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진핵생물의 진화는 복잡함에서 단순함으로 진행되었다.
(Eukaryotes Evolution Proceeded from Complex to Simple)
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   사이언스(Science) 지에 글을 쓴 3명의 과학자들은 마치 얼간이들을 훈계하는 것처럼, 단순한 것에서 복잡한 것으로 나아가는 오래된 진화의 그림은 단순한 것이라고 비난하였다. 그들은 진핵생물(eukaryotes)은 축복받은 결합체로 태어났다는 이야기가 특별히 진실이라고 주장한다. ”많은 출처의 자료들은 진핵생물이 고세균(archaea, 원시세균, 고대박테리아)과 세균(bacteria) 사이에 게놈 융합(genome fusion)에 의해서 진화했다는 그 어떠한 직접적인 증거도 제공하지 않는다”고 그들은 반박한다. 더 나아가 그들은, ”불행하게도 그러한 모델은 단순한 원핵생물(prokaryotes)에서 복잡한 진핵생물로, 단세포에서 다세포로의 비가역적인 행진(irreversible march)으로서 진화를 바라보았던 분자생물학자들에 의해서 암묵적으로 찬성되어 왔었다.” 이 오래된 그림은 직선적 진화(straight-line evolution)라는 구시대적 시각을 갖도록 했다.

”비교 유전체학(comparative genomics)과 비교 단백체학(comparative proteomics)에 의하면, 현대 진핵생물과 원핵생물 세포들은 오랜 기간 격리된 진화 궤적(separate evolutionary trajectories)을 따르고 있었다는 것을 강력하게 나타내고 있다. 왜냐하면  전통적으로 원핵생물은 단순한 것처럼 보이기 때문에, 진핵생물의 조상으로 간주되어왔었다. 그러나 비교 유전체학은 고생물학으로부터 한 교훈을 확인해 주었다. 즉 진화는 단순한 것에서 더 복잡한 것으로 단조롭게 진행되지 않았다는 것이다. 여기에서 우리는 최근의 단백체학과 게놈 염기서열 자료들로부터, 진핵생물이 하나의 독특한 원시계통(a unique primordial lineage)을 가지고 있다는 것을 제안하는 바이다.”

오래된 것은 밀려나고, 새로운 것이 등장하고 있다. 그들이 오래된 진화론적 그림을 교체하기위해 제시한 것은 무엇인가? 믿든지 말든지, ”염기 서열과 세포 단순성”은 진화한 것처럼 보이지 않는다는 것이다. 이것들은 진화의 일반적인 방식이지만, 최초의 진핵생물은 이미 독특하고, 복잡한 생물체였다고 그들은 주장하고 있다. 포식자처럼 그것은 식균작용(phagocytosis)에 의해서 미토콘드리아를 얻었고, 그것으로부터 다양해졌다는 것이다.

그들의 견해는 복잡성의 증가를 금지하고 있지는 않지만, 진화는 발전하는 것이라는 시각에 거리를 두고 싶어 하는 것처럼 보였다. ”게놈의 진화는 양방향으로 일어날 수 있습니다”  그들은 말한다. ”이러한 가역적 양방향 통행은 18세기의 정향진화(orthogenesis) 이론에 뿌리를 둔, 단순한 것에서 더 복잡한 것으로 나아간다는 완고하고 단조로운 진행의 진화론적 시각에 대한 하나의 대안으로서 중요합니다.” 그들은 기생충, 공생자(symbionts), 세포소기관 게놈(organelle genomes), 혐기성 미생물(anaerobes) 등과 같이 그들의 게놈을 줄여서 거의 최소한의 수준까지 축소시킨 몇몇 생물체들을 기술하고 있었다.

오케이. 진화는 복잡성 또는 단순함 어느 쪽으로도 나아갈 수 있다. 그러나 이것은 진핵생물(핵과 구분된 세포소기관들을 가지고 있는 세포)의 출현을 어떻게 설명하고 있는가? 여기에서 그들의 설명은 증거가 없다는 현실적 벽에 부딪치고 있다. 진핵생물은 가장 초기 조상부터, 이미 복잡했다. 그들은 인트론(introns)과 복잡한 스플리스오좀(spliceosomes)을 가지고 있었고(78개 단백질들 중 반은 진핵생물에만 독특하게 존재하는데, 이들은 그것들을 조절한다), 미토솜(mitosomes), 하이드로게노솜(hydrogenosomes), 미토콘드리아, 핵, 핵소체, 골지체, 중심소체(centrioles), 소포체(endoplasmic reticulum) 등과 수백의 단백질들을 가지고 있다 (예를 들어, 간단한 진핵생물인 편모충(Giardia)은 347개의 진핵생물 서명 단백질(eukaryote signature proteins) 가지고 있다). 그러나 원핵생물의 게놈에 이것들에 대한 분명한 짝이 있다는 증거는 없다 (no orthologs). 기사의 대부분은 진핵생물의 전례 없는 특징들, 즉 고세균과 세균으로부터 직접 상속되어서 생겨났다고 볼 수 없는 ”독특한 세포 형태(unique cell type)”들에 대해서 기술하고 있었다.
 
