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돌연변이 (Mutations)

우리는 방사선, GMO에 대하여 많이 걱정을한다. 알 수 없는 독성의 탄생에 대하여

돌연변이 (Mutations)
- 돌연변이가 질병을 유발하지 않을 때
- GMO, 방사선 조사식품
- 변이유기제(mutagen)

점핑 유전자(jumping genes)란 트랜스포손(transposon)이라는 DNA 조각의 별명으로, 문자 그대로 유전체 안에서 이리저리 뛰어다니다가 아무 데나 끼어들고, 심지어 증식을 하기도 하는 유전자다. 점핑 유전자는 여성 유전학자인 매클린 톡이 발견하여 1983년 노벨 생리의학상을 받은 것으로 유명하다. 그런데 이 점핑유전자 중 하나가 정신분열증을 일으킨다는 연구결과가 발표되었다. 사망한 정신분열증 환자의 뇌조직을 검사한 결과 점핑 유전자가 증가한 것으로 나타났으며, 동물실험에서는 이 유전자가 스트레스를 유발하는 사건(예: 임신 중의 감염증)에 반응하여 증식함으로써 정신분열증의 위험을 증가시키는 것으로 밝혀졌다. 일본 이화학연구소(리켄)의 연구진이 실시한 이번 연구는, 유전자와 환경이 합세하여 복잡한 질병을 초래하는 메커니즘을 해명하고, 정신분열증의 위험을 감소시키는 방법을 제시하는 것으로 평가된다. 정신분열증은 환각, 망상을 비롯한 다양한 인지장애를 초래하는데, 인구의 약 1%에게 영향을 미친다. 정신분열증은 유전되는 경향이 있는데, 예컨대 쌍둥이 중 한 명이 정신병을 앓을 경우, 다른 한 명이 정신병을 앓을 확률은 50%다. 과학자들은 정신분열증의 발병에 가장 중요한 역할을 하는 유전자를 찾기 위해 노력해 왔지만, 정신분열증에 관여하는 개별 유전자의 기여도는 매우 낮은 것으로 밝혀졌다. 출생 전의 바이러스 감염과 같은 환경요인도 정신분열증의 위험을 증가시키는 것으로 밝혀졌지만, 이것이 유전자와 함께 뇌발육을 왜곡시키고 정신분열증을 초래하는지, 만약 초래한다면 그 메커니즘은 무엇인지는 아직 불명확하다. 지난 몇 년 동안, 유전자 돌연변이를 일으키는 새로운 메커니즘이 신경장애를 연구하는 사람들의 관심을 끌어 왔다. `점핑 유전자`라는 별명으로 불리는 트랜스포손(transposon)은 유전체의 다른 부분으로 이동하여 삽입되거나 증식할 수 있다. 그런데 새로운 곳에 자리를 잡은 트랜스포손은 ① 아무런 일도 하지 않고 침묵하거나, ② 자신의 제품(단백질)을 만들어 내거나, ③ 이웃 유전자의 활성을 변화시키는 작용을 한다. 트랜스포손은 종종 종양을 초래하는 돌연변이의 주범이며, 다양한 신경질환에 관여하는 것으로 알려져 왔다. 그러나 트랜스포손은 인간 유전체의 약 절반을 차지하고 있기 때문에, 인간의 특성 중 상당부분은 트랜스포손의 대담한 점프 때문이라고 해도 과언이 아니다. UCSD의 프레드 게이지 교수(신경과학)가 이끄는 연구진은 2011년 Science에 발표한 연구에서, "인간의 뇌에 존재하는 줄기세포(신경 전구세포)에 가장 흔한 점핑유전자 중 하나인 L1(long interspersed nuclear element-1) 레트로트랜스포손이 풍부하게 분포한다"고 발표했다. 