생물학적 적응과 유전적 다양성
ACT뉴스 2012년 11월
하나님은 생물들에게 새로운 환경이나 변화하는 환경에 적응할 수 있는 능력을 선물로 주었다. 적응은 창조 된 생물이 종류 안에서의 다양한 변이를 가능하게 하는 유전적인 다양성 때문에 가능하다. 모양, 색깔, 그리고 크기 등에서 큰 다양성을 가진 개들이 변이의 예들이다. 사람 안에서도 상당히 많은 변이를 볼 수 있다. 한 종류 안에서 생물들의 다양한 모습을 표현형(phenotype)이라고 하는데 다양한 표현형들은 대체로 유전정보 구성(genetic makeup) 즉 게놈(genome, 전체 유전정보)의 차이 때문이다. 우리는 게놈에서 DNA 염기서열의 변이 즉 유전적 다양성(genetic diversity)을 볼 수 있다.
동물을 근친교배(가까운 친척의 짝짓기) 시킬 경우 해로운 돌연변이가 축적되어 표현되는 것을 통해 생물이 적응하는 데 유전적 다양성은 아주 중요한 역할을 한다는 것을 알게 되었다. 근친교배는 집단의 유전적 다양성을 낮추어 덜 건강하고 적응력도 낮은 생물체들이 생겨나게 한다. 자가수분(self fertilizing)하는 꽃을 가진 식물들일지라도 꽃가루가 바람을 통해서 혹은 곤충 등을 통해 전달되어 종류들 사이에서 타가수분(cross fertilizing)이 일어나는 경우가 상당하다. 이것이 그 식물의 유전적 다양성을 증진하는데 기여를 하고 있다.
유전적 다양성은 게놈의 각 부분의 성질과 관련되어 있다. 창조된 종류 안에서 게놈을 서로 비교해 보면, 어떤 부분은 매우 안정하기 때문에 각 생물체마다 매우 비슷하지만, 어떤 다른 부분은 아주 많은 차이를 보여 준다. 이런 현상을 보면, 유전적 다양성은 식물과 동물에 심어 놓은 하나님의 설계의 일부임 분명하다. (하지만 그 다양한 부분은 분명한 한계가 있는 시스템으로 무한히 다양해지지는 않는다.) 과학자들은 이러한 유전적 변이 시스템들을 이제 막 이해하기 시작했는데 DNA 염기서열의 다양성이 원인이 된 변이도 있고, DNA를 포장하는 단백질에 화학적인 작용이 일어난 것이 유전되어 변이가 되는 경우도 있다. 과학자들은 후자의 유전적 변이를 유전외적 변이(epigenetic modification)라 부른다. 이 경우에는 DNA 염기 서열은 바뀌지 않지만 그 기능에 영향을 미쳐 유전적 변이에 또 다른 중요한 역할을 하게 된다.
생물의 복잡한 특성들은 많은 수의 유전자들이 관련(multigenic) 되었을 것으로 생각하였다. 반면에 단순 유전은 대부분 하나 또는 게놈의 한 두 지역에 의해 제어되는 특성이라고 생각을 했다. 이런 유전의 예로는 눈 색깔, 머리 색깔, 등과 같은 것들이다. 그러나 최근 창조론자의 사슴털 색깔에 관한 연구 논문은 자연에서 이런 형태의 다양성이 어떻게 나타나는지를 보여 주었다.
예상과는 다르게, 적응과 관련되어 표현되는 특성들이 단순한 것이건 복잡한 것이건 대부분은 생물학적으로 매우 복잡한 반응들이 연관되어 있음을 알게 되었다. 적응은 수많은 유전자들의 영향이 종합 된 결과인데 여러 환경에서 복잡한 DNA 지도 작성 실험을 통해 연구 된다. 이런 서로 연관 된 수많은 복잡한 데이터를 통계 모델을 사용하여 분석하면 게놈 영역의 여러 지역들을 알아낼 수 있고 그 지역의 유전정보들이 변이에 어느 정도 기여하는지도 알 수 있다.
유전적 다양성에 관련된 또 다른 궁금증은 변이에 관련된 DNA 염기서열 특징의 유형에 관한 것이다. 여러 창조 과학자들은 창조된 종류 안에서 유전적 다양성이, 자리를 옮기는 유전정보(transposable element)와 눈에 보이는 결과인 단백질을 만들지 않는 DNA 정보 때문에 생겨난다는 자료와 모델을 발표해 왔다. 유전정보에는 단백질을 만드는 유전정보와 단백질을 만들지 않는 유전정보가 있다. (사람의 경우 후자의 정보가 전체 정보의 98%를 차지하는데 과학자들은 그 기능을 발견하려고 노력하고 있다.) 이런 단백질을 만들지 않는 특정 염기서열들(유전정보)은 창조된 종류의 유전적 다양성을 설명하는 모델에 요긴하게 사용 될 수 있을 것으로 보인다. 과학자들은 게놈에서 그 단백질을 만들지 않는 부분을 연구해오고 있는데 이 부분의 정보는 단백질을 만드는 유전자가 여러 가지 양상으로 표현되도록 조절하는 극히 중요한 보물창고라고 생각하고 있다.
Jeffrey Tomkins, Ph.D., ICR 연구원
출처: Tomkins, J. 2012. Mechanisms of Adaptation in Biology: Genetic Diversity. Acts & Facts. 41 (5): 8.
ICR생물학 연구팀은 적응에서 유전자 다양성과 그것의 역할에 단백질과 상관없는 DNA가 무슨 일을 하는지 알아보기 위해 창조론자와 세속 과학자들의 논문을 검토하고 있다.
