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| 종교와 과학(11) |
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| 다윈 진화론, 다섯 가지 이론 꾸러미 |
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진화론, 남용과 푸대접 사이에서
오늘만큼은 제가 좀 주제넘은 글을 쓰고 있는 것 같습니다. 그것도 상당히 많이. 뜬금없이 무슨 소린가 하실지 모르겠지만, 오늘 이야기가 다윈 진화론의 핵심 내용이기 때문입니다. 전문가에게 다윈을 배웠고, 상당히 오랫동안 진화론과 생물학에 관련된 책을 읽었지만, 저는 여전히 이 분야의 아마추어입니다. 아마추어가 다른 분야의 전문적인 내용을 다루기는 상당히 버겁습니다. 전문가와 아마추어의 차이 때문입니다. 전문가는 자신의 분야를 완전히 이해한 사람이기도 하지만, 무엇보다도 쉽게 설명할 수 있는 능력을 가진 사람입니다. 아마추어로 최고의 경지에 오르면 남의 이야기가 맞는지 틀린지 판단할 수 있지만, 그래도 쉽게 설명할 능력은 없습니다. 그게 차이입니다. 그 차이는 엄청납니다.
신학자가 목회자나 신앙인에게 진화론을 설명하는 것이 무모하기까지 합니다. 마치 생물학자가 신학을 전혀 모르는 사람에게 신학의 역사와 내용을 설명하는 것과 같습니다. 여러분이 그런 생물학자라면 신학을 어떻게 설명하시렵니까? 신학의 역사와 신학자, 용어와 개념, 주장과 학파 등등 생각해야 할 것이 한두 가지가 아닙니다. 진화론도 마찬가지입니다. 신학만큼이나 다양하고 포괄적이지만 전혀 낯선 주제를 어디서부터 시작할 지 고민입니다. 그냥 비껴가면 좋을 텐데 그럴 수도 없습니다. 진화론에 대한 그리스도교의 반응의 역사적 과정과 신학적 대응을 제대로 이해하려면 최소한의 맛이라도 봐야하기 때문입니다.
그래서 오늘은 가능한 한 진화론자들의 목소리를 전하려고 합니다. 진화론에 대한 그리스도교의 목소리는 앞으로 따로 들을 기회가 있기 때문입니다. 앞으로 다루게 될 창조-진화 문제와 관련된 부분을 중심으로 진화론의 극히 일부를 살펴볼까 합니다. 포괄적이고 자세한 진화론 전체 지형도를 그리는 것은 다른 기회로 돌려야 할 성 싶습니다.
그런데 여러분은 진화론을 어떻게 생각하고 있습니까? 그리스도인들이 진화론을 어떻게 보는가와 관계없이, 진화는 책이나 영화, 잡지, 광고를 통해서 굉장히 다양하게 사용되는 친숙한 용어입니다. 인터넷 서점에서 진화라는 용어로 책 제목을 검색했습니다. 이런 책들이 나왔습니다. 『거짓말의 진화』, 『진화하는 B2B 세일즈』, 『웹 진화론』, 『진화하는 결혼』, 『자유는 진화한다』, 『꿈꾸는 기계의 진화』, 『호모 디지쿠스로 진화하라』, 『검색 2.0: 발견의 진화』, 『디자인의 꼴: 물건의 진화론』, 『책은 진화한다』, 『대한민국 진화론』, 『진화를 넘어 차별화로』, 『종이접기 비행기 진화론』, 『진화하는 부동산 시장, 새로운 투자법을 찾아라』 등등 입니다. 물론 생물학과 전혀 관련 없는 책들입니다. 문학, 사회, 문화, 인터넷, 자기 계발, 취미, 심지어 부동산에도 진화는 자리 잡고 있습니다.
오늘날 다윈의 “진화론”은 아인슈타인의 “상대성이론”이나 뉴턴의 “만유인력법칙”만큼이나 익숙한 과학 용어입니다. 그런데도 생물학자들은 진화론이 물리학이나 천문학 같은 다른 과학 분야에 비해서 제대로 평가받지 못하고 있다고 말합니다. 진화론이 오해와 푸대접을 함께 받고 있답니다. 아직도 일반인들 상당수는 생물의 진화를 과학적 사실이 아니며 아직도 완전하게 증명되지 못한 과학적 가설로 간주하는 경향이 있기 때문이랍니다. 심한 경우는 일부 지식인들마저 진화론을 잘 확립된 생물학의 한 분과가 아니라 사이비 학문으로 보기도 하는 까닭입니다. 이제 어설픈 안내자를 따라 진화론의 세계에 발을 딛어 봅시다.
다윈의 다섯 가지 진화 이론
진화란 무엇일까요? 한마디로 변화를 의미합니다. 그 중에서도 특별히 세대 사이에 일어나는 생물체의 형태와 행동의 변화를 뜻합니다. 오늘날은 DNA의 구조로부터 사회생활까지 생물체의 형질이 세대를 거치면서 조상의 형질과는 다르게 변화한다는 것을 의미합니다. 벌써부터 골치가 아파지려고 하는데, 이제 시작입니다. 어디서 출발할까요? 그래도 진화론인데 다윈입니다.
