기엔 같은 종인데 좀 다르게 생겼네.

근데 이렇게 다르다가는 좀 시간이 지나면

종이라는 게, 종의 그 벽이 무너져 버린 거 아니야?

다른 종으로 돼 버리게 했는데...”

‘아 종이 고정되어 있는 게 아닌 것 같다’라는 생각이 드는 거예요.

 

종이 고정되어 있다는 게 뭐냐 하면

그러니까 종은 하나님이 딱 이렇게 만들어서

이 상태로 그대로 있는 거라고 생각을 한 거죠.

그런데 여행하고 나서 보니까

결과들은 종은 고정되어 있는 게 아니에요.

종은 계속 변한다는 그 확신을 갖게 됐어요.

 

하지만, 19세기 영국사회는

우주의 모든 자연현상은

신이 창조하였다는 자연신학이 위세를 떨쳤는데...

 

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다윈은 영국에서 가장 잘나가는 그룹이에요.

주류 사회였단 말이에요.

주류 사회에 속하는데

 

거기서 주류 사회의 생각과 다른 이야기를 하면

“아, 그 점잖은 다윈씨가 왜 이러세요?”

뭐 이렇게 되고 약간 경안시되고 이런 게 있었잖아요.

 

그러니까 그 얘기를 바깥으로 하지 못합니다.

하지 못하고 있고 자꾸 속에 끙끙 앓고 있으면서

그동안에 자기가 엄청나게 많이 쌓아놓은 데이터들이 있고 연구된 게 있거든요.

그걸로 이제 책을 내죠.

그게 <자연선택에 의한 종의 기원>이라는 책을 내는 겁니다.

1250권을 하루에 다 팔았어요.

 

그 당시 책값이 되게 비쌌어요.

제가 정확하게 기억을 못하는데

웬만한 근로자의 몇 달 월급? 뭐 이런 식이었던 것 같아요.

그만큼 팔아줬다는 게 대단했던 거고요.

 

사람들이 되게 기대를 하고 있었어요.

“다윈씨가 정말 어마어마한 걸 낼 거다”라는 걸 알고 있었죠.

그 당시에 이미 다윈은 최고의 학자였거든요.

 

인류 역사를 바꾼 몇 개의 과학책들이 있습니다.

-코페니쿠스의 천체 회전에 대하여

-갈릴레오 갈릴레이 책도 있고

-뉴턴의 프린키피아 이런 거 있잖아요.

 

그거 읽는 사람들 없잖아요. 아무도 안 읽어요.

읽을 수도 없고, 읽을 필요도 없는 책이에요.

그런데 <종의 기원>은 나온 지가 이미 1890년에 나왔으니까

156년이 된 책이에요.

 

그런데도 불구하고 여전히 읽히는 책이죠.

여전히 우리에게 가장 큰 영감과 통찰을 주는 책이기도 합니다.

 

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다윈이 주장한 진화를 일으키는 핵심 원리

 

자연 선택

이것을 간단히 풀어보면

먼저 자연계의 거의 모든 개체군에는

각 개체들 간에 같은 종 안에서 보이는

다양한 형질 차이를 의미하는 변이가 있다는 거야.

그리고 어떤 변이는 유전을 하고

유전을 하는 것만이 자연 선택의 대상이 된다는 거지.

 

또 생물은 환경이 뒷받침할 수 있는 이상으로 많은 자손을 낳는데

주어진 환경에 잘 적응하도록 도와주는 형질을 지닌 개체들이

보다 많이 살아남아서 더 많은 자손을 남긴다는 이야기야.

 

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우리가 학교 다니면서 많이 봤던 나방의 예가 있었잖아요.

공업지대와 그 숲이 있는 지대가 있었는데

처음에는 흰 나방이 많았어요.

근데 공업지대가 돼서 다 검댕이가 막 생긴 거예요.

그러니까 흰 나방들이 검은 벽에 붙어 있으면

새에게 다 잡아먹혔겠죠.

그러다 보니까 그 지역은 검은색, 진한 색의 나방만 남고

흰 나방들이 거의 사라졌어요.

그러다가 공기가 다시 좋아져서

검은 벽이 없어지니까 다시 흰 나방들이 많이 생겨요.

검은 나방들이 오히려 잘 잡아 먹히는 거죠.

옛날에는 적합하지 않았던 게 더 적합한 것들이 됐단 말이에요.

안 잡합하니까.

 

자연 속에서

잘 살아남고

많이 먹고

후손을 많이 남길 수 있는 것이 선택된다는 게

자연선택이론입니다.