신경 전구세포는 뉴런으로 분화하며, 뉴런의 발달과 증식을 조절하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 연구진은 L1의 증가가 레트 증후군(Rett syndrome: 자폐증의 일종) 등의 정신질환과 루이스-바 증후군(Louis-Bar syndrome) 등의 신경운동질환과 관련되어 있다고 밝혔지만, 이것이 정신분열증에도 영향을 미치는지를 신중히 검토한 사람은 아무도 없었다. L1이 정신질환에 미치는 영향을 밝혀내기 위해, 일본 이화학연구소(리켄) 뇌과학연구소의 카즈야 이와모토 박사(신경과학)가 이끄는 연구진은, 정신분열증과 기타 정신질환으로 진단받은 후 사망한 환자들의 뇌조직을 채취한 다음, 뉴런에서 DNA를 추출하여 건강한 사람의 DNA와 비교하였다. 그 결과, 정신분열증 환자의 전전두피질에 존재하는 L1의 복제수(copy number)는 건강한 사람의 1.1배인 것으로 나타났고, 기타 정신질환(예: 주요 우울장애) 환자의 뇌에 존재하는 L1의 복제수는 건강한 사람보다 약간 많은 것으로 밝혀졌다. 다음으로, 리켄의 연구진은 정신분열증과 관련된 환경인자가 L1의 복제수를 증가시킬 수 있는지를 테스트했다. 연구진이 임신중인 마우스에게 바이러스 감염을 촉진하는 화학물질을 주입해 보니, 과연 새끼의 뇌 속에서 L1의 복제수가 증가한 것으로 나타났다. 마카크 원숭이 새끼를 대상으로 실시한 추가실험에서, 새끼 원숭이를 정신분열증 위험을 증가시키는 호르몬에 노출시킨 결과, 역시 L1이 증가한 것으로 밝혀졌다. 마지막으로, 연구진은 인간 정신분열증 환자에게서 추출한 신경줄기세포를 검사한 결과, 고수준의 L1이 존재하는 것을 확인할 수 있었다. "`정신분열증의 환경인자(environmental triggers)를 이용하여 마우스와 마카크 원숭이의 뇌에서 L1을 증가시킬 수 있다`는 것은, 이러한 환경인자를 회피할 경우 정신분열증 관련 돌연변이를 예방할 수 있다는 것을 시사한다. `환경인자가 정신분열증 관련 돌연변이를 촉진하거나 예방할 수 있다`는 새로운 시각이 정신분열증과 관련된 오명을 씻는 데 도움이 되기를 바란다"라고 이번 연구의 공동저자인 티다푸미 카토 박사는 말했다. "선행연구와 이번 연구의 결과를 종합해 볼 때, L1 유전자는 정신분열증 환자의 뇌 안에서 매우 활발하게 활동하는 것으로 보인다. 그러나 L1이 정신분열증을 일으킨다는 확증은 아직 없다. 이제 다양한 질병에 걸린 환자들로부터 L1의 복제수 증가가 확인된 만큼, 다음 연구과제는 `L1이 이러한 질병의 발병과정에서 수행하는 역할을 입증하는 것이다"라고 게이지 교수는 논평했다. "점핑 유전자는 뇌세포의 유전체를 휘젓고 다니면서 인지능력의 다양성을 초래함으로써, 인간을 변화하는 환경에 활발히 대응하는 존재로 우뚝 서게 만드는 원동력이 된다고 볼 수 있다. 특출한 아웃라이어, 예컨대 피카소와 같은 혁신가 내지 천재들이 탄생한 것도 점핑 유전자 덕분일지 모른다. 그러나 이 같은 다양성은 때로 정신분열증과 같은 정신질환에 기여함으로써 값비싼 대가를 치르게 한다. 점핑 유전자가 인간의 뇌 안에서 수행하는 역할이 무엇인지를 이해하는 것은 복잡한 정신질환을 이해하는 첫걸음이다. 그런 면에서 볼 때, 이번 연구결과는 빙산의 일각에 불과하다"라고 UCSD의 앨리슨 무오트리 교수(신경과학)는 말했다. ※ 원문정보: Tadafumi Katosend email, Kazuya Iwamoto, "Increased L1 Retrotransposition in the Neuronal Genome in Schizophrenia", Neuron, 02 January 2014.


