[사이언스 데일리] 한 계통이 여럿으로 갈라질 때마다 새로운 종이 진화하게 된다. 이때문에 종들 간의 관계는 각 가지가 종 하나가 되는, ‘생명의 나무’ 로 기술되곤 한다. 연구자들은 진화가 이런 모델에서보다 더 복잡하며 나무가 사실은 덤불에 더 가까우리라는 것을 밝혀냈다.

(2015년 8월 18일 사이언스 데일리 기사 번역)

정보출처: 웁살라 대학

웁살라 대학의 연구자들은 진화가 우리가 모델로 생각해왔던 것보다 더 복잡하며 ‘생명의 나무’ 가 사실은 덤불에 더 가까우리라는 것을 밝혀냈다. Credit: ⓒ Yury Zap / Fotolia

한 계통이 여럿으로 갈라질 때마다 새로운 종이 진화하게 된다. 이때문에 종들 간의 관계는 각 가지가 종 하나가 되는, ‘생명의 나무’ 로 기술되곤 한다. 웁살라 대학의 연구자들은 진화가 이런 모델에서보다 더 복잡하며 나무보다 사실은 덤불에 더 가까우리라는 것을 밝혀냈다.

1 년 쯤 전에 수백 명의 연구자들로 구성된 컨소시엄이 50여개 조류 종의 유전체 전체를 분석하여 모든 주요 조류 분지군들의 관계를 도식화했다. 여기에는 다양한 계통들이 어떻게 갈라졌는지 그 정확한 순서도 포함되었다.

그 이후 컨소시엄의 구성원들 중 두 명인 웁살라 대학 진화생물학 센터의 알렉산더 서와 한스 엘레그렌은 소위 “점핑 유전자” 를 활용하는 새로운 방법론을 동원해 조류 유전체를 분석하고 이 모델을 더 확장했다.  이들의 결과는 여러 종들 간의 근연관계에 대해 부분적으로 대조되는 그림을 그려냈다.

“약 6500만년 전, 공룡들이 멸종하자 다양한 조류 종들이 아주 빠른 속도로 진화하기 시작했는데, 이렇게 빠른 속도로 진화할 경우 유전체가 종분화 과정에서 완전히 별개의 계통으로 갈라지지 않았다는 것을 알 수 있었습니다.” 한스 엘레그렌의 말이다.

이렇게 되는 것은 진화가 빠른 속도로 움직이고 여러 종들이 빠른 속도로 나타났기 때문이다. 이런 일이 일어나면 유전체의 서로 다른 부분들은 새로 생겨난 종들 간의 근연관계에 대해 서로 다른 이야기를 하게 된다. 이 현상은 이전에 이론적으로 설명이 되어 있었고, 한 종에서 다른 종으로 유전자의 변이가 전달되기 때문에 일어난다. 만일 그 이후 한 종이 계속 빠르게 진화한다면 원래 존재했던 유전적 변이들이 각각 어떤 계통에 도달하게 될지는 무작위적인 운에 따라 결정된다. 이 현상은 불완전 계통 분립 (incomplete lineage sorting) 이라고 불린다.

“이전에는 과거로 거슬러 올라가서 불완전 계통 분립의 예를 찾는 것이 어려웠습니다.” 한스 엘레그렌의 말이다. “따라서 이런 현상이 어느 정도까지 진화에 영향을 미치는지는 알려지지 않았습니다.”

점핑 유전자, 혹은 레트로트랜스포존이라고 불리는 것을 이용해 웁살라 대학의 연구자들은 예를 들면 뻐꾸기가 유전체의 한 부분을 보면 비둘기보다 벌새와 더 가까운 관계인데, 다른 부분을 보면 그와 반대인 경우가 있다는 것을 발견했다. 이번 연구에서는 이런 현상이 존재한다는 것을 확인해주는 여러 예를 보여주고 있다.

이번 연구는 진화 연구에서 연구자들이 시간을 거슬러올라가는 불완전 계통 분립의 예를 기록하고 정량화할 수 있었던 최초의 예들 중 하나이다. 불완전 계통 분립 현상은 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 흔하게 일어났을 가능성이 높다.

“이 현상 때문에 복잡한 근연관계 패턴이 더 많아진다는 것은 생명의 나무를 생명의 덤불로 이해해야 하는 경우가 많아질 것이라는 뜻입니다.” 알렉산더 서와 한스 엘레그렌의 말이다.

연구결과는 플로스 바이올로지 (PLoS Biology) 에 출판될 예정이다.

*역주: 개념 자체가 새로운 것은 아니고.. 실제 예들을 정량적으로 보였다는 게 논문의 포인트인가보군요. 난 또 잡종이 많으니 망상진화 (reticulate evolution) 로 이해해야 한다, 이런 얘기가 나올 줄 알았네.

참고문헌

Alexander Suh, Linnea Smeds, Hans Ellegren. The Dynamics of Incomplete Lineage Sorting across the Ancient Adaptive Radiation of Neoavian Birds. PLOS Biology, 2015; 13 (8): e1002224 DOI: 10.1371/journal.pbio.1002224

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