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복잡성의 덫 -> 단순화

단순화
- 곤충의 크기 감소
- 침엽수 -> 활엽수 -> 풀
- 뇌의 단순화
- 후각의 퇴화
- 유전자 수와 진화의 정도는 무관

● 복잡화 vs 단순화

핵심 주장은 다윈주의의 진화와 진보는 다르다는거죠. 우리는 보통 진화라고 하면, 뭔가 “더 나은 것”으로 향해 가는 과정이라고 생각을 하고, 아메바가 진화해서 “더 좋은” 인간 같은 것이 나왔다고 생각하죠. 스티븐 제이 굴드는 그게 아니라고 합니다. 진화란 환경에 적응해 가는 과정일 뿐이므로, 여기에 목적성은 없다는거죠. 그리고, 지금도 여전히 지구 환경에 가장 잘 적응한(연륜으로 보나, 쪽수로 보다, 다양성이나 어떤 기준을 들이대더라도) 것은 박테리아라는거죠.

흔히 하는 오해 가운데 하나가 바로 진화는 더 좋은 것을 향해 나가는 것이라는 주장을 뒷받침하기 위해 하는 말인데, 진화란 복잡성을 향해 나가는 운동이라는거죠. 진화가 되면 될수록 생명은 더 복잡해진다는건데, 이건 제이 굴드가 보기에는 평균이 전체를 대표한다고 믿는 순진한 발상이거나, 인간중심주의를 지지하고자 하는 사악한 개념이라는거죠. 최빈값은 전혀 변함이 없는데, 평균이 조금 더 오른쪽으로 흘러갔다고 해서 그게 진화의 방향이고, 나아가서 더 좋은 방향이고, 필연적인 과정이라는 결론을 내리는 것은 박테리아가 웃을 짓이라는거죠. 그러니까, 고등생물로써 인간은 그냥 긴꼬리(롱테일)일 뿐이고, 주류는 박테리아라는 말씀, 그리고 진화의 결과 고등생물이 발생한 것은 진화가 가장 작고 단순한 형태에서 시작했기 때문이라는(그러니까 더 작고 단순해질 수가 없다는 왼쪽벽이 있다는 이유) 즉, “랜덤워크”의 한 효과일 뿐이라는거죠.

따라서 자유롭게 이동할 수 있는 종에 작용하는 “표준적”인 자연선택에는 편향성이 없고, 기생생물에는 단순화시키는 편향성이 있지만 그것을 상쇄할 수 있는 복잡성 증가의 편향성이 없다고 한다면, 계통 대부분의 진화사는 전체적으로는 복잡성을 조금이나마 감소시키는 경향을 보여줄 것이다. 대부분의 계통이 복잡성을 감소시키는 방향으로 진화한다 하더라도 생명의 종 모양 곡선은 시간의 흐름에 따라 오른쪽 꼬리를 확장시킨다는 것을 기억해야 한다. 복잡성이 더 낮은 왼쪽으로 이동하는 종은 이미 점유자가 있는 영역으로 들어가는 데 비해 오른쪽으로 이동하는 희귀종은 점유자가 없는 복잡성이 보다 높은 영역으로 들어가기 때문이다. 술주정뱅이가 도랑보다는 벽 쪽으로 더 많이 비틀거린다고 해도 결국은 도랑에 빠지고 만다. 그것은 벽에 부딪힐 경우에는 튕겨 나오고 도랑에 빠지면 그걸로 끝이기 때문이다. 각각의 계통들이 특정한 방향으로 편향을 가지고 있다고 하더라도 전체 시스템의 최대값은 다른 방향으로 확장될 수 있다. (풀 하우스, 280-281페이지)

진화해서 더 단순해지는 세포도 있다. [연합]입력 2006.05.19
생물 세포가 진화를 통해 점점 복잡해진다는 통념과는 반대로 점점 단순해지는 과정을 밟은 세포도 있는 것으로 보인다는 연구가 사이언스지 최신호에 발표됐다. 뉴질랜드 매시 대학의 데이비드 페니 교수와 스웨덴 룬드 대학의 처크 컬랜드 박사 등 연구진은 균류에서부터 인간에 이르기까지 모든 생명체에서 발견되는 진핵류가 박테리아나 원시세균의 후손이거나 이 두가지가 합쳐진 것이라는 기존 이론을 뒤집는 증거를 찾아냈다고 밝혔다. 연구진은 진핵 세포의 유전 및 단백질 특성을 조사한 결과 이것이 박테리아나 원시세균만큼 오래됐거나 어쩌면 이들보다 먼저 나타났을 가능성도 있다는 사실을 발견했다. 박테리아와 원시세균은 진핵류가 진화를 거쳐 단순화된 것일 가능성도 있다는 것이다. 페니 교수는 이런 연구 결과가 뜻밖이라는 점을 시인하면서 "진화를 전진적인 것으로 생각하는 경향이 있는 것은 사실이지만 우리는 진화가 뒤로, 옆으로, 때로는 앞으로 가기도 하는 것이라고 생각하는 편"이라고 말했다.
박테리아 세포의 내부는 대부분 자유롭게 떠다니는 유전물질로 성글게 채워진 반면 진핵 세포의 내부는 각종 단백질 공장과 제어실, 운송로, 그리고 세포의 유전자 정보를 담은 핵 등으로 꽉 들어차 있다. 진핵세포는 또 고유의 유전자와 단백질 조성을 갖고 있다. 연구진은 만일 일부 학자들의 주장처럼 최초의 진핵세포가 원시 박테리아와 원시세균이 융합된 것이라면 진핵세포의 게놈과 프로테옴(게놈, 또는 조직으로부터 발현돼 나온 단백질의 집합) 속에 이런 조상들의 존재를 가리키는 단서가 있어야 하는데 사실은 그렇지 않다고 지적했다. 이들은 진핵류와 박테리아에 공통으로 존재하는 단백질의 대부분은 서로 먼 관련성을 갖고 있어 공동의 조상으로부터 나온 것으로 보인다면서 진핵류의 특수한 유전 및 세포 특성을 설명하는데 박테리아-원시세균 융합론은 부적합하다고 강조했다.

