이것이 생물학이다 / 에른스트 마이어

• 진화의 개념을 통하지 않고는 생물학의 그 무엇도 의미가 없다 - 도브잔스키
• 진화는 이 세상을 설명하는 가장 포괄적인 원리이다.
• 생물계는 유전 프로그램의 지시라는 제2의 인과관계를 따른다. 무생물계에는 이같은 제2의 인과관계가 존재하지 않는다.

 

 

 

1. '생명'의 의미는 무엇인가

• 생물학의 중요한 목표는 '생명'이라고 불르는 어떤 실체의 본성을 해명하는 것이다.
  
  - 기계론: 생명체가 죽은 물질과 다르지 않다. (물리주의자)
  
  - 생기론: 생명체란 불활성물질에세는 발견될 수 없는 성질을 가지므로 생물학의 이론이나 개념들은 물리화학의 법칙으로 환원될 수 없다.
  
  - 유기체론: 유기체의 독특한 특성은 구성이 아닌 조직에 기인한다. (전체는 부분들의 합 이상이다.)
  
  - 진화론(다윈주의): 진화의 매커니즘을 설명하고 생명에 대한 목적론적 관념을 제거해 냄으로써 '생명'을 설명하는 새로운 패러다임의 초석이 되었다.
  
  
  
• 인간을 제외한 모든 생명체는 기계일 뿐이다. -데카르트
• 라메트리 <인간기계론> 
• 창발성: 모든 통합체는 하위의 통합 수준에서는 존재하지 않았던 새로운 특성과 능력을 갖는다.
• 살아있는 유기체의 능력
  1) 진화의 능력
  2) 자기복제의 능력
  3) 진화 프로그램을 통한 성장 및 분화의 능력
  4) 대사의 능력 (에너지의 결합과 방출)
  5) 복합계를 안정적인 상태로 유지시키는 자기제어의 능력 (항상성 또는 되먹임)
  6) 환경으로부터 온 자극에 반응하는 능력 (지각 및 감각기관을 통해)
  7) 유전자형과 표현형의 두 수준에서 변화하는 능력

 

 

 

 

2. 과학이란 무엇인가?

• 과학은 단지 훈련되고 조직화된 상식이다. - 토마스 헉슬리
• 과학의 목적은 자연에 대한 우리의 이해를 진전시키는 것이다.
• 과학의 목적은 이해하고 예측하고 조절하는 것이다.
• 확실히 우연은 진화의 일부이다.
• 과학탐구의 목표
  1) 세계를 더 잘 이해하게 한다. - 호기심 충족
  2) 세상과 힘 또는 자원을 제어할 수단으로 본다. - 세계발전
• 자신의 오류로부터 배우려면 다른 사람들이 주의를 환기시킬 때 우리는 스스로의 오류를 인지해야 한다. 다른 사람들의 실수에 주의를 환기시켰을 경우, 항상 자신의 실수를 의식해야만 한다.
• 꽤 많은 과학자가 아마추어 음악가이다.
• 생물학자가 된다는 것은 하나의 직업을 갖는다는 것을 의미하지는 않는다. 그것은 삶의 한 방식을 선택함을 의미한다.

 

 

 

3. 과학은 자연세계를 어떻게 설명하는가?

• 과학의 궁극적 목표는 세계에 대한 이해를 증진시키는 것이다.
• 우리가 무엇을 아는가, 그것을 어떻게 알 수 있는가라는 문제를 다루는 철학 분야는 인식론이다. 그것이 현대 과학철학의 주된 내용이다.
• 프랜시스 베이컨(귀납) + 데카르타(기하학)
• 어떠한 과학적 탐구도 그 배경으로서 데이터를 가지지 않으면 안 된다.
• 과학적 발견을 진리의 단계로 인도하는 것은 바로 예감들의 성공적인 시험이다.
• 미래를 예측한다는 것은 시간적 예측이다.

 

 

 

4. 생물학은 생명세계를 어떻게 설명하는가?

• 칸트는 뇌가 잘 구조화되어 있어 사람은 우주의 특성들에 관한 정보를 가지고 태어난다고 믿었다.

 

 

 

5. 과학은 진보하는가?

• 동물이나 식물 할 것 없이 생물은 모두 동일한 벽돌 - 세포-로 지어진 구조물이다.
• 다윈적인 진화인식론은 생물에서 일어나는 이론의 변화에 대해 과학혁명을 중심으로 한 쿤의 서술보다 더 적합한 구도를 제공한다.

 

 

 

6. 생명과학은 어떻게 이루어졌는가?

