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해변 생쥐의 더 나은 생존을 이끈 돌연변이는
진화인가 적응인가?
(Evolution or Adaptation?
: Mutation leads to better survival in beach mice)
Georgia Purdom

    2006. 7. 7일자 Science 지에 게재된 한 논문에[2] 기초하고 있는 호와드 휴즈 의학연구소(Howard Hughes Medical Institute, HHMI)의 최근 뉴스 기사에 따르면[1], 생쥐 DNA의 단 하나의 돌연변이(a single mutation)는 해변 생쥐(beach mice)들에 밝은 외피 색깔(light coat color)을 가지도록 하여, 모래 환경에서 더 나은 생존을 할 수 있게 했다는 것이다. 뉴스 기사는 이것은 ”진화가 큰 도약을 일으킬 수 있다는 증거를 제공하고 있는 것이다”[1]라고 말하고 있었다.


해변 생쥐와 외피 색깔

해변 생쥐인 Peromyscus polionotus는 다양한 외피 색깔들을 가지고 있다. 이들 팀에 의해 연구된 특별한 생쥐는 섬들로 막혀진 미국 플로리다의 걸프(Gulf) 해안에 살고 있는 생쥐이다. 이전의 연구에서 일부 생쥐들이 매우 밝은 색을 가지고 있다는 것은 보고되었다. 그러나 이것에 대한 분자적 메커니즘은 알려져 있지 않았다. 연구자들은 이들 생쥐가 멜라노코틴-1 감수체 유전자(melanocortin-1 receptor gene, Mc1r)에 하나의 돌연변이를 가지고 있다는 것을 발견하였다.[2] DNA에서 단 하나의 염기 변화는 단백질에서 아르기닌(arginine)이 시스테인(cysteine)으로 대체되는 하나의 아미노산 변화를 유도했다. 아르기닌은 전하를 가진 아미노산이고, 시스테인은 그렇지 않다. 그리고 시스테인은 단백질에서 아르기닌이 할 수 없는 특별한 이황화 결합(disulfide bonds)을 형성할 수 있다.

이것은 두 아미노산들이 한 단백질 안에서 다른 물리적 행동을 하도록 하는 원인이 된다. 아마도 그것으로 인해 돌연변이가 일어난 단백질의 구조가 변경되는 것이다. (이것은 Science 지의 기사에 직접 언급되지는 않았다). 그 결과 돌연변이 된 Mc1r 단백질은 그것에 결합하는 멜라닌세포 자극호르몬(melanocyte stimulating hormone, MSH)에 대해 감소된 친화력을 가지게 된다.[2] 이 감수체-호르몬 상호작용(receptor–hormone interaction)은 포유류가 색깔을 가지도록 역할을 하는 멜라닌(melanin)의 생산에 있어서 중요하다. (사람에서 Mc1r 유전자의 기능 부전은 붉은 모발과 흰 피부(fair skin)를 일으킬 수 있다). 따라서 이러한 감소된 상호작용이 생쥐에서 일어나, 생쥐의 멜라닌 생산이 감소되었고, 밝은 색의 털을 가지게 되었다고 추정해볼 수 있겠다.


진화인가 적응인가?

