1. Molecular Basis of Evolution-1.1 Evolutionary Tree of Life

1. Molecular Basis of Evolution

1.1   Evolutionary Tree of Life

찰스 다윈의 시대 이래로 많은 생물학자들에게는 지구상에 있는 모든 생물의 진화 역사를 다시 쓰고 그것을 계통분류도(Haeckel 1866)의 형태로 표현하는 것이 꿈으로 여겨진다. 이 문제에 대한 이상적인 접근은 화석의 기록을 사용하는 것인데 단편적이고 불완전해서 대부분의 연구자들은 상대적인 형태/생리적인 방법을 사용해왔다. 이 방법을 사용하여 고전적인 진화학자들은 생물 진화역사의 주요 현상을 추론해왔다. 그러나 형태적/생리적인 특징의 진화적 변화를 통한 접근방법은 너무 복잡하고 진화역사의 그림을 똑 부러지게 만들 수 없다. 게다가 새로 만들어진 계통분류의 세부사항은 거의 항상 논란이 되어왔다.

최근 분자생물학의 진보가 이 상황을 철저하게 변화시켰다. 모든 생물의 청사진이  DNA(몇몇 바이러스는 RNA)로 쓰여진 이래로 DNA를 비교하여 생물의 진화관계를 연구할 수 있다.

이 접근은 형태/생리적인 특징을 이용한 고전적인 방법보다 몇 가지 이점을 갖고 있다.

 

첫째 DNA는 4개의 염기로 구성된다. 아데닌, 티민, 시토신, 구아닌 그래서 박테리아, 식물, 동물들을 포함한 집단을 구분하는데 사용할 수 있다. 고전적 접근에서 이것은 사실상 불가능했다.

 

둘째로 DNA의 변화에 따른 진화가 다소 일정한 경향을 따르기 때문에 변화를 공식화하여 수학적 모델을 사용하는 것과 관계된 유기체의 거리에 따라 DNA를 비교하는 것이 가능해졌다. 형태학적 특징의 진화적 변화는 짧은 진화적 시간 조차도 극히 복잡하다. 그러므로 형태적 계통분류에 따라 보여지는 다양한 추측이 진실로 만족스럽거나 혹은 그렇지 않거나 하여 분명치가 않다.

 

세 번째로 모든 생명체의 유전체는 긴 염기의 연속으로 구성되어 있고 형태적 특징보다 많은 양의 계통분류학적 정보를 갖고 있다. 이러한 이유로 분자 계통분류학은 고전접근으로 풀기 힘들었던 계통도의 많은 분지 패턴을 명백히 기대된다.

 

계통학 또는 분류학은 생물학에서 가장 논란이 많은 분야이다. 종,속,과 등의 정의는 종종 주관적이고, 하위종/종 속 등을 지정하는데 같은 생물체를 다루는 두 전문집단에서 보기드물게 격렬하게 상반한다. 계통분류학은 계통학보다 논란의 여지가 적다. 이유는 일차적으로는 유기체의 진화관계와 상관하고 주어진 분류 단계에 따른 생물 집단의 명시에 이차적인 중요성을 띠기 때문이다. 그럼에도 불구하고 생물학의 두 분야는 가깝게 서로 관련이 있다.

왜냐하면 생물 분류는 그들의 진화역사를 반영하여 구성되기 때문이다.  이러한 관계로 계통분류학은 그것이 후에 나올 학문분야의 모든 문제들을 풀지 못하나 계통학의 과학적 기반을 발전시키는데 중요한 역할을 띠고 있다. 최근 분자계통분류학의 진보는  뒤에 언급될 생물분류의 다양한 양상에 이미 새로운 시각을 제공하고 있다.