 

톡톡 튀어 다니는 유전자 ‘트랜스포존’

사이언스온 2014. 08. 18    이용 경기대 교수

오늘날 과학자들은 대부분의 생명체에 트랜스포존이 존재한다고 주장한다. 그러나 이 정설이 확립된 것은 불과 반세기도 되지 않는다. 처음으로 트랜스포존의 존재를 발견하고 주장한 학자는 타계한 옥수수 유전학자 바버라 매클린톡(Babara MacClintock) 박사인데 그의 발견과 학설은 당시 과학자들 사이에서 받아들여지지 않았다. 그러나 그 이후 대부분의 생물체들에서 이러한 트랜스포존의 존재가 확인되기 시작하면서 마침내 맥클린톡은 1983년 그 업적을 인정받아 노벨 생리의학상을 수상했다.[4]
트랜스포존은 생물의 종에 따라 그 종류와 점핑하는 능력이 다양하게 알려져 있다. 지금까지 발견된 것들은 크게 세 가지 부류(Class I, II, III)로 대별되는데 유전체 내부의 임의의 위치에 무작위적으로 끼어들어가는 습성이 있다.


00transp3.jpg » 위쪽- DNA 형태로만 점핑을 하는 트랜스포존 (Class II), 아래쪽- RNA 복사체를 이용하여 점핑을 하는 트랜스포존 (Class I). 두 가지 모두 유전체의 유전정보를 교란시키는데 특히 Class I 트랜스포존은 유전체의 크기를 증가시키는 역할을 한다. Modified version from the original. 그림출처 / The Naked Scientists (Science Articles) (www.thenakedscientists.com) 끼어 들어간 뒤 다른 부위로 다시 점핑하기도 하고(Class II: DNA 형태로만 점핑) 어떤 것들은 끼어들어간 부위에 그대로 자리를 잡고 고정되어 있으면서 자신의 RNA 복사체를 만들어 끼어 있는 부분에서 빠져나온 뒤 다시 DNA로 변환해 또 다른 부위로 점핑해 들어가는 것들(Class I: DNA와 RNA 복사체를 함께 이용하여 점핑)이 있다 (최근에 Class III가 새롭게 발견되었으나 크기가 아주 작을 뿐 구성요소와 형태는 Class I과 매우 흡사함).[3]

특히, 유전체 내의 다른 유전자 부위에 끼어 들어가면 유전자의 기능이 모두 망가지는데 이는 생물체의 형질을 변화시킬 수도 있고 극단적인 경우에는 병을 유발해 죽음에 이르게 할 수도 있다. 예를 들면, 종양억제 유전자(Tumor suppressor gene)에 트랜스포존이 뛰어 들어가 삽입되면 암이 발생할 확률이 증가한다. 그 외에 우리가 일상에서 접할 수 있는 것들은 이미 사진으로 볼 수 있었던 검붉은 색을 띠는 옥수수 낱알들, 그리고 나팔꽃의 변화된 꽃잎 색깔 등이 모두 트랜스폰존이 색소 유전자 안으로 점핑해 끼어 들어가 비롯한 결과들이다.


00transp4.jpg » 오른쪽-정상적인 나팔꽃 (자색의 꽃잎 색). 왼쪽(흰 꽃잎)과 가운데(흰색 바탕에 일부 자색 꽃잎)- 꽃잎 색깔을 조절하는 색소 유전자에 트란스포존이 끼어들어가 만들어낸 변이체 나팔꽃들. 사진출처/ NIBB(National Institute for Basic Biology - Japan) (http://www.nibb.ac.jp)

스트레스에 노출되면 튀어다니는 트랜스포존

트랜스포존의 습성을 볼 때 결국 유전체를 뒤죽박죽으로 만들어 놓는 통제불능의 골칫덩어리로만 보인다. 그러나 다행인 것은 오늘날 대부분의 생물체에서는 트랜스포존의 점핑은 쉽사리 발견되지 않는다는 것이다. 그렇다고 해서 그 존재가 없어졌다는 의미는 아니다. 연구에 따르면 여전히 유전체 여기저기에서 트랜스포존들이 박혀 있음이 확인된다.[5] 다만 튀는 능력이 억제되어 기존에 끼어 들어간 부위에 묶여 있는 상태라 보는 것이 적합한 설명일 것이다.[6]

여기서 정말 재미있는 것은  움직일 수 없게 된 트랜스포존들이 어떤 경우에는 구속에서 풀려나서 또 다시 튀어 다니면서 유전체 내부 환경을 교란할 수 있다는 것이다. 이러한 현상들은 주로 다양한 스트레스를 받는 생물들의 유전체에서 드물게 관찰된다.[7][8] 궁극적으로는 이런 사실들이 아마도 스트레스가 만병의 근원이 될 수 있다는 이야기의 과학적 근거 중 하나가 될 수도 있지는 않을까 추측해 본다.

