유전적 부동
쉽게 말하면
변이가 있고 자연 선택이 작용하면 유리한 대립유전자가 늘어납니다. 그런데 자연 선택이 전혀 작용하지 않는 상황에서도 대립유전자 빈도는 변합니다. 이유는 단순합니다 — 한 세대에서 다음 세대로 넘어갈 때, 모든 개체가 정확히 자기 몫만큼 자손을 남기지는 않기 때문입니다.
어떤 개체는 우연히 짝을 못 만나고, 어떤 개체는 우연히 사고로 죽습니다. 유전자와 아무 상관 없는 이유들입니다. 이런 우연이 쌓이면 다음 세대의 유전자 구성은 부모 세대의 정확한 축소판이 아니라 조금 어긋난 표본이 됩니다. 이 어긋남이 유전적 부동입니다.
핵심은 집단 크기입니다. 개체가 수백만이면 우연은 서로 상쇄되어 빈도가 거의 그대로 유지됩니다. 그러나 개체가 수십에 불과하면 우연 하나가 빈도를 크게 뒤흔듭니다. 그래서 유전적 부동의 효과는 작은 집단에서 압도적으로 큽니다.
두 가지 극적인 형태가 있습니다. 병목 효과는 재해나 남획으로 집단이 급격히 줄었을 때, 살아남은 소수가 원래 집단을 대표하지 못해 유전자 구성이 크게 바뀌는 현상입니다. 창시자 효과는 소수의 개체가 새 지역으로 이주해 새 집단을 세울 때, 그 소수가 가진 유전자 구성이 새 집단의 출발점이 되는 현상입니다. 두 경우 모두 다양성이 크게 줄고, 원래 집단에서는 드물던 대립유전자가 새 집단에서는 흔해질 수 있습니다.
이렇게 나타납니다
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예시 1병목 효과화산 폭발이나 남획으로 집단이 몇 마리만 남았다고 합시다. 살아남은 개체는 유전적으로 우수해서 살아남은 것이 아니라 그저 그 자리에 없었을 뿐입니다. 이후 집단이 회복되어도 유전자 구성은 살아남은 소수의 것이며, 잃어버린 대립유전자는 돌아오지 않습니다.
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예시 2창시자 효과본토에서 몇 마리가 섬으로 건너가 새 집단을 이룹니다. 이 몇 마리가 본토 집단 전체를 대표할 리 없으므로, 섬 집단의 대립유전자 빈도는 본토와 상당히 다르게 출발합니다. 본토에서 드물던 유전병 대립유전자가 섬에서는 흔한 경우가 생기는 이유입니다.
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예시 3우연이 대립유전자를 없애 버릴 때작은 집단에서 어떤 대립유전자를 가진 개체가 우연히 자손을 남기지 못하면 그 대립유전자는 집단에서 영영 사라집니다(고정과 소실). 유리했든 불리했든 상관없습니다. 한번 사라진 대립유전자는 돌연변이가 다시 만들어 내기 전에는 돌아오지 않습니다.
자연 선택과 유전적 부동
| 구분 | 자연 선택 | 유전적 부동 |
|---|---|---|
| 빈도를 바꾸는 원인 | 형질의 유리함·불리함 | 우연 (표본 오차) |
| 방향성 | 있음 (유리한 쪽으로) | 없음 (무작위) |
| 집단 크기의 영향 | 크기와 무관하게 작용 | 작은 집단일수록 효과가 큼 |
| 결과 | 환경에 대한 적응 | 다양성 감소, 예측 불가한 빈도 변화 |
자주 하는 오해
선수 개념 — 이걸 먼저 알아야 해요
이후 개념 — 이 개념을 배우면 이어집니다
같은 단원의 개념 — 생명의 연속성과 다양성
자주 묻는 질문
Q1유전적 부동도 진화인가요?
Q2부동과 선택 중 어느 쪽이 더 강한가요?
Q3유전적 부동이 보전 생물학에서 왜 중요한가요?
그렇다면 대립유전자 빈도가 변하지 않으려면 어떤 조건이 필요할까요. 하디-바인베르크 법칙이 그 답을 정리합니다.
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