다윈이 『종의 기원』에서 제시한 진화론은 지구에서 생명체가 태어나고, 이 생명체가 오랜 시간의 과정에서 어떻게 변화해서, 다양한 생물종으로 전개될 수 있는가를 설명하는 것입니다. 그리고 이런 변화가 일어나는 메커니즘을 자연선택이라는 이론으로 정립한 것입니다. 그런데 다윈의 『종의 기원』은 하나의 진화 이론을 제시한 듯이 보이지만, 여러 가지 이론을 하나로 묶은 꾸러미와 같습니다. 제가 최고로 치는 “20세기의 다윈인” 하버드의 진화생물학자 마이어가 이런 관점을 강력히 유지합니다. 그는 각기 다른 다섯 가지 작은 이론이 모여서 다윈의 진화론을 구성한다고 합니다.1) 그 다섯 가지 진화이론은 이렇습니다.
다윈의 다섯 가지 주요 진화 이론
(1) 진화의 기초이론
(2) 공통유래이론
(3) 종분화이론
(4) 점진주의이론
(5) 자연선택이론
다윈의 진화론을 굳이 이렇게 다섯으로 이루어진 묶음으로 보아야 하느냐에 대해서 학자들 사이에 이견이 있습니다. 다윈의 진화론이 하나의 완전한 통일 이론이 될 수 없는 데는 까닭이 있습니다. 그것은 생물의 진화가, 시간에 따른 변화와, 생태적 지리적 공간에서 나타나는 다양화라는 두 가지 서로 독립된 과정으로 이루어지기 때문입니다.
또한 이 다섯 이론은 다윈 이후 거의 80년 동안 각자 서로 다른 길을 걸어왔습니다. 이중 (1)진화의 기초적 정의인 진화론 자체와 (2)공통유래이론은 『종의 기원』 출간 이후 몇 년 안에 생물학자들 사이에서 널리 받아들여졌습니다. 그렇지만 (3)종 분화, (4)점진주의, (5)자연선택이론은 강한 저항에 직면하다가, 진화론이 1930-40년대 근대적 종합을 이룰 때에야 받아들여지게 됩니다. 저는 이런 다섯 개의 이론을 하나씩 구분해서 보는 편이 진화론을 이해하는 데 도움이 될 것으로 생각합니다. 하나씩 그 내용을 짚어 볼까요?
첫째, 역사적 사건으로서 진화 이론
첫째, 진화의 기초 이론입니다. 이것은 세계가 항상 일정하거나, 최근에 만들어졌거나, 영원히 순환하는 것이 아니라, 꾸준히 변화하고 있으며 생물들도 시간에 따라 변화한다는 이론입니다. 유기체들이 시간을 통해 꾸준히 진화한다는, 진화 그 자체를 지칭하는 것입니다. 우리가 일반적으로 말하는 진화론이 이것입니다.
다윈은 『종의 기원』에서 진화에 대한 여러 증거들을 제시합니다. 그 이후 생물학자들은 진화가 일어났다는 사실을 지지하는 풍부한 증거를 찾고 발견합니다. 오늘날 생물학자들은 『종의 기원』 이래 150년 동안 발견된 진화의 증거들이 너무 압도적이기에 진화를 더 이상 이론이 아니라 자명한 사실이라고 단정합니다. 지구가 태양의 둘레를 돌고 있는 것처럼, 또는 지구는 둥근 것만큼이나 잘 확립된 사실로 받아들입니다. 그래서 생물학자들은 진화의 증거를 찾기 위해 시간을 투자하지 않습니다. 이들이 진화의 증거를 모으고 찾을 때는 진화론을 부정하는 창조론자들을 논박할 때뿐입니다.
이런 진화론이 가져온 충격은 엄청납니다. 당시 사람들은 변화하지 않는다고 생각했습니다. 다윈 이전 사람들은 세계가 창조된 이후 불변하고 고정되어 있다고 믿었습니다. 다윈이 생물종은 고정 불변이 아니라 점진적으로 진화한다는 사실을 밝히면서 당시 시대사상으로 군림했던 본질주의(essentialism)를 부정하는 계기를 가져왔던 것입니다. 도대체 본질주의는 무엇입니까? 본질주의는 다윈 이전의 시대까지 거의 2,000년 동안 서구를 지배해 온 유형론적 사유입니다. 본질주의는 겉보기에는 다양한 자연 현상들을 각각의 부류(class)로 구분할 수 있다고 보는 태도입니다. 이 각각의 부류를 규정하는 것이 본질(essence)입니다. 이 본질은 영원이 불변하고 다른 본질들과 뚜렷이 구별됩니다. 피타고라스학파와 플라톤이 그 기초를 세웠습니다.
피타고라스는 삼각형을 예로 들었습니다. 삼각형은 어떤 모양을 하든지 언제나 삼각형이고 삼각형과 사각형 또는 다른 기하학적 도형 사이에 어중간한 중간 상태는 존재하지 않습니다. 나무라는 부류는 줄기와 잎이 달린 윗가지들로 정의됩니다. 말은 긴 이빨과 발가락이 하나 달린 발로 규정됩니다. 플라톤식으로 말하면, 이 세상은 영원불변한 완벽한 진리 또는 이데아로 이루어져 있습니다. 현실은 이런 이데아로부터의 “변이”이며, 진리를 불완전하게 투사한 것에 불과한 것입니다. 이데아가 진짜고 현실은 짝퉁인 것이지요.
