종의 다양성은 여전히 진화론의 수수께끼이다.

미디어위원회
2024-05-28

종의 다양성은 여전히 진화론의 수수께끼이다.

(Species Diversification Still an Evolutionary Puzzle)

by Jerry Bergman, PhD


      종의 기원을 설명해보려는 진화론자들의 또 다른 시도는 실패하고 있었다.


   진화론이 직면하는 가장 큰 어려움 중 하나는 종의 다양성(species diversity)을 설명하는 것이다. 아이러니하게도 다윈의 이론이 설명하려고 했던 것이 바로 자연적 방법에 의한 종의 기원이었다.

성경을 믿는 크리스천들은 창세기에 설명된 대로 창조에 의한 종의 다양성을 설명해 왔다. 하나님은 바다생물, 육상생물, 비행생물 등 지구상의 모든 생물들을 창조하셨다고 말씀하고 있다. 바다, 육지, 공중에서 살기 위해 만들어진 각 종류(kinds)의 생물들은 그 종류에 따라 번식하도록 창조되었다. 성경을 믿는 사람들은 종의 고정성을 가르치지 않고, 창조된 종류 내에서 변화(variation, 변이)를 믿고 있다.


환경에 의한 종 분화

아래에서 살펴볼 Nature Ecology & Evolution(2024. 4. 17) 지에 실린 한 논문은 진화론자들이 진화론적 틀 안에서 종의 다양성을 설명하는데 있어서 겪고 있는 어려움을 보여주고 있다. 진화론자들은 환경적 영향과 관련된 설명에 국한하고 있었다.[1] 반 홀스타인과 폴리(van Holstein and Foley)는 “종의 다양성을 일으키는 환경적 요인은 무엇인가?”라는 질문에 답하려고 시도하고 있었다. 먼저 이들은 인간 다양성의 기원에 대한 이론들을 검토하고 있었다. 그들은 이렇게 말한다 :

볼포프(Wolpoff)의 '단일 종 가설'은 호미닌 계통에서 그들의 적소(niche)가 '문화'가 됨으로서 종 분화는 없다고 제안했다. 볼포프의 견해에서 문화는 인간의 고유한 것으로 집단 간의 경계가 생기지 않도록 하기 때문에, 호미닌 계통에서는 종 분화가 일어나지 않았지만, 다른 분기군에서는 일어났다.[2]

볼포프의 가설은 왜 한 종의 인간만이 존재하는지를 설명하고자 했다(물론 창세기가 제시하는 이유이기도 하다). 볼포프의 이론은 한 종만 존재하기 때문에, 열등하거나 우월한 종족이 존재하지 않으며, 호미닌 집단 전체에 문화가 퍼져 있기 때문이라는 것이다. 그의 견해는 진화론의 가장 큰 문제점인 인종차별주의(racism)를 진화론이 조장했다는 것을 해결하는 데 매우 성공적이었다. 인종차별주의의 가장 극단적인 예는 히틀러가 적자생존에 호소하여 강행했던 나치의 인종적 우월감이었다.[3]

종 분화의 다른 이론은 다음과 같다.

호미닌의 종 분화와 멸종 패턴, 그리고 다른 분기군 패턴 사이의 공통점을 강조하는 해석이 있다. 이 그룹 내에서 연구의 관심은 주로 호미닌의 다양화를 형성하는 데 있어서 기후(climate)의 역할을 조사하는 데 집중되어 있었다.[4]

기후는 오늘날 진화의 많은 부분을 설명하는 데 있어서, 정치적으로 편리한 인과 관계로 유용하게 사용되고 있다.


경쟁에 기반한 종 분화

그러나 종의 다양성이 기후에 의해 발생했다는 접근 방식은 오늘날 존재하는 엄청난 수의 생물 종들을 설명하는데 매우 제한적이다. 따라서 반 홀스타인과 폴리가 제안하는 또 다른 가설은 기후보다 호미닌 다양화의 잠재적 동인으로 훨씬 덜 주목받고 있는데[5], 그 가설은 경쟁(competition)이 생태적 기회 탐색을 촉진하여, 변화와 종 분화로 이어졌다는 이론이다.

“아마도 경쟁은 동물 다양화에 중요한 역할을 했을 것이며... 한편으로는 종 다양성과 다른 한편으로는 종의 분화와 멸종 사이의 상관관계에 징후를 남겼을 것”이라고 그들은 주장한다.[6] 또한 ‘긍정적 다양성’이라고도 알려진 ‘경쟁'은 종 분화로서 정의되고 있었다.

