#2에서 이어짐

유전적 변이를 증가시키는 기작들

-진화의 기작: 돌연변이 (mutation)

돌연변이란 유전자내의 변화이다. 돌연변이에는 수많은 종류가 있다. 점 돌연변이 (point mutation) 는 유전자 암호의 한 "글자"가 다른 것으로 바뀌는 것이다. 유전자내에서 DNA의 일부가 삭제되거나 반대로 삽입될 수도 있다; 이들도 역시 돌연변이들이다. 마지막으로, 유전자 또는 그 일부가 뒤집히거나 (역위) 두개로 늘어날 수도 (중복) 있다.

돌연변이는 대립형질의 빈도를 약간 바꿔놓기 때문에 진화의 한기작이다. 돌연변이에 의해 대립형질 "A"가 다른 대립형질 "a"로 바뀌면 "a"의 빈도는 0에서 아주 작은 숫자로 증가한다 (이배체 군집의 경우 1/2N으로 증가, N은 효력군집 (effective population) 의 크기). 돌연변이 하나로 이루어지는 진화는 매우 느리다; 대부분의 경우 돌연변이는 단지 진화의 원료인 유전적 변이를 제공할 뿐이다.

대부분의 돌연변이는 약각 해롭거나 중성적이다 (neutral). 생물들의 (진핵생물은 모두) 게놈 (genome) 은 아주 많은 양의 잡동사니 염기서열을 가지고 있다. 더우기 단백질 정보를 가지고 있는 부분 (coding region) 에서조차도 많은 곳이 돌연변이가 일어나지만 정보는 그대로 유지할 수 있다. 다른 말로 유전암호는 과다하다 (redundant) 고 말한다. 그래서 대부분의 돌연변이는 중성이거나 중성에 가깝다; 그러나 표현형에 변화를 가져다주는 대부분의 돌연변이는 유해하다. 하지만 "유익한" 돌연변이도 일어나기 마련이다.

유익한 돌연변이로 모기 Culex pipiens에 일어난 돌연변이를 예로 들 수 있다. 이 모기의 유전자 중 살충제에 공통적으로 포함되는 성분인 유기인산 (organophosphates) 을 분해하는 유전자가 중복이 되었다. 이 모기의 자손들은 급격하게 전세계적으로 퍼져나갔다. 살충제들, 특히 한 때 살충제로 무수히 사용되었던 DDT에 대한 내성을 가지게 된 곤충들의 예는 매우 많다. 더 중요한 것은 "좋은" 돌연변이가 "나쁜" 돌연변이보다는 아주 드물게 나타나지만, "나쁜" 돌연변이를 가진 생물체는 죽는 반면 "좋은" 돌연변이를 가진 생물체는 번성한다는 것이다.

돌연변이는 그들의 적응에 대한 중요성에 비해 무작위로 일어난다. 생물체는 돌연변이의 필요와 발생 여부를 결정할 수 없다. 한가지 효과를 제외하고는 돌연변이의 발생빈도는 그것이 가지는 잠재적인 영향과는 독립적이다.

최근에 세균과 효모에서 새로운 종류의 돌연변이가 보고된 바 있다. 단일세포 생명체들은 "부서진 유전자들"을 수선할 수 있는 유도 돌연변이 (directed mutagenesis) 를 일으킬 수 있는 것으로 보인다. 손상된 유전자를 정상적으로 수선하는 교정 돌연변이는 그 유전자가 필요로 하는 것이면 필요로 하지않는 유전자보다 매우 높은 빈도로 일어난다. 유도돌연변이의 기작은 아직 밝혀지지 않았지만 유전적 통제를 받는 것으로 밝혀졌다 -- 유도돌연변이는 일반적인 돌연변이들과는 달리 실수가 아니다; 생물체가 환경에 반응해서 유도돌연변이를 능동적으로 만들어낸다 (선택적으로 유지한다).

