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이기적 유전자

과학 2014. 12. 28. 10:28

 


이기적 유전자

저자
리처드 도킨스 지음
출판사
을유문화사 | 2010-08-10 출간
카테고리
과학
책소개
진화생물학 분야의 과학자치고 리처드 도킨스만큼 대중적 인기와 학...
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- 단순 명쾌한 무성 생식대신에 성이라는 어쩌면 기묘하고 번거로운 방식을 취하게 된 것은 도대체 무엇 때문일까? 성의 장점은 무엇일까? 보드머 (W.F.Bodmer)가 간결히 지적한 것처럼 성은 "다른 개체에서 따로따로 일어난 유리한 돌연변이를 개체에 모으는 역할을 한다."
- 교차가 교차의 유전자를 이롭게 한다면 이 때문에 교차의 존재가 충분히 설명된다. 무성 생식에 대립하는 유성 생식이 유성 생식의 유전자를 유리하게 한다면 이것으로서 유성 생식의 존재는 충분히 설명된다. 그 유전자가 개체의 나머지 유전자 모두에게 필요한가 아닌가의 여부는 별로 관계가 없다. 유전자의 이기성이라는 관점에서 보면 결국에 가서 성은 그다지 이상한 것이 아니다.
- 유전자의 수동적 피난처로서 생긴 생존 기계는 처음에는 경쟁자들과의 화학전과 우연한 분자 충격의 피해로부터 몸을 지키는 벽을 유전자에게 제공하는 데 불과했다. 처음에 그들은 수프 속에서 자유롭게 얻을 수 있는 유기 분자를 먹이로 하고 있었다. 이 편한 생활이 끝난 것은 오랜 세월에 걸쳐 활발한 햇빛의 영향 밑에서 수프 속에 형성된 유기적인 먹이가 모두 다 사용되어 없어졌을 때였다. 오늘날 식물이라고 부리고 있는 생존 기계의 주요한 갈래는 생존 기계 스스로가 직접 햇빛을 사용하여 단순한 분자로부터 복잡한 분자를 만들기 시작하여 원시 수프의 합성 과정을 더 높은 속도로 재연했다. 동물이라고 불리는 또 하나의 갈래는 식물을 먹든지 다른 동물을 먹든지 하여 식물의 화학적 작업을 가로채는 방법을 발견했다. 생존 기계의 두 갈래는 다양한 생활 방법으로 자기의 효율을 높이려고 더욱 교묘한 책략을 발달시켜 부단히 새로운 생활 방법을 개발해 갔다. 이 두 갈래에서는 그 곁갈래에 또 곁갈래가 생겨 특수화된 생활 양식을 진화시켰다. 그들은 각각 바다에서, 지상에서, 공중에서, 땅 속에서, 나무 위에서 나아가서는 다른 생물체 내에서 생활을 영위하는 데만 힘써 왔다. 이 가지 뻗기가 오늘날 우리를 감동시킬 정도로 동식물의 다양성을 생성하게 된 것이다.
- 동물 행동학자의 전통적인 이야기에 의하면 커뮤니케이션 신호는 송신자와 수신자 쌍방이 서로 이익을 받도록 진화한다고 한다. 예를 들면 병아리는 길을 잃든지 춥든지 하면 큰 소리로 삐약거려 어미의 행동에 영향을 준다. 이 음성은 보통 어미를 불러대는 직접 효과를 가지고 있고, 어미는 그 병아리를 찾아 모은다. 이 행동은 자연 선택이 길을 잃고 울던 병아리와 그 울음소리에 적절히 반응하는 어미에게 유리하게 작용했다는 의미로 상호 이익을 위하여 진화했다고 할 것이다.
- 실제로 과잉한 수의 새끼를 낳아 놓고서는 그것이 잘못이 있음을 깨닫고 나서 괴로운 표정을 짓는 대신에 동물의 개체군은 순위와 세력권을 가지고 형식적인 다툼을 이용하여 실제로 기아에 의한 희생자가 나올 수준보다 약간 적게 개체수를 제안하고 있다
- 포유류의 경우 자기 체내에서 태아를 키우는 것도 암컷이고, 태어난 자식에게 젖을 주는 것도 암컷이며, 자식의 양육과 보호의 부담을 지는 것도 암컷이다. 암컷이란 착취당하는 성이고 난자가 정자보다 크다는 사실이 착취를 낳게 한 기본적인 진화적 근거이다. 물론 아비가 근면하고 충실하게 자식을 돌봐 주는 동물이 많이 있는 것도 사실이다. 그러나 그와 같은 동물의 경우에도 자식에 대한 투자를 조금 덜하고 다른 암컷과 다시 여분의 자식을 만들게 하는 진화적 압력이 어느 정도 수컷에게 작용하고 있는 것은 정상이라고 보아야 할 것이다. 즉, 상대의 대립 유전자의 지시보다 조금이라도 빨리 배우자를 버리고 다른 암컷을 쫓아붙도록 수컷을 유도하는 유전자 쪽이 유전자 풀 속에서 성공할 가능성이 높을 것이라는 것이다.
