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학습자료/과학

유전과 진화 - 자연 선택설

대한민국 교육부 2016. 4. 28. 11:26

유전과 진화 - 자연 선택설


갈라파고스 섬에서 핀치 새의 부리가 차이가 나는 이유

다윈은 핀치 새들의 부리가 다양한 이유를 무엇이라고 생각했을까요? 그는 특정 섬의 특정한 먹이를 잘 먹을 수 있도록 새의 부리가 적응되었을 것이라고 말했습니다. 갈라파고스 섬에는 가까운 유연 관계를 가지고 있는 12종 이상의 핀치 새들이 존재하고 있었고 각 섬의 새들은 먹이에 따라 부리의 형태와 행동의 차이를 보였다고 합니다.


갈라파고스 섬 핀치 새의 먹이에 따른 부리 형태의 차이

각각의 핀치 새는 무엇을 먹고 살까요? 선인장의 즙을 먹는 선인장땅핀치는 선인장의 꽃과 과육을 찢기에 알맞은 길고 뾰족한 부리를 가졌습니다. 초록와블러핀치는 가늘고 뾰족한 부리를 이용해 곤충을 잡아먹습니다. 큰땅핀치는 식물로부터 땅으로 떨어진 씨앗을 깨는 데 알맞은 큰 부리를 가지고 있습니다.

다윈은 환경의 차이와 그에 따른 적응으로 인해 새로운 종이 생겨난다고 설명했습니다. 원래의 핀치 새 무리는 우연히 갈라파고스에 들어온 후 차차 여러 섬으로 퍼졌을 것입니다. 이후 각 섬의 먹이, 서식지 등 환경의 차이는 적응하기 유리한 특성을 가진 핀치 새만 살아남을 수 있도록 영향을 주었고 그 새들이 많은 자손을 낳아 번성하게 되었을 것입니다. 이러한 설명을 다윈은 ‘자연 선택’이라고 하였습니다.

즉, 자연 선택이란 환경에 적합한 특성을 가진 생물체가 다른 생물체에 비해 보다 더 잘 생존하고 생식하는 과정이라고 할 수 있습니다.


들개는 어떻게 집단 사냥을 하게 되었을까?

오늘날 야생 들개는 난폭한 포식자로서, 십여 마리의 개체들이 무리를 지어 사냥을 하는 경향을 보입니다. 들개는 왜 집단 사냥을 하게 되었을까요?

홀로 사냥을 하는 유전자를 가진 들개와 집단 사냥을 하는 유전자를 가진 들개가 있다고 가정해 봅시다. 들개가 살아가는 야생의 환경에서는 집단 사냥을 하는 개체는 홀로 사냥을 하는 개체보다 사냥 성공률이 높아 더 많은 먹이를 얻을 수 있었습니다. 이에 따라 영양 상태가 좋아지고 더 많은 자손을 생산할 수 있게 되었습니다. 세대가 거듭됨에 따라 들개 무리에서는 집단 사냥을 하는 개체가 자연 선택되었고 이 유전자를 갖는 개체의 비율이 더 많아지게 되면서 결국 대부분의 들개들은 집단 사냥을 하게 된 것입니다.


들개의 사냥

회색가지나방이 검은색인 이유는?

이번에는 회색가지나방을 살펴볼까요? 회색가지나방은 이름과 다르게 검은색을 띄고 있는 개체가 98%나 됩니다. 그 이유는 무엇일까요? 과학자들은 회색가지나방이 산업혁명 기간 동안 인간에 의해 만들어진 공해 때문에 검은색을 띄게 되었다고 설명하고 있습니다. 산업혁명 이전의 회색가지나방의 색깔은 대부분 밝은 회색이었다고 합니다. 물론 모든 개체가 밝은 회색을 가진 것은 아니었겠지요. 그 중 드물게 어두운 흑색인 나방도 있었습니다. 이 때 회색가지나방의 주요 서식지는 회색의 껍질을 가진 나무들이 많이 사는 지역이었습니다. 따라서 이들은 자연스럽게 주변의 환경과 섞여 그들의 천적인 새들로부터 보호받을 수 있었습니다. 즉, 나방의 색깔은 보호와 생존의 수단이었던 것입니다. 그런데 산업혁명이 일어나면서 석탄 공장이 세워지고, 많은 양의 오염 물질이 공기 중에 방출되면서 이들이 서식하는 지역까지 검은 석탄 그을음으로 뒤덮이게 되었습니다. 따라서 회색가지나방의 몸 색깔은 더 이상 천적으로부터 몸을 보호하는 위장의 역할을 하지 못하게 되었고, 새들의 눈에 더욱 잘 띄게 된 것이죠. 회색을 띄는 나방들은 점차 줄어들고, 검은색을 띄고 있던 나방들만이 생존 확률이 더욱 커지게 된 것입니다. 이 때부터 검은색 회색가지나방이 늘어나기 시작해 지금에 이르게 된 것입니다.


산업혁명 전, 후의 회색가지나방


출처 : 에듀넷









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