중3 과학/진화설/자연선택설/진화의 과정/생물계의 분류

아프리카의 빅토리아 호수에는 현재 약 450종류의 다양한 시클리드가 살고 있다. 과학자들의 연구 결과 이 시클리드는 모두 한 종류의 시클리드로부터 진화하였다는 것이 밝혀졌다. 오랜 시간이 지나는 동안 지구 환경은 계속 변해왔다. 생물은 새로운 환경에 적응하여 모습이 변하기도 하고, 새로운 생물이 나타나기도 하였다. 이러한 진화 과정을 거쳐 현재 지구에는 다양한 생물이 살고 있다. 진화가 일어나는 원리는 어떻게 설명할 수 있을까?

1809년 프랑스의 라마르크(Lamarck, J. B.; 1744~1829)는 생물이 자주 사용하는 기관이 발달하여 다음 세대에 전해진다는 용불용설로 진화의 원리를 설명하였다. 예를 들어, 기린은 나무의 높은 곳에 달린 잎을 먹기 위해 목을 길게 뻗어 오늘날과 같이 길어진 것이라고 주장하였다. 그러나 후천적으로 얻은 형질은 자손에게 유전되지 않는다는 것이 밝혀져 라마르크의 용불용설은 진화의 원리를 설명하는 이론으로 인정받지 못하고 있다.생물이 진화하는 원리에 대해 과학적인 설명을 제시한 사람은 영국의 다윈(Darwin, C. R.; 1809~1882)이다. 1859년 다윈은 생물이 진화하는 원리로 자연 선택설을 제시하였다.

다윈의 자연 선택설에 따르면 생물은 살아남을 수 있는 것보다 더 많은 수의 자손을 낳으며, 개체 사이에는 형질 차이가 나타난다. 개체의 수가 증가하면 개체 사이에서 살아남기 위한 경쟁이 일어나고, 생존에 유리한 형질을 가진 개체들이 경쟁에서 살아남아 자손을 많이 남긴다. 따라서 자손은 조상에 비해 환경에 적응하기에 유리한 형질을 가진다. 다윈은 이러한 현상을 자연 선택이라고 하였고, 자연 선택을 통해 생물의 진화가 일어난다고 설명하였다.

그러나 다윈은 유전에 관한 지식이 없었기 때문에 개체 사이에 형질 차이가 나타나는 이유를 구체적으로 설명할 수 없었다.다윈이 자연 선택설을 제시한 이후 여러 학자들이 생물의 진화를 설명하기위해 돌연변이설, 격리설 등의 다양한 이론을 제시하였다. 돌연변이설은 조상에게는 없던 새로운 형질이 갑자기 출현하는 돌연변이를 진화의 요인으로 보는 이론이다. 격리설은 강이나 산맥 등의 지리적 장벽이나 생물의 생식 기관 또는 번식 시기 등의 차이로 생식적 격리가 일어나 서로 다른 생물로 진화한다는 이론이다.

 오늘날에는 유전학 지식을 기초로 돌연변이, 자연 선택, 격리 등을 종합하여 진화의 원리를 설명하고 있다. 이에 따르면 돌연변이가 집단의 유전적 변화를 증가시키고 이에 자연 선택이 작용하여 새로운 형질로 진화가 일어난다. 또한, 원래 한 종류였던 생물이 서로 다른 환경에 격리된 후 진화를 거치면서 유전적으로 멀어져 서로 다른 종류의 생물이 된다. 이처럼 생물은 진화를 통해 새로운 환경에 적응하였고, 그 결과 새로운 삶의 방식을 개척한 다양한 생물이 나타날 수 있었다.

여러 가지 물건이 있을 때 기준을 세워 정리하면 물건을 쉽게 찾을 수 있고, 새로운 물건을 어느 곳에 놓을지도 결정할 수 있다. 우리 주변의 다양한 생물도 일정한 기준을 세워 체계적으로 정리하면 생물 전체를 이해하는 데 도움이 된다. 이처럼 생물을 기준에 따라 구분하는 작업을 분류라고 한다.

생물을 분류할 때는 먼저 기준을 정하는데, 기준에 따라 분류 결과가 달라

지므로 어떤 것을 기준으로 삼을 것인가가 중요하다.생물을 분류하는 방법에는 사람이 키울 수 있는 것, 사람이 먹을 수 있는 것 등 인간의 이용 목적이나 편의를 기준으로 분류하는 방법과 생물의 형태, 구조, 유전적 특징 등 생물 고유의 특징을 기준으로 분류하는 방법이 있다. 그런데 생물을 사람의 편의대로 분류하면 분류하는 사람에 따라 결과가 달라질수 있다. 하지만 생물 고유의 특징으로 생물을 분류하면 모든 사람이 같은 결과를 얻을 수 있다. 따라서 과학에서 생물을 분류할 때는 사람의 편의에 따라 분류하는 것이 아니라 생물 사이의 가깝고 먼 관계를 판단할 수 있는 생물 고유의 특징을 기준으로 한다.생물을 분류할 때 가장 기본이 되는 단위는 종이다. 종은 형태를 기준으로

