이기적 유전자 (THE SELFISH GENE)

책 표지

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

리처드 도킨스 지음 ｜ 홍영남.이상임 옮김 ｜을유문화사

 

  이 책은 생물의 진화 과정에서 제시된 자연선택설 중 개체선택설과 집단선택설을

뒤집고 불멸의 자기 복제자인 유전자 중심으로 재해석된 책이다.

지구 상의 모든 생명체는 유전자가 자기 전파를 위해 이용하는 도구, 생존 기계라고

규정한다. 자연선택은 가장 안정적인 상태를 유지하는 쪽으로 균형을 맞추고

그 균형 속에서 살아남은 유전자는 이기적인 방법으로 대립하는 존재를 도태시키며

자신을 복제해 나간다.

이 책을 모두 이해하는 것은 불가능한 일이므로, 독서 후기를 남긴다는 것 자체가

부담이지만 메모와 기억을 바탕으로 기록하려는 이 글은

빈약한 이해와 기억으로 빚어진 오류 가능성이 있음을 고백한다.

 

지금까지 알려진 '생명의 기원'에 관한 가설은 다음과 같다고 한다.

원시 지구 -> 유기물 생성 -> 퓨린(purine) 피리미딘(pyrimidine) -> DNA 구성 요소

-> 30~40억 년 전 해양 구성요소 -> 원시 수프 -> 태양으로부터 자외선과 같은

에너지 영향으로 결합 -> 더 큰 분자가 됨 -> 주목할 만한 분자가 우연히 발생 ->

자기 복제자 -> 자기 복제자의 오류 (수명, 다산성, 정확성) 

이 것은 우주 빅뱅으로부터 시작되어 당시 존재했던 물질들을 가지고

초기 지구 상태와 유사한 환경을 조성한 후 관찰한 실험결과를 토대로 구현해낸

가설이다.

 

유전자가 이기적인 이유는 유전자 풀 내의 경쟁자(대립 유전자)들을 이기고

생존확률을 높여야 오래 살아남기 때문이며, 이것은 수명, 다산성, 정확성에 의하여

결정된다.

유전자의 입장에서 이타적인 것은 나쁘고, 이기적인 것이 좋은 이유이기도 하다.

 

최초의 자연선택은 단순히 안정한 것을 선택하고 불안정한 것을 배제하는

것이었다. (p.65)

 

생물학적 자기 복제자의 복제 오류는 진정한 의미의 개량으로 이어지며,

몇몇 오류의 발생은 생명 진화가 진행되는 데 필수적이었다. (p.70)

 

수프 속의 분자들이 더 높은 '다산성'을 갖는 '진화적인 경향'이 존재했을 것이다.

선택에서 살아남았을 자기 복제자 분자의 세 번째 특징은 복사의 정확성이다.

(p.71)

 

진화란 자기 복제자(그리고 오늘날의 유전자)가 아무리 막으려고 갖은 노력을

하더라도 어쩔 수 없이 벌어지는 일이다...오랜 시간 존속하거나 복제 속도가

빠르거나 복제의 정확도가  높은 안정한 분자들로 가득 차게 되었을 것이다.

(p.72)

 

자기 복제자는 기나긴 길을 지나 여기까지 왔다.

이제 그들은 유전자라는 이름으로 계속 나아갈 것이며, 우리는 그들의 생존 기계다.

(p.75)

 

우리 모두는 같은 종류의 자기 복제자, 즉 DNA라고 불리는 분자를 위한 생존 기계다.

(p.79)

 

몸은 유전자를 불변 상태로 유지하기 위해 유전자가 이용하는 수단일 뿐이다. (p.83)

 

저자에 의하면 인간을 포함한 동식물, 곤충 까지도 같은 종류의 자기 복제자,

즉 DNA라고 불리는 분자를 위한 생존 기계라고 한다.   

 

그럼 DNA는 무엇일까?

뉴클레오티드(nucleotide) 구성단위는 A, T, C, G 이며 모든 동식물에서 동일하게

존재한다. 다만 연결순서가 다를 뿐이며 세포들 각각에 이들 DNA가 들어있다.

하나의 유전자 단위를 '시스트론'이라고 하며, 시작과 종결 메시지 사이에서

한 개의 단백질 사슬을 지정하는 뉴클레오티드 문자의 서열이라고 한다.

 

DNA 분자의 역할은 복제다.

