자연선택 — 진화는 왜 '더 좋아지는 것'이 아닐까

"진화했다"는 말을 우리는 흔히 "더 좋아졌다"는 뜻으로 씁니다. 그런데 생물에서 진화는 좋아지는 것도, 어딘가를 향해 나아가는 것도 아닙니다. 그저 집단을 이루는 개체들의 비율이 바뀌는 일입니다. 그 비율을 바꾸는 가장 중요한 힘이 자연선택입니다.

자연선택은 네 단계로 일어납니다

• 변이 — 같은 종이라도 개체마다 조금씩 다릅니다. 색이 짙거나 옅고, 몸이 크거나 작고, 부리가 두껍거나 얇습니다. 이 차이가 없으면 자연선택은 시작조차 하지 못합니다.
• 과잉 생산과 생존 경쟁 — 생물은 살아남을 수 있는 수보다 훨씬 많은 자손을 낳습니다. 먹이와 공간은 한정되어 있으니 경쟁이 일어납니다.
• 선택 — 그 환경에서 조금이라도 유리한 형질을 가진 개체가 더 많이 살아남아 더 많은 자손을 남깁니다.
• 유전 — 그 형질이 자손에게 전해집니다. 그래서 다음 세대에는 그 형질을 가진 개체의 비율이 늘어 있습니다.

네 단계 가운데 하나라도 빠지면 자연선택이 아닙니다. 특히 마지막 단계가 중요합니다. 살아남기만 하고 자손에게 전해지지 않는 형질은 다음 세대를 바꾸지 못합니다.

변하는 것은 개체가 아니라 집단입니다

기린의 목을 두고 라마르크는 이렇게 설명했습니다. 높은 곳의 잎을 먹으려고 목을 자꾸 늘이다 보니 목이 길어졌고, 그 길어진 목이 자손에게 전해졌다는 것입니다. 한 마리의 몸이 살아가는 동안 변했다는 설명입니다.

다윈의 설명은 다릅니다. 원래 기린 무리에는 목이 긴 개체와 짧은 개체가 섞여 있었습니다. 높은 잎까지 닿는 개체가 먹이를 더 얻어 자손을 더 남겼고, 세대가 거듭되면서 목이 긴 개체의 비율이 늘었습니다. 어느 한 마리의 목도 길어지지 않았습니다. 무리의 구성이 바뀌었을 뿐입니다.

이것이 자연선택을 이해하는 데 가장 중요한 한 칸입니다. 자연선택은 없던 형질을 만들어 내지 않습니다. 이미 있던 변이 가운데서 고를 뿐입니다.

항생제 내성도 같은 이야기입니다

항생제를 오래 쓰면 잘 듣지 않게 되는 일이 있습니다. 이때 세균이 항생제에 맞서 내성을 '만들어 낸' 것이 아닙니다. 원래 그 세균 집단 안에 내성을 가진 개체가 아주 적게 섞여 있었습니다. 항생제가 나머지를 없애는 동안 그 소수만 살아남아 번식했고, 그래서 집단 전체가 내성을 가진 것처럼 보이게 됩니다.

여기서도 바뀐 것은 세균 한 마리가 아니라 집단의 구성입니다. 세대가 짧고 수가 많아서 그 변화가 우리 눈에 보일 만큼 빠를 뿐, 기린에게 일어난 일과 같은 일입니다.

유리함은 환경이 정합니다

자연선택에는 목표가 없습니다. 어떤 형질이 유리한지는 그때 그 환경이 정하고, 환경이 바뀌면 유리했던 형질이 곧바로 불리해집니다. 두꺼운 털은 추운 곳에서 유리하지만 더워지면 짐이 됩니다. 큰 몸은 먹이가 넉넉할 때 유리하지만 흉년에는 먼저 굶습니다.

그래서 진화에는 '완성'이 없습니다. 오래 살아남은 생물이 더 뛰어난 것도 아닙니다. 지금 있는 모든 생물은 저마다의 환경에서 지금까지 걸러진 결과일 뿐입니다.

시험에서는 이렇게 나옵니다

• 네 단계 순서 묻기. 변이 → 과잉 생산과 생존 경쟁 → 선택 → 유전.
• 라마르크와 다윈 구분. 개체가 변했다고 하면 라마르크, 집단의 비율이 변했다고 하면 다윈.
• 자연선택의 출발점은 변이라는 것. 변이가 없으면 아무 일도 일어나지 않습니다.
• 항생제 내성·살충제 저항성 사례에서 "내성이 새로 생겼다"가 아니라 "원래 있던 내성 개체가 남았다"로 읽기.
• 환경이 바뀌면 유리한 형질도 바뀐다는 것. 진화에 방향이나 목적이 없다는 것.

자주 헷갈리는 것

• "필요하니까 그런 형질이 생긴다" — 필요가 형질을 만들지 않습니다. 변이는 미리 있었고, 환경이 그중 하나를 남긴 것입니다.
• "가장 강한 것이 살아남는다" — 강한 것이 아니라 그 환경에 적합한 것이 남습니다. 작고 약해서 눈에 안 띄는 쪽이 남기도 합니다.
• "자연선택은 개체를 변화시킨다" — 개체는 태어난 그대로입니다. 바뀌는 것은 집단 안의 비율입니다.
• "진화는 더 나은 방향으로 나아간다" — 방향이 없습니다. 환경이 바뀌면 유리함의 기준도 함께 바뀝니다.

정리합니다. 자연선택은 변이가 있는 집단에서 그 환경에 유리한 형질이 더 많이 유전되어, 세대가 지나며 비율이 달라지는 일입니다. 개체가 변하는 것이 아니라 집단이 변하고, 없던 형질이 생기는 것이 아니라 있던 변이가 골라집니다. 그래서 진화는 좋아지는 것이 아니라 그때그때 걸러지는 것입니다.