하나님은 우주만물을 ‘어떻게’ 창조하셨나?(7)

5. 생명의 기원에 대한 논쟁(2): 진화론의 불가능성에 대한 고찰(1)

(1) 다윈의 자연선택설과 멘델의 유전법칙

1859년 『종의 기원』을 발표한 찰스 다윈은 진화의 원인이 자연선택에 의한 후천형질의 유전에 있다고 주장했다. 『종의 기원』 초판을 읽은 유물론자 엥겔스는 동료 마르크스에게도 즉시 읽어보라고 권유했다. 마르크스는 그 책을 읽고 그가 쓰고 있던 『자본론Ⅰ』에 다윈의 진화론을 인용했고, 『자본론Ⅰ』이 출판되자 즉각 다윈에게 찬사의 편지와 함께 한 권을 헌정했다.

그 무렵에 오스트리아에서 로마가톨릭교회 사제였던 그레고르 멘델(Gregor Mendel)은 완두콩 교배 실험에서 유전법칙을 발견했다. 그가 발견한 유전법칙은 1865년과 1866년에 "식물의 잡종에 관한 연구"라는 제목으로 발표되었다. 멘델의 유전법칙은 변이의 원인이 다윈이 주장했던 후천형질의 유전에 있는 것이 아니라, 부모의 유전형질에 있다는 사실을 발견한 것이다.

그러나 멘델의 주장은 당시 유럽 학계에서 주목을 끌지 못했다. 만약에 다윈이 그의 생애에 멘델의 유전법칙을 알았더라면, 『종의 기원』을 수정했거나 폐기했을지도 모른다. 또한 마르크스와 엥겔스가 그들이 읽었던 『종의 기원』을 공산주의 유물론에 인용하여 적극 옹호하지 않았더라면, 다윈의 진화론은 그대로 묻혔을지도 모른다.

엥겔스는 『반듀링론』에서 다윈과 그의 진화론을 옹호하면서 공산주의를 과학적 사회주의로 개명했고, 『자연변증법』에서는 유물진화론을 주장했다. 오파린은 유물진화론을 화학진화론으로 발전시킨 『생명의 기원』을 썼다. 오파린에 의하면 생명의 발생 원인은 물질의 화학작용일 뿐이다.

1908년부터 토머스 모건(Thomas H. Morgan)은 세대가 짧고 기르기가 쉬운 초파리를 실험하면서 유전현상을 연구했다. 1915년 모건은  멘델의 것과 일치하는 그의 연구 결과를 『멘델 유전법칙의 메커니즘』이라는 이름으로 발표했다. 그 두 사람의 연구에 의하여 생물은 하나의 표현형에 우성과 열성이라는 쌍으로 된 대립형질을 가지고 있으며, 그것을 다음 세대로 전달하고 표현하는 유전법칙을 가지고 있음이 발견되었다.

멘델의 유전법칙은 ❶우열의 법칙, ❷분리의 법칙, 그리고 ❸독립의 법칙이다. 현대 유전학에서는 유성생식을 하는 생물의 유전법칙을 생식세포의 감수분열과 배아세포에서의 재결합의 결과로 설명한다. 유전법칙을 설명할 때에 하나의 형질은 같은 알파벳으로 표시하고, 우성은 대문자, 열성은 소문자로 쓴다. 유전자형은 세포에 유전물질이 구성된 내용이며, 표현형은 유전자형이 실체로 나타난 몸을 말한다.  

❶우열의 법칙은 순종의 우성 (YY)과 순종의 열성 (yy)을 가진 암수의 감수분열된 생식세포를 교배(Y+y)하면, 잡종1세대 유전자형은 (Yy)로 결합되면서 표현형은 우성(Y)만이 발현되는 것이다. 그 원인은 체세포에서는 쌍으로 있는 대립형질이 생식세포에서는 감수분열로 인해 우성과 열성 중에 1개의 유전형질(Y 또는 y)만 가지게 되고, 배아세포에서 다시 쌍으로 결합되기 때문이다. 우성과 열성이 같이 결합되는 경우에는 우성만이 발현된다. 그러나 잡종1세대의 표현형에서 발현되지 아니한 열성은 사라진 것이 아니라, 유전자형에 그대로 보존되어 있다.