그들은 ”진핵생물 기원이 고세균과 세균 사이의 게놈 융합에 기인했다는 가설(내부공생, 세포내공생, endosymbiosis)은 진핵생물에 있는 세포기관들과 게놈들의 출현에 대해 전혀 근거가 없는 것”이라고 주장하며, 그 가설에 대한 대안을 요구하고 있다. 이러한 현실적 인식은 진핵생물이 어디에서 왔는지를 설명하기 위한 결정적인 출발점이 되어야함에 틀림없다. 즉, 태초부터 세 생물계인 고세균, 세균, 그리고 더 크고 복잡한 세포인 진핵생물이 나뉘어져 독립적으로 존재했다는 것이다.

그들의 그림은 다음과 같이 요약될 수 있다: (1) 공통조상은 원핵생물 미토콘드리아에 대한 포식자(predator)였다. (2) 세포 밀집과 구분은 더 효율적인 분자 상호작용을 유도했다. (3) 광범위한 게놈 감소가 뒤따랐다. 물론 다윈은 뒤에 서서 웃고 있을 것이다. 이러한 게놈 감소에 대한 간략한 설명은 (자연선택의 양방향 때문에) 가역적인 과정으로서 (눈은 생겨날 수도 있고, 잃어버릴 수도 있다와 같은) 다윈의 진화적 개념을 설명하고 있다. 심지어 자연선택은 어떤 것을 주기도 하고, 빼앗아가기도 한다는 것에 다윈은 동의했을지도 모른다. 그들은 망설임 없이 본질적인 진화론 교리에 협력하고 있는 것이다. ”게놈은 계속적인 돌연변이들과, 끊임없는 경쟁, 그리고 변화하는 환경의 상호작용을 통하여 지속적으로 진화한다.” 그러므로 다윈은 안전하다. 이제 21세기를 위한 새롭게 출현한 진화 이야기를 가지게 되는 것이다.

”위에서 약술한 이유들 때문에, 우리는 미토콘드리아 내생공생자(mitochondrial endosymbiont)를 획득한 숙주는 단세포의 진핵생물 포식자였다는 생각을 선호한다. 단세포 포식자의 출현은 공통 조상의 후손들의 진화에 있어서 하나의 주요한 생태학적 충격을 가지고 올 것이다. 이들은 몇몇 적응 전략들을 가지고 반응했을지도 모른다. 그들은 빠르게 성장하여 포식자를 능가했을 수도 있고, 극한 환경에 적응함으로써 포식자들로부터 숨었을 수도 있다. 따라서 가설적 진핵생물 포식자들은 독립영양(autotrophic), 종속영양(heterotrophic), 부생영양(saprotrophic) 생물들과 같은 사촌들의 진화를 축소시키는 방식으로 유도하여, 우리가 원핵생물이라고 부르는 비교적 고속 성장하며 유선형 세포 형태의 이점을 갖는 타입으로 진화를 유도했을 지도 모른다.”

그러나 하나의 문제가 있다. 대부분 독특하고 복잡한 세포 기관들을 가지고 있는 이 포식성 세포는 어떻게 출현할 수 있었을까? 많은 사람들이 그것을 추측하느라 바쁘다. ”비교 유전체학과 비교 단백체학에서 밝혀진 새로운 데이터들과 모순되지 않는 이 시나리오는, 미래 연구를 위한 적절한 출발점(suitable starting point)이 되고 있다”

[1] Kurland, Collins and Penny, ”Genomics and the Irreducible Nature of Eukaryote Cells,” Science, 19 May 2006: Vol. 312. no. 5776, pp. 1011 - 1014, DOI: 10.1126/science.1121674.

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새롭게 밝혀지는 사실들의 융단폭격에 진화론은 얼마나 더 버틸 수 있을까? 여기에 또 하나의 밝혀진 사실이 있다 (1)그곳에서 당신이 알고 있던 모든 것은 틀렸다 (2)다윈의 시대와 스코프스 재판이 열리던 시대에 가르쳐지던 오래된 개념들은 너무도 단순했다. (3)복잡성은 출발 시점부터 존재했던 것으로 나타난다. 그리고 (4)무엇이 일어났는지에 대한 조그마한 단서조차 가지고 있지 않다. (5)우리는 이제 ”적절한 출발점”에 서있다. (추론, 추측, 추정, 예측, 시나리오, 줄거리, 이야기.. 등과 같은 모든 출발점들은 끝이 났다). 다시 한번, 진화 이야기는 곤경에 처해 있다. 왜냐하면 비교 유전체학과 비교 단백체학의 새로운 데이터들은 그 그림을 매우 복잡하게 만들고 있기 때문이다.

