<현재 가장 보편적으로 지지를 받고 있는 이론만 말하자면, 노화는 진화적 현상이며, 노화 없는 개체보다 노화 있는 개체가 자손을 더 많이 남긴다.
노화로 늙어서 죽는 개체가 자손을 더 많이 남긴다니, 어떻게 보면 대단히 역설적이다. 이것이 성립하는 가장 근본적 이유는, 건강을 일정한 수준으로 유지하는(늙지 않는) 개체군은 무슨 이유건 간에 - 사고건 포식이건 - 시간에 따라 일정한 비율만큼 지수적으로 계속 감소하기 때문이다. 만약 완전히 성숙한 개체가 100만이라 하고 사망률을 1년에 50%로 일정하다고 하면, 1년 뒤에는 50만이, 2년 뒤에는 25만, 10년 뒤에는 1000 개체 이하만 남아 있을 것이다.
여기서 노화를 유발하는 이유는 두 가지로 나눠 생각할 수 있다. 만약 번식을 시작하기 전에 개체가 죽는다면 해당 개체의 유전자는 후대로 전혀 전달되지 않지만, 번식을 시작한 다음이라면 개체를 죽게 만들어도 다음 세대로 전달될 수 있다. 따라서 만약 성숙 후 생식률이 비슷하다면, 번식 개시 후부터는 자연 선택의 효과는 급속도로 저하될 것이다. 사망률이 연간 50%인 위의 경우, 10년 뒤에 개체를 죽여버린다 해도 손해는 최대 0.1%에 불과하기 때문에 오래 살수록 이런 유전자들이 효과를 나타낸다.[5] 즉 번식적 성숙 후에는 점차 개체에게 해로운 영향을 주는 유전자들의 효과가 쌓이는 것이다. 이런 가능성은 처음에 존 B. S. 홀데인(Haldane)이 깨달았지만 이 아이디어를 구체화한 것은 1952년 피터 메다워(Peter Medawar)다.
노화에 이르는 다른 가능성도 있다. 이 상황에서 개체의 번식 시점은 언제로 잡는 것이 제일 좋겠는가? 당연히 1년 내다. 만약 10년 뒤에 번식하기로 하는 개체는 번식에 성공할 가능성이 최대 0.1%에 불과할 것이다. 자연 선택은 당연히 번식에 가장 성공적인 개체를 추려낼 것이므로, "10년 뒤의 건강을 희생하여 당장의 1년(간의 번식)에 투자하는" 개체가 번성하게 마련이다. 10년 뒤의 건강은 개체의 번식 측면에서 최대 0.1%의 가치밖에 없지만, 현재의 1년 간의 건강은 최대 50%의 가치가 있기 때문이다.
이 두 번째의 이론은 저명한 진화생물학자 조지 윌리엄즈(George C. Williams)가 1957년에 처음 제안했으며, 노화의 (길항적 antagonistic) 다면발현(多面發現; pleiotropy) 이론이라 부른다.[6] 한 유전자가 젊은 시절에는 이익을 주지만 늙어서는 나쁜 영향을 줄 수 있다는 것. 윌리엄즈는 성숙 전에는 칼슘을 침착시켜 뼈를 굳게 하지만 노년기에는 혈관에 칼슘을 침착시켜 동맥 경화를 일으키는 유전자를 예로 들어 설명했다. 이 뒤 윌리엄 D. 해밀턴은 1966년 윌리엄즈의 논문에서 없던 엄격한 수학적 취급을 통해 개체의 생존률과 생식률의 곱과 노화 속도가 반비례한다는[7] 점을 명확히 보였다. 그는 노화의 이 측면을 "Live now, pay later"라 간결하게 표현했다. 이해하기 쉽지 않다...>
1. 위 문단에서 ‘번식 개시 후부터는 자연 선택의 효과는 급속도로 저하될 것이다. 사망률이 연간 50%인 위의 경우, 10년 뒤에 개체를 죽여버린다 해도 손해는 최대 0.1%에 불과하기 때문에 오래 살수록 이런 유전자들이 효과를 나타낸다.’는 문장의 의미가 이해가 되지 않습니다. 사망률이 높아서 종을 보전하기 힘들기 때문에 그 대안책으로 노화 유전자가 있는 개체가 나타나서 생식을 더 많이 한다는 문장으로 이해했는데 오히려 노화 하지 않고 번식을 하는것과 노화하면서 번식을 하는데 무슨 차이가 있나요?