• '무엇'과 '어떻게'가 걸린 대부분의 물음들은 적어도 원칙적으로는 과학적 해명의 접근이 가능한 것들이다. 하지만 '왜'라는 물음의 경우는 사정이 다르다. 결고 대답할 수 없는 또 다른 '궁극적 물음들'이 존재한다. '나는 왜 존재하는 것인가?'

 

 

 

7. '무엇?'의 문제:생물다양성 연구

• 다윈의 업적은 본질적으로 분류학에 대한 연구 결과라고 할 수 있으며, 이후 분류학은 진화학의 발전에 중요한 역할을 담당하게 된다.
• 모든 분류 시스템들은 두 가지 중요한 기능을 갖는데,
  1) 정보의 검색이 용이해야 한다.
  2) 비교 연구의 근거가 되어야 한다.
• 분류는 어떤 분야에서든지 정보 저장 시스템의 열쇠이다. 분류 시스템이라는 것은 자가발견 시스템이라고 할 수 있다.
• 분류의 기본원칙
  1) 분류하고자 하는 대상들을 다 합쳐서 최대한 균등하게 분류항목을 작성한다.
  2) 분류하고자 하는 각각의 대상물을 그것과 공통되는 분류형질을 가장 많이 갖는 구성원들이 포함된 분류항목에 포함시킨다.
  3) 이렇게 처음에 만들어진 분류항목에 집어넣기에는 너무나 차이점이 많은 대상물은 별도의 새로운 분류항목을 만들어서 거기에 포함시킨다.
  4) 각 분류항목들 사이의 차이를 살펴서 그 차이의 정도에 맞추어 큰 분류체계 속에서 분류항목들을 재배열한다.
• 생물종 속에서 발생하는 진화의 과정은 그것이 무엇이든지간에, 생식 격리로 인해 다른 생물종에는 전달될 수 없고 오직 그 생물종과 그의 후손들에게만 전해진다. 이것이 바로 생물종을 진화적 변화의 핵심이라고 하는 이유이다.
• 분류법
  1) 하향분류법
  2) 상향분류법
  3) 자윈식 분류법
  3-1) 수리표현론
  3-2) 분지론
• 다윈식 분류법
  1) 유사성을 검토해서 서로 관련되는 종들을 구분하고 분류
  2) 이런 무리들의 단계통 유무를 검증하고 그들을 계보에 따라 배열

 

 

 

 

8. '어떻게?'의 문제:새로운 개체의 탄생

• 전성설
  수정시에 이미 미래의 새 생명이 될 아주 미세한 축소생명체가 정자나 난자 속에 들어 있으며 발생이란 단순히 그것이 어깨를 활짝 펴고 자라나서 원래의 형태로 회복되는 현상에 불과하다. 이런 발생의 과정을 '발전'이라고 한다. (생물체가 알 속에 미리 존재할 뿐만 아니라 축소생명체는 앞으로 태어날 모든 후손들 역시 존재해야만 한다.)
• 후성설
  외부적인 힘의 작용에 의해서 전적으로 무형의 물질로부터 발생이 시작하는 것이다.
• 궁극적인 해답은 후성설과 전성설의 종합으로 귀착되었다고 말할 수 있다.
  발생의 과정, 즉 표현형의 개화는 후성적이다. 그렇지만 발생 그 자체는 표현형의 대부분을 결정하는 선조로부터 물려받은 유전 프로그램이 이미 접합자 속에 포함되어 있기 때문에 역시 전성적이기도 하다.
• 분자생물학이 수정란 속에 들어 있는 DNA라는 유전 프로그램이 바로 정수의 본질이라는 것이다.
• 발생 패턴에는 엄청난 다양성이 존재하는데, 어떤 동물에서는 환경조건과 거의 무관하게 독립적으로 발생화정이 진행되는가 하면, 어떤 동물에서는 환경조건이 모든 것을 결정하기도 한다.
• 유전학
  1) 전달유전학 : 유전인자가 어떻게 전해지는지
  2) 발생유전학(생리유전학) : 유전요소들이 개체발생에서 어떤 역할을 하는지
  -> 분자생물학
• 생물체의 구조는 한 단계 한 단계씩 점진적으로 변화가 축적되어야 하는 데 반해서, 기능상의 변화는 유전자형의 변화를 최소화하면서도 발현이 가능하다.
• 분자생물학
  유전 프로그램의 해석은 개체발생의 과정의 가능성이 있는 인과를 대변하는 반면, 유전 프로그램의 내용물은 진화적 인과의 결과라 할 수 있다.