(교과서에 간단히 그림으로 그려져 있는) 오래된 단순한 이야기 대신에, 우리는 새롭고 더욱 강력한 이야기를 가지게 되었다. 생태 환경을 변경시키고, 먹이인 원핵생물의 게놈이 축소되도록 강요한 포식 세포는, 어떻게 그렇게 불쑥, 완전히 기능을 갖춘 채 갑자기 존재하게 되었을까? 이들 새로운 진핵생물은 먹이사슬의 최상위를 점령하고, 볼복스(Volvox), 틱타일릭(Tiktaalik), 사람(Homo sapiens)으로의 긴 여정을 시작했다. 이들 이야기꾼들은 그들의 진화 여정에서 필요할 때면 언제나, 기적(miracle)을 표현하는 진화론적 용어인 ”출현(emergence)” 이라는 단어를 사용한다. 그리고 하나의 주요한 변화가 요구되어질 때에는, 요정 팅커벨(Tinker Bell)의 돌연변이 마술지팡이를 사용한다. 그래서 진화론으로 무장한 과학자들이 경계를 서고 있는 동안, 다윈 사원(Temple of Charlie)에서의 경배는 오늘도 계속되고 있는 것이다. 그러나 그것이 얼마나 지속될까? 진화론 성문 앞에서 수많은 사람들이 외치고 있다. ”이것으로 충분하다. 이제 더 이상 용납할 수 없다. 미스터 다윈, 성을 포기하고 항복하라”

 

*참조 : Microbes and the Days of Creation.
http://www.answersingenesis.org/articles/arj/v1/n1/microbes-days-of-creation

 

출처 : Creation-Evolution Headlines, 2006. 6. 9.
URL : http://www.creationsafaris.com/crev200606.htm
번역자 : IT 사역위원회

관련 자료 링크:

1. 미토콘드리아 및 미토콘드리아 리보솜의 세포내공생 진화가설에 대한 비판적 고찰 (A Christian Critical Perspective on the Evolutionary Endosymbiosis of Mitochondria and Mitochondrial Ribosomes)
2. 진화로 복잡성이 증가한다는 개념은 틀렸다. (Evolution : Onward and Downward)
3. 삼엽충의 진화계통수는 거꾸로 되어있었다. (Trilobite Tree Is Upside Down)
4. 500 마리의 척추동물 물고기들이 초기 캄브리아기 지층에서 발견되었다 (500 Vertebrate Fish Found in Early Cambrian)
5. 진화계통수 안으로 화석들을 강제로 끼워 넣는 방법 (How to Squeeze Fossils Into Evolutionary Trees)
6. 진화계통수를 만들어 보려는 희망없는 작업 (The Hopeless Task of Building Evolutionary Trees)
7. 현화식물들이 다윈의 면전에서 빅뱅을 일으키다. : 5개의 주요 그룹들이 5백만 년 이내에 갑자기 출현했다(?) (Flowering Plants Do Big Bang in Darwin's Face)
8. 유전체에서 극도로 보존된 요소들의 신비 (Mystery of the Ultraconserved Elements, Cont.)
9. 다윈주의의 급격한 몰락과 지적설계의 등장 : 진화계통수 나무가 풀로 변하다 (The Imminent Death Of Darwinism And The Rise Of Intelligent Design)
10. 주머니쥐, 아메리카 삼나무, 그리고 강낭콩 : 사람의 조상? ; 염색체의 수로 본 진화론의 속임수 (Opossums, Redwood Trees, and Kidney Beans)
11. DNA와 세포들 (DNA and Cells)
12. 초기(?) 생물 삼엽충에 들어있는 놀라운 렌즈 공학 (Trilobite technology : incredible lens engineering in an ‘early’ creature)
13. 초기 딱정벌레는 화학무기를 가지고 있었다. (Early Beetle Was Armed)
14. 초기 파충류는 현대적 귀를 가지고 있었다. (Early Reptile Had Modern Ears)
15. 면역계는 초기부터 출현했다. (Immune System Appeared Early)
16. 곰팡이의 계통나무는 진화의 문제점들을 확인하였다. (Fungal family tree identifies problems with evolution)
17. 식물의 계통나무는 좌절을 계속하고 있다. (Plant Family Tree Continues to Baffle)
18. 진화계통수를 읽는 방법 : 곤충과 공룡의 계통수 (How to read an evolutionary family tree)
19. 믿을 수 없는 진화의 정지 : 그것이 의미하는 것은? : 상어의 유전자와 4,700만 년(?) 동안 동일한 잎벌레 (Incredible Stasis in Evolution : What Does It Mean?)
20. 진화의 정지 : 이중화법과 선전 (Evolutionary Stasis : Double–Speak and Propaganda)
21. 들쥐는 진화 유전학을 혼돈 속으로 던져버리고 있다. (Voles Throw Evolutionary Genetics Into Disarray)
22. 세포들은 그들의 신체 위치를 결정하는 데에 우편번호를 사용한다. (Cells Use Zip Codes to Determine Their Body Location)
23. 닭이 먼저인가, 달걀이 먼저인가? DNA와 단백질 중에 무엇이 먼저인가? (The Chicken or the Egg? DNA or Protein? What came first?)
24. 가장 작은 세포도 예상했던 것보다 훨씬 복잡하다. : 마이코플라즈마는 387 개의 단백질이 필수적이었다. (Minimal Cell More Complex Than Expected)
 
 
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