8장 진화론과 종의 분화 생 명 과 학 과 동물생태학 실험실

Ⅰ. 종의 분화기구 브퐁(Buffon, 1707~1788) : 동물변화의 원인은 ‘먹이와 기후’ 이다. 라마르크(1744~1829) : 용불용설. Use and disuse theory. 다윈(Charles Darwin, 1809~1882) : “종의 기원”, 자연선택설 도입. → 주어진 환경 하에 최적자가 생존하는 자연의 선택 작용은 그 자손 대에도 동일하게 일어나고 선택의 누적 현상을 통하여 그 생물은 대를 거듭할수록 주어진 환경에 보다 알맞게 적응된 개체들만 살아남게 된다.

A : 용불용설에 의한 진화의 설명, B : 적자생존에 의한 진화의 설명 ( 세대의 경과 방향) * 진화 방법에 대한 두 가지 이론 A : 용불용설에 의한 진화의 설명, B : 적자생존에 의한 진화의 설명 ( 세대의 경과 방향)

헤켈(Haeckel, 1866) : 반복설, 생물의 발생 과정은 발생 도중에 반복된다. 와그너(Wagner, 1868) : 격리설, 지리적 격리가 생물의 종을 분화. 에이머(Eimer, 1885) : 정향진화설, 생물은 환경의 영향과 관계없이 진화. 드브리스(De Vries, 1901) : 돌연변이설. 멘델( mendel, 1866) : “식물잡종에 관한 연구” → 유전학의 원리를 생물 진화의 원리를 설명하는데 접목 시킴. 획득형질의 유전성과 변이성의 문제점 등을 해명할 수 있었다. 완벽하지 않은 가설

1930년 : 생물학의 모든 지식을 동원하여 진화를 설명. 1950년 : 진화의 원리는 유전자 변화에서 찾아 볼 수 있다는 사실을 입각. 진화란 생물의 종분화(speciation)를 뜻하며 유전자 급원(gene pool)의 이질화로서 해석 할 수 있다. 즉 유전자 급원의 변화과정이라고 볼수 있다. 하디-바인베르그 법칙이 깨져야 생물의 진화를 기대할 수 있다. 하디-바인베르그 법칙이란? → 큰 개체군의 어떤 대립형질에 대응하는 대립유전자의 빈도는 세대를 거듭해도 일정하다.

만일 지리적 장벽이 있어서 유전적으로 고립된 환경이 된다면 하디-바인베르그 법칙을 기대할 수 없다. 이와 같은 현상을 유전자 부동(gene drift) 이라고 한다. 유전자부동은 적응과 관계없이 일어나 적응형질이 소실되고 비적응형질이 남을 수도 있다. 유전자부동의 예 (인간의 A,B, O혈액형, 질병, 섬에 고립된 동ᆞ식물의 형질 등.) * 지리적 격리에 의한 종의 분화

종분화 기작에 대한 여러 가설 1. 계통적 종분화 (phyletic speciation) 2. 감소적 종형성 (reductive speciation) 3. 가법적 종형성 (additive speciation) 1) 도약에 의한 종분화 ( speciation by saltation) ⑴ 유전적 종분화 (gene speciation) ⑵ 염색체성 종분화 (chromosomal speciation) a) 잡종화에 의한 종분화 (speciation by hybridzation) b) 배수체에 의한 종분화 (speciation by polyploidy) ⑶ 비동소적 종분화 (nonsympatric speciation) a) 이소적 종분화 (allopatric speciation) b) 접소적 종분화 (parapatric speciation) c) 이-접소적 종분화 (a00o-parapatric speciation)

II. 계통적 종의 분화 계통적 전이라고 부르는 이 과정은 상향진화적과정이다. 한 종이 점차적으로 변화하여 그들의 조상과는 완전히 다른 종이 되는 것이다. 이것은 유전자 빈도의 변화 , 염색체의 역위, 행동의 변화, 다양한 형태적 변화를 포함한다. 세대가 거듭되고 자연선택에 의해 형질이 변하여 한 개의 종이 완전히 다른 종으로 변화는 결과를 이시기종형성(allochronic speciation)이라고 한다.

