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안녕하세요 앤더슨 선생님입니다. "생물 필수편" 두번째 비디오에 오신것을 환영합니다.
이번 비디오는 자연 선택에 예시에 대한것입니다. 첫번째 비디오에서는 자연선택이란 무엇이고
어떻게 이것이 유전자 풀에 영향을 미치는지 자세하게 설명을 했었어요. 이번에는 실제 세상에서 일어나는 진화와
자연선택의 예시에 대해 얘기해볼께요. 우선
글레시어 국립 공원의 사진을 보면서 시작해 볼께요. 글레시어 국립 공원의
흥미롭지만서도 슬픈 사실은 몇년 후 빙하들이 다 녹을거라는 것이에요.
그 이유는 지구가 점점 더 따뜻해지고 그의 결과가 빙하에 영향을 끼치고
글레시어 국립 공원의 생물들에게도 영향을 미치며 일어나는거에요.
이것들은 눈이 녹자마자 피는 글레시어 릴리 들이에요.
그러니까 지구상에 있는 식물들은 이 기후 변화에 적응을 해야겠죠. 이것이 바로
실제 진화의 예입니다. 저는 항상 비디오를 전체적인 내용을 간략하게 짚고 시작하는걸
좋아합니다. 자연선택은, 기억하세요, 진화를 일으킵니다.
이것이 깔끔하게 떨어지는 이유는 진화를 일으키는 무작위의 경우와 다르기 때문입니다. 자연선택의
흥미로운점은 이것은 실제로 어떠한 환경에 더 잘 적응된 생물체를
창조한다는 것이에요. 오늘 제가 첫번째로 얘기나눌것은
환경의 변화, 특히 요즘의 기후변화가 어떻게 지구상의 생물체에 영향을 미치는가 입니다.
그다음 생물체에 있어서 표현형의 돌연변이와 이것의 유전자 변화가
얼마나 큰 영향을 미치는지 간단하게 설명하도록 할께요. 몇몇의 돌연변이는
커다란 표현형이나 외형적 변화를 만듭니다. 하지만 몇몇은 아예 변화를 만들지 않기도 하죠. 그다음,
이 표현형들이나 이 변화들이 어떻게 생물체의 적합성에 영향을 미치는지 얘기할께요.
어떤 단백질에 겸상적혈구 빈혈증을 생긱게하는 돌연변이가 있었어요.
이것은 나쁜것이였지만, 말라리아로부터 보호하면서 수십만명의 목숨을 살릴수 있었죠.
마지막으로 또다른 환경변화에 대해 얘기할텐데 그것은
사람들에 의한 환경변화와 우리가 어떻게 이 지구상의 진화에 영향을 끼치는지에 대한것입니다.
이것의 정말 무서운 예시는 항생저항 박테리아 입니다.
치료가 가능하였지만 더이상 그렇지않은 박테리아죠. 이것이 제가 지금부터 얘기할 것 입니다.
우선 동식물 연구가 시인 헨리 데이비드 소로 로 시작을 해볼텐데요. 소로에 대해 흥미로운 점은
그가 왈덴 연못에 살았었단것이고 만약 그의 글을 읽어보았다면 이건 아주 영감을 주는 일입니다.
그는 대단한 작가입니다. 하지만 흥미로운점은 우리가 실제로 그의 몇몇의 글들을 이용해
진화와 자연선택을 볼수 있다는 것입니다. 많은사람들이 그가
작가였다는것을 알지만, 동식물 연구가 이기도 했다는것은 잘 모릅니다. 예를들어, 그는
St. John's wort (성요한초목) 과 블루베리를 연구했어요. 그리고 그는 그들이 언제 꽃을피우는지 기록했고
우리는 그 자료를 가지고 기후가 실제로 어떻게 식물에 영향을 미치는지 볼수 있었어요. 바로 이
인용문이 그가 1853년에 어떻게 블루베리 싹이 나오기 시작했는지에 대한것이에요.
우리는 날짜를 가지고있기 때문에 실제로 알아낼수 있었죠. 이것의 예시를 한번 봅시다.