생물의 유전체는 매우 역동적이다. 그래서 스트레스에 노출되면 이에 적응하기 위해 유전체에서는 다양한 변화가 일어난다. 그 과정 중에 유전자들의 정보가 바뀌기도 하고 없어지기도 하고, 이런 일련의 재구성 작업(Genome reprogramming)에서 결박이 풀려난 트랜스포존이 역시 하나의 역할을 주도한다고도 알려져 있다.[9] 그러나 그런 변화가 무엇이던 간에 가장 중요한 것은 그 유전체를 지닌 생물의 생존을 위협해서는 안 된다는 것이다. 이것은 어쩌면 스트레스에 노출된 생물체가 생존을 위해서 유전체 내의 필요한 유전자들을 가급적이면 원래의 상태로 보존하려는 ‘스트레스에 대한 항상성(Homeostasis)’ 유지의 전략이라 보아도 무방할 것이다.[9] 바로 이런 유전체의 자체 방어능력이 트랜스포존을 지속적으로 속박하지만 아주 드문 경우에 그런 감시체계에서 벗어나 자유로워진 트랜스포존이 다시 튀게 되는 것이다.

유전체 리모델링하는 ‘진화의 중재자’

우리가 알게 된 트랜스포존은 결국 생물에 전혀 도움이 되지 않고 단지 유전체의 여기저기를 목적 없이 떠돌아다니거나 아니면 정착하고 싶은 곳에 자신의 존재 유지만을 위해 끼어 들어가는 기생적이고 이기적인 존재로 비친다. 과연 그럴까? 최근에 과학자들은 생물정보학의 다양한 분석 프로그램을 활용하여 생물 유전체에서 트랜스포존의 점핑 괘적을 역추적할 수 있었고 이를 통해 진화 경로를 분자적인 측면에서 그려볼 수 있게 되었다.[10] 특히, 식물의 진화과정을 밝히는 연구에서 이런 보고들이 유난히 많은데[10][11] 이는 아마도 식물과 동물의 근본 차이에서 비롯하는 것으로 보인다.

식물 은 이동성이 없기 때문에 생활사 전 과정 동안 고정된 위치에서 주변의 온갖 환경 스트레스를 모두 받으며 살아가야 한다. 결국 식물은 지구상에 출현한 이래 장구한 세월 동안 스트레스와 전쟁을 계속 벌이고 있는 것이고 그런 과정 속에서 스트레스를 이겨내지 못한 것들은 멸종했을 것이고 반면 적응하여 변화한 식물들은 다른 (아)종으로 세분화하는 유전적 다양성을 겪어 왔을 것이다.

예를 들면, 옥수수는 유전체의 90%가 트랜스포존으로 가득 채워져 있다.[3][12] 어찌 보면 옥수수는 트랜스포존의 보고이고 이를 연구하기 위한 가장 좋은 연구재료가 될 수 있으리라. 현대의 옥수수는 7500~1만2000년 전 멕시코에서 자생하던 잡초의 일종인 티오신테(Teosinte)에서 시작해 계속적인 진화와 인위적인 육종을 통해 개량되어 왔다. 그리고 이 과정 중에 트랜스포존이 옥수수 유전체를 다양하게 재구성하는 작업이 역시 커다란 역할을 했다고 한다.[13]

생물의 진화란 ‘변화’와 ‘자연선택’의 순환과정이라 볼 수 있다. 그렇게 보면 프랜스포존은 새로운 환경에 적응하는 변이체를 탄생하게 하는 데에도 역시 중요한 역할을 담당해 왔던 주요 요소 중에 하나가 될 수 있다.[13] 그러나 트랜스포존이 생물체의 변이를 유발하는 것은 그리 단시간에 일어나는 사건이 아니다. 진화의 시간적 스케일은 우리가 십수 년 이나 수백, 수천 년으로 단순히 생각할 수 있는 시간적 개념이 아니기 때문이다. 한 생물체의 아주 작은 형질이 또 다른 (새로운) 형질로 바뀌기 위해서는 근본적으로는 그것에 관여된 유전자의 변화가 필요한 것이며 여기에 필요한 시간적 흐름이란 수만에서 수억 년이 요구될 수 있다.[14] 이는 새로운 변이체의 출현을 어머니 자연이 테스트하고 지구상의 생태계에 조화를 이룰 수 있는 새로운 멤버로 받아들이는 작업에 그 만큼의 시간적 요구가 선행된다는 것을 의미 한다고도 볼 수 있다.