 

 

 

9. '왜?'의 문제:유기체들의 진화

• 첫 번째 과학발전 - 코페르니쿠스 혁명: 인간을 우주의 중심에서 밀어냈고, 그 과정에서 성서의 모든 말씀을 문자 그대로 해석되어서는 안됨을 증명
  
  두 번째 과학발전 - 지질학자들의 탐구 - 지구의 긴 연대기가 드러남 
  
  세 번째 과학발전 - 멸종한 동물군의 화석 발견 - 생물이 창조되지 않았음
  
  
• 변성진화: 주요한 돌연변이나 급변을 통해 새로운 유형의 개체가 갑작스럽게 생겨나는 것
  한 개체 내에서의 점진적 변화를 가리킨다. 모든 항성들은 변성진화를 겪는다. 
  
  변이진화: 자연선택을 통한 다윈의 진화론
  1) 환경 변화에 가장 잘 대처할 수 있는 유전자형의 지속적인 선택 또는 차별적 생존
  2) 개체군 내부의 새로운 유전자형들 사이의 경쟁
  3) 우연에 기초한 확률적 과정으로 유전자 발생 빈도가 달라져 일어나는 개체군 구성의 지속적 변화
• 모든 변화는 유전적으로 단일한 개체들의 개체군들에서 일어난다. 그래서 진화는 개체군들이 유전적으로 재조직되는 동안 필연적으로 점진적이고 연속적이다.
  
  
• <종의 기원>의 변이진화의 주요 다섯 가지 이론
  1) 유기체들은 시간을 통해 꾸준히 진화한다.(진화론)
  2) 상이한 종류의 유기체들은 공통조상으로부터 내려온다.(공통유래)
  3) 종들은 시간이 흐르면서 증가한다. (다양성)
  4) 진화는 개체군의 점진적 변화를 통해 일어난다.(점진주의)
  5) 진화는 한정된 자원을 놓고 엄청난 수의 단일 개체들이 벌이는 경쟁을 통해 이루어지며 이로 인해 생존과 번식에서 차이가 생긴다. (자연선택)
  
  
• 1) 진화론
  2) 공통유래 이론
  3) 종증가 이론
  4) 점진주의 이론
  5) 자연선택 이론
• Anti - 다위니즘
  1) 도약 진화주의
  2) 목적론
  3) 라마르크주의 : 유기체들은 진화하는 동안 획득 형질의 유전을 통해 점진적으로 변한다. (용불용, 환경의 영향)
• 다윈은 변이의 원천을 이해하지 못했다.
  유전적 변이는 불변성이다. 다윈이 생각한 것처럼 가변성이 아니다.
• 우연인가? 필연인가? - 양자에 다 기인한다.
  변이의 산출에는 우연이 지배하는 반면, 적절한 선택에는 필연이 폭넓게 작용한다.
• 자연에는 어떤 선택적 힘도 존재하지 않는다.
  물론 선택적 힘은 환경적 요소들과 표현형으로 나타나는 성향들의 복합체이다.

• 성선택 - 개체가 생식적 특징들로 유리하게 되는 과정
• 진화는 진보인가?
  - 진화적 진보는 단지 변이와 선택이라는 단순한 다윈적 원리의 필수불가결한 결과일 뿐이다.
  - 진보처럼 보이는 것은 단지 자연선택으로 야기된 변화의 산물일 뿐이다.
• 한 개체군 내의 적응과 번식에 차이를 주는 것은 우연의 결과인데, 이 또한 자연선택의 힘을 제한한다. 우연은 감수분열시 부모 염색체들 사이를 가로지르면서 시작하여, 새롭게 형성된 접합자의 생존에 이르기까지 생식과정의 모든 수준에서 작용한다.
• 진화적 중요성을 갖는 분자적 발견
  1) DNA는 그 자체로써 새 유기체를 만드는 재료를 공급하는 것이 아니라 단지 표현형을 만드는 청사진(정보)일 뿐이다.
  2) 핵산에서 단백질로 가는 경로는 일방통행이다. 단백질이 얻을지도 모르는 정보는 핵산으로 되돌려지지 않는다. 즉 '가변성 유전'은 없다.
  3) 유전부호만이 아니라 사실상 대부분의 기본적인 분자 활동의 메커니즘은 가장 원시적인 원핵생물에서 고등생물까지 모든 유기체에서 동일하다.
• 어떤 일이 흔히 일어난다는 것이 그 일이 언제나 일어나야 한다는 것을 의미하지는 않는다.

