진화론 시작하기
왜 이렇게 다양하고 정교한가?
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왜 이렇게 다양하고 정교한가?
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만약 외계인이 지구를 처음 와서 봤을 때 어떤 생각이 들까? 지구인으로서 쉽지 않은 일이지만 한번 이입해보자면, 아마도 아래 두 가지 질문일 것이다.
왜 이렇게 다양한가?
왜 이렇게 정교한가?
이 지구에는 엄청나게 다양한 종들이 서식하고 있다. 그리고 각각을 들여다보면 정말로 복잡하고 정교하다. 우리의 신체도 하나씩 들여다보면 온갖 호르몬들과, 세포들이 끊임없이 조절해 나가는 과정이 경이로울 지경이다. 그럼 이런 다양함과 정교함은 도대체 어떻게 생긴 걸까?
우리는 이미 진화론을 들어봤기 때문에, 진화 과정에서 분기된 것이다라고 어렴풋이 알고 있지만, 1800년대까지의 인류는 이 질문에 대해 진화론이 아니라 다른 방법, 창조론으로 설명하고 있었다.
1800년대까지 적어도 서양 사람들은 신과 같은 전능하고 지적인 존재가 동식물을 완벽하게 창조했다고 믿었습니다. 윌리엄 페일리 같은 신학자는 자연계에 존재하는 다양하고 정교한 생명체들을 보면 완벽한 신의 존재를 인정할 수밖에 없다고 주장했지요.
<다윈의 식탁> 장대익
시계를 봤을 때 이렇게 복잡한 것은 저절로 생겼다기보다는 그걸 만들 만큼 훨씬 복잡하고 뛰어난 지적인 존재, 시계공에 의해 만들어졌다고 생각하는 것이 타당하듯, 인간도 신과 같은 지적인 설계자가 만든 것일 수밖에 없다는 것이다. 그래서 아래 이미지처럼 존재의 대사슬이라는 개념으로 종을 분류하고 있었다. 이 각각의 분류는 바뀌지 않음을 전제로 한다.
이에 대해 다윈은 존재는 정해진 위계로 고정된 것이 아니라, 분기하면서 바뀌어나가는 나무와 같다는 이론을 고안한다. 종은 바뀌지 않는 것이 아니라, 하나의 공통 조상을 가진 나무와 같다는 것이다.
이 나무에서 중요한 건 선형으로 진화하는 것이 아니라 분기한다는 점이다. 분기 개념을 설명한 다윈의 노트 이미지다. 우리는 지금까지 호모 사피엔스로 오기까지 어떤 어떤 종을 거쳐 선형적으로 왔다고 설명하는 도식을 봐왔었는데, 진화는 선형적으로 일어나는 것이 아니라 분기하면서 일어난다는 것이다.
그런데, 우리는 당연히 다윈이 처음 주장한 것으로 알고 있는 이 '종이 변한다'는 생각은 그 당시 사람들에게 공공연한 사실이었다. 그 당시에 유행했던 비둘기 육종의 경우 사람들이 인위적으로 종을 교배하면서 새로운 외형을 가진 비둘기를 직접 눈으로 확인하고 있었다. 다만, 어떻게 새로운 종이 생겨나고 사라지는가에 대해 과학적으로 설명한 것이 다윈의 자연선택 이론인 것이다.
자연선택 메커니즘이 작동하기 위해서는 아래 네 가지 조건이 필요하다.
즉, 개체들은 하나도 같은 게 없는, 중심값 없이 다양한 변이를 가지고 있는데, 이때 특정한 형질이 조금 더 유리한 점을 가지고 있을 때, 번식의 차이를 불러일으키게 된다. 이러한 변이가 다음 세대에 대물림이 되면 그때 자연선택이 작동하는 것이다. 그리고 바뀐 세대와 이전 세대가 번식이 불가능할 정도로 달라졌을 때, 종이 분화되었다고 본다.
