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Computer Networks 글은 경희대학교 후마니타스칼리지 전중환 교수님의 [진화와 인간 본성 GED1119] 수업을 기반으로 정리한 내용입니다.

3.1 적응과 자연 선택

자연 선택에 의한 진화가 어떻게 복잡한 적응을 만드는가?

• 다윈은 개체 선택론을 주장

  • 개체 선택론 : 개체가 평생 낳는 자식 수를 늘리는 데 기여하는 유전자는 그렇지 않은 유전자보다 다음 세대에 더 흔해진다.
  • 적응 = 생명체의 복잡하고 정교한 설계 = 번식을 위한 설계 = 먼 진화적 과거 개체의 번식 성공도 높여 존재하게 된 설계

• 왜 오직 자연 선택 기제만이 복잡하고 정교한 생물학적 적응을 만들 수 있을까?

  • 진화를 일으키는 다른 기제(돌연변이, 이주, 유전적 부동)는 모두 전적으로 우연에 기댄다.

자연선택은 개체군 내 유전적 변이 중 가장 많은 복제본이 남겨진 유전적 변이가 일관되고 무작위적이지 않게 선택되는 과정이다. = 복잡한 적응이 존재하는 목적

즉, 오직 자연 선택만이 여러 대안 중 적응적 문제를 가장 잘 해결하는 특정 대안을 ‘골라내는’ 유일한 과정이다.

• 주의! 유기체가 의식적으로 노력한다는 말이 아니다.

자연 선택에 의한 진화의 과정

1. 자연 선택은 느리고 누적적인 과정이다.

• 다윈주의는 우연에 기대는 일회성 선택이 아니다.
  • 땅 위에서 제자리 점프를 했을 때 산 정상까지 도달한 만큼 점프할 가능성을 말하는 것이 아니다.
• 다윈주의는 수많은 단계가 누정되는 선택이다.
  • 완만한 경사를 1년에 1cm씩 오르는 것처럼 오랜 세월에 걸쳐 조금씩 누적해 정상에 도달하는 것이 다윈 주의이다.
• 눈 → 처음에는 밝은지, 어두운지만 구별 가능 → 정교한 눈으로 점진적 진화

2. 자연 선택은 근시안적이다.

• 당장의 현실에 충실할 뿐, 미래를 보고, 장기적인 계획을 따르지 않는다.
• 여러 대안 중 가장 번식에 도움되는 대안을 선택할 뿐이다.
• 특별하고 신비로운 주체가 아닌 3 가지 조건이 충족되면 무조건 일어나는 논리적 귀결이다.
  • 3 가지 조건
  1. 변이
  2. 유전
  3. 차별적 성공
• 따라서, 개채의 ‘설계’는 기존의 구조에 의해 강하게 제한받는다.
  • 기도, 식도가 서로 연결됨 → 불필요한 설계 → 척추동물의 공통 조상이 처음부터 어리석은 결계를 가졌기 때문
  • 뇌에서 나와 후두에 연결되는 되돌이 후두신경 - 뇌에서 곧장 후두로 가는 것이 아닌 심장 근처 동맥을 감고 후두로 연결 → 불필요한 설계

3. 자연 선택이 만든 적응은 종종 시대에 뒤떨어진 구식이다.

• 먼 과거의 진화적 환경에서의 적응적 문제를 해결하게끔 설계되었기에 현재 환경에서 맞지 않을 수 있다.
  • 당을 좋아하는 성향
    • 당 = 높은 에너지원
    • 과거 - 당이 있는 음식 좋아하는 성향이 생존과 번식에 유리
    • 현재 - 성인병, 비만을 일으키는 원인
  • 게으름을 피우려는 성향
    • 과거 - 수렵, 채집 시 음식 얻기 위해 많은 활동하기에 불필요한 신체 활동 억제하는 것이 유리
    • 현재 - 몸을 사용하지 않고도 다량의 에너지 얻을 수 있는 현재, 게으름 = 건강의 적

3.2 적응주의 프로그램

• 적응주의 프로그램 : 다윈주의를 활용하여 적응적 설계를 알아내려는 접근법
• 복잡한 적응의 구조를 파악하면 적응적 문제, 진화적 기능을 추론 가능
  • 진화적 기능 추론 ⇒ 적응적 문제에 대한 해결책을 추론 가능
  • 적응적 문제, 해결책 사이 밀접한 연관이 있다!

ex) 가위 → 손잡이, 금속 재질의 날카로운 날, 손잡이를 열고 닫으면 날도 열리고 닫힘(구조 파악) ⇒ 무언가를 자를 수 있겠구나!(기능)

• 특수한 설계를 판명하는 판단 기준 (조지 윌리엄스 제시)

1. 효율성 : 얼마나 효율적으로 문제를 해결하는가
2. 경제성 : 얼마나 적은 비용으로 문제를 해결하는가
3. 정확성 : 목표를 달성하게 특수화되었는가
4. 신뢰성 : 적응이 발휘될 때 신빙성있게 잘 작동하는가

= 형질이 기능 A를 수행하기 위한 적응이다! = 잘 수행하는가, 효율적이고 정교하게 설계되었는가 확인하면 된다.

• 진화의 산물인 모든 형질이 적응인 것은 아니다!

1. 부산물 : 형질이 적응적 문제를 해결한 것은 아니나, 다른 적응에 결부되어 개체군에 퍼진 것 ex) 탯줄 → 적응, 배꼽 → 부산물. 탯줄이 있던 흔적이기 때문에 모든 사람들이 갖는 것

2. 잡음 : 환경의 우연한 변화나 돌연변이로 생기는 무작위적인 효과 ex) 참외 배꼽 / 타원형 배꼽 → 그저 잡음이다.

3.3 근접 설명과 궁극 설명

• 근접 설명 : 어떤 행동을 촉발한 즉각적이고 가까운 원인인 근접 원인을 들어 설명하는 것.
  • 어떻게? 에 대해 답한다.
  • 초콜릿을 왜 먹는가? 달콤하니까. 초콜릿이 달콤하다고 느끼는 미각 체계가 초콜릿을 즐겨먹게 한다.
  • 왜 초콜릿을 하필이면 달다고 느끼는가에 대해 답하지 않는다.
• 궁극 설명(진화적 원인) : 어떤 행동을 만든 먼 원인인 궁극 원인을 설명.
  • 왜? 에 대해 답한다.
  • 왜 초콜릿을 쓰게 여기는 미각 체계는 주어지지 않았는가? 에 대한 대답을 말한다.
  • 궁극 원인은 자연 선택에 의한 진화로 설명된다.
• 둘은 상충하지 않고 상호보완적 관계이다.
• 둘은 시간 척도를 통해 구분한다.
  • 근접 설명 - 한 개체의 일생 안에서 이루어진다.
  • 궁극 설명 - 적어도 수천, 수만 세대에 걸쳐서 이루어지는 설명이다.

근접 설명과 궁극 설명의 구분을 통해 불필요한 오해를 피할 수 있다.

Summary

• 오직 자연선택만이 복잡한 적응을 만든다.
• 자연 선택은 느리고 누적적인 과정이다.
• 자연 선택은 근시안적이다.
• 자연 선택은 종종 시대에 뒤떨어진 구식이다.
• 적응주의 프로그램은 특수한 설계를 판단하는 기준에 따라 형질이 어떤 기능을 수행하게 설계되었는지 탐구한다.
• 근접 원인과 궁극 원인을 통해 구분할 수 있다.

연결문서

• 2023-10-03-evolution-L02