깨끗한 환경에서는 밝은색 얼룩나방이 생존에 유리함

[오른쪽(나방 2마리) 사진]

석탄 사용 증가로 인한 공업지대 오염된 환경에서는 검은색 얼룩나방이 생존에 유리함

변이 : 날개 색

원래 얼룩나방은 나무 줄기에 사는 지의류와 비슷한 밝은 색 바탕에 얼룩 무늬 날개 패턴 개체수가 더 많았으나, 공업화로 인한 환경 오염 이후 검은색 얼룩나방의 개체수가 더 많아짐. 나무에 있던 지의류 등이 오염된 환경으로 인해 사라지게 되고, 밝은색 얼룩나방이 포식자 눈에 더 잘 띄게 되면서 검은색 얼룩나방이 많이 생존하고 번식하게 됨

낫 모양 적혈구는 혈색소 유전자에 발생한 돌연변이로 인해 정상적인 원반 모양 대신 초승달 모양으로 변형된 적혈구를 만드는 현상에서 비롯된다. 이 돌연변이는 적혈구의 산소 운반 능력을 떨어뜨리고 혈관을 막아 치명적인 빈혈을 유발하기 때문에, 순수 열성 동형접합자에서는 생존에 불리하다. 그러나 이형접합자의 경우 일부 적혈구만 낫 모양이 되어 말라리아 원충이 제대로 증식하지 못한다. 따라서 말라리아가 많이 발생하는 지역에서는 정상형보다 이형접합자가 생존과 번식에 더 유리하며, 결과적으로 해당 유전자가 높은 빈도로 유지된다. 이는 해로운 돌연변이도 특정 환경에서는 이점을 가져 자연 선택에 의해 유지될 수 있음을 보여주는 대표적인 사례이다.

🌳 영국 후추나방(Peppered Moth)의 자연선택 사례

19세기 영국에서는 산업혁명이 일어나면서 사회 전반에 큰 변화가 있었습니다. 그 중에서도 자연환경의 변화는 생물들에게 큰 영향을 주었고, 후추나방은 그 대표적인 사례입니다. 이 나방은 원래 날개가 밝은 회색 바탕에 검은 반점이 있는 형태로, 나무 껍질 위에 앉아 있으면 포식자인 새들에게 잘 보이지 않아 생존에 유리했습니다.

하지만 산업혁명 이후, 석탄을 태우는 공장에서 나오는 매연과 그을음으로 인해 도시 주변의 나무껍질이 검게 변하기 시작했습니다. 이로 인해 기존의 밝은 색 후추나방은 더 이상 나무껍질에 잘 섞이지 못하고 눈에 띄게 되었고, 검은색 돌연변이 후추나방은 오히려 나무껍질 색과 비슷해져 포식자의 눈에 덜 띄게 되었습니다.

이러한 환경 변화는 나방의 생존률에 큰 영향을 미쳤습니다. 새들은 눈에 잘 띄는 밝은색 나방을 더 많이 잡아먹었고, 이에 따라 검은색 나방이 더 많이 살아남아 번식하게 되었습니다. 시간이 흐르면서, 영국의 도시 지역에서는 검은색 후추나방이 우세해졌고, 반면 시골 지역에서는 여전히 밝은색 나방이 우세했습니다.

이 사건은 환경 변화에 따라 유리한 형질이 선택되고, 불리한 형질은 도태된다는 자연선택의 원리를 명확하게 보여주는 사례입니다. 더불어, 이 사례는 다윈의 진화론을 지지하는 과학적 증거로도 자주 인용됩니다.

후에 환경 규제가 강화되고 대기오염이 줄어들면서 다시 나무껍질이 밝아졌고, 다시 밝은색 후추나방이 늘어나는 현상도 관찰되었습니다. 이

1. 항생제 내성 박테리아
   

   • 박테리아 집단에 항생제를 쓰면 대부분 죽지만, 우연히 내성을 가진 일부 개체가 살아남아 번식함.

   • 시간이 지나면 내성 가진 박테리아 비율이 늘어나 전체 집단이 항생제에 강해짐.

2. 
   

3. 기린의 목
   

   • 초기 기린 조상은 목 길이가 다양했음.

   • 높은 나무 잎을 먹을 수 있었던 긴 목 기린이 더 잘 살아남아 번식 → 지금처럼 긴 목으로 진화.

4. 
   

5. 바다 이구아나 (갈라파고스 제도)
   

   • 해조류를 먹기 위해 물속에 오래 잠수할 수 있는 개체가 유리했음.

   • 점점 물에 적응한 바다 이구아나가 나타남.

6. 
   

7. 다윈 핀치새 (부리의 크기와 모양)
   

   • 갈라파고스 제도에 사는 핀치새는 먹이(씨앗, 벌레, 꽃가루 등) 종류에 따라 부리 모양이 달라짐.

   • 가뭄 같은 환경 변화에 따라 특정 부리 모양을 가진 개체만 살아남음.

8. 
   

9. 사막 식물의 가시
   

   • 초식동물에게 먹히지 않고 물을 보존하기 위해 잎이 작고 가시로 변형된 개체가 더 잘 생존.

   • 점점 가시가 있는 선인장이 많아짐.

10. 
    

• 환경 변화:

  인간이 단맛 나는 독극물을 사용하여 바퀴벌레를 박멸하려 했습니다.

• 자연 선택:

  단맛을 덜 좋아하도록 진화한 바퀴벌레 개체들이 독극물에 노출되어도 생존할 가능성이 높아졌습니다.

• 진화 결과:

  시간이 지남에 따라 단맛을 기피하는 바퀴벌레 개체들이 늘어나, 현재는 단맛을 덜 좋아하는 바퀴벌레 개체군이 많아졌습니다.

나는 자연선택의 사례 중에서 영국의 후추나방 이야기가 제일 인상 깊었는데, 그 이유는 진짜 말 그대로 ‘환경이 변하니까 생물도 변하더라’는 걸 딱 보여주기 때문이다.

원래 영국에 살던 후추나방은 좀 밝은 회색빛에 검은 점들이 있는 모습이었는데, 그게 나무껍질 색이랑 잘 어울려서 새들 눈에 잘 안 띄었다고 한다. 그래서 그 색을

​자연선택 (Natural Selection): 아프리카 초원에는 체체파리(tsetse fly)와 같은 흡혈 곤충이 많이 서식하며, 이들은 치명적인 질병을 옮길 수 있습니다. 과학자들의 연구에 따르면, 이러한 곤충들은 줄무늬 패턴에 혼란을 느껴 얼룩말의 몸에 제대로 착륙하지 못합니다. 즉, 줄무늬가 뚜렷하고 복잡할수록 흡혈 곤충에 물릴 확률이 낮아져 생존에 유리했습니다.

​적응 및 진화 (Adaptation and Evolution): 따라서 줄무늬가 더 효과적인 개체들이 그렇지 않은 개체들보다 생존율이 높았고, 더 많은 자손을 남겼습니다. 이 과정이 수천 년 동안 반복되면서 얼룩말의 줄무늬는 점점 더 뚜렷하고 복잡한 형태로 진화했습니다.

​이처럼 얼룩말의 줄무늬는 단순히 아름다운 무늬가 아니라, 흡혈 곤충이라는 강력한 선택 압력에 의해 형성된 생존 전략의 결과인 것입니다.