이런 본질주의 사유를 생물에 적용하면 생물의 종은 영원불변한 존재들일 수밖에 없습니다. 금이 은으로 변할 수 없듯이 한 종이 다른 종으로 변할 수 없습니다. 그리스 철학의 이런 본질주의 관념이 그리스도교 신학에 적용되면서 서양인들의 사고방식을 더욱 굳건하게 지배하게 됩니다. 창세기 1장에 기록된 대로 우주는 물론 피조세계를 구성하는 모든 생명체가 신에 의해 창조되었다는 믿음은, 기존의 종은 불변한다는 본질주의적 생각과 자연스럽게 부합합니다. 이제 그리스도교는 각각의 종류, 유형, 종들은 처음부터 개별적으로 창조되었으며, 오늘날 지구상에 살고 있는 모든 종의 구성원들은 신이 창조했던 최초의 한 쌍의 자손들이라고 가르쳐왔습니다. 각 유형의 본질은 항구적이어서 창조된 그날부터 오늘날까지 똑같다는 것입니다.
다윈, 본질주의를 부정하고 개체군적 사고 제시하다
그런데 다윈은 본질주의적 사고와는 다른 완전히 새로운 사고방식을 제안합니다. 그는 살아 있는 생물을 관찰한 결과 발견하게 되는 것은 불변하는 본질이 존재하는 항구적인 유형이 아니라, 가변적인 “개체군”이라고 주장합니다.2) 모든 종은 무수히 많은 지역적 개체군으로 이루어져 있습니다. 개체군 안에서 각각 구성원들은 다른 구성원들과 모두 다릅니다. 60억의 개체수를 가진 인간 종의 경우도 마찬가지입니다. 60억 인구 중 다른 사람과 똑같은 사람은 하나도 없습니다. 60억의 사람 하나하나는 모두 다른 것이지요. 심지어 일란성 쌍둥이도 서로 완전히 같지는 않습니다. 인간 종은 60억의 개체수를 가진 개체군입니다.
개체군에 대한 연구에 기반을 둔 다윈의 새로운 사고방식을 오늘날 ‘개체군적 사고(population thinking)’라고 부릅니다. 개체군적 사고는 현대 생물학의 가장 중요한 개념 가운데 하나입니다. 개체군적 사고의 가정들은 유형론적 사고의 가정과 정반대입니다. 개체군적 사고를 지지하는 사람들은 유기적 세계에 속한 모든 것들의 개별적 고유성을 강조합니다. 그런 고유성은 인간 종의 경우에도 적용되고, 다른 모든 동물과 식물 종에도 똑같이 적용됩니다. 반면 본질주의에 근거한 유형론적 사고는 하나의 종에 속한 모두 개체들은 다 동일한 본질을 가지고 있다고 봅니다. 본질적으로 동일한 대상의 유형과 각기 독특한 개체들로 이루어진 생물 개체군의 근본적인 차이를 이해하는 것이 ‘개체군적 사고’의 기반이 됩니다.
이렇게 사물을 보는 방식 자체가 다르기 때문에, 개체군적으로 사고하는 사람들이 내린 궁극적인 결론과 유형론자들이 내린 결론은 정확히 대척점에 놓여있습니다. 유형론자들에게는 유형이 현실이고 변이는 환영입니다. 반면 개체군적 사고의 신봉자들에게는 유형은 추상적 개념이며 오직 변이만이 현실입니다. 자연을 바라보는 시각이 이렇게 서로 다른 경우는 매우 드뭅니다.
이 새로운 사고방식을 과학에 도입한 사람이 바로 다윈입니다. 그의 기본적인 추론은 생명의 세계가 플라톤이 말하듯 불변의 본질로 이루어진 것이 아니라 매우 가변적인 개체군으로 이루어져 있으며, 진화란 바로 이 생물의 개체군에 일어나는 변화라는 것입니다. 따라서 진화는 개체군의 모든 개체들이 세대에서 세대로 이어지면서 교체되는 것이라고 할 수 있습니다. 다윈의 진화론은 본질주의가 지배하던 서구 사회를 해체를 알리는 신호탄이었습니다.
둘째, 공통 유래 이론
둘째, ‘공통유래이론’입니다. 이것은 서로 다른 종류의 유기체들이 공통 조상으로부터 내려왔으며, 모든 유기체들은 궁극적으로 지구에 단 한 번 나타났던 생명체에서 유래했다는 이론입니다. 시간의 흐름을 거슬러 올라가면서 진화 과정을 살펴보면 이렇게 보입니다. 이 공통유래이론처럼 강력한 설명력을 발휘합니다.
다윈은 1830년대 비글호 항해에서 돌아온 후 갈라파고스 제도에서 본 흉내지빠귀가 이웃 대륙인 남아메리카에 조상을 둔 동일한 종으로부터 유래했다고 결론을 내립니다. 가까운 생물종들은 같은 조상에서 갈라져 나왔다고 하는 이 발견으로부터, 새들, 모든 척추동물, 모든 동물, 결국 모든 생명은 공통의 조상에서 나왔다는 공통유래이론을 내놓게 됩니다. 결국 한 나무의 가지들이 모두 한 줄기에서 나온 것처럼, 이 세상의 모든 종은 모두 단일한 공통 조상을 갖는다는 것이 “공통유래이론”입니다. 공통유래는 다윈의 진화적 사고방식의 이론적 틀이 됩니다. 공통유래에 의한 진화 개념은 『종의 기원』 출판 직후 10년 이내 대부분의 생물학자들에게 받아들여집니다.