예를들어 블루베리가 있는데 이것은 지난 1853년 4월 7일에 꽃을 피운다고
해봅시다. 그래서, 여기가 1853년이죠. 그리고 아마 이것이 첫번째 블루베리겠지만, 이
종모양 곡선은 왈덴 연못의 블루베리가 언제 나오냐를 나타냅니다. 만약 네가
블루베리 였고 이것보다 일찍 나오려고 한다면, 아마 밖은
눈이 내리겠죠. 네가 꽃을피우고 꽃가루를 이동시키는데 도와주는 요인이 하나도 없을꺼에요. 그리고 만약
네가 이 부분보다 늦게 나온다면 살아남지 또한 못하겠죠. 그래서 평균
블루베리는 4월 하순쯤에 꽃을 피우기 시작하는거에요. 하지만 이것은
1853년부터 기후가 바뀌기 전까지 일어난 일입니다. 지금 2011년을 보면,
4월7일은 1853년의 4월7일보다 훨신 따뜻할거에요. 그래서 그 일찍 나오려고 했던
블루베리들은 일찍나와도 괜찮았을거죠. 오늘날의
블루베리의 종모양 분포를 보면, 단지 기후가 점점 따뜻해진다는
이유로 곡선이 옆으로 약간 밀려났고 블루베리들은 꽃을 일찍 피운다는것을
알수있죠. 만약 네가 블루베리였고 꽃을 아주아주 늦게 피운다면
이 점보다 뒤에 있겠죠. 너는 뒤쳐질테고 우리가 본 이것이 방향성 도태 입니다. 다른말로
해서 종모양 곡선이 옮겨졌다는 거죠. 소로의 업적중 좋은것이
오늘날 우리가 어느 날에 이것이 바뀌는지 볼수있기때문에 실제로 셀수 있다는거죠. 다음으로
표현형에 대해 자세하게 얘기하고 싶은데요. 기억하세요 표현형은
당신이 가질 표현형 특성이지만 중요해요 이거, 모든 변화들, 생물체에 있는 모든 새로운 변화들은
그들의 DNA의 변화에서 부터 오는것이에요. 우리의 염기쌍에 변화가 생기면
그것은 결국 우리의 겉모습의 변화로 나타나게 되죠. 이것은
연체동물의 종류 인데요. 이건 donax variabilis 입니다. 이것은 한 종의 연체동물에서 오는
여거가지 종류의 패턴을 볼수가 있습니다. 이것들은 모래에서 살고
이 줄무늬의 유전자가 늘어났다는것과 또 세로로 줄무늬를 만드는
유전자가 생겼다는것도 우리는 볼수가 있죠. 그러니까 이 표현형들은 돌연변이, 또는
DNA의 변화로 시작했지만, 외형 모습을 바꾸게 된것입니다. 만약 이것이
다양한 종류를 위해서가 아니였다면, 이 모든 종류의 조개들은 자연선택이
일어나지 않았을겁니다. 다른말로, 만약 생명체가 다 같게 생겼다면 그들에겐 선택될것이 없다는 것입니다.
그래요, 사람에게 찾을수있는 이것의 예를 한번 찾아볼께요. 여기 이것은
우리 별에서 가장 위험한 동물인 아노펠레스 모기예요. 얘가
위험한 이유는 말라리아라고 불리는 질병을 옮기기 때문이에요. 여기 말라리아가
아프리카에 있는 사하라 사막 이남에서 찾을수 있다는것을 볼수있습니다. 이것이 수십만명의 사람들을 죽였어요. 자세한 날짜는 기억이 안나는데
수천년 전에, 아마도 아프리카에서 살았던
한 사람에게서 돌연변이가 있었어요. 그리고 그 돌연변이는 주로 이렇게 생긴 적혈구를
이렇게 생기게 만들었어요. 이것은 혈액속에 있는 헤모글로빈 단백질에 영향을 미치는
DNA의 자그마한 부분의 변화이죠. 그래서 낫 모양의 적혈구를
가지게 됩니다. 만약 네가 겸상적혈구빈혈증이면 엄청 고통스럽겠죠. 이것은 장기부전을 초래합니다.
