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우리는 아주 어릴 때부터 직관적으로 자연현상을 터득합니다.
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직관이란 세상이 어떻게 작동하는지 따로 배우지 않고도 스스로 터득하는 것을 말합니다.
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식탁 위의 컵은 바닥으로 떨어지고 양초가 타면 사라져버립니다.
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해는 뜨고 지며, 땅은 수평선 끝까지 평평합니다.
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그런데 알고 보니 세상은 우리의 직관과 다른 법칙에 의해 돌아가고 있었습니다.
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컵은 떨어지는 게 아니라 지구 질량과 거리의 상호작용에 따른 결과였으며,
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양초는 고체에서 기체로 분자의 형태만 바뀐 것이지 사라진 게 아니었습니다.
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해 대신 우리가 움직이고 있었고, 땅은 너무나도 둥글었습니다.
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이처럼 우리는 과학을 배우면서 직관과 맞서게 됩니다.
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본능적으로 떠오르는 직관적 이미지를 무시하기는 어렵겠지만 대체로 우리의 직관은 지식으로 대체됩니다.
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그런데 유독 대체되기 어려운 직관도 있습니다.
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그것은 바로 진화에 관한 직관입니다.
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다른 자연현상과 달리 진화를 떠올리려면 거대한 시간 개념이 필요합니다.
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하지만 겨우 수십 년을 경험한 우리가 수십만 년에서 수십억 년에 달하는 지질학적 시간을 직관적으로 이해하기란 어려운 일입니다.
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덕분에 진화에 대해선 뿌리 깊은 오해가 남아있습니다.
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진화의 메커니즘을 잘못 알고 있거나,
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진화가 일어났다는 것 자체를 믿지 않거나,
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아예 진화 대신 신화를 받아들이는 사람들도 있는 것이죠.
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이런 오해의 배경에는 종교나 사회적 요인이 있겠지만 기본적으로 진화에는 반직관적인 면이 있기 때문입니다.
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네 오늘은 우리의 직관이 만들어낸 오해들이 어떤 것인지, 직관적 오해와 과학적 설명의 차이는 무엇인지 한번 알아보도록 하겠습니다.
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먼저 진화탐구영역이 있다 치고 문제를 한번 풀어볼까요?
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평균적으로 3cm의 부리를 가진 딱따구리들이 어느 외딴섬에 고립되었습니다.
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외딴섬에 있는 유일한 먹이는 나무속 곤충들입니다.
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그런데 이 섬의 나무껍질은 두께가 죄다 4cm입니다.
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딱따구리들의 부리에 변화가 일어나지 않는다면 아마 멸종의 길을 걷게 될 겁니다.
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자 문제 나갑니다.
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딱따구리들이 짝짓기를 하면 그들의 자손들은 어떤 부리를 갖게 될까요?
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1 부모가 갖고 있는 것보다 긴 부리
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2 부모가 갖고 있는 것보다 짧은 부리
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3 긴 부리, 짧은 부리 반반의 가능성
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정답은 3번입니다.
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자손들은 부모로부터 무작위하게 변이하기 때문입니다.
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그런데 어쩐지 1번도 살짝 고민이 됩니다.
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”딱따구리가 생존하기 위해서는 더 긴 부리가 필요하기 때문에 그 자손들은 긴 부리를 갖고 태어날 것이다”,
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혹은 “긴 부리가 딱따구리 종의 생존을 보장할 것이다”와 같은 생각이 들기 때문입니다.
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그러나 이런 생각은 진화가 어떤 필요에 의해 진행될 거라는 오해에서 비롯된 것입니다.
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진화에는 어떤 필요, 즉 목적성이 없습니다.
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유전자 입장에서 보면 부모가 자식을 낳는 행위는 생명을 이어가기 위한 복제행위입니다.
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최선의 복제행위는 100% 똑같은 카피를 만드는 것이겠지만 세상의 모든 유전자 복제는 완벽하지 않습니다.
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여러 이유로 실수와 오류를 범하며, 이런 완벽하지 않은 복제가 바로 유전적 돌연변이입니다.
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우리가 부모와 닮기 해도 완전히 똑같지 않은 이유가 바로 유전적 돌연변이 때문이죠.
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유전자 입장에서는 긴 부리가 생존에 유리할지 짧은 부리가 생존에 유리할지 알 길이 없습니다.
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그저 변이를 통해 얻게 된 형질이 마침 생존에 유리하면 그 형질을 가진 놈들이 더 많이 살아남고
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그렇지 않은 놈들은 더 빨리 사라질 뿐입니다.
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진화탐구영역 문제를 하나 더 풀어볼까요? 이번에는 색칠하기 문제입니다.
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영국의 토종나방인 후추나방은 19세기 산업혁명 시기에 흰색에서 검은색으로 진화한 사례로 유명합니다.
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도시에 그을음이 가득하자 천적의 눈에 덜 띄는 검은색으로 진화가 일어난 것입니다.
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그렇다면 후추나방의 진화 과정은 어떠했을까요?
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흰색에서 검은색으로 진화가 100년에 걸쳐 일어났다 보고 25년마다 색 변화를 칠해보는 게 문제입니다.
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네 언뜻 생각하면 나방들이 점점 어두워지게 변할 것 같습니다.
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그러나 정답은 검은 나방의 수가 점점 늘어나는 것입니다.
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생존에 유리한 검은색 돌연변이가 개체군 안에서 더 많이 살아남게 되고,
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살아남은 돌연변이는 더 많은 자손을 낳게 되고,
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결국엔 개체군 전체의 색깔이 바뀌게 됩니다.
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이것이 바로 다윈이 설명한 자연선택에 의한 진화입니다.
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네 두 문제는 진화에 대한 오해와 다윈 진화론의 핵심인 돌연변이와 자연선택을 알아보는 문제였습니다.
