수렴진화

미술 시간에 '물속을 가장 빨리 헤엄치는 배를 그려 보세요'라는 과제가 나왔다고 해 볼게요. 옆 반 친구와 미리 짠 적도 없고 서로 그림을 훔쳐본 적도 없어요. 그런데 다 그리고 나면 앞이 뾰족하고 뒤로 갈수록 매끈한 비슷비슷한 배가 책상마다 놓여 있어요.

고래와 상어가 딱 이런 사이예요. 상어는 물고기이고, 고래는 새끼에게 젖을 먹이는 젖먹이동물이라 조상이 아주 멀리 떨어져 있어요. 그런데도 둘 다 앞이 둥글고 뒤로 좁아지는 유선형 몸매에, 물을 밀어내는 지느러미까지 닮았어요.

같은 과제를 받은 두 교실의 답안지가 닮는 것과 같아요. 조상이 다른 생물이 비슷한 환경에서 닮은 해답에 따로따로 도착하는 일을 수렴진화라고 불러요.

왜 답안지가 좁혀질까요? 물은 공기보다 훨씬 빽빽해서 몸을 앞으로 밀고 나갈 때 세게 버텨요. 몸이 넓적하거나 울퉁불퉁하면 물을 옆으로 밀어내느라 힘을 많이 써야 해요.

그래서 우연히 조금 더 매끈한 몸으로 태어난 개체가 먹이를 잘 쫓고 오래 살아남아요. 오래 살아남은 쪽이 새끼를 더 많이 남기면, 그 매끈한 몸이 여러 세대를 지나며 무리 전체로 퍼져요.

이때 모양을 바꾸는 것은 생물의 의지가 아니에요. 태어날 때 생기는 작은 차이 가운데 물속에서 유리한 쪽이 더 많이 남는 일이 오래도록 되풀이될 뿐이에요.

선생님이 낸 과제 조건이 그림 모양을 좁혔듯이, 환경도 살아남는 몸의 모양을 좁히는 셈이에요. 새와 박쥐도 날지 못하던 먼 조상에서 갈라진 뒤, 각자 앞다리를 날개로 바꿨어요. 날개는 따로 생겼지만 그 속 팔뼈는 같은 뿌리예요.

답안지가 닮았다고 해서 두 친구가 같은 공책을 베낀 것은 아니에요. 종이를 넘겨 풀이 과정을 들여다보면 순서도 계산도 서로 딴판이에요.

돌고래와 상어의 등지느러미를 열어 보면 차이가 보여요. 돌고래 등지느러미 속에는 뼈가 없고 질긴 결합조직만 있지만, 상어 등지느러미는 연골 지지대가 받쳐 줘요. 겉모습은 닮았지만 속 재료와 출발점이 다른 이런 기관을 상사기관이라고 불러요.

가슴 쪽 지느러미는 조금 달라요. 고래 앞지느러미와 상어 가슴지느러미는 아주 먼 조상의 한 쌍 부속지에서 뿌리가 이어져요. 다만 노처럼 생긴 겉모양은 각자 따로 만들어진 수렴이에요.

수렴진화는 닮은 특징이 공통 조상에게서 물려받은 것이 아니라 각자 따로 생겨났다는 뜻이에요. 겉모습뿐 아니라 눈 같은 속 구조나 유전자 수준에서도 일어날 수 있어요. 조상이 같아서 닮은 쪽은 사람의 팔과 고래의 앞지느러미처럼 속 뼈대까지 이어지는 상동기관으로 따로 구분해요.