다른 종류의 분자 즉 단백질의 제조를 간접적으로 통제하며

유전자는 신체가 만들어지는 과정을 간접적으로 제어하여 엄격한 일방통행 원리로

진행된다. 여기서 획득된 형질은 유전되지 않는다.

정상분열은 46개의 염색체 체세포 분열이며,

감수 분열(특수한 형태)은 난자와 정자를 만들때 23개씩만 받아서,

이들이 수정되어 새로운 개체를 생성한다.

46개의 염색채를 가지고 있는 보통의 세포가 감수분열하여 23개의 정자 세포를

만든다. 

 

위와 같이, DNA 하나만 이해하려고 해도 벅차다.

여러가지 정의와 설명을 통해 저자가 내린 유전자의 정의는

'여러 세대에 걸쳐 존속할 가능성이 있는 염색체의 작은 토막' 이다. 

 

이 책에서 중요한 원리로 제시되어 있는 개념이 있는데,

그것은 매이너드 스미스의 '진화적으로 안정한 전략(evolutionarily stable strategy,

ESS)'이라는 개념이다.

내가 이해한 이  개념은 각각의 특성을 지닌 개체들이 경쟁 또는 협력하면서

하나의 유전자 풀 또는 집단 내에서 최적의 안정적 상태를 이루고

그 안정화 상태에서 유전자가 오래도록 살아남아 전파될 수 있는 그 상태를 말한다.

 

ESS가 진화할 것이라는 것, ESS는 집단 공모에 의해 얻어지는 최적 상태와는

같지 않다. (p.168)

 

좋은 유전자는 수 세대에 걸쳐 몸을 공유해야 할 다른 유전자와 잘 어울리고

또 상호 보완적이어야 한다. (p.181)

 

유전자 풀은 진화적으로 안정한 유전자들의 세트가 될 것이며,

이는 어떠한 새로운 유전자도 침입할 수 없는 유전자 풀로 정의된다.

...유전자는 그 '우수성' 때문에 선택된다.

그러나 그 우수성은 진화적으로 안정한 세트, 즉 현재의 유전자 풀을 배경으로

했을 때 그 성과가 얼마나 뛰어난지에 기초하여 결정된다. (p.184)

 

저자는 가족 내 이타주의를 다음과 같이 설명한다. 

 

부모의 자식 돌보기는 혈연 이타주의의 특수한 예에 불과 (p.197)

 

혈연선택된 이타주의를 악용하여 자기 목적을 달성하고자 기회만 엿보는 개체들로

가득한 세상에서, 생존 기계는 자기가 누구를 신뢰할 수 있는지, 누구에게 진짜

확신을 가질 수 있는지를 고려해야 한다. (p.215) 

 

자연계에서는 유전적 혈연관계만 고려했을 때보다 훨씬 더 많이 개체 이기주의가

나타날 것이라 기대해야  한다. (p.216)

 

유전자라는 존재가 장래를 예견하거나 종 전체의 행복을 걱정하리라고는

기대할 수 없다는 것이 이 책의 기본 전제다. (p.227)

 

저자는 모든 자연 선택은 집단의 이익 또는 종의 이익을 위한 이타적인 행동이 아닌

개체 자신을 위한 선택이라고 주장한다. 개체 자신의 좀더 안정적이고 더 나은 결과를

위한 선택일뿐 다른 존재를 위한 이타적인 행보가 아니라는 것이다.

번식하는 모든 생물의 최적의 자식 수, 최적의 성비 또한 이러한 선택적 결과라는 것이다.

 

개개의 부모 동물은 가족계획을 실행하는데, 이것은 공공의 이익을 위해서라기보다는

오히려 자기 자손의 출생률을 최적화하기 위해서라는 것이다. (p.244)

 

암컷과 수컷의 생식 구조에 따라 각기 다른 번식 역할로 인해

암수 사이에 착취 관계가 형성된다고 하는 이론이 매우 흥미로웠다.

수컷의 정자는 기껏해야 유전자 운반 역할만 있지만, 난자는 그 특성상 암컷의

독박육아의 원인이 된다. 대부분 생물의 암컷은 큰 난자로 배아에 영양을 공급하고

체내에서 키워내며, 포유류의 경우 젖을 먹이는 등 번식 행위 이후에 자식을 책임지는

역할을 하고 수컷은 이내 다른 암컷에게 눈을 돌려 자신의 유전자를 퍼트리려고 하는

배신의 유혹을 느낀다. 이 모든 과정에 암컷이 지는 부담은 생물학적 구조에 기인한

것으로 해석하고 있다.