그 발견에 대한 저자들의 설명은 창조론자들에게 역설적인 것처럼 보인다 : ”이것은 단백질-암호의 변화가 생물체들의 적응, 개체군의 방산(divergence), 그리고 결국 종들의 출현에 얼마나 중요한 역할을 할 수 있는지에 대한 놀라운 예이다”[1]. 이것에 대해 나는 동의한다. ”이 동물에서 일어났던 단 하나의 돌연변이가 색 변화에 공헌하고 있다는 확인된 사실은 개체군들이 (단 시간 안에) 커다란 스텝들로 분기되어 나아가는 진화의 한 모델이 되고 있다.[1] 호크스트라(Hoekstra)는 이것을 장구한 기간동안 작은 변화들이 축적되는 유행하는 진화 메커니즘과 비교하고 있다.”[1] 이것에 대해 나는 동의하지 않는다. 다시 한번, 한 생물 종의 적응/자연선택(adaptation/natural selection)이 무기물에서 사람으로의 진화(molecules-to-man evolution)로 외삽되고 있는 것이다. 나는 외피 색의 변화가 정말로 진화와 관련되어있는 지를 의심하는 것이다. 만약 생쥐에서 일어난 돌연변이가 어떻게든 유용한 부속기관의 성장을 허락했다면 (돌연변이는 결코 이것을 할 수 없지만), 그것은 올바른 방향으로 약간의 진화를 했다고 볼 수도 있을 것이다. 과학자들이 무기물-사람으로의 진화를 설득력 있게 주장하기 위해서는 반드시 멜라닌 유전자, 색소 형성 등과 같은 것들의 기원에 대한 유전적 메커니즘을 설명해야만 한다는 것이다. 분명히 색소(pigment)의 소량 생산을 일으킨 원인이 된 색소형성 유전자의 돌연변이는 그러한 종류의 예가 될 수 없는 것이다. 상향적 진화는 이미 존재하던 유전정보의 감소나 제거에 의해서 일어날 수 없음은 명백하다.


진정한 문제

연구자들에 있어서 더 큰 놀라움은 그들이 발견한 돌연변이는 꽤 빠르게 일어났었을 것이라는 것이다. 왜냐하면 P. polionotus 가 살고 있는 섬은 생겨난 지 6,000년도 안 되는 것으로 간주되고 있기 때문이다.[2] 그러나 이러한 과정들(아마도 다른 요인들이 유전체에 영향을 주어 일어난)은 노아 홍수 후 창조되어진 종류(kinds)들 내에서 변이들을 만들면서 빠르게 발생했었을 수 있었기 때문에, 이것은 창조론자들에게는 놀라운 일이 아니다. 이러한 효과들은 생물계에서 보여지는 엄청난 다양성의 주요한 원인이 되었을 것이다.[3] 덧붙여, 오늘날에도 매우 빠르게 적응(adaptation)이 일어난 많은 예들이 있다.[4] 

또 다른 중요한 점은 DNA에서 대부분의 돌연변이들은 하나의 오류로서 심지어 커다란 변화를 가져오는 것처럼 보인다 하더라도, 선택 가능하지 않다는 것이다.[5] 한 돌연변이가 채택되든지 거부되든지 선택되기 위해서는, 그것은 전체 생물체 수준에서 생물체의 표현형적인 몇몇 변화들을 만들어야만 한다. 변화는 그 생물체를 환경에 더 적응하게 하는 것들과 부적응하게 하는 것들을 포함해서 충분히 많아야만 한다. DNA에서 대부분의 돌연변이들은 조용(silent)하든지 (표현형 수준에서 어떠한 변화도 유도하지 않음), 치명적(lethal)이든지 (생물체의 죽음을 야기함), 약간 해로운(slightly deleterious) 것들이다 (어떤 선택과정에 의해서 특별히 채택되도록 충분한 표현형적 변화가 없다).     
 
고등한 생물체에서 한 돌연변이가 선택 가능한 특성들을 직접 야기시키는 경우는 (비록 항생제 저항 세균에서처럼, 박테리아에서는 흔히 발생할 수 있다하더라도) 발견하기 어렵다.[5]
 