❷분리의 법칙에 의하면 잡종1세대(Yy와 yY)의 생식 세포((Y, y, y, Y)끼리 교배하면, 잡종2세대 이후에는 우성과 열성이 분리되어 표현형에서 3:1의 비율로 나타난다. 잡종2세대에서 표현형은 4가지(YY, Yy, yY, yy)가 되기 때문이다. Yy와 yY는 같은 반우성이다. 그러므로 이를 검정실험하면, 우성:반우성:열성이 1:2:1이 되면서 보존되어 있던 열성이 따로 분리(yy)되어 3:1로 발현된다. 따라서 열성의 표현형은 25%를 차지한다.

❸독립의 법칙은 여러 개의 대립 형질이 동시에 유전되는 경우에 각각의 대립형질은 다른 대립형질에 간섭 받지 않고, 각각 우열과 분리의 법칙에 따라 독립적으로 발현되는 것이다. 예를 들면 순종의 대립 유전자형이 2개인 암수(XXYY+xxyy)의 대립 유전자는 감수 분열 과정에서 분리(XY, xy)되어 잡종1세대에서 4가지의 표현형(XxYy, XxyY, xXYy, xXyY)을 가지면서 우성만 발현한다. 잡종1세대에서 감수분열된 4가지 생식세포(XY, Xy, xY, xy)를 교배하면 잡종2세대의 표현형은 아래 표와 같은 결과를 나타낸다.

멘델의 완두콩 실험에 의하면 실제 발현된 잡종2세대에서 556개를 수확해서 보니, 둥글고 황색(X_Y_)：둥글고 녹색(X_yy)：주름지고 황색(xxY_)：주름지고 녹색(xxyy)이 각각 315개, 108개, 101개, 32개로 나왔다. (-)는 같은 알파벳의 대소문자 여러 개를 생략한 표시이므로 합산하면, 표와 같이 16가지로 조합된다).

이를 확률로 환산하면 대개 우성: 반우성: 반열성: 열성의 비율이 9:3:3:1로 나타난다. 반우성(X_yy)과 반열성(xxY_)은 거의 같은 비율로 발현한다. 여기에서 앞의 9:3과 뒤의 3:1, 그리고 앞(9+3)과 뒤(3+1)를 합산한 12:4의 비교에서 보듯이, 독립성의 법칙에서도 2개의 대립형질의 우성과 열성의 표현이 각각 3:1의 비율을 유지하고 있다.

이와 같이 대립 유전형질은 종류가 많아도, 세대를 내려가도, 우열의 법칙과 분리의 법칙에 따라 각각 독립적으로 3:1의 발현 비율을 유지한다. 멘델은 7가지 대립되는 유전형질을 실험하여 독립의 법칙을 발견했다.

우성이 열성보다 발현 비율이 높아지지 않는 이유는 현대유전학에서 하디-바인베르크 법칙에 의하여 설명되고 있다. 그러나 우열의 법칙은 이에 위반되는 대립형질이 발견되어서 현재는 법칙이 아니라, 하나의 원리로 취급되기도 한다. 독립의 법칙은 같은 유전자 안에 있는 형질에게는 적용되지 않는다.

(2) 유전법칙은 진화혼을 부정한다.

현대 진화론자들은 멘델의 유전법칙이 진화를 증명하는 이론이라고 주장한다. 멘델의 법칙에서 말하는 '잡종'은 곧 다윈이 『종의 기원』에서 말하는 '변종'에 해당하기 때문이다. 그래서 멘델의 유전법칙과 진화론을 비교 검토해야 할 필요성이 제기된다. 멘델의 유전법칙은 멘델이 완두콩을 대상으로, 토머스 모건이 초파리를 대상으로, 일정 기간 실험한 결과에서 도출한 것이며, 유전에 대한 모든 경우의 수를 확률적으로 산출하는 것이다.