- 'Bruce 효과'는 쥐에서 알려진 것으로 수컷이 분비하는 어떤 화학 물질을 임신 중의 암컷이 맡으면 유산을 일으키는 수가 있다는 형상이다. 암컷이 유산을 하는 경우는 이전의 배우자의 것과는 틀린 냄새를 맡았을 때에 한하고 있다. 수컷의 쥐는 이 방법으로 의붓자식일 가능성이 있는 태아를 죽이고 새로운 암컷이 자신의 구애에 응해 주도록 요구하는 것이다. 아울러 아드리는 이 Bruce 효과를 개체군 조절의 메커니즘의 하나라고 생각하고 있다. 사자에서도 유사한 예가 알려져 있다. 무리에 수사자가 새로이 끼게 되면 그는 거기에 있는 새끼를 모두 죽여 버리는 수가 있다고 한다.
- 암컷의 합리적 선택 : 가정의 행복을 우선으로 하는 수컷을 선택하는 전략 중에 가장 단순한 예를 생각하자. 암컷은 수컷을 미리 잘 조사하여 성실함과 가정적 성격을 잘 살펴보는 것이다. 성실한 남편이 된다는 성격에 관해 수컷의 집단 중에는 변이가 보일 수도 있다. 그런 성질을 사전에 식별하는 능력이 암컷에게 있다면 그러한 성질을 가진 수컷을 고를 경우에 암컷은 유리하게 될 것이다. 이것을 달성하는 하나의 방법은 괴팍하고 수줍어하는 암컷처럼 행동하는 것이다. 암컷이 최종적으로 동의하기까지 교미를 인내하지 못하는 수컷은 성실한 남편이 될 가망이 없다. 긴 약혼기간을 강요하므로 암컷은 변절적인 구혼자를 제외하고 성실함과 인내라는 성격을 사전에 인정받은 수컷만 골라 최종적으로 교미를 하면 된다. 사실 암컷의 수줍어하는 성질은 긴 구애 행동 또는 약혼기간과 같이 동물들 사이에서는 일반적으로 볼 수 있다. 이미 기술한 대로 수컷이 속아서 다른 수컷의 아이를 양육하게 될 위험이 있을 경우 긴 약혼기간은 수컷에게도 유리하다.
- 수컷과 암컷을 포함한 모든 개체가 조금씩은 사기적인 성격을 가지고 있고, 배우자를 착취하는 기회를 놓치지 않도록 프로그램되어 있다고 보는 것은 당연하다. 배우자의 불성실을 짐작할 수 있는 능력은 자연 선택에 의해 예민하게 단련되어 있으므로 공연한 사기는 숨겨 놓고 있다. 불성실에 의해 이익을 얻는 확률은 수컷이 암컷보다 높다. 따라서 수컷이 자식에 대해 다소의 이타적 보호 행동을 보이는 동물의 경우일지라도 수컷의 노력은 암컷보다 조금 약하고, 또한 수컷은 도망가는 경향을 암컷보다 조금 강하게 보일 것이다. 이것은 새와 포유류에서는 흔히 볼 수 있는 일이다.
- 동물계에서 볼 수 있는 다양한 다른 번식 시스템, 예를 들면 일부일처제, 난혼, 하렘제 등은 모두 암수 사이의 이해 대립의 산물로서 이해할 수가 있다. 암수 어떤 개체도 그 생애에 있어서 번식상의 전체 성적을 최대화하는 것을 바라고 있다. 정자와 난자의 크기 및 수에서 볼 수 있는 근본적인 차이가 있기 때문에 수컷에게는 일반적으로 난혼과 자식 보호의 결여 경향이 보인다. 이에 대항하는 대책으로서 암컷에게는 두 가지 대표적인 전략을 볼 수 있다. 그 하나는 내가 훌륭한 수컷을 뽑는 전략이고 한 것, 또 하나는 가정의 행복을 우선으로 하는 수컷을 뽑는 전략이라고 하는 것이다.