그렇다면 이 이론을 뒷받침하는 어떤 증거가 있을까요? 생물학자들은 다양한 생물학 분야에서 각기 제시된 결론들이 서로 맞아 떨어지면서 공통 유래의 증거를 확고하게 뒷받침하고 있다고 합니다. 화석기록을 다루는 고생물학이나, 형태학적 유사성을 따지는 비교해부학을 비롯해서, 비교발생학, 계통분류학, 생물지리학 등의 학문분야가 이 이론을 증거로 제시합니다.
공통유래이론은 20세기에 분자생물학에 의해 정점을 이룹니다. 분자생물학은 유전자 또는 더 정확하게는 유전자를 구성하는 분자들의 구조도 동물의 신체가 진화하듯 진화적 변화를 겪는다는 사실을 발견합니다. 서로 다른 생물에서 서로 상동 관계에 있는 유전자나, 상동 관계에 있는 분자들을 비교해보면 그 유사성의 정도를 판별할 수 있다는 것이지요. 두 생물이 서로 가까운 관계일수록 각 생물을 이루는 분자들 역시 그만큼 더 비슷하기 때문입니다. 이렇게 분자에 대한 연구를 통해서 생물 사이의 확실한 관계를 밝힐 수 있습니다.
다윈, 인간의 독특성을 부정하다
그런데 이 공통유래 개념은 종이 갈라져 새로운 종을 만든다고 하는 분지(分枝) 진화와 같은 현상을 가리킵니다. 과거를 돌아보면 공통 조상이지만, 현재를 보면 분지 진화가 됩니다. 오늘날 우리가 보는 엄청난 생물 종의 다양성은 바로 이런 분지 진화 과정을 통해 비로소 가능해집니다. 다윈의 분지 개념은 공간 차원에서 수평적 진화 방식을 도입함으로써 생물종 다양성의 연유에 관한 설명을 제공할 뿐만 아니라, 생물종 간의 상호관계를 확인하는 메커니즘이 됩니다. 나아가 전체 생물계가 최초의 공통 조상에서 파생된 한 자손들로서 하나의 가족임을 말하는 기초가 됩니다.
이런 다윈의 공통유래이론은 그리스도교를 중심으로 당시 많은 사람들로부터 거센 비난과 반발을 받았습니다. 어떤 점이 사람들을 그렇게 당혹스럽게 했을까요? 무엇보다도 이 이론이 지닌 가장 중요한 결과에 따라 인간의 위치가 변화할 수밖에 없기 때문입니다. 『종의 기원』에서 다윈은 인간의 기원에 대해서는 한 마디도 하지 않지만, 다음과 같은 말을 은밀히 남깁니다. “인간의 기원과 역사에 빛이 던져질 것이다.”
아시다시피 전통적으로 그리스도교 신학이나 철학에서 인간은 나머지 생명체와 다른 존재였습니다. 신이 인간을 창조했고, 인간은 동물과 달리 정신이나 영혼을 가지고 있고, 신은 특별한 목적을 가지고 인간을 이 땅에 두었기 때문에, 인간은 예외적인 피조물이라고 생각해 온 것입니다. 그런데 공통유래이론에 따르면, 인간도 다른 동물, 즉 영장류와 공통 조상에서 유래했다는 것을 함축하고 있습니다. 이것은 우리가 누구이고, 왜 존재하는지에 대한 이전의 믿음을 뿌리 채 위협하고 있는 것으로 받아들인 것입니다.
이런 탓에 옥스퍼드 주교 윌버포스는 다윈의 진화론을 ‘원숭이설’(monkey theory)로 폄하했습니다. 인간 기원에 관한 이런 새로운 관점은 자연히 신의 인간 창조를 부인할 뿐 아니라 당시 사회 전반을 지배해온 자연신학으로부터 과학을 분리함으로써 종교와 과학이 결별하는 결정적 계기가 됩니다. 다윈의 공통유래이론은 성서의 창조론을 배제하고 철학자들이 주장하던 인간중심적 전통을 벗어나는 혁명적 전기를 마련한 것입니다. 이러니 그리스도교나 철학이 발끈하지 않을 수 없었습니다.
셋째, 종분화 이론
셋째, ‘종 다양화 또는 종분화 이론’입니다. 이것은 종은 시간이 흐르면서 새로운 종이 나타나고 종의 수가 증가한다는 것을 말하는 이론입니다. 생명 세계에서 보이는 엄청나게 많은 생물 다양성의 기원을 다윈은 이 이론을 가지고 설명합니다. 이쯤에서 종이 무엇인지 살펴보아야 할 것 같습니다만, 어디서 시작해야 할 지 고민입니다.
