연구진은 2022년에 발표한 연구에서 2014년 필라델피아에서 4개월간 진행된 야외 실험 중 초파리의 진화가 계절에 따라 달라졌다고 밝혔다. 초파리 유전체의 60% 이상에 직접 또는 간접적인 변화가 나타났지만, 영향을 받은 모든 영역에 자연선택이 작용했다는 뜻은 아니다.

핵심 요점

  • 이 실험에서는 2014년 7월부터 11월까지 울타리 안에 둔 초파리 집단을 추적했다.
  • 일부 유전적 변화는 직접 선택된 것이 아니라 인접한 DNA에 작용한 선택에 따라 함께 나타났을 수 있다.
  • 연구진은 시간이 지나면서 형질의 변화 방향이 바뀌는 것을 관찰했다. 이는 계절의 시작과 끝에서만 표본을 채취하면 적응을 놓칠 수 있음을 시사한다.

연구진의 초파리 진화 추적 방법

과학자들은 펜노베이션 웍스의 야외 보호 시설 10곳에 초파리 1,000마리(Drosophila melanogaster)를 들여보냈다. 이 시설은 외부 초파리가 집단에 들어오지 못하게 하면서 초파리가 날씨에 노출되도록 했으며, 집단 규모는 약 10만 마리까지 늘어났다.

연구진은 매달 각 시설에서 알과 초파리를 채집해 생식 성공률과 내한성을 포함한 신체적 특성 6가지를 조사했다. 또 유전체 염기서열 분석을 위해 각 시설에서 초파리 100마리를 무작위로 선정했다.

실험은 2014년 11월 7일 첫 강한 서리가 내리면서 종료됐다. 세대가 겹치는 특성 때문에 연구진은 연구 기간 동안 약 10~12세대가 지났을 것으로 추정했다.

유전적 변화가 되돌아간 이유

연구진은 적응 방향이 여러 차례 바뀌었다는 사실을 발견했다. 공동 제1저자인 세스 러드먼은 형질이 몇 주 동안 한 방향으로 진화하다가 다음 달에는 반대 방향으로 움직이는 것을 보고 놀랐다고 말했다.

일부 DNA 변화는 유전적 동반 이동(genetic draft)을 반영했다. 즉, 특정 영역이 인접한 구간의 변화에 따라 함께 이동한 것이다. 따라서 이 연구는 유전체의 절반이 넘는 영역에 선택이 직접 작용했다는 점을 입증하지 않는다.

연구 결과는 2022년 사이언스(Science)에 게재됐다. 인간을 비롯해 수명이 더 길고 번식 속도가 더 느린 종에서도 비슷한 양상이 나타나는지는 아직 가설로 남아 있다.

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