그래서, 그 당시 사람들이 직접 교미를 시키면서 비둘기 종을 만들어내는 것을 직접 눈으로 봤듯이, 그것이 단지 몇 년, 몇 십년 안에도 가능한데, 하물며 자연은 그리하지 못할 이유가 어디 있겠는가?하는 것이다. 장대익 교수님은 세상에서 가장 위대한 '하물며'라고도 했다.
그런데 진화론을 이해한 사람이라도, 단지 변이에서 시작된 우연한 선택이 이렇게까지 엄청난 다양성과 정교함을 가지게 해줬다고?에 대해 여전히 물음표가 남을 수 있다. 여기에 대해 다윈은 점진론을 이야기한다. 자연은 그야말로 엄청나게 많은 실험을 누적적으로 해왔다는 것이다. 이 물음을 해소하기 위해 비유하는 것이 금고털이범 비유다.
여러분이 만약 금고털이범이라고 상상해보세요. 지금 여러분 앞에 비밀번호 숫자 열 개를 순서대로 다 맞춰야 열 수 있는 금고가 있습니다. 어떻게 여시겠습니까? 제 아무리 금고털이의 신이라 해도 단 한 번에 그 숫자들을 다 맞히지는 못할 것입니다. 아마도 청진기를 다이얼 근처에 대고 일의 자리부터 돌리다가 덜커덕 하면 그 번호를 그대로 둔 채 다음 자리로 이동하는 식으로 하겠지요. 금고털이범은 이런 식으로 '누적적인 과정'을 거치며 '불가능해 보이는' 금고 열기에 성공하는 것입니다.
자연에 도저히 설명이 불가능해보이는 복잡한 형질들이 있지만, 자연선택에 의한 진화는 그렇게 단번에 일어나는 것이 아니라 누적적으로 일어나는 것이기 때문에 그것이 가능하다는 것이다.
아직도 의구심이 남아있을 수 있다. 아무리 그래도 물고가도, 새도, 사람도 진짜 이 모든 게 다 같은 조상에서 나왔다고?라는 질문이 드는 것이다. 여기에 대해 화석 증거들을 '그렇다'고 말하고 있다.
틱타일릭은 2004년에 미국의 고생물학자 닐 슈빈의 연구팀에서 발견한 화석종입니다. 그들은 3억 9000만 년 전까지는 어류가 유일한 척추동물이었으며, 사지를 가지고 육지에서 살았던 척추동물들은 그로부터 적어도 3000만 년 뒤에나 등장했다는 사실을 이미 알고 있었습니다. 이 사실로부터 그들은 그 3000만 년 사이의 어딘가에 어류와 육상 사지동물의 전이 형태가 분명히 출현했으리라 예측했습니다. 그래서 그들은 3억 7500만 년 전의 민물 퇴적층을 찾아 나섰고, 그에 부합하는 캐나다 북부 엘스미어 섬의 암석에 주목했습니다. 5년간의 발굴 작업 끝에 아가미, 비늘, 지느러미가 있으면서 동시에 납작한 머리, 두개골 위에 붙어 있는 눈과 콧구멍, 목과 갈비뼈를 가진 경이로운 화석을 발견하게 됩니다.
즉, 어류와 척추동물 사이의 전이형태인 틱타일릭을 발견함으로써 공통 조상의 잃어버린 고리들을 연결할 수 있었던 것이다.
기린의 목은 어떻게 길어졌나? 기린은 예나 지금이나 대개 키가 큰 나무가 있는 지대에 서식합니다. 기린의 조상은 지금처럼 그렇게 목이 길지 않았습니다. 그런데 그중 어떤 한 개체가 높이 매달려 있는 잎을 따먹기 위해 목을 열심히 늘렸습니다. 이런 과정이 반복되는 동안 그 개체 속에 존재하는 신경액이 목 쪽으로 더 많이 쏠리게 되었고, 그 결과 그 기린은 목이 길어졌지요. 기린에게 긴 목은 하나의 '획득된 형질'입니다. 이런 늘린 목을 새끼들이 물려받는 일이 거듭되면서 오늘날의 기린과 같은 모습이 되었습니다.
