낙동납자루는 어떻게 신종이 되었는가?

 

낙동납자루 Tanakia latimarginata는 어떻게 신종이 되었는가?

일각에서는 "낙동납자루는 칼납자루 Tanakia koreensis의 한 지역 집단일 뿐 신종은 아니다."는 주장이 있는 모양이다. 이같은 주장의 논거는 "낙동납자루와 칼납자루 사이의 형태적 차이가 미미하고, 낙동납자루의 신종의 지위가 학계의 논란"이라는 점을 꼽는다. 하지만 이 논거들을 뒷받침하는 '근거'는 없다. 본래 나는 낙동납자루 명명자, 세 사람 중 한 사람으로서 이러한 논란에 관여하지 않고자 했다. 하지만, 아무 근거없는 논란을 불러 일으켜서 사람들에게 혼란을 불러일으키는 것에 대항해 이렇게 글을 몇 자 적어본다. 

 

낙동납자루 신종에 대한 반론을 제기하는 사람들 대부분은 애석하게도 종의 개념에 대한 이해가 깊지 않다. 생물에 관련된 많은 개념들 중에 종 개념 만큼 오해가 큰 개념은 많지 않다. 만약 누군가 당신에게 "낙동납자루는 칼납자루이지 신종이 아니야"라고 한다면, 반드시 그에게 "그럼 종의 정의는 무엇인가요?"라고 물어보길 바란다. 옳게 대답하는 경우는 거의 없으리라 확신한다. 이런 이유로 낙동납자루를 비롯한 어떤 종을 새로운 종인가 아닌가를 구분하기 위해서는 종의 개념을 명확하게 이해할 필요가 있다.

 

 

그렇다면, 도대체 종이란 무엇인가?

여기까지 설명을 듣고나면, 다들 위와 같은 질문을 할 것이다. "도대체 종이란 무엇인가?" 이를 이해하기 위해서는 종의 개념을 명확하게 이해할 필요가 있다. 

 

'생물학적 종 개념'과 '계통학적 종 개념'

세상에는 여러 종 개념이 존재한다. 하지만, 가장 보편적으로 받아들여지는 종의 개념은 바로 생물학적인 종 개념 (biological species concept)이라는 점에 큰 이견을 제기할 이는 없을 줄로 믿는다. 특히 유성생식을 하는 척추동물에 있어서 이 생물학적 종 개념은 거의 예외가 없다. 이 종 개념은 종이란 곧 '서로 생식이 가능한 독립적인 무리'를 이야기한다. 쉽게 라이거를 생각하면 편하다. 라이거는 호랑이와 사자가 교배해 낳은 자손으로 비록 부모 1세대의 교배는 가능할지라도 라이거 자신의 생식능력은 없는 상태이다. 호랑이와 사자는 생식능력이 있는 자손을 만들 수 없으므로 이런 경우는 다른 종으로 보아야 옳다. 만약 호랑이와 사자가 교배가 가능하고 그 후손이 몇대에 걸쳐서 번식을 하더라도 생존력이나 생식력에 아무런 문제가 없다면 우리는 사자와 호랑이를 생물학적 종 개념에 의거해 같은 종으로 보아야 할 것이다. 이 생물학적인 종 개념은 성의 구별이 불분명한 종들에 있어서 많은 비판을 받은 것이 사실이나, 앞서 설명했듯 유성생식을 하는 척추동물 특히 경골어류에 있어서는 큰 예외없이 작동해왔다.