그래서 물 속에서 체외 수정하는 물고기의 경우 먼저 난자를 배출한 암컷이 자유롭게

떠나고 이후 수컷이 양육을 책임지는 경우가 나타난 것이라고 한다.

 

암컷이란 착취당하는 성이며, 착취의 근본적인 진화적 근거는 난자가 정자보다

크다는 데 있다. (p.289)

 

곤충사회를 통해 본 이기적 유전자의 근거에서

여왕 개체와 일꾼 개체 간의 안정적인 성비는 각각 다른데,

곤충 개체 자신이 번식을 하는 것 보다 어미가 자신과 같은 유전자의 형제를 많이

퍼트리는 것이 안정적이고 유리하기 때문에 곤충들은 그 방법대로 진화했다고 한다.

 

일꾼은 스스로 자신의 유전자 사본을 만드는 대신, 유전자 생산의 효율이 좋은 어미를

그들의 유전자 사본의 생산자로 이용한다. (p.343)

 

이 상과 같은 이론을 근거로 저자는 모든 존재는 자기 유전자를 퍼트리는 과정에서

그 유전자가 더 많이 더 오래 지속될 수 있는 방법대로 진화한다는 것이다.

따라서 모든 존재에 적용할 수 있는 하나의 근본 원리는 

모든 생명체가 자기 복제를 하는 실체의 생존율 차이에 의해 진화한다는 법칙이다.

(p.363)

 

저자는 이 유전자 복제의 원리를 인간의 문화에도 적용을 했는데

끝없이 진화하고 전달(복제)되는 인간의 문화를 '밈(meme)'이라고 명칭했으며,

우리가 사후에 남길 수 있는 것은 유전자와 밈(신, 문화, 사상 등) 두 가지라고 했다.

 

우리는 유전자의 기계로 만들어졌고 밈의 기계로서 자라났다.

그러나 우리에게는 우리의 창조자에게 대항할 힘이 있다.

이 지구에서는 우리 인간만이 유일하게 이기적인 자기 복제자의 폭정에 반역할

수 있다. ( p.378)

 

저자는 유전자 풀에서 살아남는 유형을 재미있게 구분했는데

 1. 늘 착한 놈,

 2. 늘 배신하는 놈,

 3. 착하지만 배신자를 기억했다가 꼭 되갚아주는 놈,

 4. 한 번의 배신은 참아주고 두번 배신 하는 놈을 응징하는 놈 등

몇 개의 캐릭터를 상정하여 이들을 서로 조합한 후 어떤 조합이 서로에게 득,실이

되는지 각각의 점수를 부여해서 어떤 조합이 어떤 점수를 획득하는지를 확인하는

것이다. 다양한 계층의 참여자를 통해 '죄수의 딜레마' 형식을 차용하여 하나의

프로그램을 만들고 여러 가지 경우의 수를 가동시켜본 후 가장 최선의 결론에

도달하는 조합은 무엇인지 추론한다.

자연상태에서 특성이 다른 개체들이 모였을 때 어떤 조합이

안정적인 상태(ESS)에 이르며 오래 번영할 수 있는지 예측해보는 프로그램이다.

내용이 너무 어렵고 길어서 지루하기도 했지만 때론 흥미로운 지점도 있었다.

 

성공적인 유전자란 하나의 배 내의 모든 다른 유전자들이 영향력을 행사하는

환경에서 그 배에게 유리하게 작용하는 유전자다...즉 잘 번식하여 유전자를

미래 세대에 전해 줄 수 있는 성체가 되도록 배를 발생시키는 것을 의미한다.

(p.432)

 

인간을 포함한 유전자 기계인 개체는 왜 이렇게 복잡하고 거대한 형태로 진화된

것일까? 

저자는 이 부분에 관하여 단세포 상태에서의 안정적 상태에 이르는 한계성과

기생자와 숙주의 논리를 통해 설명하고 있다.

처음에는 개별 개체였던 기생자와 숙주가 서로의 유전자를 동일한 방법으로

이동시키고 전파하게 되는 과정에서 이해관계가 일치하여 서로 협력하게 되고

이러한 상황이 지속되면서 결국에는 하나의 개체로 녹아들게 되고

이들은 역할 분담하는 우리 몸의 각 기관들이 되어 하나의 거대한 개체가 되었다는

것이다. 즉 저자는 긴 시간을 거쳐오면서 서로의 공생관계로 인해 서로의 유전자

전파에 득이될 경우 기생자와 숙주가 한 몸으로 결합되어 합체된 것으로 보았다.

