왜 항생제를 함부로 쓰면 안 될까? 왜 영국의 나방 집단이 100년 만에 검게 변했을까? 답은 진화다. 진화는 먼 옛날 이야기가 아니라, 세균·해충·바이러스에서 지금 이 순간에도 일어나고 있다.
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찰스 다윈 (Darwin, 1859) — 자연선택
비글호를 타고 갈라파고스에서 섬마다 부리 모양이 다른 핀치새를 관찰했다. 그는 "환경에 유리한 형질을 가진 개체가 더 잘 살아남아 자손을 남긴다"는 자연선택으로 생물의 다양성과 진화를 설명했다.
🔀 변이와 자연선택 — 진화의 원리
진화는 세 가지가 맞물려 일어난다: 변이 → 자연선택 → (세대 반복) → 진화.
단계
내용
① 변이
같은 종 안에서도 개체마다 형질이 조금씩 다름 (예: 나방의 색, 부리 크기). 돌연변이·유성생식(유전자 재조합)으로 무작위로 생기며, 진화의 재료가 된다.
② 자연선택
환경에 유리한 변이를 가진 개체가 더 잘 살아남아 자손을 남김.
③ 진화
유리한 형질이 세대를 거쳐 집단에 퍼짐 → 생물이 변화.
⚠️ 가장 흔한 오해
"필요해서 노력하면 그 형질이 생겨 자손에게 전해진다"(용불용설) → 아니다. 변이는 미리 다양하게 존재하고, 환경이 그중 유리한 것을 선택할 뿐이다. 또한 진화는 개체가 변하는 게 아니라 집단의 구성 비율이 세대에 걸쳐 바뀌는 것.
🦋 대표 사례 — 후추나방 (공업 암화)
산업혁명 전 영국엔 밝은색 나방이 많았다. 매연으로 나무가 검어지자, 어두운 나방이 새 눈에 덜 띄어 살아남아 급증했다. 환경(나무 색) → 자연선택 → 집단 색 변화. 실제로 대기청정법(1956) 이후 매연이 줄자 다시 밝은 나방이 늘었다. 다음 탭에서 직접 돌려보자.
🦋 자연선택 실험 — 나방 집단
밝은 나방과 어두운 나방이 반반 섞인 집단. 환경(나무 색)을 정하고 세대를 넘겨 보자. 눈에 덜 띄는 색이 새(포식자)를 피해 살아남아 자손을 남긴다.
0 세대
✅ 관찰 포인트
오염된(어두운) 숲에서는 어두운 나방이, 깨끗한(밝은) 숲에서는 밝은 나방이 세대를 거듭할수록 우세해진다. 환경이 선택의 방향을 정한다는 것 — 이것이 자연선택의 핵심.
🌍 진화와 생물 다양성
종분화 — 새로운 종의 탄생
한 집단이 지리적으로 갈라지거나 서로 다른 환경에 적응하면, 오랜 세대에 걸쳐 서로 번식이 안 될 만큼 달라져 새로운 종이 된다(종분화). 갈라파고스 핀치들이 대표적 예.
생물 다양성의 3가지 수준
수준
의미
유전 다양성
같은 종 안 개체들의 유전자 차이 (변이). 클수록 환경 변화에 강함.
종 다양성
한 지역에 사는 생물 종의 수와 고른 정도.
생태계 다양성
숲·강·바다·사막 등 생태계의 다양함.
🔑 왜 생물 다양성을 지켜야 하나
다양성이 높을수록 생태계가 안정하고 환경 변화·질병에 잘 견딘다. 또 우리는 생물에서 식량·의약품·자원을 얻는다. 한 종이 사라지면 되돌릴 수 없다.
🐰 PhET · 자연선택 (Natural Selection)
토끼 집단에 돌연변이(털색·귀·이빨)를 주고, 환경·포식자·먹이를 바꿔가며 자연선택이 실제로 일어나는 과정을 세대별로 관찰해 보자.