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종의 영역 변두리에서 제한되는 진화: 적응실패의 이유와 시기

전문가 제언: ○ 모든 생물의 종은 무한대로 그 서식영역을 확대하지 못하고 영역의 경계에서 확장을 멈춘다. 이는 적응할 수 없는 장벽이 존재함을 의미한다. 어떤 종은 이 영역의 변두리에서 새로운 종을 형성하여 이를 극복하기도 한다. 본문에 나오는 축소형 종형성(parapatric speciation)은 물리적 장벽이 없는 인접한 지역에서 다른 종으로 바뀔 정도로 충분한 환경의 변화가 신종을 형성한다는 이론이다. 이에 반해 동소형 종형성(sympatric speciation)은 지역적 격리가 없는 개체군에서 새로운 적응을 하는 부분적인 개체군이 살아남아 신종을 형성하는 이론이다.

○ 영역의 경계에서 개체수가 너무 적으면 Allee 효과[개체수가 한계밀도 이하의 플러스 성장을 유지할 수 없게 되는 저밀도에서 일어나는 현상. 예컨대 어떤 밀도 이하에서는 암컷이 교배가 불가능함], 변두리 개체 돌연변이의 낮은 투입율이 국지적 대립유전자의 가용성을 제약하여 적응과 영역확장을 저해하는 것으로 알려져 있다.

○ 그러나 돌연변이는 자연계에서 백만분의 일의 확률로 나타나며 대부분 진화에 유해하다는 주장도 있다. 예컨대 모건그룹을 중심으로 한 100여 년 간의 초파리의 돌연변이 유발실험에서 한 마리의 이종도 형성되지 않았으며,모두 퇴화의 모델임을 보여주고 있다는 것이다.

○ 고등동물의 경우 암컷과 수컷의 생식 능력은 비대칭적으로 수컷의 경우가 엄청나게 큰 것이 일반적이다. 따라서 수컷은 교배대상을 확보하기 위하여 다른 수컷과 경쟁해야 하지만, 암컷은 이러한 경쟁이 필요하지 않다. 그러나 영역의 변두리에서 개체군의 밀도가 한계 이하이면 암컷도 교배할 기회를 잃게 되어 자손을 남길 잠재력을 잃게 되므로 그 종은 소멸하게 된다.

○ 환경적 변두리에서의 영역확장은 영역경계 너머의 조건에 대한 적응을 필요로 하는데, 다른 종의 존재도 포함하여 인접한 다른 종과의 잡종화가 유리한 경우가 있다. 진화에서 잡종화는 환경적 틈새의 활용 또는 새로운 포식자회피 메커니즘의 개발이 순조롭도록 돕는 것 같다.

저자: Bridle, JR; Vines, TH; AF Bridle, Jon R.; Vines, Timothy H.
자료유형: 학술정보