(암브로시아 나무좀 - 기생 박테리아, 클로로히드라 비리디시마 - 조류) 

 

여러 형태의 기생자가 그 숙주에 대해 매우 교활한 영향력을 행사한다. (p.444)

숙주의 변화는 기생자에게 이익이 되는 적응이라는 점을 인정한다면,

숙주의 변화를 기생자 유전자가 확장된 표현형에 미치는 영향이라 보지 않을 수 없다.

따라서 유전자는 '자신의'  몸 바깥까지 팔을 뻗쳐서 다른 생물체의 표현형에 영향을

주는 것이다. (p.445) (달팽이 - 흡충, 쌀도둑거저리 - 노세마, 게 - 사쿨리나)

 

자기 유전자가 숙주의 유전자와 운명을 같이하기를 열망하는 기생자는 모든

이해관계를 숙주와 공유하고 최종적으로 기생적 작용을 멈추게 된다는 것이다. (p.449)

 

우리 같은 '단일' 개체는 이러한 유전자들 여럿이 합쳐진 궁극적인 통합체다. (p.465)

 

저자는 상기와 같은 논리로 우리의 몸도 이렇게  공생관계에서 합쳐진 산물일 수

있다고 추론한다.

 

유전자 중에서 자유롭게 생물체 내부와 생물 개체 간으로 이동할 수 있는

떠돌이 DNA 파편들이 있다.

이들 DNA 파편들은 기생자의 침입이나 또는 반란자(반란 유전자 절편) 이탈로 생겨날

수 있다고 보며 세포들 어느 것에나 자유롭게 올라타고 끼여들 수 있으며

끼여든 흔적도 찾기 힘들다.

그들은 각질 형태로 호흡기로 이동할 수 있으며, 키스나 스킨쉽을 통한 세포 교환이나

바이러스의 모략으로 발생되는 기침과 재채기 등을 통해 다른 숙주로 이동할 수 있다.

이 방법은 난자와 정자를 통하는 정통적인 유전자의 통로가 아닌 것이다.

 

DNA의 절편 중 염색채에 편입되지 않고 세포의 액체 성분 속에 자유로이 떠다니며

증식하는 놈들이 존재한다. 이들은 특히 박테리아 세포에 많이 존재한다.

(비로이드, 플라스미드) (p.450)

 

동물의 행동은, 그 행동을 담당하는 유전자가 그 행동을 하는 동물의 몸 내부에

있거나 없거나에 상관없이, 그 행동을 담당하는 유전자의 생존을 극대화하는

경향을 가진다. (p.462)

 

저자는 결론 부분에서 다시 한번 강조한다.

유전자는 자기 복제자이며, 우리들 개체는 그것을 운반하는 운반자일 뿐이라고.. 

 

개체와 집단은 운반자의 역할을 놓고 다투는 진짜 경쟁자지만,

이들 중 누구도 자기 복제자라는 역할에는 후보조차 못 된다는 것을 알 수 있다.

'개체선택'이냐 '집단선택'이냐에 대한 논쟁은 누가 운반자가 될 것이냐에 대한

진정한 논쟁이다. (p.464)

 

위에서 언급된 것 처럼 왜 유전자는 복잡하고 거대한 형태의 운반기계를 필요로

했을까? 유전자가 다세포 생물체의 커다란 몸체를 만들어 집단을 형성한 이유는

다음과 같다.

 

 1. 유전자 집단 - 각 유전자는 별개의 이기적 유전자로서 선택되는데, 다른

     유전자들이 모여 만든 딱 알맞은 세트가 존재해야만 번영할 수 있다. (p.469)

 2. 세포의 무리 - 각 종류의 세포 유전자들은 번식에 특수화된 소수의 세포,

     즉 불멸인 생식 계열의 세포 내에 있는 자신의 사본에 직접적으로 이익을

     주는 셈이다. (p.471)

 3. 병목형 생활사 (제도판으로의 회귀, 주기의 규칙성, 세포의 획일성)

     <제도판으로의 회귀>

      - 하나의 개체는 단일 세포인 수정란에서 시작되는데, 그 최종 목표도 다음

        세대의 수정란 생산이다.