외래 유전자 옮겨주는 택배트럭으로 변신

생물(주로 식물)의 진화 경로를 추적하는 중요한 길잡이 역할을 한다는 것이 그나마 트랜스포존이 쓸모없이 존재한다는 오명을 벗어나게 해 주는 좋은 신호이다. 한편, 이에 더불어 과학자들의 독창적인 아이디어와 연구는 트랜스포존을 서로 다른 생물 종 사이에 유전자들을 옮겨주는 ‘택배 트럭’으로 새롭게 변신시켜 놓았다.[15][16]
이미 기존에 여러 가지 개발된 시스템도 있으나 대표적으로 ‘피기백 트랜스포존(PiggyBac transposon)’을 이용한 경우를 예를 들자면 트랜스포존이 튀어 다닐 수 있게 하는 가장 중요한 요소는 이들이 지닌 점핑효소(Transposase)를 만드는 DNA 염기서열 부분인데 바로 이 부분을 우리가 분리해낸 어떤 특정 유전자의 양쪽에 장착해 트랜스포존 벡터(Vector: ‘운반자’라는 의미)를 만든 뒤 이것을 목표 생물체의 유전체에 넣어주는 것이다. 결국, 튈 수 있는 장치가 설치된 벡터는 (비록 무작위적이지만) 유전체의 어딘가로 끼어 들어가면서 자연스럽게 싣고 있던 유전자를 옮겨주는 것이다 (참고로 피기백(PiggBac)이란 용어는 영어의 ’Piggyback‘에서 유래된 것인데 ‘업고 이동한다’는 의미가 내포되어 있다).[16][17]

이러한 시스템을 활용하여 최근에는 지금까지 거의 불가능했던 꿀벌의 유전체에 외래 유전자 도입 시도가 성공적으로 이루어진 경우가 보고되기도 하였다.[18][19] 앞으로도 트랜스포존을 이용한 외래 유전자의 전달(배달) 및 삽입에 대한 연구는 새로이 발견되는 유전자의 기능을 연구하고 활용하는 응용분야에서도 다양하게 적용되리라는 전망이다.


돌연변이에 관한 4 가지의 중요한 사건

  참고 : 한국창조과학회 http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=439


1. 돌연변이는 극히 드물게 발생한다 (Rare effects).  
2. 돌연변이는 항상 무작위적으로 일어난다 (Random effects).  
3. 유익하지가 않다 (Not helpful).  
4. 매우 유해한 결과를 초래한다 (Very harmful effects).  

돌연변이가 항상 무작위적이고, 부정적인 지를 어떻게 확신할 수 있는지를 누군가가 물어볼 수도 있다. 그러나 이러한 사실들은 수많은 과학자들이 수십 년간 새로운 종을 만들어 보려고, 그리고 진화론이 사실임을 입증해 보려고, X선, 방사선, 화학물질들을 가지고 수없이 되풀이해서 실험한 연구 결과이기 때문에 확실하다고 말할 수 있다. 그들은 결국 실패했던 것이다.

돌연변이 이론의 결점들

1. 한 번도 없었다 (Not once).  
진정으로 유익한 돌연변이가 일어났었다는 보고는 지금까지 한 번도 보고된 적이 없다. 유전자가 전환된(reshuffled) 예는 있다. 여기에서 포도, 사과, 장미들의 다양한 변화된 개체들이 얻어졌다. 그러나 그것들은 종 내의 정상적인 변화였다. (그들은 아직도 포도이고 사과이며 장미들이다). 이들 중 어느 것도 돌연변이가 아니다. 진정한 돌연변이는 손상을 일으켜 상해나 죽음을 가져올 뿐이다. 강력한 방사선 조사 하에서 실시된 수많은 초파리 실험의 결과와 같이 유익한 돌연변이는 일찍이 발견된 적이 없다.

2. 오로지 해로울 뿐이다 (Only harm).  
돌연변이가 일어난 생물체는 즉시 죽지는 않는다 하더라도, 매우 약해져서 얼마 후 그 자신이나 후손들은 죽게되는 경향이 있다. 많은(충분한) 돌연변이가 일어난다면, 더 좋은 생물체로 진화가 일어나는 것이 아니라, 그 생물체는 지구상에서 빠르게 사라지게 될 것이다.

3. 보통은 제거된다 (Usually eliminate).
돌연변이가 일어난 생물체는 손상을 입고 약해지기 때문에 빠르게 죽게될 것이고, 생명유지의 문제로 인해 제거되어질 것이다.

