계통학적 종 개념

공통의 조상으로부터 유래한 가장 단순화된 개체들의 집단을 하나의 종(species)으로 구분하는 것으로서 종 내 구성원들은 다른 그룹과 명확하게 구별되는 형질의 조합을 공유한다. 따라서 이 개념에서는 종은 공통의 단일한 진화적 역사를 가지게 되어 생물학적 종 개념에서 나타나는 이종교배(crossbreeding)의 문제점에서 자유로우면서 종 내의 형태학적 다양성이 인정될 수 있다. 

계통학적 종 개념 (그림: 박두상/한국생명공학연구원)

목차

종(species)은 생명체를 구분하는 가장 기본적인 단위로서 미생물에서 종을 구분하는 방식은 바이러스, 세균, 진핵생물에서 각각 차이점이 있다. 바이러스의 경우 공통적으로 보유하고 있는 유전자가 서로 다른 경우가 많아 국제바이러스분류위원회(International Committee on Taxonomy of Virus, ICTV)가 정한 별도의 기준을 따르고 있으며, 진핵미생물의 경우 동식물에 적용하는 생물학적 종(biological species)의 개념을 대체적으로 따르는 반면, 원핵생물의 경우 성별이 없고 무성생식으로 증식하므로 유성생식에서 안정적인 후손을 만들 수 있는 기준으로 판단하는 DNA-DNA간의 혼성화(hybridization) 비율이 70%인 경우를 종에 대한 경계로 제시하고 있다(원핵생물의 종 개념). 이 기준에 따라 균주 간 16S rRNA 유전자 염기서열의 유사도(similarity)와 유전체 서열의 유사도 및 추가적인 연구 결과를 종합하여 종을 판단한다¹⁾. 그러나 DNA-DNA 혼성화율이나 염기서열의 유사도의 경우 종간의 계통분류학적 연관성을 설명하는데 어려움이 있는 경우가 많아, 미생물 분류학에서는 계통학적 종(phylogenetic species)의 개념이 종을 구분하는데 중요한 요소가 된다. 계통학적 종의 개념은 공통의 조상으로부터 생성되는 후손의 단계통(monophyly)이 종을 판단하는 가장 중요한 요소라는 점에서 다른 개념과 차이가 있다. 이 개념에 따르면 생물학적 종 개념에서 문제가 되고 있는 무성생식을 하는 생물이나 종간교배(interbreeding)의 문제점을 해결할 수 있으며, 형태학적 종의 개념에서 문제가 되고 있는 동일 종 내의 형태학적 다양성에 대한 문제점도 극복할 수 있다.    

-   Cracraft: "혈통과 가계에 따른 부모의 패턴을 보유한 진단 가능한 가장 작은 개체들의 집단" (··· the smallest diagnosable cluster of individual organisms within which there is a parental pattern of ancestry and descent, 1983: 170)⁵⁾

-   Nelson and Platnick: "고유한 세트의 특징들을 가지는 자가지속적 생물체의 가장 작은 검출 가능한 시료들" (··· simply the smallest detected samples of self-perpetuating organisms that have unique sets of characters, 1981: 12)⁶⁾

-   Wheeler and Platnick: "비교 가능한 개체들 내에 존재하는 고유한 특성의 조합들로서 진단 가능한 가장 작은 개체군들의 집단 (유성적) 또는 계통들 (무성적)" (··· the smallest aggregation of populations (sexual) or lineages (asexual) diagnosable by a unique combination of character states in comparable individuals (semaphorunts), Nixon and Wheeler, 1990: 218) 또는 "··· 특성들의 고유한 조합에 의해 진단 가능한 (유성적) 개체균들이나 (무성적) 계통들의 가장 작은 집합" (··· the smallest aggregation of (sexual) populations of (asexual) lineages diagnosable by a unique combination of character states, 2000)⁷⁾   

원핵생물의 종 개념, 생물학적 종 개념

박두상/한국생명공학연구원

정우현/덕성여자대학교

1. Kim, M., Oh, H.S., Park, S.C., and Chun, J. 2014. Towards a taxonomic coherence between average nucleotide identity and 16S rRNA gene sequence similarity for species demarcation of prokaryotes. Int. J Syst. Evol. Microbiol. 64, 346-351.
2. Wheeler, Q. 1999. Why the phylogenetic species concept? – Elementary. J. Nematol. 3, 134-141.
3. 'Systematics and the origin of species' On Ernst Mayr's 100th Anniversary'. National Academy of Sciences Online. Retrieved 30 October 2013.
4. Henning, W. 1966. Phylogenetic systematics. Urbana, IL. University of Illinois Press
5. Cracraft, J. 1983. Species concepts and speciation analysis. Curr. Ornithol. 1, 159-187.
6. Nelson, G. and Platnick, N.I. 1981. Systematics and biogeography: Cladistics and vicariance. New York: Columbia University Press.
7. Wheeler, Q.D. and Platnick, N.I. 2000. The phylogenetic species concept. In Wheeler, Q.D. and Meier, R. (eds.), Species concepts and phylogenetic theory: A debate. Columbia University Press, New York, USA.