적응

환경에서 생물이 생존과 번식의 기회를 증가시키는 것으로 구조·생리·행동적 형질변화를 의미한다. 적응의 한 유형에 속하는 자연선택, 성선택, 유전적 부동 등은 개체 및 집단에 다양한 적응에 대한 결과를 형성하는데 기여한다. 특정 형질을 가진 생물은 특정 조합의 조건 하에서 가장 잘 생존하고 번식한다. 적응은 환경에서 생물이 생존과 번식의 기회를 증가시키는 것으로 구조·생리·행동적 형질변화를 의미한다. 진화생물학에서 적응은 개체에게 유익해 보이는 특징으로 진화하는 과정과 특징 그 자체를 의미한다.¹⁾ 자연선택, 성선택, 유전적 부동 등은 개체 및 집단에 다양한 적응에 대한 결과를 형성하는데 기여한다.

목차

식물은 유전적으로 암호화된 환경 스트레스에 저항하여 열악한 환경에 직면했을 때 살아남도록 도움을 주는 구조적 또는 생화학적 특성을 가진다. 가뭄회피식물이라 부르는 1년생 사막식물은 비에 의해 사막의 토양이 충분히 축축해졌을 때 한 세대를 빠르게 보낸다.¹⁾ 건생식물은 수분손실을 줄이는 잎의 구조, 수분손실을 억제하는 잎 표피의 두터운 각피층, 과도한 빛에 의한 광합성 기구의 손상을 감소시키는 털(trichome)을 가진다.¹⁾ 맹그로브 뿌리계는 물 밖으로 나와 공기중으로 성장하는 호흡뿌리를 통해 늪지대 환경에 적응한다.

자연선택은 진화의 주요원인으로 환경에 적응한 개체가 생존하여 자손을 남기는 방식으로 집단을 변화시키거나 안정시킨다. 자연선택은 크게 3가지의 양적 변이를 가진다.¹⁾

성 선택은 번식 성공을 좌우하는 형질에 작용하는 자연선택의 특별한 유형이다.¹⁾ 어떤 종들은 포식압에 불리하지만 이성의 호감을 위하여 불필요한 장치들을 발달시키기도 한다. 종종 암컷들이 선호하는 수컷의 형질은 포식자의 눈에 잘 띄기도 한다. 예를 들어 많은 개구리 종의 암컷은 몸집이 커서 낮은 진동수의 울음소리를 내는 수컷 개구리를 선호한다. 또다른 예로 아프리카 긴꼬리천인조 암컷은 긴 꼬리를 가진 수컷을 선호한다.¹⁾ 이런 형질들은 번식의 기회를 향상시킬 수는 있겠지만 생존의 기회는 감소시킬 수 있다.

유전적 부동은 세대 간 대립유전자 빈도가 무작위적으로 변하는 것으로 크기가 작은 집단의 대립유전자 빈도가 시간에 따라 크게 변한다.²⁾ 큰 집단도 가끔씩 소수의 개체만이 살아남는 시기(우연한 환경적 변화)가 있는데 이를 집단 병목현상이라 한다.¹⁾ 유전적 부동은 소수의 개척자가 새로운 지역에 정착할 때 비슷한 효과를 보여준다. 소수 개척자가 모든 대립유전자를 가지기는 어렵기 때문에 창시자 효과로 알려진 유전적 변화는 병목현상 결과와 동일하다.³⁾ 예시로 오하이오 주 중부의 작은 섬에 있는 식충식물인 Sarracenmia purpurea 집단은 1912년에 한 개체가 심어졌는데, 현재 이 집단은 전체 유전자에서 오직 하나의 유전자 자리에서만 다형성을 가진다.

적응방산은 다양한 환경에 따라 형질이 분화하여 한 종이 다수의 종으로 늘어나는 현상을 말한다. 이는 환경에 적응하고 자원을 이용하기 위해 사용하는 형질에서 차이가 나타나기 때문에 발생한다.⁴⁾ 적응방산의 대표적인 사례로는 갈라파고스 제도에서 먹이원에 따라 부리의 크기와 모양이 다르게 분화한 14종의 핀치가 있다.⁵⁾ 곤충을 포식하는 종은 날카로운 부리를, 과일을 먹고 종자를 부수어 먹는 종은 두꺼운 부리를 갖는 등의 특화된 형질을 발달시켰다.

갈라파고스 제도의 적응방산 (출처:한국식물학회)

1. Sadava DE, Hillis DM, Heller HC 등 (2012) Life : The Science of Biology. ed 9th. W.H. Preemand and Company, New york, 718
2. Masel, Joanna (2011) Genetic drift. Current biology, Cambridge. MA: Cell press, 21: 837-838
3. Lee, C. E. (2002) Evolutionary genetic of invasive species. Trends in ecology and evolution, 17: 386-391
4. Cox GW (1993) Conservation Ecology. W.C. Brown, Dubuque, IA, 353
5. 김종원, 박용목, 이은주 (2006) 보전생물학. 월드사이언스, 315