6. 서로 연관된 파국 (Intertwined catastrophe).  
각 유전자는 많은 특성들을 결정하고, 각 특성은 많은 유전자들에 의해서 영향을 받는다. DNA code의 이 복잡한 연관성들은 하나의 돌연변이가 많은 손상을 일으킬 수 있다는 것을 의미한다.

7. 오로지 무작위적이다 (Only random).  
돌연변이는 언제, 어디서, 어떤 형태로 일어나, 무슨 결과를 가져올 지는 아무도 예측할 수 없다. 그것은 완전히 무작위적인 우연한 결과이다.

8. 작은 변화들은 그것을 만들 수 없다 (Small changes cannot do it).
진화론자들은 충분한 시간이 있다면 약간의 돌연변이가 여기 저기서 조금씩 일어나 새로운 종을 만들 수 있다고 말한다. 그러나 그것은 사실이 아니다. 왜냐하면 우리는 반만 바뀌어 있는 중간종들을 지구상 어디에서도 결코 발견하지 못했기 때문이다. 모든 종은 분명하고, 확실히 구별된다.

9. 수학적으로 불가능하다 (Mathematically impossible).  
자연적으로 종을 뛰어넘어 새로운 종이 만들어지기에는 돌연변이가 충분하지 않다. 돌연변이는 일반적으로 DNA 분자의 복제 1000 만 번에 1건 정도로 발생한다. 모든 돌연변이가 유익한 영향을 일으켰다고 가정을 해도 (모두 해롭지만), 한 생물체에 자연적으로 여러 번의 돌연변이가 같이 일어날 가능성은 거의 없다. 예를 들어 4 번의 돌연변이가 동시에 일어날 확률은 10억의 10억 배 분의 일이다.

10. 시간은 해결사가 아니다 (Time no solution).  
진화는 수백만 번의 유익한 돌연변이를 요구한다. 모든 돌연변이들은 장기(organs), 호르몬 등 매우 복잡하고 정교하게 조절되는 생체 시스템을 만들기 위해서 밀접하게 연관되어 동시에 일어나야 한다. 이것은 시간이 적든지 많든지 관계없이 일어날 수 없다. 이러한 돌연변이가 모두 일어나기 위해서 한 생물체가 수천 수만년을 어떻게 기다릴 수 있겠는가?

11. 유전자의 안정성 (Gene Stability).  
돌연변이가 오늘날과 같이 과거에도 드물게 발생하였다는 것을 알 수 있는 이유가 있다. 그것은 유전자의 안정성이다. 만일 돌연변이가 과거에 풍부했었다면, 과거 수세기 동안 우리의 몸은 돌연변이에 의해 파괴되었어야만 한다.

12. 동시에 만들어져야 한다 (Syntropy).  
노벨상을 두 번이나 수상한 *Szent-Gyorgyi 는 한 생물체가 모든 구조가 완벽하게 만들어져서 완벽하게 동작하지 않는다면 잠시 동안도 생존하는 것은 불가능할 것임을 지적했다. 한 종의 모든 기관은 모두가 함께 정상적으로 작동해야만 한다. 그렇지 않다면 곧 약해져서 죽게될 것이다. 돌연변이는 강하게 만들지 않는다. 그것은 오로지 약하게 만들뿐이다. 돌연변이는 새롭고, 강한 종을 만들지 못한다. 그것은 이미 존재하는 것에게 손상을 입힐 뿐이다.

13. 작은 변화들이지만 후손에게 큰 손상을 입힌다 (Minor changes damage offspring the most).  
대부분의 돌연변이는 작다. 그러나 그 작은 변화가 후손에게는 큰 손상으로 나타난다. 큰 돌연변이는 너무도 빠르게 생물체를 죽여서 후손들에게 나타날 영향을 알아 볼 수도 없게 한다.

14. 한 세대 안에 일어나야 한다 (Single generation required).  
수백 수천의 긍정적인 돌연변이가 함께 조화를 이루며 같이 일어나야 함이 요구된다. 그리고 그 변화는 모두가 매우 빠르게 일어나야만 한다. 새로운 종에 필요한 변화가 수천 수만년에 걸쳐서 만들어진다는 것은 돌연변이에 의해서는 불가능하다.  