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돌연변이와 자연선택은 진화가 어떻게 작동되는지를 설명하는 과학적 매커니즘이며,
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인류의 오랜 직관을 바꿔 놓은 혁신적 사고였습니다.
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늘 그렇듯이 혁신적 사고는 우리의 직관과 부딪히게 마련입니다.
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진화의 작동방식을 설명하려는 시도들은 다윈 시대 이전부터 있어왔습니다.
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그중 유명한 것은 프랑스의 생물학자 장-바티스트 라마르크의 용불용설입니다.
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용불용설이란 자주 사용하는 기관은 발달하고 사용하지 않는 기관은 퇴화한다는 학설입니다.
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예를 들어 기린은 높은 나무에 있는 잎을 먹기 위해 목을 끊임없이 늘리다 보니 긴 목을 갖게 되었다.
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독수리는 멀리 있는 먹이에 끊임없이 초점을 맞추다 보니 시력이 발달하게 되었다.
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후천적으로 얻어진 이런 변화들은 자손들에게 전달되고, 다음 세대는 다시 조금 더 긴 목과 조금 더 나은 시력을 갖게 된다.
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이러한 설명이 바로 용불용설입니다.
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하지만 후천적으로 얻은 형질은 유전이 되지 않기 때문에 용불용설은 핵심적인 오류를 범하고 있습니다.
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용불용설이 범하는 또 다른 오류는 ‘개체군들이 집단적으로 진화한다’라고 가정한 것입니다.
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모든 기린은 더 긴 목을, 모든 독수리는 더 나은 시력을 갖기 위해 노력하며
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그 결과로 다음 세대는 모두 더 긴 목과 더 나은 시력을 가지고 태어난다고 보는 것이죠.
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그러나 후추나방 문제에서 보았듯이 모든 개체들이 적응에 유리하게 태어나는 생물학적 메커니즘은 존재하지 않습니다.
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그저 어떤 개체들은 적응에 유리하게 태어나고, 그렇지 않은 개체들은 자손 없이 죽게 되어 유전자 풀에서 제거될 뿐입니다.
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결국 다윈이 깨닫고 라마르크가 깨닫지 못한 것은,
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진화는 집단적으로 변화하는 단일한 과정이 아니라 돌연변이와 자연선택이라는 복합적인 과정으로 진행된다는 점입니다.
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다윈의 진화론이 나온 뒤로 용불용설은 거의 폐기되었지만, 아직도 많은 사람들이 용불용설식 설명을 떠올립니다.
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용불용설이 그만큼 쉽고 직관적이기 때문이겠죠.
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자연현상을 이해함에 있어서 직관이 먼저 떠오르는 것을 탓할 수 없겠지만,
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과학적 설명이 있음에도 불구하고 끝까지 직관을 고집하는 것은 문제입니다.
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사실 용불용설은 생명체들이 의도와 목적을 가지고 변화를 주도한다는 점에서 같은 생명체인 우리를 끌리게 하는 면이 있습니다.
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그런 점에서 본다면, 특히 종교적 관점에서 본다면 다윈의 진화론은 우리를 불편하게 만드는 구석이 있습니다.
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자연은 우리에게 전혀 관심이 없다는 불길한 암시.
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우리는 무작위적인 변이와 우연한 선택의 결과일 뿐이라는 생각,
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우리가 덜 고귀한 존재일지 모른다는 생각.
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그러나 우리가 무작위와 우연의 결과로 태어났다는 사실이 결코 우리를 덜 고귀한 존재로 만들지 않습니다.
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그 반대로 우리의 존재에 대해 더 깊은 성찰을 이끌어냅니다.
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모든 생명은 무수한 세대를 거치면서 무수한 개체들 간의 상호작용으로부터 생겨났습니다.
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기린의 긴 목은 거저 생겨난 것이 아니라 목이 짧아 잎을 충분히 먹지 못한 기린들의 희생으로 인해 생겨난 것입니다.
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우리가 가진 모든 형질들도 수많은 희생과 멸종의 결과입니다.
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우리의 존재가 삼신할머니의 점지나 신의 은총과 같은 외부자의 의도에서 비롯된 것이 아니라,
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거대한 시간 속에서 무수한 희생을 바탕으로 태어났기 때문에 더 경이롭고 소중한 게 아닐까요?
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딱따구리 부모들은 자기 자식들이 짧은 부리로 태어나지 않길 바랄 겁니다.
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후추나방의 부모들도 자식들이 하얀 색으로 태어나지 않길 바랄 겁니다.
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우리도 우리 아이들이 모자라거나 엉뚱하게 태어나지 않길 바랍니다.
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대부분의 사람들은 돌연변이를 오류 또는 결점으로 생각합니다.
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반면 모든 진화생물학자는 돌연변이야 말로 생명활동의 진정한 본질이라는 것을 알고 있습니다.
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만약 유전자가 100% 완벽한 복제행위를 유지했다면 지구상에 생명은 일찌감치 사라졌을 겁니다.
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완벽한 복제만 존재하는 세상에서는 변화하는 환경에 적응할 수 있는 돌연변이를 생산해내지 못하기 때문입니다.
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변이는 오류나 결점이 아닙니다.
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변이는 지구상의 모든 생명이 여기까지 오게 한 원동력입니다.
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부모와 자식이 다른 점, 부모의 바람과 다르게 태어난 점,
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모자라거나 엉뚱한 점들이 바로 그 종의 생존을 보장하는 소중한 자산이 될 수 있습니다.
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어쩌면 우리가 직관 대신 과학을 선택함으로써 얻게 되는 건 지식뿐만이 아닐지도 모르겠습니다.
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지금까지 북툰이었습니다. 시청해주셔서 감사합니다.