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다윈의 특별한 어려움과 수렴진화 : 물고기의 전기기관은 독립적으로 6번 진화했는가?

다윈의 특별한 어려움과 수렴진화 

: 물고기의 전기기관은 독립적으로 6번 진화했는가?

 (Darwin's 'Special Difficulty' Solved?)


    진화론이라는 다윈의 가설은 출판 직후부터 엄청난 과학적인 도전들에 직면했다. 최근  Science(2014. 6. 27) 지에 게재된 글에서, 몇몇 진화론자들은 그 도전들 중 하나를 간소화시키고 있었다. 그들이 주장한 것은 무엇인가?

다윈의 독창적인 책 ‘종의 기원’에서, 그는 진화하기 매우 어려울 것으로 보이는 생물학적 구조의 많은 사례들을 인정했다. 그는 심지어 '이론의 어려움(Difficulties on Theory)'이라는 제목의 한 챕터를 썼는데, 이러한 찡그린 말로 시작하고 있었다 : ”나의 이론은 이러한 부분에서 오래지 않아 많은 어려움들을 독자들에게 발생시킬 것이다. 그들 중 일부는 너무도 중대해서, 이 날까지 비틀거리지 않고 그것들을 깊이 생각할 수 없다.”[1]

150년 이상 동안 진화론으로 잘 설명되지 않고 있는 한 특별한 기관은, 물속에서 전기를 발생시키는, 물고기에 들어있는 ‘전기기관(electric organ)’이다. (전 세계에 전기물고기는 6개의 큰 계통(뱀장어, 메기, 가오리... 등) 속에 수백여 종이 있다. 그들의 분류학적 다양성은 너무도 커서 다윈 자신도 전기물고기를 수렴진화의 중요한 예로 인용했었다.) 단일 생물 종에서도 이러한 복잡한 기관의 진화는 진화론에 심각한 도전을 불러일으키고 있다. 그러나 이 전기기관은 여러 물고기 종들에서 등장하고 있는 것이다. 이들 물고기 종들은 화석 기록에 대한 진화론적 해석에 의하면, 서로 다른 조상을 가지는 것으로 알려져 있다. 그러므로 전기기관은 한 번이 아니라, 여러 번 진화했어야만 한다. 무작위적인 우연한 자연적 과정으로 한 번도 생겨나기 어려운 고도로 복잡한 기관이, 우연히 여러 번 생겨났다는 주장은 진화론이 완전히 설득력 없는 주장임을 확증하고 있는 것이다.[2]   

다윈은 이러한 문제를 1859년 그의 책 ‘종의 기원’을 썼을 때 이미 인식하고 있었다. 그는 썼다. ”물고기의 전기기관은 특별한 어려움을 제고하는 또 하나의 사례이다. 이러한 놀라운 기관이 어떤 단계를 거쳐 만들어졌는지를 상상하는 것은 불가능하다.”[3] 그럼에도 불구하고, 그는 이러한 장애물을 넘는 이론적 방법을 가설화했다 : ”오웬과 다른 사람이 언급한 것처럼, 그들의 구조는 일반적인 근육의 구조와 유사하다.”[4]

전기기관이 단순한 근육 조직에서 진화할 수 있었을까? 대대적인 진화론적 변화는 궁극적으로 유전자 변화(genetic changes)에서부터 시작해야하기 때문에, 이 질문에 대답하는 첫 번째 단계는 전기기관의 다양성이 일반적인 유전자 경로를 통해 생성될 수 있었는지 여부를 조사하는 것이다. 다윈은 유전학(genetics)에 대해서 아무것도 알지 못했기 때문에, 그는 이 어려움이 정말로 얼마나 큰 거대한 벽인지를 깨닫지 못하고 있었다. 그의 생각은 지나치게 단순한 것이었다.