15. 충분히 크지 않다 (Not big enough).  
돌연변이는 늘 손상을 입히고 치명적일 뿐만 아니라, 매우 드물게 발생하기 때문에 돌연변이에 의해 한 종이 새로운 다른 종으로 변한다는 것은 불가능하다. 그들은 충분히 큰 변화를 만들 수 없다.

16. 생식세포의 변이는 훨씬 더 드물다 (Reproductive changes too infrequent).
생식 기관에서의 돌연변이는 다른 기관에서 보다 훨씬 더 적게 발생한다. 그러나 새로운 종이 만들어지기 위해서는 특별히 생식기관의 변화가 요구된다.

17. 진화는 복잡성의 증가를 필요로 한다 (Evolution requires increasing complexity).  
진화는 지속적으로, 복잡하고, 발전된 방향으로 일어나야 한다. 그러나 돌연변이는 단지 파괴하고, 저하시키는 방향으로 일어난다.

18. 진화는 반드시 새로운 정보를 필요로 한다 (Evolution would require new information).
새로운 종이 태어나기 위해서는 엄청난 양의 새로운 정보가 요구되어진다. 돌연변이는 도자기 공장에서 방망이를 휘둘러서 그곳에 저장되어 있는 유리제품들의 품질을 개선하려고 하는 것과 같다.

19. 진화는 새로운 장기와 여러 다른 구조들을 필요로 한다 (Evolution requires new organs and different structures).
그러나 돌연변이는 새로운 생체 구조와 기능을 제공하지 못한다.

20. 눈에 보이는 돌연변이는 충분하지 않다 (Not enough visible mutations).  
눈에 보이는 한 번의 돌연변이(생체에 일부가 보이는 변화) 뒤에는, 보이지 않고 생물체를 죽여 버린 20 여 번의 돌연변이가 있다.

21. 결코 부모보다 강한 생명력을 가질 수 없다 (Never higher vitality than the parent).  
유전학자들은 각 돌연변이들은 생물체를 약하게 만들며, 후손들도 부모보다 결코 강해지지 않는다고 말한다. 돌연변이가 일어난 가계는 곧 끝나게 되는 것이다.

22. 종들이 변했다는 증거가 없다 (No evidence of species change).  
돌연변이는 새로운 종을 만들지 못한다. 그러나 우리는 돌연변이가 일어났었다는 것을 보아야만 한다. 당신은 '화석과 지층' 이란 글에서 과거에 새로운 종이 만들어졌었다는 어떠한 증거도 없음을 알게 될 것이다. (우리는 한 종과 다른 종 사이에 중간종을 발견했어야만 한다. 그러나 그들은 결코 존재하지 않았다).

23. 각 유전자의 유일성은 종의 변화를 금지하고 있다 (Gene uniqueness forbids species change).  
DNA code에는 수백만의 인자들이 있기 때문에, 돌연변이에 의해서 전체적인 변화가 일어날 가능성은 거부되고 있다.

돌연변이 연구

앞에서 언급한 것처럼, 수많은 연구자들은 돌연변이로 새로운 종을 만들어 보고자 20 세기의 대부분을 소비했다. 문제는 돌연변이는 극히 드물게 일어난다는 것이었다.

1. 새로운 발견.
1928년 *Muller는 X-선이 돌연변이의 속도를 매우 빠르게 증가시킬 수 있다는 것을 발견하여 새로운 돌파구를 열었다. 자연에서는 한 번의 돌연변이도 쉽지 않지만, 이제 돌연변이를 백만 배로 한 생물체에 집중시킬 수 있게 되었다. 얼마나 멋진 일인가!. 진화론자들은 이제 새로운 종을 만들 수 있을 것으로 생각했다. 그러나 새로운 종 대신에, 실험에 사용된 벌레, 동물, 새들은 손상을 입었고, 죽어버렸다.

2. 위대한 초파리 실험
초파리(fruit fly)는 방사선 조사의 고문을 당할 최고의 단일 생물체로서 선택되었다. 왜냐하면 초파리는 극도로 짧은 번식 주기를 갖고 있기 때문이었다. 초파리는 몇 일 만에 새로운 세대를 만들어낸다. 더군다나 초파리는 비교적 벌레나 미생물보다 커서 관찰하기에 유리한 점을 가지고 있다.
1920년대 후반 이후, 수백 수천 세대에 걸쳐 초파리에게 X-선과 방사선이 조사되어졌다. 그 결과 다음과 같은 두 가지 결론을 얻게 되었다. 첫째, 초파리들은 손상을 입었고, 유익한 변화는 없었다. 둘째, 새로운 종은 만들어지지 않았다. 셀 수 없이 무수한 돌연변이가 일어났음에도 불구하고 초파리는 초파리로 남아 있었던 것이다.  

