수백만 년쯤은 걸려야 종의 분화가 이루어집니다.
인간이 눈으로 목격할 수 있는 수준이 아니에요.
그럼에도 불구하고 정말 진화를 '눈으로 목도'하기 위한 의미 있는 시도는 더러 있었죠.
가장 유명한 게 리처드 렌스키 팀의 대장균 실험입니다.
[관련 논문]
Genome evolution and adaptation in a long-term experiment with Escherichia coli
Nature 461, 1243-1247 (29 October 2009) | doi:10.1038/nature08480; Received 9 July 2009; Accepted 28 August 2009; Published online 18 October 2009; Corrected 29 October 2009
http://www.nature.com/nature/journal/v461/n7268/full/nature08480.html
16일 교육과학기술부(장관 안병만)에 따르면 한국생명공학연구원(원장 박영훈) 바이오시스템연구본부의 김지현 박사팀 주도로 미국 미시간주립대학교의 렌스키(Richard E. Lenski) 교수, 프랑스 조셉푸리에대학교의 슈나이더(Dominique Schneider) 교수의 공동연구로 이 같은 연구결과를 얻었다. 이는 4만 세대 동안 실험실에서 진화된 생명체의 유전체 염기서열을 비교분석하여 생명체 진화 과정을 추적하였을 뿐 아니라 환경적응도와의 상관관계를 규명한 것이다.
이번 연구결과는 세계 최고 권위의 학술저널인 ‘네이처(Nature)'지 10월 18일자(한국시각 10월 19일 02시) 온라인판에 발표됐다.
생명체의 진화는 그 과정을 직접 관찰하는 게 불가능하다. 왜냐하면 장기간에 걸쳐 점진적으로 진화가 일어나기 때문이다. 그러나 실험실에서 빠른 속도로 증식하는 미생물인 대장균(Escherichia coli)을 사용하면 여러 세대에 거쳐 일어나는 진화 과정의 실시간 추적이 가능할 뿐만 아니라 동결보존해둔 조상 균주와 후손 균주의 직접적인 경쟁을 통해 동일한 환경에 대한 적응도를 정량적으로 비교할 수 있다.
유전체 변이 양상…수만 세대 추적
4만 세대까지 배양한 대장균을 대상으로 한 이번 연구는 렌스키 연구팀과 슈나이더 교수팀이 공동으로 장기간 배양에 의한 진화 실험과 세대별 적응도(fitness) 분석을 수행했다. 김지현 박사팀은 대용량 유전체 염기서열 해독을 통한 돌연변이 서열의 분석 연구를 담당했다. 교과부에 따르면 진화 과정 중에 있는 생명체의 유전체 염기서열을 고정밀도로 해독하여 약 20년에 걸친 장기간의 진화실험에 따른 유전체 변이의 양상을 수만 세대 동안이나 추적한 것은 이번 연구가 처음이다.
이번 연구로 환경 조건이 일정하게 유지되는 조건이라 하더라도 유전체의 변이 속도와 적응도 간의 관계는 일정하지 않음이 처음으로 밝혀졌다. 단백질로 만들어지는 부위에 발생한 돌연변이는 모두 아미노산 서열이 바뀌는 종류의 것이고, 대부분의 돌연변이가 개체에 유익한 것으로 확인됐다.
연구진은 2천, 5천, 1만, 1만5천, 2만, 및 4만 세대 째의 클론을 분리하여 차세대 염기서열 해독 기법인 님블젠(NimbleGen)과 일루미나(Illumina) 방법을 이용, 기반 균주인 REL606의 유전체 서열과 비교하여 염기서열 상에 발생한 차이를 확인했다.
4만 세대에서 돌연변이 발생 폭증
그 결과 2만 세대까지 시간에 비례하여 돌연변이 수가 일정하게 증가하였으나, 환경에 대한 적응도는 진화초기인 약 2천 세대까지만 기반균주의 1.5배 수준으로 급격히 증가하였다가 이후에는 증가폭이 점차 감소하면서 2만 세대에서는 추가적으로 0.34배 정도 증가하는 데 그쳤다.
그러나 4만 세대에서는 돌연변이의 발생이 폭증했다.(전체 유전체의 약 1.2%가 결손) 이는 25,600 세대 경에 특정 유전자에 돌연변이가 발생하여 염기서열 복제의 오류가 정상세포보다 크게 증대된 데에 기인할 것으로 추측되고 있다.
김지현 박사는 “10년 가까이 중점적으로 진행해 온 연구가 다윈 탄생 200주년 및 <종의 기원> 출판 150주년이 되는 올해를 맞아 생명체의 진화 메커니즘을 밝히려는 노력에 기여하게 됨을 뜻 깊게 생각한다”면서 “진화 개념을 응용하면 산업적으로 바이오합성 균주의 시스템 최적화 등을 도모할 수도 있다”고 밝혔다.