종 분화는 다른 종들에 의해서 창출되는 새로운 진화 기회와 상호작용을 가져오는 기능을 가진다. 이러한 패턴은 모든 생물들 중에서 매우 드물며, 섬에 서식하는 딱정벌레, 식물, 절지동물에서만 보고된 바 있으며, 후자의 경우 논란의 여지가 있다.[7]


조사된 긍정적 다양성 

긍정적 다양성(positive diversity)은 생태적 적소를 채우는 종의 형성에 초점을 맞추고 있다. 대표적인 예로 ’다윈의 핀치새(Darwin’s finches)‘를 들 수 있다. 오랫동안 잘 알려진 환경에 의한 종 분화의 예로서, 다윈주의자들은 일부 핀치새는 견과류 속을 먹기 위해 부리를 크게 발달시켜 견과류를 쉽게 깨는 반면, 다른 핀치새는 곤충을 쉽게 잡아먹기 위해 작은 부리를 진화시켰다고 말해왔다.[8]

종의 다양성을 설명하는 이 접근 방식에는 많은 문제점들이 있다. 반 홀스타인과 폴리가 인정하고 있는 것처럼, 핀치새의 부리 이야기는 과학 문헌에서 수없이 반복되는 대표적인 사례이다. 그러나 다른 한편으로 자연에서 이와 같은 사례를 찾는 것은 “매우 드물다”는 것을 그들도 인정하고 있었다. 2010년에 발표된 한 연구도 이에 동의하며, 다음과 같이 말했다.

다윈의 핀치새는 적응방산(adaptive radiation)으로 선전되고 있는 사례이다.... 섬에 도착한 대부분의 계통은 방산되지 않았다.... 갈라파고스의 생태학적 다양성은 부분적으로 그 방산을 설명하지만, 사실 다른 창시자 종들은 방산되지 않았다.[9]

이 진술은 핀치새의 사례가 비정상적인 것이며, 진화의 아이콘(상징물)으로 유용하지 않다는 것을 암시한다.

.다윈의 핀치새. 부리의 차이가 얼마나 작은지 주목해보라. <From Wiki Commons>.


부부 연구자인 피터와 로즈메리 그랜트(Peter and Rosemary Grant)는 1976년부터 매년 갈라파고스 핀치새 개체군을 연구해 왔다. 그들이 발견한 것은 다윈의 자연선택에 의한 종 분화가 아니라, 단지 핀치새 변이 종들의 비율 변화뿐이었다. 다윈의 핀치새는 약 1,000종으로 이루어진 핀치-참새 슈퍼그룹(finch-sparrow supergroup)의 일부이다. 갈라파고스 핀치새 13종은 서로 다른 먹이에 적응한 다양한 부리 모양을 갖고 있다. 그랜트 연구팀은 갈라파고스의 날씨가 변하면, 큰 부리와 작은 부리의 비율이 조정되는 것을 관찰했다. 날씨가 이전 조건으로 돌아갔을 때, 큰 부리와 작은 부리의 비율도 이전 상태로 되돌아갔다.

그랜트 부부는 1977년 시즌 동안 이 비율의 변화를 지켜보았다. 건조한 해에는 작은 씨앗이 극히 드물었지만, 껍질이 두꺼운 큰 씨앗들은 여전히 널리 구할 수 있었다. 따라서 큰 씨앗을 깨뜨릴 수 있는 크고 강한 부리를 가진 핀치새의 수가 증가했다. 반대로 1985년 가뭄 때는 작은 씨앗이 더 풍부해져, 부리가 작은 새가 경쟁 우위를 차지했고, 그 결과 생존율이 높아져 새끼는 더 작은 부리를 갖게 되었다. 몇 세대가 지나자, 그 비율은 원래의 부리 크기 비율로 돌아갔다. 따라서 이것은 진화의 예가 아니라, 특정 형질의 상대적 빈도를 보여주는 예에 불과한 것이었다. 환경 조건이 이전과 비슷해지면, 빈도도 이전 수준으로 되돌아간다.


인간은 경쟁을 통해 다양해졌을까?

반 홀스타인과 폴리가 경쟁 가설을 뒷받침하기 위해 취한 두 번째 단계로, 그들은 대부분의 호미닌 종이 자원 경쟁이나 장소 경쟁이 낮을 때 기원했는지를 알아보기 위해서, 베이지안 모델링(Bayesian modeling)과 계통발생학적 분석(phylogenetic analyses)을 수행하였다. 그들은 “멸종과 다양성 사이의 관계는 위에서 설명한 다윈의 핀치새의 예에서 볼 수 있듯이, 새로운 생태적 적소를 채우기 위해 종들이 증가하는 양성적 다양성 가설(positive diversity hypothesis)보다 덜 명확하다는 것을 인정하고 있었다.

다음으로 반 홀스타인과 폴리는 호미닌 화석 데이터베이스를 사용하여, 다양성 의존적 대진화 가설을 테스트하고, 출생-사망 모델을 사용하여 기원과 멸종 증거를 추론했다.

그들의 분석에서 가장 큰 문제는 모호한 한 가정(assumption)을 하고 있다는 것이었다. 그들은 도표에 나열된 모든 화석들이 논란의 여지가 없는 것으로 가정하고 있었다. 그러나 사실 이 화석들은 모두 매우 논란이 많은 화석들로서, 그러한 내용들은 광범위한 고생물학 문헌들에 잘 기록되어 있다.[10] 게다가 반 홀스타인과 폴리는 사용된 17개의 예가 모두 인류 이전의 다른 종들에 대한 유효한 예라고 가정하고 있었다. 그들은 우리의 책 '조상으로서 유인원(Apes as Ancestors)'에 기술된 바와 같이, 모든 사례들에서 문제점을 지적하고 이의를 제기해놓은 잘 문서화된 많은 문헌들을 무시했다.[11] 따라서 그들의 결론은 신뢰할 수 없는 것이다.