유도돌연변이의 중요성은 아직 밝혀지지 않았다. 생물학자들은 유도돌연변이가 환경의 변화에 대해 새로운 해답을 만들어낼 수 있는가의 여부는 아직 연구하지 않았다. 다세포 생물체의 생식세포계와 체세포계에서 유도돌연변이가 일어나는 지의 여부도 밝혀지지 않았다. 어떤 경우에도 최소한 몇몇 예들에서 보듯이 선택의 힘은 적응성 유전적 변이를 유도하는 것으로 보인다.

-진화 기작: 재조합 (recombination)

재조합은 유전자 뒤섞기 (gene shuffling) 로 생각할 수 있다. 대부분의 생물은 선형의 염색체를 가지고 있고 그 위의 특정위치 (유전자 위치; locus) 에 유전자들이 나열되어 있다 (세균은 원형의 염색체를 가지고 있다). 유성생식을 하는 대부분의 생물은 같은 형의 염색체가 각 세포마다 두개씩 있다. 사람의 경우 제 1 염색체는 세포마다 두개가 있는데 (22번 염색체까지가 한쌍으로 되어 있으며 두개의 성염색체가 있다) 하나는 어머니로부터 다른 하나는 아버지로부터 물려받은 것이다. (역주: 이렇게 염색체들이 각각 한 쌍으로 구성되어 있는 생물을 이배체 생물이라 함) 생식세포는 세포당 각 염색체 하나씩만을 가진다. 단상 (haploid) 인 생식세포는 감수분열 (meiosis) 이라는 과정에 의해 이배체 세포로부터 만들어진다.

감수분열중 상동염색채들은 일렬로 나란히 정렬한다. 두 염색체의 DNA가 몇 곳에서 끊어져서 다른 사슬의 끊어진 부분과 연결된다. 이후에 두 상동염색체는 생식세포가 되는 두개의 세포속으로 각기 나누어진다. 그러나 재조합때문에 두 엄색체는 모계와 부계의 대립형질이 혼합된 것이다.

예를 들어 순서대로 A, B, C의 세 유전자로 구성된 하나의 염색체를 가지고 있는 생물을 생각해보자. 각 유전자의 위치에 대해 적어도 두개의 대립형질이 있다고 가정하자. 그 개체가 부계로부터 대립형질 A1, B1, C1을 물려받고 모계로부터는 A2, B2, C2를 물려받았다고 하자. 감수분열동안 두 염색체는 앞으로 나란히를 하게 되면 A, B, C의 두 대립형질도 서로 인접해서 정렬된다. 만약 A 위치와 B 위치의 사이에서 재조합이 일어나게 되면 두 생식세포가 가지는 염색체는 다음과 같을 것이다; 하나는 A1, B2, C2 대립형질을 가지게 되고 다른 하나는 A2, B1, C1 대립형질을 가지게 된다.

실제 염색체들은 세개보다 훨씬 많은 유전자를 가지고 있으며 많은 위치에서 재조합이 일어난다. 최종 결과는 "뒤섞인" 대립형질들을 가진 두 상동염색체가 된다.

재조합은 유전자들 사이뿐만 아니라 유전자내에서도 일어날 수 있다. 유전자내에서 재조합이 일어나면 새로운 대립형질을 형성할 수 있다. 재조합은 새로운 대립형질과 새로운 대립형질들의 조합을 유전자집합에 추가시키기 때문에 진화의 한 기작이라 할 수 있다.

재조합의 이로운 면은 유익한 돌연변이들이 - 각각 다른 개체에서 일어났다 이 돌연변이들이 발생했다 하더라도 - 하나의 염색체상으로 모일 수 있다는 것이다.

-진화 기작: 유전자 유동 (gene flow)

유전자 유동은 간단히 말하면 새로운 유전자들이 다른 군집으로 부터 유입되는 것을 의미한다. 아주 가까운 종들간에서는 종간 교배에 의해 불임성 잡종 (hybrid) 이 생겨날 수도 있다.

