자연계에서 자매종sibling species 사이의 격리가 절대적인 경우는 거의없다. 근연식물 closely related plant (분류학적으로 유연관계가 깊은 식물)에서 이종교배는 예외라기보다는 규칙이다. 다윈은 "심지어 일년생 식물과 다년생 식물, 낙엽수와 상록수도 종종 쉽게 이종교배할 수 있다" 라고 썼다.
동물 사이의 이종교배는 식물보다 덜 흔하지만, 그래도 일어난다. 예컨대 물오리와 고방오리는 자유롭게 서로 교미한다. 동물원에서는 사자와 호랑이가 이종교배하여 티글론tiglon을 낳을 수 있다. 얼룩말과 말도 이종교배하여 줄무늬가 있는 불임 지브로이드zebroid를 낳을 수 있다.
만일 두 종 간의 이종교배가 매우 드물다면 이종교배가 유전자풀gene pool을 극적으로 변화시키지 않을 것이다. 이종교배 자손은 순종 자손들보다 적합성fitness이 떨어지는 경우가 많다. 말과 당나귀는 항상 이종교배하며, 종종 부모보다 더 튼튼하고 강한 자손들이 태어나는 것으로 유명하다. 하지만 전문적인 의미(즉, 진화학자들이 보는 의미)에서 보면그런 잡종은 부적합하다. 그도 그럴 것이 진화학자들은 적합성을 ‘미래 세대에 기여하는 자손의 수‘로 정의하고 측정하는데, 암말과 수탕나귀가 교배할 경우 말과 당나귀 각각의 유전자풀 중에서 단 하나의유전자조차도 변화시킬 수 없기 때문이다. - P220
그랜트 부부는 다윈이 모든 진화의 기원이라고 생각했던 단순하고 구체적이고 객관적인 단위로 데이터를 수집하는데, 그들이 채택한 단위는 ‘밀리미터 단위로 측정된 개체변이‘ 이다. 모든 진화학자들은 다윈이 변이에 부여한 가치를 이해하지만, 피터 그랜트만큼 변이에 열광하는 사람은 별로 많지 않다. 피터의 강의를 들어보면 간혹진화보다 변이에 훨씬 더 관심이 많은 것 같다. "진화란 변이의 변화change in variation 를 의미합니다. 우리는 진행 중인 진화를 연구함으로써 변이를 더 잘 이해할 수 있습니다." 그는 칠판에 종형 곡선bell curve 을 하나그린 다음, 그 곡선을 칠판에서 떼어내는 제스처를 취한다. 그러고는곡선이 마치 공기 중에 떠 있는 것처럼 손으로 주무르며, 학생들에게시간의 차원을 설명하려고 한다. 그는 칠판의 곡선을 가리키며 말한다. "우리가 설명해야 하는 것은 바로 이것, 즉 변이입니다." 그리고 곡선이 허공을 지나가는 경로를 응시하며 이야기를 마무리 짓는다. "그리고 시간의 경과에 따른 변이의 변화가 바로 진화입니다."
- P229
사실 ‘자연선택이 진화로 이어지는 과정‘과 ‘진화가 종의 탄생으로 이어지는 과정‘은 별개의 문제이다. 그랜트 부부는 ‘자연선택이 어떻게 진화로 이어지는가‘를 증명했지만, ‘진화가 어떻게 새로운 종으로 이어지는가‘를 정확히 증명하는 것은 훨씬 더 복합하다. 다윈의 가장위대한 책의 제목이 「종의 기원」임에도 불구하고 다윈 자신은 종의 기원을 결코 자세히 설명한 적이 없다.
"이 고독한 화산섬에 맨 처음 정착한 이주자는먼 옛날 남아메리카 해안에서 우연히 바람이나 파도에 휩쓸려 여기까지 왔을 거야. 그런데 헐벗은 화산암에서 번성한 첫 번째 이주자는 동물이 아니라 식물이었음에 틀림없어. 식물보다 먼저 섬에 도착한 동물들은 오래 살아남지 못했을 테니까 말이야. 씨앗을 먹는 핀치는 씨앗없이 하루도 살 수 없잖아."
사회적 통념에 따르면 씨앗은 바닷물 속에서 생명을 유지할 수 없다고 했다. 그래서 다윈은 다운하우스의 정원에서 채취한 상추, 당근,
셀러리 등의 씨앗을 소금물이 든 젤리병에 담가봤다. 그러고는 씨앗들을 유리 접시에 뿌린 다음, 접시를 서재의 벽난로 선반 위에 올려놓고지켜봤다. 그 결과는 놀라웠다. 씨앗들은 무려 42일간 소금물에 담가놓았는데도 싹이 트는 게 아닌가! 42일이면 대서양의 보통 해류가 씨앗을 2,500킬로미터쯤 운반할 수 있다. 그렇다면 씨앗은 대양을 항해하는 동안에도 살아남을 수 있었다는 이야기가 된다. - P240
계통수의 가지가 계속 갈라져나가도록 이끄는 원동력은 무엇일까?
‘변종 간의 작은 차이‘가 ‘종 간의 더 큰 차이‘로 증폭되는 이유는 뭘까? 다윈은 "격리된 작은 섬에 적응한다‘ 라는 것이 완전한 대답이 될수 없음을 문득 깨달았다. 그는 "지역적 변종ㅣocal species(다윈의 관점에서 보면 ‘형성되는 과정에 있는 종‘, 즉 발단종을 말한다)에 작용하는 자연선택이 변종들 사이에 쐐기를 박아, 지구상의 모든 곳에서 그것들을 갈라놓는다"라고 생각했다.
- P249
자연선택은 섬에서뿐만 아니라, 지구 전역에서 이런 식으로 똑같이작용할 것이다. 그 결과 이웃한 변종들은 끊임없이 서로 반발하고 떨어져 나간다. 비록 실제로 치고받지 않는다 해도, 남가새 씨앗이나 선인장 위의 둥지 자리를 놓고 몸싸움을 벌이지 않는다 해도, 자연선택은 점차 그들의 차이를 확대할 것이다.
마침내 두 변종이 서로 멀리 떨어지면 경쟁은 약해진다. 경쟁은 두 변종이 새로운 방향으로 진화할 때, 다시 말해서 분화할 때 약해지기때문이다. 자연선택은 결과적으로 두 번째 적응을 이끌어낼 것이다.
첫 번째 적응은 개별적응으로 ‘개체가 환경에 적응하는 것‘ 이고, 두 번째 적응은 상호적응mutual adaptation 으로 ‘두 이웃끼리 상대방이 행사하는압력에 서로 적응하는 것‘이다. 상호적응은 도로의 분기점, 두 집단의갈림길, 계통수의 새 가지를 만들어내는데 진화학자들은 이런 패턴을 적응방산adaptive radiation 이라고 한다.
미세하게 분화한 형태들 간의 경쟁은 지구 전역에서 일어나며, 그것은 마치 나침도 compass rose 나 중세의 태양 그림처럼 사방팔방으로 뻗어나가는 가지들을 끊임없이 새로 만들어낸다. 다윈은 이것을 분기 원리principal of divergence라고 불렀다. - P251
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