진화론 이야기 - 단속평형설(Punctuated Equilibrium)의 오해

진화론에서 이야기하는 다른 많은 이론들도 마찬가지겠지만, 1972년 엘드리지와 굴드가 발표한 단속평형설은 특히나 더 창조론자들의 오해를 많이 받고 있습니다. 물론 그 이유는 진화론을 비난하는 창조론자들이 단속평형설을 전혀 모르고 있기 때문, 그리고 절대 알려고 하지 않기 때문이죠.

100만년전 지층에서 몸길이 10cm의 화석이 발견되었습니다. 그리고 1만년전 지층에서는 몸길이 1m인 또다른 화석이 발견되었습니다. 두 화석의 골격을 비교해본 결과 두 화석은 같은 계통으로 100만년전 10cm에 불과했던 동물이 1만년전에는 1m까지 커지는 진화가 일어났다는 결론을 내립니다.
이때 창조론자들은 다음과 같은 그래프를 내밀며 주장합니다.

[진화론이 맞다면 이 그래프처럼 점진적으로 진화해 왔다는 것인데,그렇다면 30cm, 50cm, 60cm짜리 화석은 왜 안나오느냐?]


단속평형론에 대한 창조론자들의 오해는 다음과 같은 것이 있습니다.


1. 단속평형설은 바람직한 괴물 이론이다. - 단속평형설에 의하면 10cm짜리 동물이 어느날 갑자기 1m짜리 새끼를 낳기 시작했다는 이야기인데 말이 됩니까?
원래 '바람직한 괴물 이론'을 주창한 것은 굴드가 아니라 골드슈미트(Richard Goldschmidt, 1878-1958)입니다. 골드슈미트는 때때로 일어나는 거대돌연변이가 생존에 유리할 경우(즉 괴물이 태어났는데 그것이 '바람직한 괴물'일 경우) 그것이 새로운 종이 된다고 주장했습니다. 단속평형설은 골드슈미트의 이론과 전혀 관계가 없습니다. 단지 변화가 급격하게 일어난다는 공통점만으로 단속평형설과 바람직한 괴물 이론을 헷갈리는 것입니다.

단속평형설은 일반적인 진화론과 마찬가지로 '점진적 변화'를 말합니다. 다만 단속평형설에서 주장하는 것은 '변화의 속도가 일정치 않다'는 것입니다. 마치 다음 그림과 마찬가지입니다.

즉 일반적인 진화론이 '이 동물의 크기가 99만년동안 1년에 약 0.001mm씩 점진적으로 변화해 왔다'는 것에 비해 단속평형설은 '이 동물의 크기는 '45만년동안 거의 변화가 없다가 10만년에 걸쳐 1년에 약 0.01mm씩 점진적으로 변화한 후 다시 45만년동안 거의 변화가 없다'는 것입니다. 그에 의하면 50cm짜리 화석이 발견될 가능성은 10%로 감소하게 됩니다.
만약 그러한 변화가 1000년에 걸쳐 점진적으로 일어났다고 해도 이 동물의 크기변화는 1년에 1mm 증가라는, 말이 안되지 않는 변화입니다. 그리고 이렇게 된다면 50cm짜리 화석이 발견될 가능성은 0.1%밖에 안되는 것이죠.


2. 단속평형설은 중간화석의 부재를 설명하기 위해 억지로 만든 가설이다. - 이렇게 중간화석이 발견되지 않으니까 굴드 같은 진화설자들은 단속평형설을 대충 만들어서 주장하고 있습니다.
일단 단속평형설은 중간화석의 부재를 설명하기 위해 만들어진 것은 맞습니다. 하지만 '대충 만든 가설'은 아닙니다.

1960년대 이후 생물학은 새로운 강력한 도구를 얻게 되었습니다. 바로 컴퓨터였죠. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 수천년 걸릴 변화도 며칠 안에 알 수 있게 되었습니다. 그에 따라 진화론에서 나왔던 여러 이론들을 실험실은 아니지만 컴퓨터 가상세계 안에서 시뮬레이션이 가능해졌습니다.

단속평형설 역시 실험실에서 실험하기에는 쉽지 않은 이론입니다. 하지만 컴퓨터 안에서 실험하기는 어렵지 않죠.
생물학자들은 컴퓨터 내부에서 유전자의 움직임을 시뮬레이션했습니다. 그 결과 단속평형설에서 예측했던 '적응성의 도약'현상이 발견되었습니다. 생물의 적응성이 한동안 정체하다가 마치 위 그래프처럼 짧은 시간에 높은 적응성으로 뛰어오르는 현상이 발견된 것입니다.


유전자를 검사해본 결과는, 유전자는 꾸준한 변화(진화)를 보이고 있었습니다. 그러나 그 무리의 적응도는 그다지 큰변화가 없는 상황이 한동안 계속되었습니다. 그러다가 유전자의 진화가 어느 임계점을 넘었을때 그 유전자가 무리 전체로 퍼지면서 비교적 짧은 시간내에 전체 적응성이 올라가는 현상이 발견된 것이죠.(인공생명<스티븐 레빈> 참조)

<2010.11.5일 본문 수정>