관계가 먼 종들간에는 유전자 유동이 썩 잘 일어나지 않는다. 하지만 P 인자라는 유전인자를 포함하는 흥미로운 예가 하나 있다. 초파리 Drosophila 속에서, P 인자가 willistoni 그룹의 한 종에서 D. melanogaster로 옮겨갔다. 이 두 종은 연관관계과 멀고 잡종이 만들어지지 않는다. 그러나 이들의 서식지는 겹쳐있다. P 인자는 두 종 모두에서 기생하는 진드기에 의해 D. melanogaster로 옮겨졌다. 이 진드기는 초파리의 껍질에 구멍을 내고 체액을 빨아먹는다. 한 초파리의 구성물이 - DNA를 포함하여 - 진드기가 다른 초파리에서 먹이를 구할 때 옮겨갈 수 있다. P 인자는 게놈내에서 활발하게 움직여 다니기 때문에 (P 인자는 그 자체가 DNA의 기생충이다), melanogaster 게놈에 한번 끼어들어가서는 종사이에 널리 퍼지게 되었다. 1940년대 이전에 잡혀서 실험실에서 키운 melanogaster 초파리들은 P 인자가 없다. 모든 야생군집은 오늘날 P 인자를 가지고 있다.

-혈통내 진화 (종의 진화향상; Anagenesis) 에 대한 개요

진화는 시간이 지남에 따라 한 군집의 유전자집합이 변하는 것이다; 진화는 여러가지 요인에 의해 일어날 수 있다. 돌연변이, 재조합, 유전자 유동의 세 기작은 새로운 대립형질을 유전자집합에 추가한다. 유전자 표류와 자연선택의 두 기작은 대립형질을 제거한다. 유전자 표류는 무작위적으로 대립형질을 유전자집합내에서 제거한다. 선택은 해로운 대립형질을 제거한다. 또, 자연선택은 유전자집합내에서 한 대립형질의 (또는 대립형질들의 조합) 빈도를 증가시킬 수도 있다. 해로운 대립형질을 제거하는 선택을 음성 선택 (negative selection; 역주 - 도태) 이라 한다. 유익한 대립형질의 빈도를 증가시키는 선택을 양성 선택 (positive selection) 또는 양성 다윈식 선택 (positive Darwinian selection) 이라 한다.

또 새로운 대립형질은 높은 빈도까지 표류할 수 있다. 그러나 각 세대의 대립형질 빈도변화는 무작위로 일어나기 때문에 유전자 표류는 음성, 또는 양성 표류라는 말을 할 수가 없다.

유전자 유동에서 나타나는 드문 경우를 제외하면, 모든 새 대립형질들은 한 부 (single copy) 만이 유전자집합으로 들어간다. 대부분의 새 대립형질은 표류나 선택에 의해 거의 즉시 유전자집합에서 제거된다; 아주 일부만이 군집내에서 높은 빈도까지 다다를 수 있다. 꽤 이로운 대립형질들조차도 유전자 표류때문에 대부분 사라져버린다.

새 대립형질의 운명은 들어가게 될 생물에 크게 의존한다. 이 대립형질은 많은 세대가 지날동안 주위의 다른 대립형질들과 연관되어 후대로 물려질 것이다. 어떤 돌연변이 대립형질은 단순히 그 근처에 이로운 대립형질이 있다는 이유때문에 빈도가 높아질 수 있다. 이런 경우는 그 돌연변이 대립형질이 해로울 경우조차도 일어날 수 있다 - 그것이 다른 대립형질의 이로움을 뒤엎을 정도로 해롭지는 않아야 되겠지만. 이처럼 이로울 가능성이 있는 새로운 대립형질도 처음 들어간 위치의 근처에 해로운 대립형질이 있어서 유전자집합으로부터 제거당할 수도 있다.

이로운 대립형질의 "꼬리에 붙어 다니는" 대립형질을 편승자 (hitchhiker) 라 한다. 결국 재조합이 두 대립형질을 연관평형 (linkage equilibrium) 에 도달하게 한다. 그러나 두 대립형질이 가까이 연관되어 있을수록 편승은 더 길어지게 된다.