이것은 정말 안좋은 병이에요. 이것에 대해 흥미로운 점은 만약 네가 이것의 이질 접합체이면,
다른말로, 만약 너의 두개의 유전자가 변형되었으면 너는 겸상적혈구빈혈증을
가지게 되지만, 하나의 유전자만 변형되있으면, 너는 말라리아가 안생깁니다. 그래서 말라리아로부터 보호되는것이죠.
그러니까 우리가 표현형의 변화를 불러오는 돌연변이 유전자를 하나만 가지고 있거나, 하나의 변화가 혈액속에 있으면
말라리아로부터 보호가 되는거죠. 우리가 여기서 볼수있는것은 인간들에게 일어나는 자연선택이에요.
다른말로 여기 이곳이 겸상적혈구빈혈증이 발견된 곳이고, 여기 이 어두운 지역에
20% 이상의 사람들이 겸상적혈구빈혈증 유전자를 가지고 있고 여기서 일어나는 이유는
그들은 말라리아로부터 보호가 되었기 때문입니다. 하지만 만약 네가 여기서 살았었고 말라리아가 없는곳에서
겸상적혈구빈혈증을 앓고있다면 이것은 부정적인 의미가 될것입니다.
그러니까 어떻게 자연선택이 일어나는지 볼수있죠. 하지만 우선 그 돌연변이 유전자를 가지고 있어야하고, 우선
그 변화를 가지고 있어야 해요. 마지막은 약간의 경고이기도 해요. 사람들은
우리가 우리 행성에 살고있는 생물들에게 정말 커다란 영향을 줄수있다는것을 깨닫기 시작했어요.
제가 지금 이야기 하고있는것의 대한 예시는 결핵입니다. 결핵은
수십년 수백년 수천년 동안 사람들의 목숨을 앗아갔습니다. 이것은 결핵을 진단하는 좋은 방법입니다.
흉부 엑스레이를 보면 실제로 박테리아들이 폐에서 음식을 섭취하고 있다는것을 볼수있어요.
여기 이게 박테리아들이죠. 얘네들은 막대기꼴의 박테리아네요.
결핵은 인간이 있었을때부터 있었는데요, 파라오가 있던 시절쯤부터 결핵이 있었다고 볼수있죠.
우리는 항생제를 이용해서 결핵을 없앨수 있다는것을 알아냈어요.
그래서 어떤 결핵 환자에게 항생제를 주면, 그 항생제가
저항력이 높은 박테리아들을 제외하고 나머지들을 죽입니다. 그럼 우리는 항생제를 더 복용하고,
또 복용하죠. 만약 우리가 모든 박테리아를 죽이지 못하고 항생제 복용을 멈추게 되면
저항력이 높아진 박테리아가 남게되죠. 그래서 우리가
다중약물내성 결핵 을 만들게 된것인데요, 그것이 무엇이냐면 인간이 만든
여러가지 종류의 항생제에 저항할수있는 결핵의 한 형식입니다.
이것은 인간으로부터 만들어진 문제이지요. 누가 이 선택들을 하냐구요? 우리입니다.
그래서 정말 필요하지 않는한 항생제를 복용하지 않는게 정말 중요한거에요.
그리고 항생제를 복용하기 시작하면, 질병을 완치시킬때까지 복용해야되요.
그렇지 않으면 아주 무시무시한 다중약물내성의 결핵을 보게됩니다.
여기 이사람은 실제로 완치가 되지않고 그저 결핵이 악화되면서 퍼지기만하는
러시아에서 치료를 받고있는 사람입니다. 슬프게도
우리가 한번 어떠한 질병을 낫게하는 치료법이 있으면, 우리는 더이상 그렇지 않습니다. 그 이유는
자연선택과 우리가 실제로 이 문제를 초래하고 있으니까요. 여기까지가
자연선택과 진화의 예시들이였구요, 도움이 되셨길 바랄께요.