연구진은 진핵류가 박테리아와 원시세균으로부터 나오지 않았다면 반대로 진핵류가 점점 단순해져 박테리아와 원시세균이 됐을 가능성도 있다고 주장했다. 이들은 온갖 첨단 옵션이 들어있는 값비싼 자동차를 진핵류로, 간소하지만 비용이 적게 드는 자동차를 박테리아와 원시세균으로 비유하면서 진핵류로부터 비용이 많이 드는 각종 세포장치와 대규모 게놈 등 옵션을 빼버린 주행 효율성 위주의 세포가 박테리아와 원시세균이라고 설명했다. 연구진은 다른 세포를 잡아먹는 최초의 세포인 진핵류의 조상이 등장하면서 박테리아의 조상들은 점점 단순한 형태로 진화했을 가능성이 있다면서 이런 형태의 진화는 말라리아 기생충이나 제빵용 효모 등 다른 사례에서도 볼 수 있다고 지적했다. 이들은 "진화를 역전 가능한 과정으로 설명한 다윈의 견해를 보여주는 사례는 무수히 많다"고 강조했다. (서울=연합뉴스)


● 복잡성의 덫 : 확장의 문제로 무너진 바이럴 루프 기업

마이스페이스와 페이스북이 아직 등장하기 전인 2002년 조나단 아브람스(Jonathan Abrams)라는 30대 초반의 청년이 프렌스터(Friendster)라는 사이트를 만들었다. 아브람스는 10여명의 투자자들로부터 창업 자금 40만 달러를 모은 후 2003년 3월 친구 20여명을 초대함으로써 이 사이트를 런칭했다. 20여명의 친구들은 다른 친구들을 불러왔고 계속 그렇게 꼬리에 꼬리를 물면서 마침내 하나의 생명체가 되어 스스로 자라는 사이트가 되었다. 한 사용자의 프로파일 페이지가 뜰 때마다 그 사용자와 다른 사용자들 간의 관계도가 4단계 범위까지 펼쳐졌다. 어떨 땐 이 관계도의 타래에서 수십만 명에 이르는 사람들이 거미줄처럼 얽혀 나오기도 했다. “자신의 소셜 그룹은 물론 더 큰 세상 안에서 자신이 어떻게 사람들과 관계를 맺고 있는지를 생생하게 깨닫게 해주는 효과였다”라고 칼럼니스트 막스 세프킨(Max Chafikin)은 잉크(Inc)잡지의 기사에 썼다. “우리가 누구인지를 알려 주는 소프트웨어를 아브람스가 만든 것 같다”

사이트 랭킹 서비스회사인 알렉사(Alexa)에 따르면 3개월만에 프렌스터에 접속한 사람의 수는 53만 2천 명에 이르렀다. 런칭 7개월만에 가장 인기있는 영어권 사이트 100선에 올라갔고 전세계의 대학생들이 프렌스터로 몰려들었다. 그러나 이러한 광적 성장은 심각한 기술적 혼란을 불러왔다. 4단계에 걸친 사용자의 인맥 관계도를 그려낸다는 것은 회원수가 10명, 100명, 1, 000명 아니 100만 명일 때에도 가능한 일이었다. 그러나 아브람스는 사실상 두 개의 바이럴 루프를 만들어 냈기에 서버가 그 속도를 도저히 쫓아가지 못했다. 첫번째 바이럴 루프는 바이럴 성장을 하면서 급증하는 회원들의 숫자였고 두번째는 이보다 훨씬 더 빠르게 증가한 4단계 관계의 숫자였다. 애시당초 확장이 불가능하게 만들어진 기능이었기 때문에 사용자 수가 증가하면서 확장 문제도 기하급수적으로 악화되었다. 사용자들이 매번 클릭을 할 때마다 아브람스의 서버는 복잡한 인맥 관계도를 보여주느라 수조 건에 달하는 계산을 수행해야 했는데 이 작업에는 값비싼 RAM메모리가 1테라바이트나 필요했다. 그로인해 사이트는 느려졌고 접속자가 몰리는 시간대에는 페이지 하나가 뜨는데 수 분씩 걸렸다. 화가 난 사용자들은 불평하는 이메일을 회사로 보내곤 했지만 프렌스터에는 이미 격무로 찌든 직원 몇 명밖에 없었기 때문에 아무도 답장을 하지 못했다. 만약 프레스터가 사용자가 다른 사람들과 사회적으로 어떻게 연결되어 있는지를 보여주는 촌수 계산 기능을 하나만 없앴더라면 오늘날 페이스북은 없었을 지도 모른다.


피카소의 1945년 작품인 '황소(Bull)'의 단순화 과정. 복잡한 황소그림(왼쪽 위)이 10개 남짓의 단순한 선으로 표현(오른쪽 아래)되어 가고 있다. 한국일보 자료사진.