3. 내성 균주

진화론자들은 세균 중에서 '내성 균주 (resistant strains)'를 돌연변이의 결과라고 말해왔다. 이들은 항생제에 저항하는 세균들이다. 그러나 각 종들은 종 내에서 변화의 폭을 가지고 있다. 세균들 중 일부는 다른 세균이 저항하지 못하는 항생제에 대해 저항할 수 있었다.
항생제가 투여됐을 때, 저항하지 못하는 계통들은 죽어버렸다. 그리고 저항하는 계통들은 살아 남았다. 의사가 해왔던 것은 항생제의 투여에 의해서 저항성이 강한 계통의 세균을 양육했던 것이다. 돌연변이는 과정(process)과는 관계가 없다.

4. 벤자의 연구들 (The Benzar studies).  

1960년대 초에 *Benzar는 돌연변이의 수를 믿어지지 않는 정도로 늘릴 수 있는 화학물질을 발견했다. 많은 데이터들을 빠르고, 철저하게 수집할 수 있는 매우 큰 계기가 되었다. 그 결과, 돌연변이는 99%가 아니라, 100% 해롭다는 것을 확실하게 알게 되었다. 더군다나 매우 작은 DNA의 돌연변이적 변화에도 전체 DNA code가 파괴됨을 발견하였다. 가장 단순한 생물체도 DNA가 돌연변이에 의해서 충격을 받았을 때 손상을 입었다.

6. 거대 돌연변이 이론
초기의 일부 진화론자들은 종을 뛰어 넘는 변화의 원인으로 자연선택을 주장하였다. 후에 자연선택의 부적당한 점이 밝혀지고 돌연변이가 새롭게 발견되자, 많은 사람들은 돌연변이를 해결책으로 생각하였다. 그러나 조금 지나 몇몇 두드러진 진화론자들은 돌연변이 이론에 새로운 변형을 주장하였다. 그것은 '희망적 괴물(hopeful monster)' 이론이었다. 이것은 5 만년 마다 한 번씩 긍정적이고 유익한 돌연변이가 한꺼번에 대대적으로 발생하여 갑자기 도마뱀의 알에서 비버가 태어난다는 이론이었다.


여기에 이 돌연변이 이론이 절대적으로 불가능한 여러 이유들이 있다.

1. 그것은 결코 일어나지 않았다.
이러한 돌연변이가 실제로 일어나는 것이 한 번도 관찰된 적이 없다.

2. 암 수 두 번이 요구된다.
대대적인 돌연변이로 희망적 괴물이 만들어질 때마다 항상 암, 수가 매우 가까운 거리 내에서 동시에 만들어져야 한다 (그리고 암, 수의 생식기 구조가 완전히 다르면서도 같은 종의 괴물 후손이 태어날 수 있도록 번식이 가능한 괴물들이어야 한다). 그러나 *Gould에 의하면 하나가 태어나는 것도 5 만년에 한 번 정도로 매우 드물게 발생한다.

3. 엄청난 돌연변이가 요구된다.
희망적 괴물이 태어나기 위해서는 수십 억의 돌연변이가 한꺼번에 갑자기 일어나야 한다.

4. 모두가 긍정적이어야 한다.
돌연변이는 항상 부정적이고 대개는 치명적이다. 그러나 여기에서의 돌연변이는 모두 긍정적이어야만 한다.

5. 모든 돌연변이가 계획에 따라 꼭 들어맞아야 한다.
이러한 모든 돌연변이는 장기, 뼈, 머리, 발, DNA, 순환계 등 전체가 매우 적합하게 그리고 완벽하게 조화가 되도록 일어나야 한다.  

6. 그것은 수학적으로 불가능하다.
그것은 확실하다.

7. 충분히 자주 일어나지 않는다.
*Gould는 이러한 희망적 괴물 돌연변이가 오늘날 일어나지 않는 사실을 변명하기 위하여 5만년에 한 번 정도 일어난다고 하였다. 그러나 새로운 한 종이 태어나는데 5만년이면, 백만년에 20종 밖에 태어나지 않는다. 그러나 오늘날 지구상에는 수많은 생물 종들이 있다.