친족 선택

친족 선택(영어: kin selection)은 자연 선택에 의한 생물의 진화를 볼 때 개체가 스스로 남긴 자손의 수뿐만 아니라 유전자를 공유하는 혈연자의 번식 성공에 미치는 영향도 고려해야 한다는 진화 생물학의 이론이다. 이에 따라 혈연 개체에 대한 이타 행동의 진화를 설명할 수 있다. 혈연 선택설이라고도 한다.

윌리엄 D. 해밀턴이 1964년 7월에 《이론생물학 저널(Journal of Theoretical Biology)》에 '사회적 행동의 유전적 진화(The Genetical Evolution of Social Behaviour)'라는 제목의 논문 두 편을 연달아 게재하며 혈연 선택설을 발표했다. 이 이론은 찰스 다윈이 여왕개미의 번식을 돕는 일개미의 이타성을 진화론으로 설명하기 어려워했던 일명 '다윈의 난제'를 완벽하게 설명했다는 평가를 받고 있다.^[1]

다윈 역시 친족 개념을 통해 이를 설명하였지만, 다윈은 수학에 재능이 없었기에 설명에 한계가 있었고 유전학이 발전하지 못했던 시기였기에 당대에는 정확한 설명을 내놓지 못했다. 1865년에 멘델이 유전의 법칙을 발표했으나 학자들의 주목을 받지 못했기에 다윈 역시 이를 알지 못했다. 20세기 초에 유전의 법칙에 대한 가치가 재발견되면서 윌리엄 해밀턴이 수학적으로 풀이를 통해 혈연선택(Kin selection)을 설명하는 이론을 발표하기에 이르렀다.

해밀턴의 법칙

공식적으로, 유전자들은

${\displaystyle rB>C}$

일 때 드물게 증가하여만 한다.

비용(cost, C), 유전적 연관도(the coefficient of relatedness,r)와 이득(benefit, B)의 세가지 변수로 이뤄진다. 이 법칙은 유전적 연관도를 고려해서 동물들의 이타적인 행동이 이뤄질 조건을 알려주며, 해밀턴이 포괄적합도(inclusive fitness)란 이론을 발전시키는 토대가 되었다.

식과 해설

해밀턴의 법칙은 rB>C란 조건을 만족 시 동물이 이타적 행동을 한다고 정의한다. 이 식에서 유전적 연관도란 이타적 행동을 받을 개체와 이타적 행동을 해줄 개체가 동일한 유전자를 지니는 정도이고, 이득은 이타적 행동을 통해 얻을 수 있는 이득,다른 말로 그 개체가 낳을 수 있는 자손의 수를 의미한다. 비용은 이타적 행동이 진화하는 데에 드는 비용, 다른말로 자신이 대신 살아 있을 때 낳을 수 있는 자손의 수이다.^[2] 이런 행동을 하는 이유는 자기 종의 유전자를 더 잘 보존하기 위해서이다. 즉 자신의 희생으로 자기 종의 유전자를 더 구할 수 있다면 그렇게 한다는 것이다. 예를 들어서 자신의 형제 3마리가 물에 빠졌고, 그 개체군은 보통 4마리의 자식을 낳을 수 있다면 3*0.5*4>4 이므로 그 개체는 자신의 형제 3마리를 구하기 위해서 물에 빠져들게 된다.

유전적 연관도

위 법칙에서 유전적 연관도는 자신과 구할 개체가 공유하는 유전자의 비율을 의미한다. 따라서 부모, 자식은 50%, 형제는 평균적으로 50%의 유전자를 공유한다. 부모의 형제의 경우는 25%를 공유하고, 사촌의 경우 부모와 50%를 공유하는 사람의 자식이므로, 12.5%를 공유한다. 배다른 형제는 25%를 공유한다고 한다.^[3]

자연에서의 예

해밀턴은 자신의 법칙을 보이기 위해서 개미나 벌 등 이른바 벌목(Order Hymenoptera)에 속하는 곤충을 택했다.이들의 사회에서 수컷은 반수체이며 암컷은 이배체이다. 예를 들면 일개미들은 스스로 번식을 포기하고 여왕개미가 모든 번식을 하도록 돕기만한다. 해밀턴은 이에 대해서 두 일개미 자매는 어머니인 여왕개미로부터 50%의 유전자를 물려받았지만, 어버이인 수개미로부터는 100%의 유전자를 물려 받게 된다. 따라서 두 자매는 75%의 유전자를 공유한다. 만약 이 개미들이 스스로 생식을 하면 자신의 50%인 37.5%의 유전자를 종의 개체군에 남길 수 있다. 따라서 해밀턴의 법칙이 의해 자신의 유전자 75%를 유지하는 조건을 택한다고 설명했다.^[4]

같이 보기

• 상호이타주의