선택과 표류의 효과는 서로 동반한다. 선택의 압력이 증가하면 표류가 강해진다. 선택이 강화되면 (즉, 군집내 개체들사이의 번식성공률의 차이가 크면) 다음 세대에 대립형질들을 전해주게 되는 개체들의 숫자인 유효 군집크기 (effective population size) 가 감소하기 때문이다.

적응은 자연선택의 축적에 의해 - 자연선택에 의해 돌연변이들이 계속해서 "걸러짐" - 이루어진다. 자연선택은 작은 변화를 선호하는 데 이런 작은 변화들이 앞으로 계속 일어날 변화들의 디딤돌이 될 수 있다. 수많은 이런 변화들의 합이 대진화 (macroevolution) 이다. 이에 대해서는 아래에서 설명하겠다.

-계통간 진화 (분기; Cladogenesis)

다음 절들은 한 군집이 어떻게 여러 개의 군집으로 나뉘어서 독립된 종들을 이루게 되는 가를 다루고 있다. 이런 과정을 분기라고 부른다. 편집상, 대진화의 전체적인 방식과 모든 종의 공통적인 계보에 대한 증거를 보여줄 것이다.

대진화 양식

진화는 진보가 아니다. 진화는 단순한 세포에서 좀더 복잡한 생명체를 거쳐 인간 (진화의 꼭대기) 까지 향상의 연속이라고 나타낼 수 있다고들 널리 말하고 있다. 이런 관점은 정확한 것이 아니다.

현대 생물학자들은 모든 종이 하나의 공통조상에서부터 나왔다고 믿고 있다. 시간이 지나면서 다른 계보의 생물들은 그들의 환경에 적응하여 서로 다르게 변형되었다. 따라서 진화는 가지를 친 나무로 가장 잘 표현된다. 각 가지의 끝은 현재 살아있는 종 하나를 나타낸다. 현재 살아있는 어떤 종도 우리의 조상이 아니다. 모든 살아있는 종은 그들 자신의 진화사에서 따져보면 우리만큼이나 완전히 현대적인 종들이다. 현존하는 종들 중에는 "하등생물 형태" - 인간으로 가는 길에 깔린 디딤돌이란 의미에서는 - 란 없는 것이다.

이와 연관되어있는 진화에 대한 잘못된 인식으로는 사람이 현존하는 종인 원숭이로부터 진화했다는 것이 있다. 이것은 아니다 -- 사람과 원숭이는 같은 공통조상을 가지고 있다. 사람과 현존하는 원숭이는 완전히 현대적인 종들이다; 우리가 진화를 시작했던 조상은 이미 멸종했으며 지금의 원숭이나 사람과도 같지가 않았다. 우리와 가장 가까운 친척은 침팬지와 피그미 침팬지이다.

공통계보와 대진화의 증거

소진화가 직접적으로 연구될 수 있는 반면 대진화는 생물군집들과 공통조상으로부터 분기된 생물군들의 형태를 조사하고 이 형태들에서 진화과정을 추론해내는 것으로 연구된다. 소진화가 관찰되고 지구가 수십억년의 나이를 먹었다는 지식아래에서 대진화가 가정될 수 있다. 그러나 이렇게 추론을 한다고 해서 그 자체만으로는 우리가 볼 수 있는 생물의 다양성 형태를 완벽히 설명할 수는 없다. 대진화의 증거는 다른 여러 분야의 연구에서도 나오고 있다. 이런 분야로는 비교 생화학 및 유전학, 비교 발생학, 생물 지리분포의 형태, 비교 형태학 및 비교 해부학, 화석 기록 등이 있다.

비교 유전학 및 생화학 자료들은 공통계보에 대한 추론을 뒷받침해준다. (형태학자들이 결정한 바 있는) 아주 가까운 종들의 DNA 염기서열을 비교하면 유사한 염기서열이라는 것을 보여준다. 그러나 전체적인 염기서열의 유사성이 이야기의 전부는 아니다. 근연종간 차이의 형태도 살펴볼만한 가치가 있다.