이는 획득형질이 유전된다는 용불용설의 설명이다. 하지만 20세기 초 획득 형질은 유전될 수 없다는 것이 밝혀졌고, 오직 생식세포만이 대물림된다는 것이 드러났다. 즉, 변이는 우연하게 만들어지는 다양성에서 비롯되는 것이다. 원래 변이들이 존재하는 상황 속에서 유리함이 작용하고 그것이 대물림 된것이지, 역으로 의도적으로 획득한 형질을 대물림한 것이 아니다. 열심히 운동해서 몸을 만들었다고 해서 자녀가 몸짱 몸매로 나오는 것이 아닌 것이다.
그래서 중요한 것이 바로 다양성이다. 다양한 변이가 있는 상황 속에서 그 변이들 중, 어떤 것이 조금 더 환경에 Fit한 것일 때, 그것이 차별적 이점을 가지고 선택되는 것이 자연선택이다.
즉, 모든 것이 동일한, 균일한 집단에서는 진화가 일어날래야 일어날 수가 없는 것이다. 우리가 모두가 같은 방식으로 다른 것을 따라서 하는 상황에서는 진화를 하기 어렵다고 봐야 한다. 다양성이 왜 중요한가?에 대해서도 자연선택은 다양성 없이는 진화도 없기 때문이라고 답한다.
장대익 교수님께서는 진화학자이시지만, 스타트업 칼리지의 교수님이기도 하다. 자연선택 이론을 보면, 정말 스타트업이랑 닮았다는 생각이 절로 든다.
변이 : 여러 제품들이 각각 다른 모습으로 시장에 나오게 된다.
차별적 적합도 : 그중에서 특별히 고객의 사랑을 받는 제품이 있다.
유전성 : 그러한 강점을 더욱 강화시켜 더 사랑받는 제품으로 키운다.
여기서도 중요한 것이 결국은 '변이'에서 시작해야한다는 점인 것 같다. 다른 것을 따라하고 모방만 해서는 고객이 특별히 더 사랑하는 제품으로 Product Market Fit을 찾을 수 없으니 말이다.
'진화론 없이는 자연과 인간에 대해 문맹이다'라는 말씀이 기억에 남는다. 진화론을 배우면 자연을 설명할 수 있고 이해할 수 있게 된다. 무엇보다 어떤 하나의 근본적인 메커니즘을 이해할 수 있다는 점에서 가장 매력적인 것 같다. 사고의 흐름을 따라가면서 보다보면 현실 세계와의 연결점도 더 잘 보이게 된다.
특히 PM의 눈으로 보니, 자연도 이터레이션을 미친듯이 돌렸구나!하는 생각이 들었다. 여기서 또 한가지 흥미로웠던 점은 '발생적 제약'이라는 것인데, 진화를 하다보면 되돌릴 수 없는 포인트가 생기게 된다는 것이다. 이미 이 방향으로 너무 많이 와버려서 이 이전으로 갈 수는 없다는 건데, 제품을 만들 때도 그럴 때가 있다. 어떤 기능은 넣었다가 뺄 수 있는 형태이지만, 어떤 업데이트, 리브랜딩 등의 개선은 다시 돌아가기 어렵다. 이런 점도 정말 이치가 맞아 들어가는 것 같아 신기했다.
앗 그리고 마지막으로 다윈이 글을 전개한 방식이 현명하다는 생각이 들었다. 다윈의 입장에서는 자연선택 이론이 너무나 간결하고 명백했기 때문에 그대로만 설명하고 싶었을 수도 있다. 그런데 여기서 다윈은 어떻게 하면 사람들이 이걸 받아들일까를 생각해서 그 당시에 많은 사람들의 초미의 관심사였던 비둘기 육종 이야기를 주구장창하면서 관심을 끈 다음에, 자연스럽게 자연선택 이론을 설파했다. 새로운 관점을 설득할 때 어떻게 하면 독자를 설득할 수 있을까를 정확하게 찌른 서술 방식이었다는 점도 기억할 만한 점인 것 같다.