비록 해변 생쥐에게는 유익했었지만, 돌연변이는 유전정보의 손실(loss of genetic information)을 가져왔다. 돌연변이체 Mc1r 단백질은 MSH 호르몬과 잘 결합되지 않는다. 따라서 생쥐는 멜라닌 생산이 감소되었고, 밝은 털 색깔을 가지게 되었다. 비록 이것이 해변 환경에서는 장점이 되겠지만, 그 생쥐가 어두운 털 색깔이 더 유리한 숲과 같은 장소로 지리적 위치를 바꿀 때에는 장점이 될 수 없을 것이다. 덧붙여, 무기물-사람으로의 진화는 멜라닌과 색소형성의 소실을 설명할 것이 아니라, 그것들의 기원을 설명해야만 한다. 멜라닌의 생산을 감소시키고, 밝은 색깔을 유도한 돌연변이는 진화 방향과는 모순 되지만, 아담의 범죄 이후 생물 세계에 나타난 영향과는 완전히 일치한다. 진화론자들은 긍정적으로 선택(positively selected)되는 것들을 모두 ‘작동되고 있는 진화(evolution in action)’라고 가정하는 경향이 있다. 그러나 이것은 진화가 아니다. 또한 뉴스 기사도 이 돌연변이가 DNA의 단백질-암호 부위(protein-coding region)에서 발견되었기 때문에, 인간과 침팬지, 그리고 다른 생물체들 사이의 차이는 추정되고 있는 것처럼 조절 부위(regulatory regions)에서의 차이가 아닐 수도 있다고 언급하고 있다.[1] 이것은 단지 1개의 돌연변이 발견에 의거하여 추측하고 있는 하나의 커다란 가정(a big assumption)이다. 진화론자들이 애정 깊게 불렀던 '쓰레기 DNA (junk DNA)'는 고도로 기능적인 것으로서(단백질 발현을 조절하고 있는 것을 포함하여) 발견되고 있다. 이것은 결국 우리 유전체(genome) 전체가 100% 이상으로 기능적임이 발견될 수도 있음을 가리키고 있는 것이다.[5] 

또 다른 놀라운 사실은 대서양 해안에 사는 또 다른 밝은 색깔의 생쥐는 그들의 외피 색깔을 발달시키는 데에 다른 메커니즘을 가지고 있었다는 것이다. 그들은 멜라노코틴-1 감수체(melanocortin-1 receptor)에 돌연변이를 가지고 있지 않았다.[2] 그 생쥐는 비슷한 색깔을 공유하고 있다하더라도, 그것을 달성시키는 데에 전혀 다른 메커니즘을 가지고 있었다. 외피 색깔의 변화에 대한 한 메커니즘의 발달과 기원도 진화론적으로 설명하기 매우 어려운데, 이제는 두 개의 메커니즘을 설명해야만 하는 것이다!


결론

창조론적 전망으로부터, 이 연구는 주어진 환경에서 한 생물체에 유익할 수도 있는 결과를 가져온 돌연변이의 또 하나의 예를 제공하고 있다. 그러나 돌연변이는 정보의 소실(loss of information)을 가져오는 것이다. 그리고 돌연변이가 일어난 생물체가 현재의 환경에 더 적합할 수도 있을지 모르지만, 그것은 다른 환경에 적응하는 능력을 잃어버렸을 수도 있는 것이다. 이번 Science 지의 논문에 기술된 돌연변이는 멜라닌 유전자의 기원 또는 색소형성 유전자의 기원을 알려주고 있지 못하다. 따라서 그것은 무기물-사람으로의 진화와 관련된 돌연변이가 아닌 것이다.

 

References

1. An Evolution Saga: Beach Mice Mutate and Survive, HHMI Research News, July 7, 2006
2. Hopi Hoekstra, et al., A Single Amino Acid Mutation Contributes to Adaptive Beach Mouse Color Pattern, Science313:101–104, 2006.
3. See Darwin’s finches.
4. See 'Evolution” of Finch Beaks—Again.
5. J.C. Sanford, Genetic Entropy and The Mystery of the Genome, Ivan Press, 2006.

*참조 : Squirrel evolution?
http://creationontheweb.com/content/view/5839/


 

출처 : AiG, 2006. 8. 23,
URL : http://www.answersingenesis.org/articles/am/v1/n1/evolution-or-adaptation
번역자 : IT 사역위원회

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