우선 질문하나 할까요? 지구에 있는 생물 종의 숫자는 얼마나 될까요? 저는 책이나 학자들 가운데 정확히 일치하는 숫자를 내놓은 것을 아직 보지 못했습니다. 해가 갈수록 새로운 종이 발견되기 때문입니다. 분류학의 아버지라고 할 수 있는 린네가 1758년 당시 알던 동식물 종은 9,000여 가지였습니다. 지금까지 분류된 현존하는 생물종은 400만 종 정도이고 전체 종의 총합은 약 500만에서 1,000만 종 쯤 추정된다고 합니다. 이것도 어디까지나 추정이고, 2,000-3000만 종까지 추정하는 학자도 보았습니다.3) 현존하는 종이 이렇다는 것입니다. 대부분의 종들이 이미 멸종하고 현존하는 종은 역사상 존재했던 종들 가운데 극히 일부라는 것을 고려할 때, 지구상의 생물을 10억 종이나 된다고 말하기도 합니다. 이렇게 종의 숫자를 확정할 수 없는 또 다른 까닭이 있습니다. 종을 분류하는 기준이 항상 통일되어 있는 것이 아니기 때문입니다. 사실 종을 나누는 기준을 세우는 것이 훨씬 더 어려웠던 것처럼 보입니다.
다윈은 한 종에서 다른 종으로 바뀌는 변화가 진화를 설명하는 데 가장 기본적인 문제라는 사실을 충분히 알고 있었습니다. 실제로 진화는 정의에 따르더라도 한 종에서 다른 한 종으로 바뀌는 것을 의미합니다. 그런 다윈도 종을 어떻게 구분할 것인지 많은 고민을 했습니다. 종의 분류는 다윈 이후 생물 종을 분류하는 일을 하는 분류학자들도 지난 150년 동안 고민해 왔던 문제입니다. 아무튼지 진화 생물학에서도 “종이란 무엇인가?”에 대해 대략적인 합의에 도달하는 과정을 “종 문제”(species problem)라고 합니다. 오늘날까지도 종의 개념에 대해서 만장일치 합의가 이루어진 것은 아닙니다.
이런 이유로 진화론을 살펴보면 학자들이 사용하는 종 개념이 이렇게 단순하지는 않습니다. 종 개념에는 유형론적 종 개념, 유명론적 종 개념, 진화론적 종 개념, 생물학적 종 개념 등 다양한 논의가 있고, 여전히 다른 종 개념들이 진화론 논의에서 자연스럽게 사용되고 있습니다.4)
아주 일반적으로 말해서, 같은 종류인 생물의 무리를 종이라고 합니다. 인간은 황인종, 백인종, 흑인종으로 나뉘지만 모두 같은 종입니다. 이런 같은 종끼리는 짝짓기가 가능합니다. 이것이 학자들 사이에 많이 사용되는 생물학적 종 개념입니다. 이 개념은, 종은 개체군으로 이루어져 있으며, 두 개체군이 성공적으로 상호 교배할 수 있으면 그들은 같은 종이라는 두 가지 관찰 사실에 기초하고 있습니다.
이렇게 생물학적 종 개념에 따르면, 종은 상호교배가 가능한 생물들의 집단입니다. 두 개체군은 생식적으로 격리되어 있을 때, 즉 두 개체군이 각각 다른 유전자풀을 가지고 있을 때, 서로 다른 종으로 나눌 수 있다고 합니다.5) 인간과 침팬지는 짝짓기를 해서 자손을 나을 수 없습니다. 그래서 이 둘은 다른 종입니다. 그런데 이런 생물학적 종 개념은 유성생식을 하는 종에만 적용됩니다. 무성생식을 하는 생물들은 결코 상호 교배 할 수 없기 때문입니다. 그래서 무성생식을 하는 생물에도 적용되는 종에 대한 다른 정의를 찾아야 합니다. 이렇게 보면, 종을 정의하는 데에는 한 가지 방법만이 있는 것이 아닙니다. 창조-진화 논쟁에서 종 개념이 중요한 위치를 차지하기 때문에, 저도 많은 관심을 가지고 있는데 종 개념이 쉽게 결판날 것 같지는 않습니다.
다윈, 종의 증가를 주장하다
종의 정의에 대해서 계속 살펴보다간 머리에 쥐가 날 것 같습니다. 잠시 지구상의 생명 종의 다양성을 설명하는 종분화(speciation)를 살펴볼까요? 종분화는 새로운 종이 탄생하는 과정입니다. 물론 무엇이 ‘새로운 종’인지는 위에서 말한 것처럼 종을 어떻게 정의하느냐에 따라 달라집니다.
일반적으로 과거 분류학에서 많이 사용되던 형태학적 종 개념에 따르면, 서로 닮은 생물 한 개체군이 외양이나 행동, 유전자 측면에서 구별되는 자손 개체군 둘로 갈릴 때, 새로운 종이 탄생합니다. 요즘 많이 쓰는 생물학적 종 개념에서는, 상호 교배하는 생물들 가운데 한 개체군이 두 개의 자손 개체군으로 갈려서 생식적으로 격리될 때, 새로운 종이 탄생한다고 합니다. 물론 유성 생식하는 종에만 적용됩니다.
이 두 가지 종 개념에서 공통되는 것이 있는데, 분리 개념입니다. 하나의 종이 자손 종으로 나뉠 때는 언제나 새로운 종이 탄생합니다. 종 분화의 두 가지 정의에서 차이점은 한 종과 다른 종을 구별할 때 적용하는 기준이 다른 것입니다. 따라서 종 분화에 대해 논의할 때는, 어떠한 종의 정의를 사용하고 있는지 분명하게 밝혀야만 합니다.
종 분화가 일어나는 과정을 생물학적 종 개념을 가지고 예를 들어 보겠습니다. 상호 교배하는 생물들의 한 개체군이 자손 개체군 둘로 생식적으로 격리되는 과정인데, 지리적인 분리로 이런 일이 일어날 수 있습니다.