유전자는 단백질을 암호화하고 있는 뉴클레오티드 (nucleotides) 의 배열이다. DNA를 구성하고 있는 뉴클레오티드는 아데닌 (A), 구아닌 (G), 시토신 (C), 티민 (T)의 네가지이다. DNA상에서 뉴클레오티드 세 개씩을 묶어 코돈 (codon) 이라고 한다. 각 코돈은 단백질의 구성단위인 아미노산 한개씩을 나타낸다. 코돈들의 배열인 유전자는 DNA와 비슷한 핵산인 RNA로 전사된다. (DNA처럼 RNA도 뉴클레오티드로 만들어지는 데 티민 (T) 대신 우라실 (U) 가 사용되는 것이 다르다) 세포내의 번역기에 의해 RNA는 아미노산 줄 (단백질) 로 해독된다.

바이러스 중 일부가 RNA를 유전물질로 사용하긴 하지만, 모든 생물은 DNA를 이용한다. 세글자 암호는 모든 생물이 같다. 유전 암호는 필요한 것보다는 많다 (역주: 이런 과잉이 실제로 불필요한 것이 아니라 유전자의 발현 조절에 있어 매우 중요한 역할을 한다). 64개의 코돈이 있지만 이들이 지정하는 아미노산은 20개이다; 따라서 한 아미노산은 몇개의 코돈에 의해 지정된다. 많은 경우 코돈의 두 뉴클레오티드가 한 아미노산을 지정한다. 세번째 위치는 네 뉴클레오티드 중 어느 것이라도 올 수 있고 단백질로의 해독에 영향을 미치지 않는다.

전체적인 유사성뿐 아니라 근연종간 유전자의 염기서열들을 비교해보면 같은 아미노산에 대해서는 같은 코돈이 사용되는 것을 자주 볼 수 있다. 그러나 차이가 있는 경우에도 대부분 이런 "소리없는" 위치들에서 차이가 있다. 또한 게놈은 가짜 유전자 (pseudo-genes) 라고 불리는 '죽은 유전자들'을 가지고 있다. 근연종들의 가짜 유전자들은 그 위치도 같다. 유전자 안에 끼어들어서 아무 정보도 가지지않는 인트론 (intron) 도 같은 경우다. 인트론들은 RNA가 해독되기 전에 잘려나가기 때문에 단백질을 만드는 정보에는 아무런 공헌도 하지않는 셈이다. 그러나 인트론들은 때때로 유전자의 조절에 참여하기도 한다.

코돈의 세번째 위치 (소리없는 위치), 가짜 유전자, 인트론은 단백질 정보를 가지고 있는 염기서열보다 종간의 차이가 더 크다. 이것은 유전자내의 암호에 변화를 주는 단백질의 아미노산 서열을 바꾸는 돌연변이들은 대개 생물체에 불리하게 작용해서 도태되기 때문이다. 단백질 정보를 담지않고 있는 부분에 일어나는 돌연변이는 표현형에 영향을 미치지않기 때문에 그대로 전달된다.

만약 두 종이 최근에 공통조상으로부터 분기했다면 유전정보들이, 잉여 뉴클레오티드, 인트론과 가짜 유전자의 위치까지도, 매우 유사하리라고 생각할 수 있다. 두종 모두 이런 정보들을 그들의 공통 조상으로부터 물려받았을 것이다. 유사정의 정도는 분화 시간의 함수일 수 있다 (역주: 분기된 시간이 길수록 유사성이 떨어질 것이다).

비교해부학 연구들도 공통 계보에 대한 뒷받침을 해준다. 관계가 있는 생물을 모아 '한 주제의 변이들'을 연구한다 -- 모든 포유류는 똑같은 집합의 뼈들로 구성되어 있다. 사람 손뼈는 박쥐의 날개나 고래의 앞지느러미가 기반을 둔 조직과 같은 조직에 기반을 두고 있으며 이들은 근육이 붙는 위치, 손 마디 등 공통적인 특징을 많이 가지고 있다. 단 하나의 차이점은 축척이 다르다는 것이다. 진화생물학자들은 모든 포유류는 지금과 같은 뼈들의 집합을 가지고 있던 공통 조상에서 부터 변형된 후손이라는 것을 이 사실이 가리킨다고들 한다.

