다윈과 진화론

진화론의 배경 분류학적 문제의 누적 기존 분류체계 속에 새로운 종을 집어넣으려는 노력이 계속 실패하면서 분류학상의 문제 점증 모호한 종간 경계, 잡종(hybrid)의 존재, 동물과 식물의 중간 형태

유럽에 알려져 있지 않던 새로운 동식물의 “발견” 알브레히트 뒤러의 〈코뿔소〉 (1548) 1. 신대륙의 발견과 유럽의 팽창 유럽에 알려져 있지 않던 새로운 동식물의 “발견”

진기한 것들의 방

현존하지 않는 종의 화석 / 산 위의 해양생물체 화석 17세기 로버트 후크의 그림 2. 17-19세기 발견된 다량의 화석 매머드 등, 현재는 존재하지 않는 종들의 화석 산 위의 해양생물체 화석 (굉장히 오래 전에 살던 생명체) 현재 종들의 선조 vs. 멸종한 다른 종(라이엘) 현존하지 않는 종의 화석 / 산 위의 해양생물체 화석

해법은?

“존재의 대사슬”에 연속성 추가 From Ramon Llull, Liber de ascensu et decensu intellectus  (1304/1512) “존재의 대사슬”에 연속성 추가

연속적인 “존재의 대사슬”에 시간축을 추가한다면?

진화론의 탄생

장밥티스트 라마르크 France, 1744-1829 계몽사상으로부터 영향, 프랑스 혁명 지지 1778년 뷔퐁의 후원을 받아 <프랑스 식물지> 3권을 출판하여 호평을 받았다. 라마르크는 공화제를 지지하여 왕립 식물원 개조의 중심이 되고, 1793년 스스로 그 후신인 파리 식물원에서 무척추동물 담당교수가 되었다. 이리하여 본격화한 무척추동물 연구에서〈동물철학〉을 낳았다. 인간 사회에 관하여는 상호부조가 공중의 행복을 가져다 준다고 주장한다. 세 번 결혼하고 세 번 이혼했으며, 여덟 명의 자식이 있었으나 다섯 명만이 그보다 오래 살아남았다. He suggested that species were not fixed and that humans may have arisen from ape-like creatures. He disregarded Cartesian dualism, and considered psychology a branch of zoology. 계몽사상으로부터 영향, 프랑스 혁명 지지

종은 시간에 따라 변한다 종은 시간에 따라 변화한다 변화의 메커니즘 제시 <동물철학>(1809) 출판 간단한 것에서 점차 복잡한 것으로(원숭이->인간?) 변화의 메커니즘 제시 변화 = 외부 환경에 대한 적응 use and Disuse & 획득형질의 대물림 기린의 목, 펭귄 날개의 퇴화 <동물철학>(1809) 출판 ‘진화’ 개념 널리 알림 (≠ 수용) 간단한 것에서 점차 복잡한 것으로 진보

용/불용(用/不用) 획득형질의 유전 적응적 진화의 메커니즘 “felt need, stirring their inner consciousness”

라마르크의 나무형 그림 《동물철학》 1809 다윈의 그림과의 차이는? Here, two principal lineages are imagined: the first, consisting of unicells (infusoria) and coelenterates (polyps + radiarians); the second, descending from "worms" and ultimately leading to vertebrates. As discussed by Gould [g99a, g99b], Lamarck's ideas on animal evolution themselves evolved. In 1815 [l15], he imagined two ladders among the invertebrates: one, descending from "vers" (unsegmented worms) leading to "articules" (arthropods, annelids and related forms); the other to non-segmented forms such as mollusks. Still later [l20], he replaced the idea of multiple lineages with a single sequence in which all life derived from a single form. 《동물철학》 1809