 

이러한 생물학적 종 개념을 보다 발전시킨 개념이 있다. 바로 계통학적 종 개념 (phylogenetic species concept)이다. 생물학적 종 개념을 검증하기 위해 우리는 교잡이 가능한지 잡종 자손의 생존력과 생식력이 몇 대에 걸쳐 유지되는지 실험해 보아야 한다. 하지만, 세상의 거의 모든 생물들을 그렇게 실험하는 것은 불가능에 가깝다. 최근 아프리카의 기린이 한 종이 아니라 실은 여러종으로 이루어져 있다는 사실이 밝혀졌는데, 기린의 수명을 생각했을 때 몇 세대에 걸친 교배 실험은 비용과 생명윤리 면에서 그다지 권장되지 않는다. 하지만, 훌륭한 대안이 존재한다. 바로 유전자를 이용해 가계도를 그려보는 것이다. 쉽게 비유하자면, 한 시조에서 내려온 자손들은 같은 '성씨'가 되며 가계도에서 같은 그룹으로 묶이는 것과 같다. 여기서 성씨는 곧 종을 의미한다. 이러한 배경에서 시작된 종 개념을 바로 계통학적인 종 개념이라 한다. 

 

가계도는 유전자의 서열을 이용해 만들게 된다. 생물들이 족보를 의도를 갖고 만들진 않지만, 유전자 속에는 족보가 담겨 있다. 유전자는 종마다 개체마다 크고 작은 변이를 갖고 있다. 유전자에 일어난 돌연변이는 일반적으로 생존에 불리한 영향을 줄 수 있기 때문에 생존에 불리한 유전적 변이는 다음 세대로 대물림 되지 않고 사라진다. 따라서, 연구자들은 생존과 번식에 영향을 덜 주거나 거의 주지 않는 유전자 부위를 이용한다. 이 유전자 부위를 '중립적인 유전자 부위(좌위)'라고 한다. 여기서 우리는 중립적인 유전자 부위의 변이가 적으면 적을수록 같은 종일것이고 축적된 돌연변이가 많으면 많을 수록 다른 종이라 가정할 수 있다. 왜냐하면 이 부위는 사라지지 않고 시간에 따라 점진적으로 축적되기 때문이다. 

 

이렇게 차이가 있는 중립적인 유전자 부위를 이용하여 우리는 생명의 나무를 그려보아 각 생물의 가계도를 그려볼 수 있다. 그 가계도에서 하나의 줄기에서 뻗어나온 후손들을 우리는 같은 공통조상을 둔 그룹으로 묶을 수 있다. 담수어에 있어서 이 그룹은 종일수도 있고 종내의 각각의 수계 집단이 될 수도 있다. 이 생명의 나무 혹은 가계도를 '계통수(phylogenetic tree)'라고 하며, 계통수에서 하나의 공통조상을 갖는 후손 모두의 집함을 단계통군 (monophyletic group)이라고 한다. 가계도를 그리게 되면 일반적으로 같은 종들끼리는 '단계통군'을 이룰 가능성이 높아진다. 반면에 서로 다른 두 종끼리는 서로 독립적인 두 개의 단계통을 이루게 될 것이다. 만약 라이거가 유전적인 교잡이 안정적으로 여러 세대 동안 가능했었다면, 라이거는 호랑이와 사자의 2개의 유전자 부위를 갖게 되기 때문에, 사자와 호랑이는 각각 단계통군을 이루지 못했을 것이다. 다시말해, 같은 종이 되었을 것이다. 한편, 각각의 유전자들의 진화 양상은 다를 수 있기 때문에, 여러 유전자들을 이용해 계통수를 그려보아 그럼에도 단계통군을 이루고 있다면, 그 그룹은 하나의 공통조상을 공유하는 다른 집단과 배타적인 그룹이라고 본다. 만약 다른 그룹과 유전자인 교류가 있어서, 다시말해 과거에 교잡이 있었다면, 계통수를 그렸을 때 그 그룹들은 단계통군으로 묶일 수 없을 것이다.

이러한 종 개념에 의거했을 때, 낙동납자루는 진정 다른 종으로 볼 수 있는가?

