자연의 안정화, 방향성, 분단성 선택

자연의 안정화, 방향성, 분단성 선택

자연의 안정화 선택

자연의 안정화 선택에 대해 살펴보겠습니다. 수많은 연구를 통한 결론은 바로 모든 생물은 진화하고 변화할 가능성이 매우 높다는 것입니다. 하지만 자연세계를 살펴보고 연구해 보면 종들은 변하지 않은 그대로의 모습으로 여러 세대 동안 살아남을 수 있다는 것을 발견하게 됩니다. 진화적인 변화의 잠재력이 개체군 안에서 항상 높게 존재한다면 왜 항상 눈에 띄는 진화적인 변화가 나타나지 않는 것일까요? 개체군 안에서 명백한 변화가 나타나지 않는 데는 많은 이유가 있습니다. 예를 들어 안정화 선택이라고 하는 자연선택의 한 형태는 개체군 내에서 변화가 일어나지 않게 하는 작용을 할 수 있습니다. 개체군에서 자연의 안정화 선택은 극단의 표현형에 불리하게 작용하고, 그 결과로써 개체군은 평균적인 표현형을 안정적으로 갖게 됩니다. 안정화 선택의 영향하에 있는 개체군 내에서는 가장 크기가 가장 작은 개체들은 낮은 생존율과 번식률을 보인 반면, 평균적인 크기의 개체들은 높은 생존율과 번식률을 보입니다. 안정화 선택의 결과로써 한 개체군은 시간이 지나도 같은 표현형을 유지하는 경향을 보입니다. 안정화 선택은 개체군 내에서 평균적인 개체들이 주어진 환경조건에 가장 잘 적응했을 때 일어납니다. 만약 한 개체군이 일련의 주어진 환경조건에 잘 적응했을 때 안정화 선택의 결과 압도적인 환경조건과 개체군 내에서의 평균적인 표현형 사이의 균형 갖게 됩니다. 하지만 특정 형질에 대한 안정화 선택으로 인해 환경변화가 왔을 때 도전을 받을 수 있습니다. 

방향성

방향성을 가지는 것은 개체군이 환경변화를 직면했을때 우월한 선택의 한 형태가 될 것입니다. 우리는 과학자들이 진행했던, 진화에 관한 많은 연구에서 그들이 화석기록을 검사하거나 개체군의 역사를 시간의 흐름에 따라 잘 연구하여 살펴보았음을 알 수 있습니다. 그러한 연구의 결과로 시간이 지남에 따라 개체군이 어떠한 방향으로 서서히 바뀌었는지를 알 수 있는 많은 사례를 들 수가 있습니다. 예를 들어 빈번하게 진화계통에서 몸 크기 또는 몸의 비율에 있어서 두드러진 변화가 있었습니다. 이러한 변화는 방향성 선택의 결과일 것입니다. 방항성 선택으로 인해 개체군에서의 다른 표현형보다 극단적인 표현형이 많이 발견됩니다. 어떤 특정 환경변화 중에 평균적이거나 작은 개체들은 생존율과 번식률이 낮은 반면, 개체군 내에서 몸집이 큰 개체들은 생존율과 번식률이 높았습니다. 생존과 번식에 중요한 영향을 주는 환경 변화의 결과로써 방향성 선택하에서의 평균 표현형은 시간이 지남에 따라 변화합니다. 이 특정한 환경하에서 개체군의 평균적인 몸의 크기는 시간이 지남에 따라 증가합니다. 방향성 선택은 하나의 극단적인 표현형이 다른 표현형보다 이익이 더 큰 곳에서만 생겨납니다. 뿐만 아니라, 하나 이상의 극단적인 표현형이 평균 표현형을 넘어서 이익을 갖는 환경도 있습니다. 그러한 환경에서는 개체군이 진화의 다양성을 증가시킬 수도 있습니다.

분단성 선택

분단성 선택은 한 개체군에서 진화의 결과 평균적인 표현형을 넘어 둘 또는 그 이상의 표현형이 나타나는 것을 말합니다. 몸의 크기와 같은 특성이 정규분포를 보이지 않는 개체군들도 있습니다. 앞에서의 안정화와 방향성에서의 정규분포에서는 개체군의 평균과 동일한 단 하나의 정점만이 있었습니다. 즉 개체군 안에서 평균적인 표현형이 가장 일반적이고, 다른 표현형은 그보다 훨씬 적은 빈도로 나타납니다. 하지만 몇몇 개체군들에서 둘 또는 그 이상의 일반적인 표현형들이 있을 수도 있습니다. 예를 들어 많은 동물종에서 수컷은 둘 또는 그 이상의 분명히 구분되는 크기로 존재할 수 있습니다. 즉 몇몇의 동물 개체군에서 작거나 큰 수컷은 중간크기의 수컷보다 더 높은 번식 성공률을 가질 수 있습니다. 그러한 개체군에서는 자연선택으로 인해 수컷의 몸 크기가 다양해지도록 한 것처럼 보입니다. 이처럼 다양성이 만들어지는 이유 중 하나는 자연의 분단성 선택입니다. 분단성 선택으로 인해 한 개체군에서 평균적인 표현형을 넘어 둘 또는 그 이상의 표현형이 나타납니다. 평균적인 몸 크기의 개체는 크거나 작은 몸 크기의 개체보다 생존율과 번식이 낮습니다. 그 결과 작거나 큰 개체들 모두 개체군에서 시간이 지남에 따라 출현 빈도가 커집니다. 그 결과는 개체군 내 수컷 몸 크기의 분포가 두 정점을 가지는 것으로 나타납니다. 즉 개체군은 많은 수의 큰 수컷과 작은 수컷을 가지지만, 중간 크기의 수컷은 적습니다.