그러나 정밀하게 검토해보면, 법칙에 맞지 않거나, 오차가 발견되기도 한다. 그 이유는 그들이 우열비교를 위해 선택한 순종이 완전한 순종은 아니었기 때문이라고 추정된다. 왜냐하면 멘델과 모건이 우성과 열성의 순종으로 선택한 완두콩이나 초파리는 원시 조상의 순종 유전자형에 비교하면 잡종세대이기 때문이다.

멘델과 모건은 100% 순종을 선택할 수 없는 조건에서, 다시 말하면 얼마나 많이 계대한 것인지를 모르는 상태에서, 우성과 열성의 순종을 가정했다. 그럼에도 멘델의 유전법칙은 매우 높은 규칙성을 보여준다. 그런 규칙성은 생물의 유전법칙이 '저절로 우연히' 자연선택에 의해 발생한 것이 아니라는 사실을 뜻하는 것이 아닐 수 없다. 유전법칙은 생물의 설계도라고 할 수 있는  DNA에 이미 저장되어 있었다.

다윈은 부모와 다른 후천적 유전형질이 자손에게 유전되는 것을 자연선택에 의한 변이라고 했다. 변이가 발생하는 원인에 대해서는 DNA가 발견된 이후에 정확하게 설명할 수 있게 되었다. 현대유전학에서 변이는 부모의 유전형질에서 나타나는 유전변이뿐만 아니라, 개체가 성장해 가면서 환경에 영향을 받아 생기는 환경변이를 포함한다. 유전변이는 생식세포가 결합하는 과정에서 DNA의 조합이 다양하게 달라지는 것일 뿐이다.

유전변이는 부모의 유전형질이 생식세포를 통해 자손에게 전달되는 과정에서 일어나는 것이기 때문에 멘델의 유전법칙으로 예측할 수 있다. 그러나 최근 발전한 후성유전학에서 다루는 환경변이는 생물의 성장 과정에서 DNA의 손상에 의하여 발생하는 것이다. 생물은 보통 손상된 DNA에 대해서는 수선할 수 있는 복구기능을 가지고 있다.

그러나 어떤 심각한 환경적 충격으로 DNA 염기서열에 큰 변화가 발생하면, 돌연변이(突然變異: mutation)가 일어나는 경우가 발생하기도 한다. 돌연변이는 생식세포와 체세포에 어떤 형태로 발현될지 예측이 불가능하다. 현대진화론자들은 돌연변이를 진화의 원인으로 보기도 하지만, 돌연변이가 일어난 생물은 보통 생식불능이나 생존불능 상태의 불구가 되므로 진화의 원인으로 보는 것은 억지일 뿐이다.

처음에 자연선택을 진화의 원인으로 생각했던 다윈은 1864년 허버트 스펜서가 『생물학 원리』에서 적자생존이라는 말을 사용하자, 1869년에 나온 『종의 기원』 5판부터 그 말을 차용하기 시작했다. 두 개의 말은 생물학적으로 보면 동일한 의미가 아니라, 사실상 큰 차이가 있다.

자연선택(natural selection)은 진화의 원인이 생물의 외부에서 발생하는 것임을 뜻하는 말이고, 적자생존(survival of the fittest)은 진화의 원인이 내부에서 발생하고 있다는 뜻을 가진 말이기 때문이다.

자연선택설에 의하면 진화는 목적도 없고 방향도 없고 정해진 것은 아무 것도 없다. 그럼에도 현대진화론자들이 진화의 원인을 설명하는 이론은 자연선택설로 통일되어 있다. 더욱이 무신진화론은 생물이 물질에서 '저절로 우연히' 생겨났다는 것이다.

그러나 멘델의 유전법칙에 의하면 생물은 종을 보존하기 위한 목적으로 종의 최초조상 때부터 번식기능에 '저절로 '우연히' 생겨날 수 없는 유전법칙을 확고하게 유지하고 있으며, 변이는 암수 DNA의 우성과 열성의 차이로 인해 유전자형과 표현형이 다양하게 발현되는 것일 뿐이라는 사실을 보여주고 있다. 
따라서 멘델이 발견한 유전법칙과 현대 진화론을 비교해보면, 진화론은 생물의 내부에서 발생하는 유전변이를 자연선택에 의하여 발생하는 진화라고 착각하고 있는 것에 지나지 않는 것이다. (계속)