공통계보에 대한 증거는 비교발생학 연구에서도 나온다. 근연종들의 발생경로는 아주 비슷하며, 서로 다른 점은 발생의 마지막에 가서야 확연해진다. 이 또한 대개 표유류 (또는 척추동물) 의 예를 들어 설명되곤 한다. 생물이 진화를 하면서 그들의 발생경로도 달라진다. 발생 초기단계에 변화를 주면 이 변화는 이후의 발생에 계속 영향을 미치기 때문에, 발생경로의 마지막을 변화시키는 것이 훨씬 쉽다. 그러므로 생물체들은 발생 초기단계들을 그들의 조상들이 했던 것처럼 그대로 진행한다. 그러나 자연선택은 생물의 생활 주기의 모든 단계를 "관찰하기" 때문에 이런 초기단계들도 변화된다. 따라서 생물은 그들 조상이 했던 발생 양식을 그대로 답습하지는 않지만 어느 정도 흉내를 내게 된다.

개체발생이 완전히 끝났을 때에도 조상의 자취가 남아있는 경우가 있다. 이런 자취를 흔적기관이라 한다. 많은 뱀들은 걸어다니던 그들의 조상은 가지고 있었지만 지금은 흔적밖에 없는 골반뼈를 가지고 있다. 이것이 흔적기관의 한 예이다.

생물지리학도 공통계보에 대한 뒷받침을 해준다. 공간적으로 묶음을 만들 수 있는 생물들은 계통상에서도 묶이는 경우가 많다; 이것은 특히 분산될 기회가 제한되어 있었던 생물의 경우는 더 정확하다. 호주의 포유류 동물상은 이런 예로 자주 인용된다; 다른 생태계의 경우 태반류가 차지하고 있는 서식지를 여기서는 유대류가 자리잡고 있다. 만약 모든 생물이 하나의 공통조상에서 분기했다면, 지구상의 종들의 분포는 그 종들이 기원한 위치, 분산 가능성, 분기후의 시간의 함수가 될 것이다. 호주 포유류의 경우 호주가 물리적으로 태반류와는 격리되어 있어서 태반류가 방산이나 침입에 의해 차지해야 할 잠정적인 서식지가 유대류의 방산에 의해 채워진 것이다.

자연선택은 유전적인 기반의 변이가 가능할 때만 일어날 수 있다. 더우기 자연선택은 계획을 발전시키는 그런 기작도 제공하지 않는다. 만약 선택이 자신이 조작할 수 있는 것만 주무르고, 그리고 모든 생물이 하나의 공통조상을 가지고 있다면, 우리는 현존하는 종들중에서 부분적으로 최적의 설계를 가진 예들을 볼 수 있어야 할 것이다. 실제로 그런 예들이 있다.

아프리카 메뚜기의 경우 날개는 가슴에 있지만 날개들을 잇고 있는 신경세포들은 배에서부터 분화된 것이다. 메뚜기의 뇌가 날으라는 전갈을 날개에 보내면, 신경의 자극은 복부 신경색을 타고 다시 돌아서 날개로 가게 된다.

Cnenidophoran 속의 도마뱀들의 암컷은 단성생식을 한다. 이 도마뱀들의 번식력은 한 암컷이 다른 암컷을 등에 태우고 교미행위를 흉내낼 때 증가한다. 그 이유는 이 도마뱀들이 성적인 행위에 의해 성 호르몬이 분비되어 유성생식을 하던 도마뱀으로부터 진화를 했기 때문이다. 지금 번식의 성적인 방식은 잃어버렸지만 생식력을 일으키는 방법은 그대로 유지하고 있는 것이다.