찰스 다윈(1809-1882) 집안의 분위기 찰스 다윈: 아마추어 자연학자 에라스무스 다윈: 루나 협회 회원, 라마르크의 진화론에 동조 아버지: 크리스트교에 회의적인 내과의사 찰스 다윈: 아마추어 자연학자 비글호의 선상 자연학자로 남아메리카 여행 (1831-36) 여행 후 얼마 지나지 않아 진화론자로 개종 (1837경으로 추정) 1809년 여덟 형제 중 여섯 번째로 태어난 찰스 다윈(Charles Darwin, 1809-1882)은 이런 상황에서 과학 활동을 시작했다. 어려서부터 자연에 관심이 많았던 다윈은, 의사였던 아버지의 권유로 에든버러 대학에서 의학 강의를 들었지만, 실제로는 동료들과 자연을 탐구하는 연구 그룹에 합류했고 동물 박제법을 배우는 데 더 관심을 보였다. 의학공부를 게을리하는 것에 화가 난 아버지는 다윈을 목사로 만들기 위해 1828년 케임브리지 대학교에 보내지만, 여기서도 다윈은 공부보다는 사냥과 승마를 즐기며 딱정벌레 관찰에 열중했다. 이 무렵 다윈은 당시 유명했던 과학저술들을 독파하기 시작했는데, 여기에는 페일리의 『자연신학』, 『알랙산더 폰 훔볼트의 과학 여행기』가 포함되어 있었다. 다윈이 자연에 관심을 가지게 된 데에는 집안의 분위기도 영향을 미쳤다. 그의 할아버지이지 당대 유명한 자연학자였던 에라스무스 다윈은 라마르크의 진화 사상에 깊이 동조했는데, 찰스 다윈은 할아버지를 통해 라마르크의 진화론을 접하게 되었다.

다윈에게 영향을 준 지적 요소들

1. 페일리의 《자연신학》 (1802) 생명체의 완벽한 적응 사례를 통해 신의 존재 논증 [환경에 대한 유기체의 ‘적응’이라는 문제 제공] 페일리는 이와 같은 창조물의 완벽성을 통해 신의 설계 논증. 시계공 비유. 나중에 도킨스가 《눈먼 시계공》으로 패러디. 전체 제목 : NATURAL THEOLOGY; OR, EVIDENCES OF THE EXISTENCE AND ATTRIBUTES OF THE DEITY. COLLECTED FROM THE APPEARANCES OF NATURE.

[“생존경쟁(struggle for life)” 아이디어 제공] 2. 맬서스의 《인구론》 (1798) 인구와 식량(환경)의 불균형은 불가피 일부의 가난과 도태는 숙명적 귀결 이를 벗어나려면 ‘도덕적 절제’ 필요 [“생존경쟁(struggle for life)” 아이디어 제공] 가난은 정부나 정치경제 체제의 책임이 아님. 정부의 빈민구제는 가난한 사람의 인구를 증가시켜 악순환 만들어낼 뿐. 1판 제목 : An Essay on the Principle of Population, as It affects the Future Improvement of Society, with Remarks on the Speculations of Mr. Godwin, M. Condorcet, and Other Writers (1798) 2판 제목 : …, 인구가 낳는 해악을 미래에 제거 또는 완화시킬 전망에 대한 탐구와 함께, 인간의 행복에 대한 인구의 과거와 현재의 효과들에 관한 견해 (1803)

3. 라이엘의 《지질학원리》 (1830) 지표면의 변화는 현재 우리 주변의 원인으로 설명되어야 한다는 동일과정설 제안 (vs. 격변설) [점진적인 종의 변화에 필요한 매우 긴 시간 확보] 성경 연대기와 노아의 홍수 거부

다윈은 신사-자연사학자로 비글호 항해에 참여하였다. 비글호 항해는 다윈에게 종의 진화에 대한 확신을 주었다. 다윈의 인생을 바꾼 비글호 항해(1831-6)

1. 지진으로 높아지는 안데스산맥 동일과정설(점진적 변화)의 증거

2. 갈라파고스의 다양한 핀치 환경(먹이)에 따른 적응적 진화의 증거 정향 진화에 대한 회의

같은 종일까? 서로 다른 종일까? 신이 각각의 핀치들을 따로따로 창조했을까? 적응적 진화. 그렇다면 그 메커니즘은?

이 적응의 메커니즘은? 1838년에 읽은 맬서스의 《인구론》이 아이디어 제공 유기체의 급격한 증가의 필연적 귀결 -- “자연선택” 자서전에 따르면 1838년 10월에 읽은 것으로 나옴. 자연에는 도적적 절제가 없다. 식량은 평균적으로 일정. 반면 유기체는 기하급수적으로 증가하는 경향. 즉 생존할 수 있는 것보다 많은 것들이 태어나고 이것이 생존경재응로 이어지는데, (다시말해) 조금이라도 유리한 변이는 살아남기 좋은 기회로 이어지고 자연적으로 선택되리라는 것. 이 새로운 형태는 다음 세대들로 이어질 것. 이러한 자연세계에서 파괴적 압력은 (인간세계보다) 엄청남.

