[사이언스 데일리] 지난 1900만년 동안 진화한 도마뱀 계통이 과학자들로 하여금 현대 생물학에서 가장 중요한 개념 중 하나인 적응 방산에 대해 다시 생각해 보도록 도와주고 있다.

(2015년 8월 10일 사이언스 데일리 기사 번역)

정보출처: 링컨 대학

연구자들은 리오라이무스 도마뱀이 극한의 사막, 추운 기후, 그리고 안데스 산맥의 높은 고도를 포함하여 예외적으로 넓은 범위의 생태적 조건 및 기후조건에 적응했기 때문에 이 파충류 종류를 연구하기로 했다. Credit: Image courtesy of University of Lincoln

지난 1900만년 동안 진화한 한 도마뱀 계통이 과학자들로 하여금 현대 생물학에서 가장 중요한 개념 중 하나를 다시 생각하도록 도와주고 있다.

‘적응 방산’ 은 진화과학의 기둥으로 인식되고 있다. 적응 방산은 새로운 생물다양성의 발달과정을 기술하며 한 종이 다양한 자원을 이용할 수 있는 새로운 환경, 즉 ‘생태적 기회’ 를 만날 때 시작된다. 그 하나의 종은 이들 자원을 최대한 이용해 빠른 속도로 종의 수를 늘려 여러 형태가 된다. 이 자원들이 새로운 종들에 의해 모두 사용되고 나면 생물다양성의 증가 과정은 극적으로 느려지게 된다.

새로운 종이 ‘폭발적 초기 다양성 증가’ 를 보이는 현상이 이러한 과정의 중심적인 역할을 하는 것으로 보였다. 수십년 간 과학자들은 이런 경향을 적응 방산의 주요 구성요소로 지적해 왔다. 하지만 학술지 ‘BMC 진화생물학 (BMC Evolutionary Biology)’ 에 출판된 새로운 연구에 의하면 적응 방산이라는 용어는 초기 단 한 차례의 빠른 종다양성 증가과 같은 것으로 취급될 필요는 없다고 한다.

이러한 결론은 리오라이무스 도마뱀의 진화를 조사하던 영국 링컨 대학의 과학자들이 내놓은 것으로, 리오라이무스 도마뱀은 척추동물 중에서 종 수가 가장 많고 생태적으로 가장 다양한 지위를 차지하고 있는 계통들 중 하나이다.

이들의 연구에 의하면 수백만 년 동안 남아메리카 안데스 산맥이 천천히 융기하자 간헐적으로 새로운 생태적 기회가 나타났는데, 이것은 다시 리오라이무스 도마뱀 그룹 안에서 여러 차례의 다양성 증가 사건을 일으켰다. 그 결과 연구자들은 리오라이무스 도마뱀 종들에서 한 차례의 ‘폭발적 초기 다양성 증가’ 를 보이는 것이 아니라 새로운 종이 빠르게 생겨나는 다양성 증가 현상을 여러 차례 보였다는 것을 알아냈다.

링컨 대학 생명과학부의 선임강사인 대니얼 핀체이라-도노소 박사는 이렇게 설명한다. “우리 연구는 리오라이무스 도마뱀의 다양성 증가가 오랜 기간 동안 여러 차례에 걸쳐 일어났다는 것을 보여줍니다. 안데스 산맥이 융기하면서 새로운 생태적 기회가 계속해서 나타났고, 그때마다 다시 폭발적인 다양성 증가가 일어났습니다. 초기에 폭발적으로 다양성이 증가하고, 그 후에는 느려진 것이 아니라 새로운 종의 진화가 여러 차례에 걸쳐 계속해서 일어난 것입니다.”

“따라서 적응방산 이론의 정의가 ‘폭발적 초기 다양성 증가’ 로만 지칭될 필요는 없다고 이야기하는 것입니다. 그 대신 적응방산이 어떤 계통들이 자연선택에 의해 생태적 적응에 차이를 보이는 여러 개의 새로운 종으로 번성하는 현상을 가리켜야 한다고 제안합니다. 이 현상이 초기에 일어났든 그렇지 않든 상관 없이요.”

연구자들은 리오라이무스 도마뱀이 극한의 사막, 추운 기후, 그리고 안데스 산맥의 높은 고도를 포함하여 예외적으로 넓은 범위의 생태적 조건 및 기후조건에 적응했기 때문에 이 파충류 종류를 연구하기로 했다. 현재 240 종 이상의 리오라이무스 도마뱀 종이 있으며 널리 퍼져있는 이 계통은 적응 방산의 궤적과 원인을 조사할 수 있는 독특한 모델이 되고 있다.

이번 연구의 일부는 릴리 하비의 링컨 대학 학부 졸업논문의 기초가 되었다. 현재 링컨 대학 생명과학부에서 석사과정을 공부하고 있는 릴리는 이렇게 말한다. “젊고 야망 있는 과학자로 이런 정도 규모의 연구에 참여해 일할 수 있었던 것은 환상적인 기회였습니다.”

이번 연구는 또 적응 방산이 일어나는 장소에 대한 새로운 발견들을 보고하고 있다. 이전에는 적응 방산이 일어나는 상황들이 주로 섬에서 – 주요 기후 변화나 지리적 사건이 환경을 더 크게 바꿀 수 있는 장소이기 때문에 – 일어난다고 생각되었는데, 링컨 대학의 연구팀은 큰 대륙에서 생겨나는 생태적 기회들도 비록 더 적게 일어나긴 하겠지만 적응 방산을 이끌어낼 만큼 충분히 강력하고 중요한 추동요인이라고 결론내리고 있다.

*역주: 제목에 비하면 용두사미로군요.
제목: “적응방산을 다시 생각하자!”
내용: “사실은 이런 것도 적응방산이에요, 좀 끼워주세요…”

참고문헌

Daniel Pincheira-Donoso, Lilly P. Harvey, Marcello Ruta. What defines an adaptive radiation? Macroevolutionary diversification dynamics of an exceptionally species-rich continental lizard radiation. BMC Evolutionary Biology, 2015; 15 (1) DOI: 10.1186/s12862-015-0435-9

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