2. 게다가 1번 질문의 문장은 노화 유전자로 인한 효과가 오래살수록 긍정적이라는 뉘앙스로 제게 보이는데 그 직후 문장은 ‘즉 번식적 성숙 후에는 점차 개체에게 해로운 영향을 주는 유전자들의 효과가 쌓이는 것이다.’는 식으로 오히려 부정적 의미의 문장이 나와서 혼란스럽습니다. 다시 정리해보자면 ‘번식 개시 후부터는 자연 선택의 효과는 급속도로 저하될 것이다. 사망률이 연간 50%인 위의 경우, 10년 뒤에 개체를 죽여버린다 해도 손해는 최대 0.1%에 불과하기 때문에 오래 살수록 이런 유전자들이 점차 개체에게 해로운 영향을 주는 유전자들의 효과가 쌓이는 것이다. 나타낸다.’ 라는 의미로 해석되어지는데 긍정문도 아니고 부정문도 아닌 것이 애매하게 되어져버립니다. 제가 어느 부분을 놓치고 있는건가요?
3.<윌리엄즈는 1957년 논문에서 다음 사항들을 예측했다.
-'신체'와 '생식 세포'의 구분이 있는 생물에서는 항상 노화가 나타난다.
-성숙한 개체가 사망률이 낮으면 노화 속도가 늦어진다.
-성숙 후 시간이 지나면서 생식률이 올라갈 경우 노화 속도가 감소한다.
-성이 존재하는 생물의 경우, 사망률이 높은 쪽이 빨리 노화한다.
-신체의 여러 기관이 매우 비슷한 속도로 노화한다.
-생식이 끝나면 거의 모든 개체가 노화로 인해 사망한다.
-성적으로 성숙하면 바로 노화가 개시된다.
-개체가 빨리 발달하면, 더 빨리 노화가 개시된다.
-수명을 증가시키는 변화는 젊은 시기 활력을 줄인다.
6번과 비추어 윌리엄즈는 인간 여성이 폐경 후에도 오래 사는 현상은 상당히 예외적이라고 지적하며, 어느 시점 이후는 새로 아이를 낳기보다 기존의 아이 및 손자에게 자원을 투자하는 편이 이롭기 때문에 폐경이 진화했다는 '좋은 어머니(할머니) 가설'을 제시했다. [8][9]
현재 이 예측들은 기본적으로 거의 다 맞아 들어간다고 알려져 있다. 특히 초파리를 갖고 수명 후반에만 번식시켜서 수명을 2배 이상 늘린 실험과[10], 섬에 고립된 주머니쥐 집단의 노화가 늦어졌음을 증명한 실험이 유명하다.[11] 그 외에도, 예쁜꼬마선충을 연구한 결과 특정 단백질이 많이 만들어져서 오래 사는 개체는 자손의 수가 현저하게 떨어진다는 연구 결과도 있다.>
위 이론대로라면 인간의 경우, 물론 여성의 폐경등을 비롯한 불가능한 조건들을 극복했다는 전제하에, 60대 노인 커플들이 임신을 할 경우 임신 커플들의 수명은 물론이고 그 자식들 까지 수명이 길어지게 되고 특히 자식들은 노화도 늦게 찾아오게 되는건가요? 제가 알기로 남녀 모두 늦은 나이의 출산은 산모 건강에 위험하고 기형아를 낳을 확률을 높이는 것으로 알고 있는데 실험결과는 동물을 대상이라 그런지 다르게 나오네요.
추측성 답변보다 과학적 근거에 기반한 답변 부탁드리겠습니다.