많은 초기 호미닌에서 볼 수 있는 패턴은 다른 모든 포유류의 패턴과 유사하다. 종의 분화율은 증가하다가 평준화되고, 그 시점에서 멸종률이 증가하기 시작한다. 이는 종간 경쟁이 [종 분화를 촉진한] 주요한 진화적 요인이었음을 시사한다.

잘못된 가정은 비정상(anomaly)과 뜻밖의 결과로 이어질 수 있다. 예를 들어, 반 홀스타인과 폴리가 가설에 따라 호모 속의 추정되는 진화 궤적을 분석했을 때, 그 결과는 '기괴한' 것처럼 보였다. 특히 현생인류를 포함하는 호모 계통의 경우, 진화 패턴이 예상과 모순되는 결과를 보였다. 이 모델에 따르면, 종 간의 경쟁으로 인해 더 많은 새로운 종들이 출현했는데, 이는 거의 모든 다른 척추동물들에서 볼 수 있는 추세와는 완전히 반대되는 결과였다.

존재했던 호모 종이 더 많을수록, 종의 분화율이 높아졌다. 따라서 적소가 채워지면 무언가가 더 많은 종의 출현을 유도했다. 이는 진화 과학에서 거의 유례를 찾아볼 수 없는 현상이다.[12]

기후 가설과 마찬가지로, 경쟁 가설에도 분명히 문제가 있었다. 연구자들이 수행한 한 중요한 관측은 화석 종들의 연대가 신뢰할 수 없어 보인다는 것이다 : “우리가 발견한 가장 오래된 화석은 한 종의 가장 오래된 구성원이 아닐 수 있다.”[13]


요약

이 새로운 모델이 밝혀낸 것은 다윈이 평생을 바쳐 연구한 문제, 즉 160년 동안의 연구와 가설에도 불구하고, 종의 기원(origin of species)에 대한 진화론적 해답을 아직도 얻지 못하고 있다는 것이다. 위에서 설명한 반 홀스타인과 폴리의 연구는 어떤 환경이 종의 기원에 도움이 되는지 알아내려고 시도했을 뿐, 관련된 내부 유전적 요인은 무시하고 있었다. 한 가지 가설(즉, 종의 다양성은 생태적 적소를 차지하기 위한 경쟁을 통해 발생한다는 가설)을 뒷받침하려는 시도는 호모 계통에서 그들의 예상과는 정반대의 '기괴한' 결과를 낳았다. 이러한 비정상(anomaly) 현상의 한 가지 가능한 이유는 분류에 대한 잘못된 가정(assumptions)들과 관련이 있다. 연구자들은 인간 또는 호미닌 화석 중 일부가 같은 종 내의 변이일 가능성이나, 유인원과 같이 인간과 전혀 다른 계통일 가능성도 고려했어야 했다. 이러한 것을 간과했기 때문에, 그들의 결론은 종의 기원에 대한 또 다른 실패한 설명처럼 신뢰할 수 없어 보인다.


References

[1] van Holstein, L.A.,   and R.A. Foley. Diversity-dependent speciation and extinction in hominins. Nature Ecology & Evolution; https://doi.org/10.1038/s41559-024-02390-z, 17 April 2024.

[2] van Holstein and Foley, 2024.

[3] Cornwell, J. Hitler’s Scientists. Viking Press, New York, NY, 2003.

[4] van Holstein and Foley, 2024.

[5] van Holstein and Foley, 2024.

[6] van Holstein and Foley, 2024.

[7] van Holstein and Foley, 2024.

[8] van Holstein and Foley, 2024.

[9] Tebbich, S., et al. The tale of the finch: Adaptive radiation and behavioral flexibility. Philosophical Transactions of the Royal Society of London B: Biology Science 365(1543):1099–1109, 12 April 2010.

[10] Bergman, J., P. Line, and J. Tomkins. Apes as Ancestors: Examining the Claims About Human Evolution. Bartlett Publishing, Tulsa, OK, 2021.

[11] Bergman et al., 2021.

[12] van Holstein and Foley, 2024; emphasis added.

[13] Lewsey, F. Competition between species played a major role in the rise and fall of hominins, and produced a “bizarre” evolutionary pattern for the Homo lineage. https://www.cam.ac.uk/research/news/interspecies-competition-led-to-even-more-forms-of-ancient-human-defying-evolutionary-trends-in.


*참조 : 진화론의 발상지 갈라파고스 - 1부 : 기원

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진화론의 발상지 갈라파고스 – 2부 : 적응

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출처 : CEH, 2024. 5. 1.

주소 : https://crev.info/2024/05/species-diversification-evolutionary-puzzle/

번역 : 미디어위원회



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