한 개체군의 쥐들이 큰 골짜기에서 행복하게 살고 있습니다. 쥐들은 모두 상호교배가 가능한, 같은 종에 속하는 동물입니다. 그런데 어느 날 골짜기가 물에 잠기게 됩니다. 쥐의 절반은 골짜기의 한쪽에, 나머지 반은 다른 쪽에 갇히게 되어 오고갈 수 없습니다. 수백 년 동안 두 개체군은 지리적으로 분리되어, 각 개체군은 약간 다른 방식으로 진화합니다. 그리고 어느 날 물이 빠져서 두 개체군이 서로 만납니다. 그러나 두 개체군은 이미 너무 많이 달라져서 상호교배할 수 없게 됩니다. 아마 각 개체군의 수컷들이 다른 개체군의 암컷들에게 끌리지 않아서 상호교배가 안되거나, 또는 각 개체군의 수컷 배우자들이 다른 개체군의 암컷 생식관에서 살아남을 수 없기 때문일 수도 있습니다. 두 개체군의 쥐들이 상호 교배할 수 없는 구체적인 이유가 무엇이든, 이들이 이제 생식적으로 격리된 것은 분명합니다.6)
생물학적 종 개념에 따르면, 이 두 개체군은 이제 구별되는 종이 되었다는 뜻입니다. 한때 하나였던 종이 이제는 두 개의 종이 된 것입니다. 이처럼 지리적인 분리에 따라 일어나는 종 분화를 “이역적 종분화”라고 합니다. 진화론은 이런 종 분화 과정을 통해서 오늘날과 같은 생명 종의 다양성이 형성되었다고 주장합니다.
넷째, 점진주의이론
넷째, ‘점진주의이론’으로, 진화적 변화는 개체군의 점진적 변화를 통해 일어난다는 겁니다. 이것은 새로운 유형을 대표하는 새로운 개체는 갑작스럽게 만들어지지 않는다, 즉 새로운 종은 갑작스럽게 생기지 않는다는 주장을 담고 있습니다. 다윈은 생전에 진화적 변화의 점진적 본성을 강조했습니다.
뭐 이런 주장이 그리 대단하냐고 말하는 사람이 있을 지도 모르겠습니다. 그렇지만 모든 종이 처음부터 결정되어 변하지 않는 존재라고 수천 년 동안 믿어왔던 서양 사람들에게 큰 충격입니다. 그들이 믿어 온 것이 사실이 아니라는 뜻이었기 때문이기도 합니다.
종이 처음부터 변하지 않는다는 생각은, 그리스 철학자이자 아리스토텔레스 시대부터 계속되었습니다. 그는 자신이 직접 눈으로 본 증거를 토대로 그렇게 믿었습니다. “원숭이가 사람을 낳은 것을 본적이 없다. 그렇지 않은가?” 그러니 원숭이는 원숭이를 낳고, 인간은 인간을 낳는다는 것이지요. 아리스토텔레스가 한 종은 결코 다른 종의 근원이 될 수 없다는 결론을 내린 것도 무리는 아닙니다.
다윈 이전 시대의 사람들은 소크라테스 이전부터 퀴비에 같은 격변론자에 이르기까지 신종 출현은 도약적으로 일어난다고 믿었습니다. 이렇게 불연속적 존재로서 종을 말한 데는 이들이 모두 앞서 말한 본질주의를 바탕에 깔고 있습니다. 왜냐하면 모든 생물은 완전한 적응체로서 본질적 원형을 유지하므로 ‘불완전한’ 중간 단계는 있을 수 없기 때문입니다. 본질은 결코 바뀔 수 없으며, 따라서 어떤 차이가 있으면 그것은 기존의 본질이 변화된 때문이 아니라 신의 섭리로 새로운 본질이 탄생되었기 때문으로 해석합니다.
다윈의 친구 라이엘이나 세지윅 조차도 어떤 지역의 동물상이 계속 바뀌는 것을 보고, 이 변화를 멸종되는 생물에 대치되어 새로 출현하는 신종 생물로 받아들였습니다. 신종 생물은 모두 신에 의해 창조되어 돌연히 나타난다고 믿은 것입니다. 다윈 당시에 새로운 종의 출현을 말한 사람들은 모두 종이 갑자기 나타나는 도약적인 출현을 의미합니다.
다윈, 도약 진화를 부정하다
그렇지만 다윈은 점진론을 주장합니다. 그가 점진적 진화론을 취한 것은 그 자신의 직접적인 관찰에 토대해서 그렇게 됩니다. 그는 집비둘기 관찰과 여러 동물 사육가와의 대화를 통해, 점차적인 교배사육이 결국 처음과는 많이 다른 새로운 품종을 만들어내는 것을 알 수 있었습니다. 또한 갈라파고스 제도의 흉내지빠귀와 거대한 거북이를 보았을 때로 그런 신종 형성이 바로 이런 과정의 결과로 설명될 수 있었습니다.