III. 감소적 종의 분화 두 개체간의 생식적 격리의 완전한 파괴로 인하여 두 종으로 있던 것이 합쳐져서 양친종(parent species)과 는 다른 새로운 종이 형성되는 경우를 말한다.

IV. 가법적 종의 분화 돌연한 종의 분화 하나 또는 그 이상의 생식적 격리 기작과 동시에 일어나는 진화에 의한 종분화. 대돌연변이에 의한 종의 분화 → 새로운 종은 하나의 커다란 돌연변이에 의해 갑자기 발생한다. 그러나 이 새로운 개체는 역교배를 할 수 없다.

2) 염색체의 변화에 의한 종의 분화 ⑴ 잡종에 의한 종의 분화 이웃 개체군에서 이동해 온 개체와 교배하여 독자적인 유전자 급원을 가지고 있던 종에게 새로운 유전자를 도입. → 유전자 이동 ᆞ 침투성 잡종화 : 한 종의 유전자가 다른 종에 들어가 합 쳐지는 형태 ᆞ 종간 교잡의 빈도는 생물의 종류와 잡종을 형성할 두 종의 상호간의 유전적인 친소 관계에 따라서 다를 수 있다. ① 교미전 생식적 장벽 ② 체염색체와 성명색체간 미세한 균형의 파괴→불임

ᆞ 동소적 집단내에서 동질배수체가 형성되면 이들은 기존의 개체들과 다른 독자적인 유전자 급원을 이루게 된다. → 새로운 종 ⑵ 배수화에 의한 종분화 ᆞ 염색체가 감수 분열을 할 때 어떤 원인으로 인해 서로 분 리되지 못하여 체세포와 같은 수의 염새체를 가진 생식세포가 형성된 경우. ᆞ 이때 염색체의 수가 두배나 많은 4배체가 된다. ᆞ 동소적 집단내에서 동질배수체가 형성되면 이들은 기존의 개체들과 다른 독자적인 유전자 급원을 이루게 된다. → 새로운 종 * 배수체 형성의 여러형태

* 각 종간의 염색체성 품종의 형성과정

2. 점진적 종의 분화 1) 동소적 종형성 동일지역 종분화로써 지리적 격리가 없이 생태, 숙주 또는 생식시기의 변동, 단성생식이나 잡종화에 의해 조상 개체군과는 다르게 되는 생식. 2) 비동소적 종의 분화 ⑴ 이소적 종형성 ① 지리적 격리에 의한 종분화 → 하나의 조상종이 물리적인 원인에 의하여 두 개의 개체 군으로 분리되고 독립성을 획득. ② 주변격리체에 의한 종형성 → 신종은 서식처 주변에서 발생. 일반적으로 큰 규모의 중심 개체군의 경계에서 발생한다는 사실을 전제.

A : 넓은 범위에 퍼져 분포하는 한 종의 동일집단 B : 유사한 아종들을 포함하는 지리적으로 다양한 종의 집단 * 지리적 종분화의 과정 A : 넓은 범위에 퍼져 분포하는 한 종의 동일집단 B : 유사한 아종들을 포함하는 지리적으로 다양한 종의 집단 C : 완전하게 고립된, 특히 경계부에서 여러 아종을 포함하는 지리적으로 다양한 종, 그리고 그들 중 일부는 형태적으로 다른 종으로 취급되리만큼 충분히 상이한 종 D : 서로 교배가 일어나지 않으며 제한된 지역에서 새로운 종으로 생존 E : 서로 교배가 일어남, 이차접촉에 의한 잡종집단을 형성 a : 아종으로 분화 b : 개체군들 간의 지리적 격리기작 c : 고립되 개체군과 분화중인 아종에 있어서 격리기작의 발전 d : 기존의 종들이 서식하던 지역으로 고립된 개체군들의 확장

⑵ 접소적 종분화 완전한 분리가 일어나지 않은 조상종의 두 개체군이 분화되는 곳에서 발생하며, 딸종은 그들의 대표지역의 조그만 공간을 공유하며 이 조그만 지역에서 상호 교배하며 여전히 분화되어 있는 것을 말한다. ⑶ 이-접소적 종분화 조상종의 두 개체군이 계통독립이 충분하지 않은 정도로 분화, 분리되었을때 발생한다.