- 두 성 사이에 널리 볼 수 있는 또 하나의 차이는 누구를 배우자로 뽑는가에 대해 암컷이 수컷보다 신중하다는 것이다. 암수를 불문하고 신중함이 필요한 이유 중의 하나는 다른 종 개체와의 교미를 피하지 않으면 안 된다는 것이다. 이와 같은 교잡은 여러 이유에서 불리하다. 사람과 양 사이의 교미와 같이 교미의 결과가 배형성을 이루지 못하고 손실도 별로 많지 않은 예도 있다. 그러나 말과 당나귀와 같은 가까운 종간에 교잡이 생기면 그 불이익은 적어도 암컷의 파트너에 있어서는 매우 클 수 있다. 교잡의 결과 노새의 배가 형성될 가능성이 있고, 그렇게 되면 그 배는 11개월에 걸쳐 당나귀의 자궁을 차지하게 된다. 노새 때문에 당나귀는 전체의 보호 투자 중의 매우 많은 양이 지출되고 만다. 태반을 통하여 흡수되는 먹이나 후에 우유로 흡수되는 것뿐만이 아니라 가장 중대한 손실은 다른 자식을 키우는 데 싸야 할 시간으로 소비되는 보호 투자이다. 성체에 이른 노새는 번식 불능이다. 아마 말과 당나귀의 염색체는 매우 닮아서 서로 협동하여 우수하고 완강한 노새의 몸을 만들 수는 있으나 감수 분열에서 적절한 공동 작업을 수행할 정도로는 닮지 않았다. 정확한 이유가 무엇이든 간에 어미가 노새를 키우기 위해 지불한 적지 않은 투자 그 자체는 어미의 유전자 입장에서 보면 완전히 낭비가 되는 것이다. 암말은 교미의 상대가 말이 아닌 당나귀가 되지 않도록 매우 주의해야만 한다.
- 일벌레들이 행하는 자살적 행위와 다른 형태의 이타주의 및 상호 협력은 그들이 불임이라는 것을 이해한다면 놀랄 일은 아닌다. 보통의 동물체는 유전자의 생존을 확보하기 위하여 자식을 낳거나, 또는 같은 유전자를 공유하는 다른 개체를 보호함으로써 조정된다. 이 경우, 다른 개체를 보호하기 위해 자살 행위를 하게 되면 장래 자기의 자식을 만드는 일은 못하게 된다. 자살적인 자기 희생이 거의 진화되지 않는 것은 이 때문이다. 그러나 일벌은 전혀 자기의 자식을 만들지 않는다. 일벌들은 자식이 아닌 근친자를 돌보는 데 전력을 쏟고 스스로의 유전자를 보존하려고 한다. 한 마리의 불임의 일벌이 죽는 것은 자기의 유전자에게는 사소한 것밖에 안 된다. 그것은 나무의 유전자에게 가을에 나뭇잎 하나가 떨어지는 것과 똑같은 사소한 것이다.
- 자동차의 성능을 논할 때 양자나 소립자에 관해 말해 보았자 소용이 없듯이 생존기계의 행동을 논할 때 유전자의 말을 끄집어 내는 것은 지루하고 불필요할 때가 많다. 사실 일반적으로 개체라는 것은 그전체 유전자를 후세대에게 보다 많이 전하려고 애쓰는 것이다라고 생각해 두는 것이 많은 경우 편리하다.
- 진화 중에 감각 기관이 뇌를 거치지 않고 근육과 연결되어 있던 시기가 있었다. 말미잘은 현재도 이 상태에서 별로 진화하지 않았는데, 왜냐하면 그것들의 생활 양식에서는 그것이 효과적이기 때문이다. 그러나 외계에서 일어나는 사건과 근수축의 타이밍 사이에서 더욱 복잡하고 간접적인 관계를 성립시키기 위해서는 매개물로서 어떤 종류의 뇌가 필요했다. 굉장한 진보는 기억이라는 진화적 '발명'이었다. 이 장치에 의해 근수축의 타이밍은 직전의 과거의 사건만 아니라 먼 과거의 사건의 영향도 받게 될 수 있었다.
- 장기 게임이 그렇듯이 생물은 너무도 많은 경우의 사건에 부딪히게 될 가능성이 있어 도저히 그 모두를 예측할 수는 없다. 장기의 프로그램 작성자의 경우처럼 유전자는 스스로의 생존 기계에 생존술의 각론이 아니라 살기 위한 일반 전략이나 일반적 비결을 '가르쳐'주지 않으면 안 된다.