그러나 그의 점진론을 보다 강력하게 뒷받침한 것은 개체군적 사고였습니다. 진화는 개체군으로 진행되며 그런 한 갑작스런 변화는 일어나지 않습니다. 다윈은 자연선택은 미세하고 유리한 변이들이 계속적으로 축적됨으로써만 일어나기에 크고 갑작스런 변화는 일어날 수 없다고 봅니다. 따라서 자연선택은 다만 매우 짧고 천천히 일어나는 단계적 진행에 의해서만 가능하다고 말합니다. 다시 말해, 개체군적 사고와 점진론은 서로 톱니바퀴처럼 맞물려 있는 관계이며 동시에 상대를 보강하는 관계이기도 합니다.
그런데 그리스도교 신학자들은 아리스토텔레스가 제안한 ‘종의 불변성’ 이론을 수백 년 동안 수용하고 믿어 왔습니다. 앞에서 언급했지만, 신학자들은 신이 태초에 각각의 종을 독자적으로 창조했으며, 각각 종은 그때부터 현재까지 정확히 그대로 남아 있다고 가르쳤습니다. 이런 종과 창조에 대한 고정 관념을 진화 개념으로 바꾼 사람이 바로 다윈입니다.
그런데 다윈의 이런 점진적 진화론은 진화의 발생에 대해서 다른 반론에 처하게 됩니다. 하나는 이것이 완전히 새로운 기관, 구조, 생리학적 능력, 행동 유형의 기원을 설명할 수 없다는 것입니다. 창조-진화 논쟁에서 지적설계론자들이 진화론을 비판하면서 주장하는 “환원불가능한 복잡성”이 이런 맥락에서 나온 것입니다. 물론 이런 지적에 대해 다윈이나 현대 진화생물학은 나름의 반박 설명을 하고 있습니다. 또 다른 반론이 대규모 멸종과 생명의 대폭발과 관련된 것입니다. 진화생물학 진영에서 스티븐 굴드와 닐스 엘드리지가 이를 배경으로 도약에 의한 진화로 단속평형설을 주장합니다. 진화의 발생 메커니즘에 대해 다윈과 다른 설명으로 인해 이들 단속평형론자들은 정통 다윈주의자를 자임하는 리처드 도킨스 사이에 뜨거운 논쟁이 벌어집니다.
다섯째, 자연선택이론
마지막으로, ‘자연선택이론’입니다. 진화는 한정된 자원을 놓고 엄청난 수의 개체들이 벌이는 경쟁을 통해서 이루어지며, 이로 인해 생존과 번식에서 차이가 생긴다는 설명입니다. 다윈이 제시하는 자연선택이 발생하기 위한 조건은 다음 네 가지입니다.
(1) 자연계의 거의 모든 개체군에는 각 개체들 간에 변이가 존재한다.
(2) 어떤 변이는 유전한다.
(3) 생물은 환경이 뒷받침할 수 있는 이상으로 많은 자손을 낳는다.
(4) 주어진 환경에 잘 적응하도록 도와주는 형질을 지닌 개체들이 보다 많이 살아남아 더 많은 자손을 남긴다.
진화생물학에서는 이 네 가지를 묶어서 자연선택을 위한 필수적이고 충분한 조건이라고 부릅니다. 왜냐하면 이 네 가지 조건이 모두 함께 갖춰져야 자연선택이 일어날 수 있고, 또 모두 갖춰지기만 하면 자연선택은 반드시 일어날 수밖에 없기 때문입니다.
첫째 조건인 변이부터 살펴보겠습니다. 자연계에 존재하는 거의 모든 형질들에는 대체로 변이가 존재합니다. 만일 변이가 없다면 선택의 여지도 없습니다. 형질이 동일한 개체들 간에 아무리 선택을 한다 해도 아무런 변화를 기대할 수 없기 때문에, 자연선택은 변이를 가진 형질에만 일어날 수 있습니다.
두 번째 조건은, 이런 변이들 중 유전하는 것만이 자연선택의 대상이 된다는 것입니다. 다세포생물은 기능적으로 서로 다른 두 가지 종류의 세포로 구성되어 있습니다. 하나는 몸의 구조를 이루는 체세포이고, 다른 하나는 번식을 위해 만들어지는 생식세포입니다. 한 생명체가 생애를 통해 아무리 많은 변화를 겪는다 해도 그것이 생식세포내의 변화가 아니면 다음 세대로 전해질 수 없습니다. 체세포 변화는 당대에만 나타날 뿐 자손에게는 전달되지 않습니다. 엄마가 쌍까풀 수술을 했다고 해서 수술한 다음 태어난 딸에 저절로 쌍까풀이 생기는 것은 아닙니다. 어떤 사람이 헬스를 열심히 해서 몸짱이 되었다고 해서 그 아들이 저절로 몸짱으로 태어나는 것은 아닙니다. 이것이 바로 라마르크가 주장하는 획득형질유전의 맹점입니다.
세 번째 조건은 다윈이 맬서스의 『인구론』을 읽고 깨달은 개념입니다. 다윈이 태어나기 10여 년 전에 발표된 이 논문에서 맬서스는 인간을 포함한 모든 생물집단은 환경적인 제한요인이 없다면 기하급수적으로 성장하는 성향을 지닌다고 설명합니다.