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미래를 보장할 수 없는 상황이라면 어떻게든 지금 당장 번식을 많이 하는게 자연선택적으로 유리하단겁니다. 유전자를 얘기하면 어려운 말이 될 수 있으니 다른 비유를 찾자면 이런거에요:
20대 후반에 들어서면서 자신의 소유를 확인해 보니 5천만원 정도가 있다 합시다. 두가지 시나리오를 드릴께요.
A) 시한부 판정을 받아 언제 죽어도 이상하지 않게 되었다.
B) 매우 건강하다
보다 보편적인 B) 매우건강하다 의 상황에선 보통 뭘 할까요? 5천만원으로 적금도 들고 작은 전세도 받고 저축도 하면서 10년, 20년 후 더 큰 돈을 만들 수 있도록 계획을 짜겠죠?
하지만 A) 시한부 상태라면 어떤가요? 언제 죽을지 모르는데 미래를 위해 아끼고 적금들 필요 있나요? 아니죠. 오늘 살고 죽자는 심정으로 엄청 비싼 차를 활부로 구매하고 멋진 레스토랑에서 밥을 먹고 예쁜 여자도 꼬셔보고 그러겠죠. 앞으로 10년, 20년 동안 쓸 사치를 몰아서 쓰면서 짧고 굵게 살겁니다.
다시 유전학으로 돌아가서 연간 사망률이 50%나 되는 암울한 환경이 주어졌다면 언제 죽을지 모르는 시한부 인생을 사는것입니다. 미래 지향적인 삶보단 지금 더 빛나는 삶을 사는게 번식에 유리하단거에요. 연간 1명의 자녀를 생산하며 50년을 내다보는 인생보단 올해 안에 30명의 자녀를 만들고 내년엔 죽든 말든 상관 안하는 인생이 자연선택을 받는 상황인거에요.
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1. 비교는 노화하지 않고 번식과 노화하며 번식이 아닙니다. 노화라는 먼 미래의 댓가를 지불하며 현재 더 힘차게 번식하는 것과 노화하지 않아 안정적인 미래를 약속받는 대신 얌전한 번식을 하는것의 비교입니다. 지금 재산을 다 털어 쓰고 할부로 멋진 차를 사서 여자를 만나는것과 아끼고 아껴 미래를 생각해 연애도 소극적으로 하는것의 비교입니다.
2. 문장에서 나온 "이런 유전자들은" 바로 전 문단에서 소개되는 어떤 이유에서든지 늙지않는 개체군의 유전자, 다시 말해 노화하지 않는 유전자입니다. 노화하지 않는 유전자를 소지했다면 오래 살수록 이익인건 당연하죠. 하지만 현실은 그 반대잖아요? 자연선택설은 불투명한 미래보다 지금 당장 자손을 많이 만드는것이 유리하도록 설계되어 있으니 나중에 가선 문제가 터질지언정 지금은 열심히 번식하는 개체를 선택하였고 그 후산물인 지금의 생명체들은 번식 적정기 이후 시간이 지날수록 각종 문제가 터져나옵니다.
3. 개체가 아닌 종의 관점에서 봐야 하는 겁니다. 60대에 임신을 한다고 해서 30대 임산하던 사람의 수명이 갑자기 길어지는게 아니라 어떤 이유에서든지 (예를 들어 독재정권이 생겨 60대 이전 임산부는 다 죽인다든가..) 60대가 되서야만 임신이 가능하니 60대까지 건강한 몸을 갖고 임신이 가능한 사람만 자손을 남길 수 있고 그외의 거의 대부분의 인류는 멸망하는 겁니다. 특이하게도 60대에 임신이 가능했던 사람의 자손들만 지구상에 남으니 이후 문명은 60대에 임신하는 사람들로 이루어진, 수명이 긴 인류가 되는거에요.
위 답변은 답변작성자가 경험과 지식을 바탕으로 작성한 내용입니다. 포인트 선물할 때 참고해주세요.
2020.01.03.