- 감기가 들거나 기침이 나면 보통 우리는 그 증후를 바이러스의 활동에 의한 부산물이라고 생각한다. 그러나 몇몇 경우에는 한 사람의 숙주에서 다른 숙주로 이동하기 위한 방편으로서 바이러스에 의해 의도적으로 공작된 것일 가능성이 훨씬 높은 것으로 생각된다. 바이러스는 단순히 공기중으로 호흡을 통해 뿜어지는 것에 만족하지 않고 우리에게 재채기나 기침을 하도록 해서 힘차게 토해 내도록 한다. 광견병 바이러스는 어떤 동물이 다른 동물을 물었을 때에 타액에 섞여서 감염된다. 이 바이러스에 감염된 개는 흉포하게 무는 개가 되어 입에서 거품을 내게 된다. 또한 이 개는 불길하게도 -보통 개의 행동 반경은 1마일이다- 행동권 범위를 훨씬 뛰어넘어 쉬지 않고 돌아다니며 바이러스를 광범위하게 퍼뜨리게 된다. 잘 알고 있듯이 물을 무서워하는 증후도 개가 입에서 거품을 -이에 동반하여 바이러스 그 자체마저도- 뿌리고 다니며 퍼뜨리는 것을 조장하고 있음을 시사하기까지 한다. 나는 성적 관계를 통해 전염되는 병이 감염자의 성충동을 높인다는 사실을 나타내는 증거에 대해서는 아무것도 모르나 그것은 조사해 볼 가치가 있다고 본다. 적어도 미약(媚藥)이라고 하는 가뢰류(Spanish Fly)가 가려움증을 일으켜 작용한다는 것은 확실하다. 그리고 사람을 가렵게 하는 것은 마치 바이러스가 뜻을 이루려고 했던 종류의 일이다.
- 자연에는 동종 또는 다른 종의 다른 개체를 조작하는 동물이나 식물이 많이 있다. 자연 선택에 의해 조작하는 유전자가 선택된 모든 경우에 있어서 그들의 유전자가 조작하는 생물체(연장된 표현형)에 효과를 끼치는 것으로 말하는 것은 이치에 맞는다. 유전자가 물리적으로 어느 생물의 몸 속에 위치하는가는 문제가 아니다. 그 조직의 표적은 같은 몸 일지도 모르고, 다른 몸 일지도 모른다. 자연 선택은 스스로의 증식을 확실히 하도록 세계를 조작하는 유전자를 택한다. 이것이야말로 내가 '연장된 표현형의 중심 정리' 라고 하는 것에 연결된다. 즉, "동물의 행동은 그들의 유전자가 그 행동을 하고 있는 동물의 몸 내부에 있거나 없거나 그 행동을 위한 유전자의 생존을 최대로 하는 경향을 가진다."
- 모든 생명의 근본적인 단위 및 원동력은 자기 복제자이다. 자기 복제자는 그 사본이 만들어지는 우주에 있는 어떤 것이다. 최초로 우연히 작은 입자들이 마구 부딪침으로 해서 자기 복제자가 출현한다. 자기 복제자가 일단 존재하게 되면 그것은 스스로 복제를 한없이 만들어 나갈 수 있다. 그러나 어떤 복제 과정도 완전하지는 않고 자기 복제자들의 집단은 서로가 다른 몇 개의 변이를 품게 된다. 이 같은 변이의 어떤 것은 자기 복제의 능력을 잃어서 그들 자신이 소멸할 때 그 동족도 아울러 소멸하고 만다. 다른 변이는 아직 복제를 할 수 있으나 효율이 나쁘다. 아직도 다른 변이는 점점 새로운 방법을 획득하여 자기의 조상이나 동시대의 것보다 훨씬 효율이 좋게 자기 복제된다. 집단 중에서 우세하게 되는 것은 물론 그들의 자손이다. 이제 시간이 지남에 따라 세계는 가장 강하고 교묘한 자기 복제자에 의해 채워져 나가게 될 것이다.
- 한 유전자의 표현형 효과가 반드시 모두 그것이 위치하는 개체의 몸 속에 한정되어 있지 않다. 원칙적으로 말해 확실히 그리고 사실상 유전자는 개체의 체벽을 통과하여 바깥 세계에 있는 대상을 조작한다. 대상의 일부는 생명이 없는 것이고, 또 어떤 것은 다른 생물이며, 어떤 것은 매우 멀리 떨어진 곳에 있다. 아주 작은 상상력만 있다면 방사상으로 뻗은 연장된 표현형의 힘의 그물 눈 중심에 위치하는 유전자를 볼 수 있다. 세계 속에 있는 하나의 대상물은 여러 생물 개체 속에 위치하는 여러 유전자로부터 오는 영향력의 그물이 집중하는 초점인 것이다. 유전자의 긴 팔에는 분명히 경계가 없다. 모든 세계에는 멀리 또는 가깝게 유전자와 표현형 효과를 연계하는 인과의 화살이 종횡으로 난입하고 있다.

 

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Posted by dalai
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