다시 앞으로 돌아가서, 낙동납자루가 형태적으로 칼납자루와 유사하기 때문에 다른 종이 아니라는 주장에 대해서 반박을 해보자면, 자연계에는 형태적으로 유사하고 육안으로 차이를 거의 발견할 수 없음에도 다른 종으로 분류되는 경우가 있다. 이를 우리는 은밀종(cryptic species)이라고 표현한다. 이 지구상의 수백만종의 생물들 중에 형태적 차이가 거의 없이 새로운 종으로 분화하는 경우는 꽤나 많이 알려져 왔다. 생물종은 우리에게 차이를 보여주기 위한 목적성을 갖고 진화해온 것이 아닐 뿐더러, 그들 나름의 형태적 차이가 생겨야 하는 근본적인 원인이 있어야 했을 때에 자연선택에 의해 다른 형태로 분화한다. 만약 비슷한 종들 사이에 굳이 형태적 차이를 갖지 않아도 생존에 불리하지 않다면, 생물들은 새로운 형태로 변할 이유가 있을까? 오히려 자연에서는 거꾸로 서로 다른 조상에서 유래한 종들이 동일한 환경에서 유리한 비슷한 형태로 수렴진화하는 경우도 어렵지 않게 볼 수 있다. 이처럼, 새로운 종은 형태적 차이가 없을지라도 위에서 설명한 종 개념에 부합했을 때 충분히 다른 종으로 받아들일 수 있다.

 

잠시 다른 이야기를 하자면, 혹자는 낙동납자루가 칼납자루와 유전적으로 다소 다르기 때문에 다른 종인 것이라고도 이야기한다. 이는 엄밀히 따지면 틀린 말이다. 모든 생물은 유전적 차이를 갖고 있다. 만약 유전적으로 다르기 때문에 다른 종이라면 인간도 서로 유전적 차이가 있으므로 모든 개인은 다른 종으로 불러야 한다. 이처럼 같은 종 내에서도 개체들마다 유전적 차이, 즉 '변이'를 갖고 있다. 종들 사이의 변이가 얼마나 차이가 벌어져야 서로 다른 종이라 부를 수 있는지에 대한 합의된 기준은 없다. 어떤 이는 97%가 일치하고 3% 이상의 차이가 나면 다른 종이라고 이야기하기도 하지만, 종을 가름하는 변이의 수준은 결코 절대적이지 않고 그럴 수도 없다. 

 

낙동납자루는 위에 설명한 생물학적 종 개념과 계통학적 종 개념을 모두 잘 지지했다. 그래서 다른 종으로 부르기에 아무런 손색이 없다. 우선 기존의 선행 연구에서 낙동납자루(그 당시는 낙동강 집단 칼납자루)는 다른 수계의 칼납자루와 교잡실험에서 매우 낮은 교잡 성공율을 보여주었다. 이는 생물학적 종 개념을 지지하는 결과로서 낙동강의 칼납자루가 다른 수계와 생식적으로 격리되었을 수 있다는 강력한 증거를 제공했다. 또한 계통학적 종 개념에서도 여러 유전자 부위를 이용해 계통수를 그려보았을 때 낙동납자루는 다른 수계의 칼납자루와 독립적인 단계통군을 이루고 있었다. 놀랍게도 우리가 실험한 유전자 부위에서 낙동납자루와 가장 유전적으로 가까운 종은 칼납자루가 아닌 형태적으로 차이가 큰 납자루 Tanakia lanceolata로 나타났다. 또한 형태적으로도 낙동납자루는 다른 납자루속 Tanakia종들과 명백한 차이가 관찰되었다. 뒷지느러미 가장자리의 검은띠의 두께와 산란관의 색상은 살아있는 상태에서 마저도 높은 재연성으로 종을 구분할 수 있는 표지로 이용되었다 (이 '가장자리의 두꺼운 띠' 형질에서 낙동납자루의 학명이 유래했다). 형태적인 부분만 놓고 보자면, 낙동납자루와 칼납자루를 분간하는 것은 임실납자루와 칼납자루를 구분하는 것보다 더 쉽다.

 

낙동납자루에 대한 학술적인 논란은 실재하는가?

