[일반생물학] 종 분화 속도에 영향을 미치는 요인

각 종의 식이, 행동의 복잡성, 분산 능력을 포함한 많은 요이들은 집단의 종분화 속도에 영향을 미칠 수 있다.

 

식이전문화

 

특별한 먹이를 섭취하는 종의 집단은 다양한 먹이를 섭취하는 집단에 비해 분기할 가능성이 높다. 식이특이성이 종분화 속도에 미치는 영향을 조사하기 위하여, 미터(Charles Mitter)와 그의 동료들은 근연관계에 있는 노린재류의 일부 분류군에서 종풍부도를 비교하였다. 이들 분류군의 공통조상은 다른 곤충을 먹는 포식자였지만, 조사 대상 분류군에서는 적어도 2번 초식으로 식이의 전환이 이루어졌다. 초식성 노린재는 일반적으로 한 종 또는 근연관계에 있는 소수의 종을 먹이로 하는 반면, 육식성 노린재는 여러 종의 곤충을 먹이로 하는 경향을 보인다. 따라서 숙주식물이 다양해지면, 그에 따라 특별한 먹이를 섭취하는 초식성 노린재 역시 다양해질 수 있다. 실제로 미터와 그의 동료들의 연구 결과는 노린재 중 육식성 노린재의 종 수보다 초식성 노린재의 종 수가 훨씬 많은 것을 보여준다.

 

수분

 

식물에서 종분화 속도는 풍매식물(바람에 의해 수분되는 식물)보다 동물수분매개 식물(동물이 수분을 매개하는 식물)에서 더 빠르다. 동물수분매개 식물의 종 수는 풍매식물에 비해 평균적으로 2.4배 정도 많다. 동물매개 식물들의 종분화 속도는 수분매개자의 전문화 정도에 비례하였다. 매발톱꽃(Aquilegia)에서 새로운 종의 진화 속도는 돌기가 없는 계통보다 긴 돌기를 가진 계통에서 약 3배 정도 빨랐다. 돌기는 왜 종분화 속도를 증가시키는가? 분명히 이것은 돌기가 꽃을 찾아오는 수분매개자 종의 수를 제한하여 생식적 격리의 기회를 증가시키기 때문이다.

 

성선택

 

성선택의 기작은 높은 종분화 속도를 초래한다. 가장 인상적인 성선택의 예는 일부다처의 교배체계를 갖는 조류에서 볼 수 있다. 탐조가들은 파푸아뉴기니까지 수천 마일을 여행하여 극락조류 수컷의 교미장식을 관찰하였고, 수컷은 화려한 꼬리깃털을 가져 암컷과 뚜렷이 구분되며, 이런 현상을 성적이형(sexual dimorphism)이라 한다. 수컷은 자신을 과시하기 위해 구애장소(leks)에 모이고, 암컷은 그들 중 마음에 드는 짝을 고르기 위해 이 장소에 온다. 교배 후 암컷은 구애장소를 떠나 수컷의 도움 없이 둥지를 짓고 알을 낳으며 자손을 양육한다. 수컷은 더 많은 암컷과 교배하기 위해 구애장소에 남는다.

 

극락조류와 가장 가까운 근연종은 매뉴코드류(manucodes)이다. 매뉴코드류의 암수는 크기와 깃털에서 약간의 차이만 보인다. (이들은 성적으로 단형이다.) 이들은 일부일처제를 하며, 암수 모두 새끼를 양육하는 데 동등하게 기여한다. 극락조류가 33종인 반면에 매뉴코드류는 단지 5종만 존재한다. 이것만으로 성적이형을 나타내는 조류의 분기군이 성적단형을 나타내는 분기군에 비해 종분화 속도가 빠르다고 확신하기에 증거가 부족할 수 있다. 하지만 생물학자들이 한 분기군이 성적이형을 보이며 이와 가장 근연관계에 있는 분기군이 성적단형을 나타내는 조류의 모든 사례를 비교하였을 때, 성적이형을 나타내는 분기군이 현저하게 더 많은 종을 갖고 있을 가능성이 더 높았다. 그러면 왜 성적이형이 더 높은 종분화 속도와 관련이 있는 것일까?

 

복잡한 성선택 행동을 가진 동물은 잠재적 교배상대를 정교하게 구분하기 때문에 빠른 속도로 새로운 종을 형성할 가능성이 높다. 이들 구성원들 역시 크기, 형태, 겉모습, 그리고 행동에 기초하여 세밀하게 구분한다. 이러한 구분 능력은 교배와 자손 생산에서 가장 성공적인 개체들에 큰 영향을 미쳐서 집단 사이에서 행동 격리기작이 신속하게 진화하도록 유도한다.

 

분산능력

 

종분화 속도는 보통 분산능력이 좋은 집단보다 좋지 않은 집단에서 더 빠르게 일어나는데, 그 이유는 좁은 장벽이라도 정주성인 종들을 격리하기에 충분하기 때문이다. 최근까지 하와이 제도에는 약 1,000종의 육상달팽이가 존재하는데, 그 중 다수가 단일 계곡에만 국한되어 있다. 달팽이가 짧은 거리만 움직이기 때문에, 계곡을 구분하는 높은 산마루가 분산을 가로막는 효율적인 장벽이 되고 있다. 불행하게도 다른 종들의 도입과 서식지의 변화로 인해 이러한 하와이에 고유한 육상달팽이 대부분이 최근에 멸종되었다.