자연도태

적자생존이라는 말을 들어본 적이 있습니까? 대부분의 사람들은 이 문구를 들을 때 속도, 근력 및 지구력과 같은 신체 단련 기능을 생각합니다. 하지만 생물학자들이 말하는 피트니스란 실제로 어떤 의미일까요?

이 모든 것은 찰스 다윈이 1859년에 많은 논쟁을 불러일으킨 '종의 기원(The Origin of Species)'을 발표하면서 시작되었다. 다윈의 자연선택 이론은 '...작은 변화조차도 유용하다면 보존되는 원리'라고 정의한 이론은 19세기의 저명한 사상가인 허버트 스펜서(Herbert Spencer)의 관심을 불러일으켰다. 스펜서는 그의 저서 '생물학의 원리(Principles of Biology)'에서 다윈의 자연선택(Natural Selection)을 설명하기 위해 '적자생존(survival of the fittest)'이라는 용어를 만들었다. 이 문구는 다윈 자신을 포함한 많은 사람들에게 반향을 일으켰고, 피트니스라는 용어가 인기를 끌게 되었습니다.

그러나 생물학자들은 유기체의 적합성을 생각할 때 그 힘, 속도 또는 지구력에 대해 생각하지 않습니다. 대신, 그들은 단순히 적합성을 다른 유기체에 비해 상대적으로 유기체의 번식 성공으로 간주합니다. 이 스노우슈 토끼를 예로 들어 보겠습니다. 상대적 적합성이 더 큰 유기체는 생존하고 번식하는 더 많은 자손을 가질 수 있는 적응을 가지고 있습니다. 이러한 적응은 단순히 형질의 시각적 표현으로 정의되는 표현형이라고 합니다. 예를 들어, 스노우슈 토끼는 여름에는 갈색이지만 기온이 떨어지면 흰색 털이 자랍니다. 털 색깔을 변경할 수 있는 능력으로 인해 스노우슈 토끼는 위장할 수 있습니다. 하얀 겨울 털을 가진 산토끼는 눈 속의 포식자에게 덜 보이기 때문에 겨울에 하얗게 변하는 산토끼의 생존율이 훨씬 높습니다. 결과적으로 더 많은 색이 변하는 토끼가 살아남아 여름에 번식할 것입니다.

표현형에 대한 선택이 일어나고 있는지 여부를 결정하기 위해 과학자들은 상대 적합성 또는 'w'로 알려진 각 표현형의 적합성을 계산합니다. 이것은 생존율(생존하는 표현형의 비율)에 각 표현형의 번식률(짝짓기 시즌당 평균 깔짚 크기)을 곱하여 수행됩니다. 그런 다음 각 표현형의 제품 값을 표현형 중에서 가장 높은 제품 값으로 나눕니다.

과학자들이 상대적 적합성을 알게 되면, 그들은 1에서 상대적 적합성을 빼서 표현형에 대한 선택의 강도인 선택 계수 또는 's'를 계산할 수 있습니다. 숫자가