찌그러진 태양경로와 생명다양성
진화생물학자들은 일반적으로 진화가 아주 느린 속도로 꾸준히 일어나는 것이라고 생각한다. 염색체 변이에 의한 빠른 종 분화 같은 특수한 경우도 있지만, 대부분의 진화적 변화는 한 세대 안에서 관찰하기에는 너무 느리다. 따라서 진화생물학자는 수십, 수백, 심지어 수천 세대에 걸쳐 누적된 뚜렷한 진화적 변화를 주로 연구한다. 한 세대 안에서는 쉽게 식별할 수 없는 작은 변화가 오랜 세월 누적되면 큰 진화적 차이를 만들어 낸다. 직립보행도 땅과 나무를 오가며 살던 우리의 조상이 수만 년, 수십만 년에 걸쳐 조금씩 더 땅에서 보내는 시간이 늘어나고 그와 함께 두발걷기를 더 효율적으로 만드는 작은 형태적 변화가 서서히 나타나는 느리고 긴 영화를 상상하는 것이 진화의 실제 모습에 훨씬 가깝다. 이러한 점진적 진화론(gradualism)은 진화에는 비약이 없다는 것이다. 동식물뿐만 아니라 단세포 동물조차도 몸의 구조가 너무 복잡하여 어느 한 부분의 급작스런 변형을 간단히 허용할 수 없다는 것이다.
점진적 진화론은 다윈주의가 가장 빈번히 공격당하는 취약지대이다. 창조론자는 이에 의하여 진화론을 틀린 것이라고 주장한다. 캄브리아기 대폭발 이후 급격하게 탄생한 생명체와 그것도 단세포 생물이 아니라 복잡한 생명체가 탄생한 것은 다윈의 진화론을 딜레마에 빠지게 했다. 점진적으로 진화하는 ‘진화론’은 이것을 설명할 수가 없었다. 또한 화석 증거도 부족하였다. 많은 화석이 발견되었지만 진화 중간단계의 화석은 쉽게 발견되지 않는다. 이에 대하여 하버드대 진화생물학자인 고 스티븐 제이 굴드 교수는 ‘단속평형이론’을 체계화했다. 생물은 오랜 세월 거의 변하지 않다가, 환경이 변화가 급작스럽게 발생하면 변이나 종의 분화가 일어난다는 주장이다. 생태계가 안정된 평형 상태에서는 거의 진화하지 않다가 빙하기 등으로 평형 상태가 깨지면 갑작스럽게 소멸하거나 진화의 도약이 발생한다는 이론이다. 캄브리아 폭발도 그것이다.
도약적인 진화가 일어나는 것은 지구의 공전궤도와 관련이 있을 수 있다. 공전궤도를 나타내는 이심률(eccentricity)은 지구 기후와 깊은 관련이 있기 때문이다. 빙기와 간빙기가 주기적으로 반복된 홍적세 후기에는 새로운 종들이 출현한 것도 마찬가지이다. 이심률은 지구 공전궤도가 완전한 원일 때의 값이 0이고 타원형으로 갈수록 1에 가까워진다. 현재 지구 공전궤도 이심률은 약 0.017이다. 이심률은 지구 탄생부터 변화해 왔다. 하지만 일정한 규칙은 있다. 약 10만 년, 40만 5000년의 2개 주기를 가진다. 이심률이 감소하면서 계절의 길이는 점차 비슷해지고, 계절의 기후 차이가 줄어든다.
2021년 지구의 공전궤도가 계절의 변화를 유발해 식물성 플랑크톤의 진화를 촉진시켰다는 연구가 나왔다. 이심률이 높을수록 적도의 계절별 특성이 뚜렷해지면서 종 다양성은 높아졌다. 적도 지대가 식물성 플랑크톤 다양성이 가장 높다. 낮은 이심률에서는 다양성이 감소하고, 심지어 멸종도 나타났다. 이심률이 낮을수록 계절 구분이 불분명해졌다. 플랑크톤뿐만 아니라 새로운 종의 출현이 10만 년 주기의 빙기와 간빙기 순환 단계와 일치한다. 빙하기에 빙하가 이동하여 생명이동의 장벽을 만들어 종의 분리가 일어났다. 플랑크톤의 다양성이 최대로 증가하는 주기는 약 40만 년, 새로운 종은 10만 년 주기였다.
https://www.nature.com/articles/s41586-021-04195-7