아울러 미생물유전체프론티어 사업단장으로서 이번 연구 성과의 공동저자이기도 한 오태광 박사는 “미생물 및 유전체 이용 기술은 바이오 경제를 이끌어갈 주역”이라면서 “이번 연구는 생명현상에 근본적인 안정성을 예측하는 수만 세대 이후 유전 진화현상을 근본적으로 밝힌 기초적인 연구 성과이지만, 이런 현상을 이용하면 획기적인 생산 방법도 가능하다”고 강조했다.
■ 용어설명
▶ 대장균(Escherichia coli) : 발견자의 이름을 따서 학명이 붙여진 세균으로서 항온동물의 대장에서 정상 균총을 이루는 미생물 중 하나로 대부분은 무해할 뿐만 아니라 비타민 K를 생산하고 병원균이 정착하는 것을 막아서 기주에 유익하기도 하지만, 개중에는 O157:H7과 같이 식중독을 일으키는 병원성 균주와 이질균(Shigella)도 있음. 대장균은 키우기 쉽고 다루기가 용이하여 인류가 가장 많이 연구하고 활용해온 모델 생명체 중에 하나로서 K-12나 B와 같은 균주들은 미생물학, 분자생물학, 분자유전학적 연구뿐만 아니라 세포공장으로써 각종 재조합 단백질이나 유용물질 등을 생산하기 위해 생명공학에 널리 이용되고 있음. BL21(DE3)와 REL606 균주는 B 계열의 대장균으로서, BL21(DE3)는 의약용 또는 산업용 재조합 단백질을 대량으로 발현하는 단백질공장(protein factory)으로 많이 이용되고 있고 REL606는 조건 환경에서의 유전체 진화 양상과 표현형으로 나타나는 환경 적응과의 관계를 연구하는데 이용돼 왔음.
▶ 실험진화(experimental evolution) : 생물체를 실험실 조건에서 여러 세대 동안 유지하면서 진화의 가설과 이론을 검정하는 연구 기법으로 1893년 미국 위스콘신대학교의 Harry L. Russel이 세대수가 짧은 미생물을 제어 가능한 환경에서 장기간 계대배양하면서 진화의 실제를 연구할 수 있을 것이라는 아이디어를 제시한 것이 최초임. 대장균과 같은 세균을 사용하면 오랜 세대에 거쳐 일어나는 진화 과정의 실시간 추적이 가능할 뿐만 아니라, 동결보존해둔 조상 균주와 후손 균주의 직접적인 경쟁을 통해 동일한 환경에 대한 적응도를 정량적으로 비교하는 것이 가능함. 1980년대에 미국 미시간주립대학교의 Richard E. Lenski 교수가 저농도의 포도당을 함유한 최소 배지에 대장균을 매일 계대배양하면서 시간에 따른 적응도 변화와 집단 간의 평행적 진화에 대한 연구 결과를 발표한 것을 필두로 하여 진화 연구의 주요 연구 기법으로 확립되었으며, 최근에는 대용량 시퀀싱 및 오믹스(omics) 분석 기법과 접목되어 유전체 수준의 분자 진화 기작을 해명하는데 크게 기여하고 있음.
▶ 적응도(fitness) : 특정 유전자형을 지닌 개체가 주어진 환경에 적응하는 정도로서, 일반적으로는 성공적인 생식을 거쳐 다음 세대에서 그 유전자를 갖게 되는 개체의 비율로써 표현함. 유전자는 환경과 직접 작용하는 것이 아니라 외부로 노출되는 표현형의 형태로 반영되며, 자연 선택의 과정을 거쳐 주어진 환경에 대한 적응도가 가장 높은 개체가 생존하게 되고 따라서 해당 유전자의 빈도는 다음 세대에 더욱 높아지게 됨.
우리모두 노아의 자손들인데 어떻게 백인한테서 흑인 동양인 히스페닉이 나왔을까요?
환경에 맞춰 진화도 이루어졌겠지만 특별하게 돌연변이를 일이킨 종이 환경에 더 잘적응해서 생존하기도 합니다.
저는 특별히 진화뿐만 아니라 돌연변이 같은 다원적인 원인이 복합적으로 이루어졌을거라고 생각해요.
우연히 털색이 투명해진 곰이 북극에 잘적응해 번식에 성공한 북극곰과 인간의 인위적인 교배 조작으로 진화를 거듭했던 개들만 보아도 충분히 이해가가네요.
개들만 봐도 금방 이해
진화론은 박테리아에서 인간으로 변하기 까지 수없이 많은 종의 변화를 말합니다
님도 이것을 동의하시지요
그렇다면 환경적응해서 변해도 여전히 같은종이면 그건 적응입니다
하지만 다른종으로 새가 다리가 네개가달려서 군을 이룬다면
다른종이됩니다 곰이 날개가달려 군을 이룬다면 종의변화입니다
이런 관찰을 할수있는 증거가 있냐입니다
수백년 수천년 실험해서 다른종의 박테리아로 변해도 여전히 박테리아면
종의변화가아닙니다
핀치새 내의 개체군에서 서로 아무런 문제가 없는데도
서로 교배해서 생식력 있는 개체를 낳을 수 없는 사례가 생겼다면 바로 그게 종의 분화입니다.
