진화는 갈라파고스에서 반복된다, 한 버전으로는 부족했나 봄

갈라파고스 제도는 찰스 다윈이 1835년 HMS 비글호를 타고 들러서 참새, 딱따구리, 핀치, 그리고 한 마리의 박새로 착각했던 새들을 잔뜩 쓸어 담은 이후로 오랫동안 진화 생물학의 대표 주자였다. 알고 보니 그들은 모두 핀치였고, 부리가 진화로 인해 각기 다른 메뉴를 처리하도록 모양이 바뀌었을 뿐이었다. 그 작은 혼동은 자연 선택의 초석이 되는 증거가 되었고, 그 후로도 제도는 계속해서 자랑을 해왔다.

이제 150년이 넘게 지난 후, 노르웨이 과학기술대학교(NTNU), 큐 왕립식물원, 캘리포니아 대학교 데이비스, 찰스 다윈 재단 등을 포함한 국제 연구진이 갈라파고스 거대 데이지(스칼레시아 속)가 핀치와 같은 파티 트릭을 하고 있다는 것을 발견했다: 빠르고 반복적으로 진화하지만, 다윈이 눈썹을 치켜올릴 만한 반전이 있다.

남아메리카 본토에서 도착한 스칼레시아 식물은 낮은 관목에서 우뚝 솟은 나무에 이르기까지 다양한 종으로 분화했으며, 잎은 크고 매끄러운 것에서 작고 깊게 갈라진 것까지 다양하다. 갈라진 잎은 수분 손실을 줄이고 열을 발산하여 덥고 건조한 조건에 대처하는 데 도움이 되는 것으로 생각된다. 그러나 이 적응 뒤에 있는 유전적 메커니즘은 지금까지 미스터리였다.

연구진은 알려진 모든 스칼레시아 종의 전체 게놈을 시퀀싱하여 깊게 갈라진 잎이 가계도의 다른 가지에서 독립적으로 여러 번 진화했음을 발견했다. 그리고 여기서 중요한 점은, 매번 다른 유전자를 통해 발생했지만, 그 모든 유전자가 동일한 잎 발달 네트워크에 속한다는 것이다. 이것은 평행 진화가 작동하는 것이다 - 자연이 같은 해결책을 여러 번 찾지만, 거기에 도달하기 위해 다른 유전적 경로를 취하는 것이다.

"단일 '마스터 유전자'에 의해 통제되는 대신, 진화는 상호작용하는 유전자 네트워크 전체를 활용하여 다른 구성 요소를 조정하여 유사한 결과를 만들어내는 것으로 보입니다,"라고 첫 번째 저자이자 큐 연구원인 바네사 비커가 말했다.

네이처 커뮤니케이션즈에 발표된 이 연구 결과는 또한 스칼레시아의 진화가 아직 끝나지 않았음을 시사한다. 많은 개체군이 큰 유전적 차이를 보이며 오랫동안 격리되어 왔기 때문에, 새로운 종이 생겨나고 있을지도 모른다. 연구진은 이러한 뚜렷한 계통을 별도의 보전 단위로 취급해야 한다고 주장한다 - 진화의 최고 히트곡을 보호하려면 리믹스 버전도 모두 보호해야 하기 때문이다.

이 연구는 또한 하나의 조상 종이 빠르게 다양한 특수 형태를 만들어내는 적응 방사선에 대한 드문 상세한 시각을 제공한다. 그리고 그것은 모두 다윈의 식물 수집에서 시작되었다 - 그중 78종이 새로운 종으로 밝혀졌으며, 스칼레시아 4종을 포함한다. 그러니 다음에 갈라파고스에 가게 된다면, 식물도 새만큼 진화에 능하며, 그것을 증명할 유전적 영수증을 가지고 있다는 것을 기억하라.