자연선택의 네 번째 조건은 세 번째 조건에서 이어지는 귀결입니다. 어느 집단이든 태어나는 모든 개체들이 전부다 번식 기회를 갖는 것은 아닙니다. 대부분 개체들은 번식기에 이르기 전에 죽어서 사라지고 주어진 환경에 보다 잘 적응할 수 있도록 도와주는 형질들을 지닌 개체들만이 살아남아 자손을 남기게 됩니다. 아무리 변이가 존재하고 또 유전한다고 하더라도 모든 개체가 다 번식기에 이르러 똑같은 수의 자손을 남긴다면 그 개체군의 유전자 빈도에는 아무런 변화도 발생하지 않는 것이지요.
다윈, 목적론을 부정하다
다윈 이전에도 진화가 일어났다는 증거는 엄청나게 많았습니다. 그렇지만 실제로 진화가 일어났다는 사실을 아는 것과, 진화가 어떻게 일어났는지 아는 것은 다른 문제였습니다. 다윈은 진화가 어떻게, 왜 일어났는지 설명하는 과정을 독창적으로 제안하고, 이 과정을 “자연선택”이라고 불렀습니다. 그래서 다윈이 생물학에 가장 독창적으로 공헌한 부분은 진화론이 아니라 자연선택이론이라고까지 말하는 사람도 있습니다.
사실 다윈의 자연선택이론이야말로 그 이론 가운데 가장 혁신적이고 대담한 발상이라고 할 수 있습니다. 그 이전에 생물학자, 철학자 그 누구도 점진적 자연선택을 말한 적이 없기 때문입니다. 다윈의 자연선택이론은 결국 자연신학의 목적론적 설명을 완전히 바꿔 놓았습니다. 실제로 자연선택은 두 단계로 이뤄지는 과정입니다. 첫째는 양친의 교배를 통해 유전적으로 다양한 개체들이 변이 출현하는 단계이고, 둘째는 이들 자손 중에 어떤 개체가 살아남고 생식하느냐를 결정하는 선택의 단계입니다.
그런데 이런 자연선택론이론이 당시로서 전혀 엉뚱할 만큼 혁명적이라 다윈 이론 가운데서 가장 큰 저항을 맞게 됩니다. 이 자연선택의 두 단계 모두가 신의 설계를 거부하는 기계론적 설명인데다 첫 단계인 변이체들의 출현은 순전히 우연에 의존하기 때문입니다. 물론 자연현상을 결정하는 것이 우연이냐 필연이냐는 오늘날까지 뜨거운 논쟁의 대상이 되고 있지만, 모든 것을 신의 뜻과 섭리로 이해하는 그리스도교에게 자연선택이론은 뜨거운 감자였습니다. 그 저항의 선봉장에 자연신학이 있었습니다.
다윈의 진화론은 이 다섯 이론이 서로 긴밀하게 얽혀 있는 것입니다. 이런 다섯 이론은 지난 150년의 비판과 검증에서 살아남아 현대 진화생물학에서 여전히 굳건한 자리를 차지하고 있습니다. 이런 다윈의 진화론은 본질주의, 창조론, 도약적 진화 등을 부정하고 공통조상으로부터 점진적 종분화를 통한 기계론적 자연설명의 틀을 제시한 것입니다.
다윈 진화론을 짧은 글 한편에 담고자 했습니다. 분량의 압박으로 원래 원고를 3분의 1로 압축했지만, 언어의 효율성은 찾을 수가 없습니다. 쉽게 설명할 능력이 없는 아마추어의 한계 탓이니 혜량해주시기 바랍니다. 진화론을 공부하는데 제가 가장 많이 신세 진 사람이 “20세기의 다윈”으로 불린 하버드 생물학자 마이어입니다. 『이것이 생물학이다』, 『진화란 무엇인가』, 『진화론 논쟁』 등의 책이 번역되어 있는데, 많은 도움이 됩니다. 국내 학자로는 생물철학자 장대익의 『다윈의 식탁』을 진화생물학을 살펴볼 수 있는 좋은 책으로 꼽습니다.7) 이런 책을 들었는데 어렵다고 느껴지면 초등학생이나 청소년들을 위한 쉬운 책들을 찾으면 됩니다. 생물학 공부의 문턱을 낮추면 되는 것이지요. 물론 저도 이런 수준의 책을 서가에 놓고 종종 살펴봅니다. 다음에는 이런 다윈의 진화론에 대해 그리스도교가 역사적으로 어떤 반응을 보였는지 살펴보겠습니다.
신재식 l 교수는 서울대학교 종교학과를 졸업하고 장로회 신학대학원을 거쳐 미국 드루(Drew) 대학교에서 박사학위를 받았다. 현재 호남신학대학교 신학과 조직신학교수이다. ‘과학’ 문화 속에서 ‘한국’ 신학을 고민하면서, ‘종교(기독교)와 과학’의 만남에 깊은 관심을 갖고 있다. 템플턴 재단의 ‘종교와 과학 교과 프로그램(Religion and Science Coursework Program)’ 수상자(1999)이며, 미국 국무성 초청 풀브라이트 방문교수(2004)를 지냈다. 저서로는 『신앙과 이성 사이에서: 아우구스티누스와 아퀴나스』, 번역서로 『신과 진화에 관한 101가지 질문』, 『근대 신학의 이해』, 논문으로 〈아이작 뉴턴의 종교와 과학의 상호관련성 연구〉, 〈다윈 진화론의 자연신학 비판과 다윈 이후 진화론적 유신론 연구〉, 〈’과학적 문자주의’와 ‘종교적 문자주의’를 넘어서〉 등이 있다.
글쓴이 / 신재식
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