그런데 그런 현상은 직접 눈으로 목도할 수 있는 게 아니죠.
철저하게 인위적으로 통제된 환경 하에서 수백 년에 걸쳐 실험해야 확인할 수 있는 사안입니다.
이런 설명을 받아들이기 싫으면 그냥 종의 분화에 대한 새로운 논문 하나 발표하시든가, 어쨌든 더 이상 말을 마세요.
황금십자가 질문이나 답을 하시라구요. 어째 사람이 이리 이기적입니까?
주의권능님이 원하는 그런 증거는 화석에 있습니다.
곰에서 물고기가 되고 물고기에서 곰이 되는 과정을 증명하기에는 해아릴수없는 시간이 걸렸을 겁니다.
우리는 그걸 화석에서 유추할수 있습니다.
또한 유전학의 발전으로 지구상의 모든종이 동일한 유전자를 공유한다는 사실도 밝혀졌지요.
진화론이 유일한 진리라고는 말하지 않겠습니다.
주제를 떠나서~
저는 성경이 인간이 지어낸 신화이고 따라서 이야기가 당시의 시대적 배경에서 벗어나지 못했을거라고 생각합니다. 모래속에서 발견한 바빌론의 존재가 좋은 예지요.
또한 인도 힌두경전의 드와라카 역시 해저에서 발견됬고 인도와 쓰리랑카를 잇는 아담의 다리의 발견 또한 비슷한 예라고 볼수 있습니다.
또한 이곳에서 유물을 건져와 탄소연대측정을 한 결과 32000년에서 9000년에 이르는 아주 오래된 유적 들이지요.
그렇다고 해서 힌두의 신들을 믿지는 않습니다.
성경보다는 종의기원이 100만배 객관적이고 논리적이죠.
과학은 객관적인 증거를 근거로 인정을 합니다. 이런 질문을 하기전에 종의 기원을 읽어보고 말하는게 순서입니다.
내가 성경은 그리스 신화나 삼국지에 비교하는건 성경 그리스 신화 모두 반복해서 읽어보니 나름대로 관련 서적까지 읽어보니 자연히 이런 결론이 내려지더군요. 님도 종의 기원 먼저 읽어 보시길 권합니다.
예전부터 기독교에서는 금서를 지정해서 탄압을했죠? 지동설을 탄압했고, 별과 우주를 탐구하던 수도자를 화형에 처하기도 했죠.
주의권능님의 이런 주장은 옛날 지동설을 부인하던 종교인들과 다름 없는 행동입니다.
아 정말...
'성경도 안 읽어보고 감히 기독교를 비판하느냐'란 소리 듣고 열받아서
(속 메슥거리는 거 간신히 참아가며) 열심히 읽고 와서 따졌더니
뭐라더라, '성령의 은사를 받지 않으면 읽어도 참 뜻을 모른다'나? 아오 진짜 패버릴뻔;;;;
그런데 진화론 까대는 사람은 '종의 기원'도 안 읽죠. 정말 제대로 읽었다는 사람 못 봤습니다.
'안 읽어도 빤하다', '왜 내가 그런 사탄의 책을 읽느냐' 등등.
그래놓고 '왜 인간이 원숭이의 후손이냐' 따위 질문 해대는 걸 보면...
최소한 룰은 지켜야 할 것 아닙니까?
호주에 캥거루가 어떻게 살게 되었는지 답은 찾으셨어요?
노아의 방주 결론을 못찾으니 이제 진화론 얘기로 넘어가셨네요.
수많은 화석자료나 운드로님이 말한 연구자료 같은 것을 아무리 들이대도 믿지 않으실 거면서 뭐하러 질문하세요?
여기가 과학전문 사이트도 아니니 어차피 여기에서 진화론에 대해서 전문적으로 말할 사람은 없겠죠.
그 이후에 당신은 역시 진화론은 잘못되었어. 창조설이 맞어. 이렇게 생각하면서 자위하시겠고....
화석에 증거가 많습니다요 다큐를 보시던 찾아보세요
그리고 과학은 기독교처럼 그렇게 맹신하지않아요.어떤것이 사실인지 아닌지 판별할때는 여러 검증과 증거들이있어야하는데 성경이 사실이란 증거나 검증이라도 하나요? 진화론이 무슨 뚝딱하고 만들어진거처럼 얘기하는데 이 흔한 이론조차 검증검증을 통해 굳어진 이론이에요
생선대가리가 이 사람 머리통보다는 쓸모가있을 것입니다. 스스로 생각하고 판단하고 유추하고 재고할 능력도 없는 그 쓸모없는 머리통으로, 다른 사람들에게 증거와 단서와 논리를 제시하라니. 그렇게 제시된 무수한 자료들을 읽기는 합니까? 댁 댓글 옆에 적혀있는 댓글 시각만 보더라도 가능성이 매우 희박하군요.
작성일 : 14-08-22 20:58
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