 

 

 

 

 

10. 생태학이 묻는 물음은 어떤 것들인가?

• 생태학이란 자연의 경제학에 관한 지식의 체계이다. 즉 그것은 동물이 무기물적인 환경 및 유기체적 환경과 맺는 고나계 전체에 대한 고찰이며, 여기에는 무엇보다 먼저 동물이 그것과 직, 간접으로 접촉하는 다른 동물, 그리고 식물들과 맺는 우호적, 적대적 관계가 포함된다. 한마디로 하자면 생태학이 다윈이 생존경쟁의 조건이라고 불렀던 모든 복합적 상호관계에 관한 연구이다. - 헤켈
  
  
  
• 물리적 요인이든 생물적 요인이든 생명체에 필수적인 것이라면 무엇이든지 경쟁의 요소가 된다.
• 평균적으로 먹이사슬의 피라미드에서 위로 올라갈수록 몸크기는 커지고 개체수는 줄어든다. 
• 군집이 다양성을 지니면 지닐수록 더 높은 안정성을 지닌다. - 맥아더
• 지구의 생명은 물 속에서 생겨났고, 최대의 생태학적 혁명은 뭍을 정복한 사건이었다.
  
  
• 생태학의 네 가지 주요 문제 영역
  1) 인구 증가의 메커니즘과 그것의 결과
  2) 자원의 사용
  3) 인간이 환경에 미치는 영향
  4) 인구의 증가와 환경적 효과 사이의 상호작용
  인류의 미래라는 문제는 궁극적으로 하나의 생태학적 문제이다.

 

 

 

 

11. 진화에서 인류의 자리

• 분자생물학은 인간종은 아프리카의 유인원과 매우 가까우며, 고릴라보다는 침팬지와 더 가깝다는 점을 확인시켰다. 
• 호모 에렉투스 (도구) -> (뇌) 호모 사이엔스 (언어)
• 인류의 미래에 대해 더욱 공포감을 주고 위협하는 것은 대부분의 인간사회가 갖고 있는 가치체계의 붕괴이다.

 

 

 

 

12. 진화가 윤리를 설명할 수 있는가?

• 다윈 혁명이 인간 도덕성에게 대한 -
  1) 공통유래 이론이 그동안 유일신 종교뿐만 아니라 철학자들에 의해 주어진 자연에서의 인간의 독보적인 위치를 박탈했다.
  2) 자연선택론은 자연현상들에서 모든 초자연적인 요소들을 제거했으며 은연중에 인간의 도덕성을 비롯한 세상의 모든 것이 다 신에 의해 만들어지고 그의 율법에 따라 움직인다는 자연신학의 가정들을 반박했다.
• 이기적인 개체들로부터 어떻게 이타적인 행동이 나타나는가?
  
  1) 포괄적응도 이타주의 (자식돌보기)
  
  2) 호혜성 이타주의 (상호교환)
  
  3) 진정한 이타주의
  
  공진화는 두 가지 새로운 형태의 윤리적 행위를 가져왔다.
  1) 집단선택의 형태로 작용하는 자연석택은 개인에게는 해가 되는 경우가 있더라도 집단에 이득이 되는 이타적인 성향을 보상했다.
  2) 인간은 새로이 얻은 사고력 덕분에 순전히 본능적인 포괄적응도에 의존하지 않고 의식지거으로 이기적인 것보다 윤리적인 행동을 선택했다.
  
  
• 집단에 이득이 되는 것이 객관적으로 옳다. 전 세계의 윤리규범들을 비교해보면 공동체의 복리가 어떤 형태로든 개인의 이득에 앞서는 집단들이 더 성공적이었다. - 버트란트 러셀
• 무엇이 도덕적이고 집단에 최선인가 하는 것은 당시 상황에 따라 달라진다.
• 도덕적이라고 여겨지는 것들의 대부분은 자기가 속해 있는 집단의 규모와 관련이 있다.
• 인간의 모든 윤리행위는 합리적인 손익분석의 결과이다.

 

 

 

 

삶?

• 삶은 자기구성적 체계의 활동으로 이루어진다. 그것은 유전 프로그램에 의해 제어된다.
• 살아있는 유기체는 주로 유기분자로 이루어진 것으로서 위계적 질서를 지닌 개방계이다. 그것은 세포로 구성되며 제한된 시간대를 는 명백히 구분된 개체들로 만들어진다.
• 살아 있는 체계는 자기복제를 하며 자기규율적인 열린 계로서 개체성을 드러내며 환경으로부터 에너지를 흡수한다.

 

mubnoos

소장하고 싶은 책이다.