다윈적 선택은 물질의 보편적 속성인가? 그렇지 않다. 선택과 진화는 특정한 분자적 속성을 지닌 시스템에서만 발생하며, 이 슬라이드에서는 다음 세 가지 필수 조건을 제시한다: 필수: 대사, 자기 복제, 그리고 변이성. 이 단원의 핵심 질문은 엄격하다: “선택과 진화의 분자적 기반은 무엇인가? 분명히 그러한 행동은 임의의 물질 형태가 보편적으로 지니는 속성이 아니라, 규명되어야 할 특별한 속성들의 결과이다.”
핵심 개념
- 대사: 복제에 필요한 에너지와 물질 흐름을 공급하고 시스템을 열역학적 평형으로부터 멀리 유지한다. 에너지를 평형 상태로 소산시키기만 하는 복제자는 계보를 유지할 수 없다.
- 자기 복제: 분자 정보의 전파를 가능하게 하고 계보의 연속성을 보장하여, 분자적 조직이 그것을 구현하는 개별 분자보다 더 오래 존속할 수 있게 한다.
- 변이성: 유전 가능한 변이를 생성한다. 복제 속도나 정확성이 다른 변이체가 없다면, 선택은 작용할 기반을 갖지 못한다.
왜 이 속성들이며, 다른 것들이 아닌가
세 가지 전제 조건은 편의상의 체크리스트가 아니라, 각각 논리적으로 구별되는 요건을 담당한다. 대사는 다음 질문에 답한다: 자유 에너지와 구성 요소가 어디에서 오는가. 자기 복제는 다음 질문에 답한다: 정보가 세대를 거쳐 어떻게 지속되는가. 변이성은 다음 질문에 답한다: 선택이 가려내는 차이가 어디에서 오는가. 이 중 어느 하나라도 결여된 개체군은 차등적 생식을 나타낼 수 없다: 추진력이 없거나, 기억이 없거나, 다양성이 없기 때문이다.
필수적이지만, 충분하지는 않음
이 주장을 정확히 읽는 것이 중요하다. 전제 조건들은 필수필수적이다: 하나라도 제거하면 다윈적 행동은 사라진다. 그러나 이들은 충분하지 않다: 세 가지를 모두 충족하는 시스템이라도 안정적이고 통합된 진화 개체를 만들어내지 못할 수 있다. 고차원적 조직 — 예를 들어 이 단원 후반부에서 다루는 순환적 촉매 결합 — 이 통합, 공존, 장기적 안정성을 다룬다. 이것이 세 가지 전제 조건이 출발 조건일 뿐, 완성된 진화 이론이 아닌 이유이다.
예시: RNA 유사 원시 시스템
복제 효소가 환경 에너지와 뉴클레오티드 전구체를 이용하여 (대사) 주형 가닥을 복사하는 ( 자기 복제). 복사가 불완전하기 때문에 복제 오류가 돌연변이 서열을 만들어낸다 (변이성). 일부 돌연변이체는 다른 것들보다 더 빠르거나 더 정확하게 복제되며, 그러한 변이체가 축적된다 — 이것이 분자적 선택이다. 세 가지 전제 조건이 동시에 작용하고 있으며, 선택은 돌연변이체들이 복제 행동에서 차이를 보일 때에만 관찰 가능해진다는 점에 주목하라.
