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효모는 적응했을 뿐, 진화하지 않았다.
(Yeast Adapt, But Don't Evolve)
Brian Thomas

   최근 연구자들은 '진화적 구출(evolutionary rescue)”이라는 개념을 테스트하기 위해서 효모(yeast) 개체군을 연구하였다. 이 개념은 주위 환경의 스트레스에 반응하여 ”진화를 통해 빠르게 적응”하는 생물체의 능력을 추정하는 것이다.[1] 단세포 생물의 변화에 대한 한 연구는 효모가 분명히 적응했음을 보여주었다. 그러나 이 적응(adaptations)은 생물체 자체에 설계된 능력에 의한 결과인 것처럼 보인다.

몬트리올 맥길 대학(McGill University)의 연구진들은 흔한 미생물인 효모의 2,000 세대에 걸친 변화를 추적하였다. 이 과정에서, 이들은 염(salt)의 형태로 환경적 스트레스를 가했다. 만일 신다윈니즘이 제안했던 방법으로 진화가 작동된다면, 몇몇의 효모 개체에서 우연히 일어난 돌연변이들은 (환경의 변화속도가 개체의 변화속도를 능가하지 않는 한) 염이 가해진 환경을 효모가 극복해 내는 데에 도움을 주는 새로운 분자들을 만들어내야만 한다.

맥길 대학의 언론 보도는 효모의 적응은 ”50~100 세대 만에 놀라울 정도로 빠르게 일어난다”고 언급하였다.[1] 또한 과학자들은 한 효모 개체군을 이미 염분 내성을 획득한 다른 개체군과 접촉시켰을 경우, 다음 세대들은 빠르고 성공적으로 적응할 기회를 증가시킴을 발견했다.

그러나 세포내 어떤 장치가 이 염을 조절하도록 통제하는 것일까? 사람이 만든 염분측정 장치는 효모에 있는 초소형의 정교한 시스템에 비해 너무도 크다. 그리고 효모는 내부에 염분 농도를 일정하게 관리하는 메커니즘을 장착하고 있다. 적절한 염분 배출 장치가 이미 장착되어있지 않다면, 세포 보호층을 갖고 있지 않은 효모와 같은 단세포 생물체는 이러한 상황을 감지하지도 못하고, 염분의 치명적 농도에 노출되어 홀로 그것을 완화시켜야 한다.

수분의 양을 감지하고 관리하는 세포의 기구들은 염분 농도를 함께 조절한다. 만약 환경에 염분이 너무 많다면, 세포는 탈수되어 죽게 될 것이다. 간단히 말해서, 효모 세포는 정교한 생화학 작용에 의해서 이루어지는 염분에 대한 내성 범위를 갖고 있다. 염분을 세포 외부로 펌핑하는 데에는 매우 큰 에너지를 소모하기 때문에, 이 내성 범위는 장치들의 능력 한계치에 도달할 때까지 조정될 수 있다.

이들 정교한 장치를 좀 더 자세히 들여다보면, 이 장치는 어떻게 그렇게 미세하게 조정되고, 강화되고, 범위가 확대 축소될 수 있는가 라는 질문이 생겨난다. 거기에는 실제로 염분 조절 시스템을 관리할 수 있는 보다 크고 유전적인 시스템이 있는 것일까? 효모는 수십 세대 후에 염분이 가해진 환경에 적응할 수 있었다. 그러나 어떻게 이러한 일이 일어날 수 있었는지에 대한 상세한 메커니즘은 아직 밝혀지지 않고 있다. 그러나 이 현상의 빠른 속도는 매우 중요한 단서를 제공한다.

효모의 적응은 무작위적인 돌연변이로 설명하기에 너무 빨리 일어났다. 왜냐하면 돌연변이들은 매우 느리게 축적되기 때문이다. 따라서 이러한 빠른 적응은 효모가 적응 시스템을 이미 내부에 갖고 있었다는 주장을 지지하는 것이다.

또한 효모가 돌연변이들에 의해서 이러한 효율적인 적응을 했다는 주장은 다른 의문을 불러일으킨다. 만약에 이러한 관측된 적응이 '진화'라고 불리어진다면, 그리고 이것이 불과 50~100 세대 만에 일어난다면, 그러면 왜 효모는 계속 진화하지 않고, 오늘날 완전히 다른 생물체가 되지 않았는가?

그들은 적응하기 위한 가속화된 '진화' 속도를 가지고 있으면서, 왜 그들은 셀 수 없을 정도의 엄청난, 수 조(trillions) 세대를 거쳤으면서도 진화론적으로 정체되어 있는가? 기록에 의하면, 인류는 초기부터 효모를 이용하여 발효된 빵과 음료를 만들고 먹어왔다. (미국 캘리포니아의 한 양조장은 4천5백만 년 전의 것으로 추정하는 호박 속에 갇혀있던 효모를 증식시켜 맥주를 만들고 있다. 아래 관련자료 링크 1번 참조).  지난 반세기 동안 과학자들은 실험실에서 계속해서 효모를 연구해오고 있다. 그러나 효모가 진화하여 다른 미생물이 되었다는 보고는 없다.

이것은 효모 안에 진화된 그 어떠한 것도 없기 때문이고, 효모는 그들 자신도 진화해온 것이 아니기 때문이다. 오히려, 그들은 다양한 환경 조건에서도 살아남기 위해, 빠르게 적응할 수 있는 능력을 가진 채로 특별히 창조된 것이다.


References 

1. Evolution to the Rescue. McGill University news release, June 22, 2011, reporting on research published in Bell, G. and A. Gonzalez. 2011. Adaptation and Evolutionary Rescue in Metapopulations Experiencing Environmental Deterioration. Science. 332 (6035): 1327-1330.

 

 

출처 : ICR News, 2011. 7. 11.
URL : http://www.icr.org/article/6224/
번역자 : 서태철

관련 자료 링크:

1. 4천5백만 년 전의 호박 속에 있던 효모로 발효시킨 맥주? (45-Million-Year-Old Brewer's Yeast Still Works)
2. 소금의 전설 (Salty saga) : 2억5천만 년 전(?) 소금에서 다시 살아난 박테리아
3. 생명체가 수백만 년 동안 생존할 수 있을까? : 800만 년(?) 동안 살아있었던 박테리아와 화석화되지 않은 나무 (Can Life Survive for Millions Years?)
4. 잘못된 위치, 잘못된 시대에서 발견된 생물체들 : 5천만 년 전 멸종 새우의 부활, 2억2천만 년 전 호박속 미생물, 그리고 1억2천5백만 년 전 비행포유류의 발견 (Life Out of Place, Life Out of Time)
5. 단순한(?) 아메바가 박테리아를 사육하고 있었다. ('Simple' Amoebas Can Farm Bacteria)
6. 단순한 생물체 같은 것은 없다. (There’s No Such Thing as a ‘Simple’ Organism)
7. 심지어 박테리아도 황금률을 따르는 것처럼 보인다. : 이타주의적 행동은 적자생존의 진화론과 모순된다. (Even Bacteria Seem to Follow the Golden Rule)
8. 초파리의 진화는 600 세대 후에도 없었다. (No Fruit Fly Evolution Even after 600 Generations)
9. 진핵생물의 진화는 10억 년이나 더 뒤로 내려갔다. (Supposed eukaryote evolution pushed back one billion years)
10. 실험실에서 박테리아의 진화? (Bacterial Evolution in the Laboratory?)
11. 작동되고 있는 진화인가, 과장되고 있는 진화인가? : 빠른 돌연변이율은 진화의 증거가 될 수 없다. (Evolutionists Caught in the Act – of Exaggerating)
 
 
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