그럼에도 불구하고, Science 지에 최근 게재된 한 논문은 한 해결책을 발견했다고 주장하고 있었다.[2] 저자들은 독립적으로 진화된 여섯 계통의 전기물고기들은 방어, 섭식, 항해, 의사소통 등에 필요한 전기기관을 만들기 위해서, 근본적으로 동일한 유전자, 발달 및 세포 경로를 사용하고 있다는 것이다. ”전기기관이 진화의 역사 동안에 6번이나 독립적으로 발생되었다는 것은 놀라운 일이다.” ”전기물고기는 한 단순한 근육을 강력한 전기장을 발생시킬 수 있는 기관으로 전환시켰다.”고 그들은 말하고 있었다. 저자들은 ”우리의 분석은 전사인자와 발달경로의 일반적인 조절 네트워크가 그들의 매우 다른 형태학에도 불구하고, (전기기관) 진화의 선택에 의해서 반복적으로 목표될 수 있음을 제시한다.”[5] 즉, 한 공통적인 유전 프로그램이 매우 다른 전기기관의 발달을 강화시키고 있는 것으로 보인다고 말하며, 이러한 복잡한 기관의 진화를 이론적으로 간단하게 만들고 있었다.

현실적으로, 전기기관이 진화를 통해 발생했는지 여부에 관한 문제는 전기기관의 유전 프로그램들 사이의 공통점이나 차이점에 놓여있는 것이 아니다. 다윈은 진화론의 표준 테스트로 발달적 유사성을 인용하지 않았다. 대신 그의 '이론의 어려움' 장에서, 그는 ”만약 어떤 복잡한 기관이 다수의 연속적인, 약간의 수정들에 의해서 형성될 가능성이 없다는 것이 증명될 수 있다면, 내 이론은 절대적으로 붕괴될 것이다”라고 말했다.[6] 마이클 베히(Michael Behe)가 지적한 바와 같이, 이 테스트는 분자적 수준에서 이루어져야 한다.[7] 베히도 강조했던 것처럼, 전기기관처럼 한 기관이 기능을 발휘하는데 있어서 서로 간에 상호 의존하는 분자적 부품들로(한 요소도 제거 불가능한 복잡성, 또는 환원 불가능한 복잡성으로) 이루어져 있다면, 진화론은 실패인 것이다.[7]

지금까지 아무도 전기기관의 기능을 떠받치고 있는 분자적 구성 요소들 사이의 관계를 종합적으로 확인하지는 못했다. 이러한 관계가 밝히 드러날 때까지, 이러한 구조의 진화론적 기원은 설득력이 없는 매우 추정적인 것이며, 과학적 지지가 없기 때문에, 이러한 기관이 진화되었다는 주장은 거부되어야만 한다.


References

1.Darwin, C. 1859. On the Origin of Species. John Murray: London. p.171. Posted on darwin-online.org.uk on July 2, 2012, accessed June 27, 2014.
2.Gallant, J. R. et al. 2014. Genomic basis for the convergent evolution of electric organs. Science. 344 (6191): 1522-1525.
3.Darwin, p.192.
4.Darwin, p.192-193.
5.Gallant et al., p. 1525.
6.Darwin, p. 189.
7.Behe, M. J. 1996. Darwin's Black Box. New York: Simon & Schuster.

* Dr. Jeanson is Research Associate at the Institute for Creation Research and received his Ph.D. in cell and developmental biology from Harvard University.


*관련기사 : 강한 전기 일으키는 ‘전기뱀장어’ 비밀 밝혀졌다 (2014. 6. 27. 나우뉴스)
http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20140627601034

신종 전기 물고기 발견, 네비네이션 기능까지… ‘대박’ (2013. 9. 28. MBN)
http://mbn.mk.co.kr/pages/news/newsView.php?category=mbn00012&news_seq_no=1491476


*electric fish (구글 이미지)



번역 - 미디어위원회

링크 - http://www.icr.org/article/8200/ ,

출처 - ICR News, 2014. 7. 7.

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=5966

참고 : 5757|5746|5174|4778|5850|5710|5860|5743|5706|5602|5591|4837|5584|4581|2857|1072|6176|6165|6158|6023|6024



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