공통조상 (Common Descent)

한 줄 정의: 지금 존재하는 모든 생물이 과거에 살았던 하나의(혹은 소수의) 조상 생물로부터 갈라져 나왔다는 개념입니다.

쉽게 풀면

가계도를 떠올려 보면 쉽습니다. 지금의 사촌, 육촌들은 서로 남처럼 보이지만 족보를 거슬러 올라가면 결국 한 명의 증조할아버지로 이어집니다. 생물 종들도 마찬가지입니다. 사람과 침팬지, 사람과 물고기, 심지어 사람과 버섯까지도 겉모습은 완전히 다르지만, DNA와 화석 기록을 거슬러 올라가면 결국 하나의 공통 조상 생물에서 갈라져 나온 "먼 친척"이라는 것이 공통조상 개념입니다. 나뭇가지가 하나의 줄기에서 계속 갈라지는 것처럼, 생명의 나무(tree of life) 전체가 하나의 뿌리에서 뻗어 나왔다고 보는 것입니다.

왜 중요한가

공통조상 개념은 생물학 전체를 하나의 틀로 묶어주는 뼈대입니다. 계통분류학에서 종들 사이의 유연관계를 나무 형태로 그리는 계통수(phylogenetic tree) 연구는 모두 공통조상을 전제로 하며, 유전체를 비교해 종 간 거리를 추정하는 분자진화 연구도 이 개념 위에서 성립합니다. 또한 신약 개발이나 모델 생물 연구에서 사람과 실험동물 사이의 유전자 기능이 서로 통한다고 가정할 수 있는 근거도 결국 공통조상으로부터 물려받은 유전 정보의 보존성에 있습니다. 이 때문에 계통학, 비교유전체학, 진화발생생물학 등 다양한 분야의 논문에서 공통조상은 논리 전개의 출발점으로 반복해서 등장합니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"모든 조사 대상 척추동물 종에서 발견된 Hox 유전자 군집의 높은 서열 보존성은 이들이 단일 공통조상으로부터 유래했음을 강하게 시사한다."

이 문장은 서로 다른 척추동물들이 매우 비슷한 유전자 구조를 공유하고 있는 이유를, 이들 모두가 하나의 조상 생물에서 갈라져 나왔기 때문이라고 설명하는 것입니다.

"세 도메인(진정세균, 고세균, 진핵생물)에 걸쳐 리보솜 RNA 서열이 공유하는 핵심 구조는 생명의 나무 전체가 단일한 공통조상에서 기원했다는 가설을 뒷받침한다."

이 문장은 눈에 보이는 생김새가 완전히 다른 세균, 고세균, 진핵생물조차 세포의 가장 근본적인 장치인 리보솜의 구조를 공유한다는 점을 근거로, 이들 모두가 훨씬 더 오래전의 하나의 조상 생물에서 갈라져 나왔다고 주장하는 것입니다.

"미토콘드리아와 알파프로테오박테리아 사이의 유전체 유사성은 두 계통이 공통조상을 공유했음을 뒷받침하며, 이는 세포내공생 가설의 핵심 증거로 제시된다."

이 문장은 세포 소기관인 미토콘드리아가 원래 독립된 세균이었다가 다른 세포 안으로 들어와 공생하게 되었다는 가설을, 미토콘드리아와 특정 세균 그룹이 하나의 조상을 공유한다는 유전적 증거로 뒷받침하는 예입니다.

조금 더 깊게 보면

논문에서 공통조상을 실제로 뒷받침할 때는 대체로 두 갈래의 증거를 씁니다. 하나는 화석 기록처럼 형태와 시간 순서를 직접 보여주는 고생물학적 증거이고, 다른 하나는 DNA·단백질 서열을 비교해 종 간의 유사성과 차이를 수치화하는 분자적 증거입니다. 특히 여러 종의 동일 유전자(또는 단백질) 서열을 나란히 놓고 비교해 계통수를 그리는 방법이 널리 쓰이며, 이때 서열이 얼마나 비슷한지, 어떤 부위가 오랫동안 변하지 않고 보존되어 있는지가 중요한 단서가 됩니다. 또한 서로 다른 계통에서 독립적으로 비슷한 형질이 나타나는 수렴진화와, 공통조상으로부터 물려받아 비슷해진 상동성은 구분해서 봐야 하는데, 이 구분이 흐트러지면 계통 추정 결과가 왜곡될 수 있습니다.

주의할 점

공통조상은 "사람이 원숭이에서 진화했다"는 식의 직선적인 관계를 뜻하지 않습니다. 사람과 침팬지는 각각 독립적으로 진화해 온 종이며, 단지 수백만 년 전에 살았던 상동기관과 상사기관을 공유하는 하나의 조상 종으로부터 갈라져 나온 두 갈래일 뿐입니다.