Essay (1844) 집필 진화에 대한 핵심 아이디어 수록 1858년 월러스의 논문 발표 전까지 출판 꺼림 1842년 6월 35페이지 요약 -> 1844년 여름 230페이지. 친구들의 도움으로 공동 발견 승인.

《종의 기원》 (1859) 진화의 수많은 증거 제시 생명의 나무: 공통 조상으로부터 분지 변이와 자연선택: 종 변화의 주된 메커니즘 1859년 11월 24일『종의 기원』(Origin of Species)으로 출판했다. 이 책은 인쇄 첫날 모두 팔려 이듬해 1월에 재판을 찍을 정도로 인기를 누렸다. 

1 Tree of Life 모든 생명체는 공통 조상으로부터 유래

현재의 다른 종은 나의 조상이 아니라 사촌이라는 점에 유의!

《종의 기원》에 수록된 생명의 나무 그림

다윈의 생명의 나무 헤켈의 《창조의 역사》에 실린 생명의 나무 다윈의 생명의 나무 헤켈의 《창조의 역사》에 실린 생명의 나무

2 Evolution by Natural Selection [생존경쟁] 상황 아래에서 유리한 변이는 살아남고 불리한 변이는 파괴될 것 … 그 결과로 새로운 종이 형성될 것이다 – Darwin, Autobiography

변이에 따른 차별적 번식 (맬서스적 인구 원리에 따른 생존경쟁의 귀결) 자연선택에 의한 진화 다양한 변이의 존재 변이에 따른 차별적 번식 (맬서스적 인구 원리에 따른 생존경쟁의 귀결) 선택된 변이가 가진 특성 대물림 위의 과정 오랜 세대 반복  점진적인 종 분화 오늘날 요약에서는 생존경쟁 불필요. 유전과 변이의 상세한 메커니즘에 중립적.

《종의 기원》에 대한 반응은?

1870년경이면 종교에 상관없이 대부분 진화 개념 수용 진화 – “ok” 1870년경이면 종교에 상관없이 대부분 진화 개념 수용

자연선택 – “not ok” 매우 그럴듯한 설명 메커니즘, but 종교인/지식인/사회개혁가들의 불만 종교인 : 진화가 자연적인 과정이라면 신의 섭리는? 지식인 : 약육강식의 사회 정당화하는 불쾌한 논리? 개혁가 : 노력으로 얻은 형질이 유전되지 않는 허무? 생물학자 : 선택될 유리한 변이는 어떻게 출현 가능?

자연선택 이론의 생물학적 약점 선택될 유리한 변이는 어떻게 발생하는가? 새로운 형질은 어떻게 대물림 되는가? 인간 사회는 어떻게 그렇게 빨리 발전하는가? … 신라마르크주의의 유행 의식적 노력으로 획득한 형질의 유전으로 빠른 진화

다윈 이후의 진화론 멘델의 유전학 – 유전 형질의 “독립성” (1866/1900) 드브리스의 돌연변이론 – 다양한 변이의 출현 해명 …. [줄리안 헉슬리의 종합] 멘델의 유전학 + 드브리스의 돌연변이 + 다윈의 자연선택 독립형질: 형질은 섞인다고 평균화되지 않음  모건에 의해 재발견

로버트 영, 〈맬서스와 진화론자들〉 고드윈-꽁도르쎄, 페일리, 맬서스, 찰머즈, 다윈, 월 러스, 스펜서를 오른쪽 표 에 위치시켜보자. 다윈은 맬서스로부터 어 떤 요소를 받아들이고, 어떤 요소를 거부했는가? 월러스가 인간 사회에는 맬서스의 법칙이 적용되지 않는다고 추론할 수 있었던 근거는? 마르크스와 엥겔스가 다윈으로부터 맬서스를 분리하려고 한 이유는 무엇일까? 자연주의 반자연주의 조화 장애