구분할 수도 있지만, 오늘날에는 교배하여 생식 능력이 있는 자손을 낳을 수

있는 무리를 종으로 구분한다. 예를 들어, 말과 당나귀는 생김새가 비슷하지만 서로 다른 종이다. 왜냐하면 말과 당나귀는 교배하여 자손을 낳을 수 있지만 그 자손은 생식 능력이 없기 때문이다.각각의 종은 서로 다른 특징을 지니지만 어떤 종들은 서로 비슷한 특징이있어 한 무리로 묶을 수 있다. 비슷한 특징을 지닌 종을 묶어 속으로 분류하

고, 비슷한 속을 묶어 과로 분류한다. 이와 같이 생물을 가장 작은 범주인 종에서부터 점차 큰 범주로 묶어 나타낸 것을 분류 단계라고 한다. 생물의 분류 단계는 종 → 속 → 과 → 목 → 강 → 문 → 계의 순서로 이루어진다.계와 같이 큰 범주를 정한 후 문, 강, 목, 과, 속의 작은 단위로 좁혀가면 생물을 쉽게 분류할 수 있다. 예를 들어, 고양이를 분류 단계에 따라 분류하면 동물계, 척삭동물문, 포유강, 식육목, 고양잇과, 고양이속으로 분류할 수 있다.

이와 같은 방법으로 생물을 분류하는 목적은 생물의 진화 과정과 생물 사이의 가깝고 먼 관계를 파악하기 위해서이다. 이러한 분류를 통해 알아낸 생물 사이의 관계를 현재 지구에는 약 1,000만 종의 생물이 살고 있는 것으로 추정되며, 그중약 200만 종의 생물이 알려져 있다. 이렇게 많은 종의 생물은 몇 개의 계로

분류할 수 있을까?

스웨덴의 분류학자 린네는 생물을 고유의 특징을 기준으로 분류하면 자연의 체계를 세울 수 있다고 생각하고 생물 전체를 동물계와 식물계로 구분하였다. 그 후 과학이 발달함에 따라 생물을 분류하는 체계는 계속 변해왔고, 오늘날에는 생물을 원핵생물계, 원생생물계, 식물계, 균계, 동물계의 5계로 분류한다.나무 모양의 그림으로 표현한 것을 계통수라고 한다. 계통수를 보면 여러 생물 사이의 관계를 한눈에 파악할 수 있다. 원핵생물계, 원생생물계, 식물계, 균계, 동물계의 특징은 다음과 같다.

원핵생물계 : 세포에 핵이 없는 생물의 무리이다. 원핵생물은 대부분 한 개

의 세포로 이루어져 있지만 때로는 여러 개의 세포가 모여 한 덩어리를 이루어 생활하기도 한다. 또, 원핵생물은 세포벽이 있어 세포의 모양을 일정하게 유지하고 세포 내부를 보호한다.

원생생물계 : 세포에 핵이 있는 생물 중 식물계, 균계, 동물계 중 어디에도속하지 않는 나머지 생물을 모아 놓은 무리이다. 원생생물은 대개 물속에서생활하며, 대체로 한 개의 세포로 이루어져 있으나 여러 개의 세포로 이루어

진 생물도 있다.

식물계 : 세포에 핵이 있는 생물 중 소나무, 우산이끼, 쑥부쟁이 등과 같이 육상 생활을 하고, 세포에 엽록체가 있어 광합성을 하여 양분을 얻는 생물 무리이다. 식물은 수분 손실을 막는 큐티클층이 몸을 싸고 있어 육상 생활에 적응한 형태이며, 세포에 세포벽이 있다.

균계 : 세포에 핵이 있는 생물 중 버섯, 곰팡이 등과 같이 운동성이 없고 엽록체가 없어 광합성을 할 수 없는 생물 무리이다. 버섯과 곰팡이는 몸이 균사라고 하는 실 모양의 구조로 이루어져 있으며, 몸 밖으로 효소를 분비하여 먹이를 분해한 후 흡수하여 양분을 얻는다. 버섯과 곰팡이의 세포에도 세포벽이 있으나 식물의 세포벽과는 성분이 다르다.

동물계 : 세포에 핵이 있는 생물 중 운동 기관이 있어 이동할 수 있으며, 먹이를 섭취하여 양분을 얻는 생물 무리이다. 동물은 엽록체가 없어서 광합성을 할 수 없고 세포벽이 없다. 동물의 몸에는 감각, 신경, 소화, 순환 등특정 기능을 담당하는 기관계가 발달하였다.

세포에 핵이 없는 생물은 원핵생물계로 분류한다. 육지에서 생활하며, 핵과 세포벽이 있고 광합성을 하는 생물은 식물계로 분류할 수 있다. 핵이 있는 생물 중 세포벽이 있으나 광합성을 하지 않고 균사로 이루어진 생물은 균계, 세포벽이 없고 광합성을 하지 않는 생물은 동물계로 분류할 수 있다.