        모든 새 생물체는 단세포에서 시작되어 새롭게 생장한다.

        새 생물체는 조상의 설계 아이디어를 DNA의 프로그램 형태로 이어받지만,

        그 조상의 신체 기관을 물려받지는 않는다 .

        제도판으로 돌아가는 것과 같은 일을 가능케 한다는 것 (p.474)

     <주기의 규칙성>

      - 정형화된 생장 주기는 발생학적인 사건들의 시작 스위치가 되는 시계 또는

        달력이 된다.... 그처럼 잘 조절된 유전자 활동은 복잡한 조직이나 기관을

        만들어 낼 수 있는 발생 과정이 진화하는데 필요한 전제 조건이다. (p.475)

     <세포의 획일성>

      - 세포들의 유전적 동일성은 효율적인 생존기계를 만드는데 기꺼이 협력한다는

        것 (p.477)

 

지구상의 생물이 진화하는 과정 중 어느 시점에선가 서로 공존할 수 있는

자기 복제자가 모여 개체적 운반자 - 세포, 그리고 이후에는 다세포 생물체 - 의

형태를 취하기 시작했다. 병목형 생활사를 가진 운반자가 번성하게 되었고

이들은 보다 더 개별적으로 구분이 가능하게 되었고 운반자 다워졌다. (p.480)

 

생물학자가 처음 인식한 것은 생물 개체였던 반면,

자기 복제자, 즉 유전자는 생물 개체가 사용하는 장치의 일부로 받아들여졌다.

생물학을 다시 올바른 길로 돌려, 역사상에서뿐만 아니라 그 중요성의 측면에서도

자기 복제자가 우선이라는 것을 우리 스스로 명심하기 위해서는

의도적으로 노력을 들여야 할 것이다. (p.480)

 

저자는 1장부터 13장에 걸친 방대한 논리를 통해

자연선택설이 개체나 집단이 아닌 유전자 단위로 부터 시작된다는 논거를 전개해

나간다. 방대하고 어려운 논리 속에서 몇 가지 떠오르는 개념은 다음과 같다.

다세포 생물의 출현, 진화적으로 안정한 전략(ESS), 혈연선택, 동일한 유전자를

가질 가능성 지표인 근연도, 동물의 이타적 행동, 개체수와 성비 조절,

육아독박 암컷과 배신의 아이콘 수컷,  공생, 숙주와 기생자, 밈,

죄수딜레마 프로그램을 통한 개체 간 협력과 배신 등이다.

동물들의 경고음이나, 과장된 행동을 가지고도 상반된 이론이 존재하며

우리가 이타적이라고 해석했던 행동이 결국 개체 자신의 이익을 위함이며

때로는 동물들도 거짓을 행동하고, 상대방을 속이기도 한다는 것이 흥미롭다.

안정화 과정에서 매파, 비둘기파, 보복자와 불량배, 봉과 사기꾼, 원한자,

마음씨 좋은 놈, 마음씨 나쁜 놈, 이에는 이 눈에는 눈, 순진한 시험꾼,

후회하는 시험꾼 등으로 특질을 분류하여 가정한 가설, 실험 등

결국 개채의 유전자 풀 내에서 대립되는 형질 중에서 유리한 특질만이

살아남아 퍼진다는 것이다.

또한, 우리가 위급 시에 가까운 혈연자에게 도움의 손길을 주려는 것은

그 개채에 나와 동일한 유전자가 존재할 가능성이 높기 때문이라고 하는데

근연도가 높은 개체를 위해 이타적 행동을 할 가능성이 높고

그래야 자신과 동일한 유전자를 보존할 수 있으므로

그 것은 이기적인 행동으로 해석되어야 한다는 맥락이다.

이렇듯 모든 생물의 진화 과정은 이기적인 목적을 가진 유전자의 선택으로

볼 수 있으며, 인간을 포함한 모든 생물은 그 유전자를 담고 있는 기계에

불과하다는 것이 이 책의 핵심이라고 이해한다.

 

모든 것이 유전자의 소행이라니

허무하기도 하고, 한편으론 위로가 된다.

나 하나의 개체는 곧 소멸하여 흔적도 없는 원자상태로 회귀할 것이지만

나로부터 전해지는 유전자는 나의 생몰과 상관없이 그 동일성을 유지하며

또 다른 개체 속에서 불멸할 것이기 때문이다.