지층을 따라내려 갈 수록 현재 살고 있는 생물들과는 점점 더 다르게 보이는 생물들의 딱딱한 조직이 석화된 화석들을 볼 수 있다. 더우기 생물의 지리분포 연구를 현존하는 생물뿐아니라 화석에도 응용할 수 있다. 판구조론과 함께 이를 분석하면 고대 생물들의 분포와 분산에 대한 증거들을 화석으로 부터 알 수 있다. 예를 들어 남미는 북미와 육지로 연결되기 전에는 아주 독특한 유대류 동물상을 가지고 있었다. 이 유대류들이 사라지기 시작한 후에 태반류들이 그들의 자리를 차지했다. 이것은 일반적으로 태반류가 유대류를 몰아낸 것으로 해석되고 있다 (그러나 이런 해석은 지나치게 단순화한 것처럼 보인다).

대진화에 대한 더 강한 증거들은 생물학적 실체들이 가지는 특성의 모임들이 하나의 묶여진 형태로 나타난다는 것이다. 예를 들어 식물은 비관속 식물 (이끼) 과 관속식물의 두 부류로 넓게 나눌 수 있다. 관속식물은 다시 무종자식물 (양치류) 과 종자식물로 나눌 수 있다. 관속 종자식물은 겉씨식물 (소나무) 과 꽃이 피는 식물 또는 속씨식물로 나눌 수 있다. 속씨식물은 다시 외떡잎식물과 쌍떡잎식물로 나뉜다. 각각의 유형은 다른 유형과 구분되는 몇가지 특징을 가지고 있다 -- 특성들은 유형들간에 섞여있지 않고 일치되지 않는다. 예를 들자면 꽃이 피는 식물은 반드시 이들이 속씨식물이라는 것을 일러주는 다른 몇몇 특징을 항상 가지고 있다. 이런 형태는 조상의 특성은 유지하면서 파생된 특성이 만들어지는 계통분리 (분화) 의 경향에 기인하는 것이다. 파생된 특성은 그 특성을 처음으로 나타냈던 군집의 후손에서만 나타난다. 이런 계층적인 다양성은 한 종이 새로운 종으로 분화해서 계보가 변하면서 나타나는 현상이다.

따라서 비슷한 종들이 단순히 비슷한 특성을 공유하는 것은 아니다 (그것이 자체로 증거는 되겠지만); 많은 생물 군집들을 보다 큰 크기의 경향이 나타난다. 이런 계층적 경향은 그 과정이 계층적이 아닐 때조차도 나타날 수 있다. 예를 들어 소진화는 단지 단일계층에서만 작용하지만 이것이 만드는 유전적 다양성은 계층적인 경향을 보인다. 진화에서의 계층적 전개과정에 대한 의문은 아직도 논쟁거리로 남아있다.

모든 과학이론의 검증이란 시험해볼 수 있는 예상을 만들 수 있어야하고 그 예상이 실제로 관측되어야 한다. 진화는 이런 요구를 쉽게 만족한다. 위에서 몇번 언급된 예들에서 밀접하게 관련이 있는 생물들이 X를 공유한다고 하자. 만약 밀접하게 관련이 있다는 것을 X를 공유하는 것으로 정의하면 이것은 알맹이없는 말이다. 그러나 그것은 하나의 예측을 제시한다. 만약 두 생물이 (예를 들어 두 마리의 새) 비슷한 해부학적 구조를 가진다고 한다면, 겉모양이 확연히 구분가는 다른 생물 (예를 들어 소나무) 보다 두 생물사이의 유전자 염기서열이 훨씬 비슷할 거라고 예측할 것이다. 최근에 쏟아져나온 유전자 염기서열들에서 이것이 극적으로 보여져왔다 -- 형태에 의해 그려진 나무구조와 크게 상응한다. 서로간의 어긋남은 결코 크지가 않으며 관련경향에 대해 격렬한 논쟁이 벌어지는 경우들에 제한되어있다.

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