이러한 증거들을 종합하여, 낙동납자루는 새로운 종으로서 학술논문으로 발표되어 세상에 알려지게 되었다. 학술논문의 발표는 익명의 심사자들의 냉정한 평가를 거친다. 그들은 어떤 이해관계 없이 논문의 객관성과 과학적 사실의 견고성을 심사하며, 심사 결과를 편집장에게 통보한다. 편집장은 심사자의 의견을 종합하여 논문을 제출한 저자들에게 논문 게재승인 혹은 게재불가 결과를 통보한다. 우리는 이해관계가 전혀 없고 세계적으로 저명한 어류분류학자들이 편집장과 편집위원으로 포진해 있는 국제학술지에 논문을 제출했고 몇 달간의 피말리는 시간 끝에 최종적으로 신종발표 논문의 게재가 승인되었다. 또한 신종의 기준이 되었던 유전자 자료와 표본은 어느 개인의 소유로 귀속시키거나 은밀하게 보관하지 않고 모두 공개했다. 과학적 성과물은 모두가 공유해야할 지적자산이기 때문이다. 신종의 기준이 된 모식표본은 한국에 자연사박물관이 없는 관계로 대안기관인 '국립생물자원관'에 모두 기증했으며, 염기서열정보는 온라인의 유전자은행(GenBank)에서 누구나 자유롭게 내려받을 수 있다. 누구라도 낙동납자루에 대한 의구심이 있다면 연구를 지금 당장 시작할 수 있다.

 

이렇게 공인된 신종인 낙동납자루에 대해 혹자는 "낙동납자루가 학술적으로 종의 지위가 위협받고 있다"고 주장한다. 그리고 그 주장을 아무런 근거없이 믿기도 한다. 하지만, 본인이 지난 2014년 한국동물분류학회 학술대회에서 낙동납자루의 신종을 구두발표했을 때, 한국의 동물분류학의 대가들과 어류분류학 전문가들이 참석한 그 자리에서 낙동납자루의 종의 지위를 공개적으로 문제삼은 학자는 단 한명도 없었다. 낙동납자루가 신종이 아니라면, 기존에 있었던 종과 동종이명(synonym, 같은 종인데 다른 이름이 붙여진 것)으로 간주하여, 새로운 논문이 투고되면 된다. 만약 이런 논문이 나온다면, 낙동납자루의 종의 지위는 비로소 논란에 휘말리게 된다. 실제로 한국의 각시붕어 Rhodeus uyekii는 중국의 Rhodeus sinensis라는 종과 동종이명이라고 간주되어 종의 지위가 논란에 있었다. (개인적인 판단으로 R. sinensis와 R. uyekii는 같은종이라고 본다). 하지만, 낙동납자루가 신종으로 명명된지 수 년이 지난 동안 동종이명임을 밝힌 논문은 게재되지 않고 있다. 그럼에도 학술적인 논란에 있을까? 판단은 이 글을 읽는 분들의 몫이다.

 

왜 낙동납자루를 낙동강 칼납자루가 아닌 낙동납자루로 불러주어야 하는가?

낙동납자루는 낙동납자루로 불러주어야 한다. 이유는 간단하다. 낙동강에는 낙동납자루만 존재하는게 아니다. 2014년 신종을 발표할 당시에는 알지 못했지만, 신종발표 1년후 2015년에 필자는 낙동강의 일부 지류에서 칼납자루를 발견한다. 그러니 낙동강에는 낙동납자루와 칼납자루 2종이 사는 것이다. 만약 누군가가 낙동강에서 나오는 낙동납자루를 인정하지 않고, 낙동강 칼납자루로 불러준다면, 그가 말하는게 낙동강의 진짜 칼납자루를 말하는 것인지 낙동강에 사는 낙동납자루로 불리던 칼납자루를 말하는 것인지 어떻게 분간할 수 있겠는가? 아마 많은 혼란을 야기하게 될 것이다.

맺음말

이상으로 왜 낙동납자루가 신종이 되었는지 설명을 해보았다. 이제 많은 분들께서 분명한 종분화를 거친 이 낙동납자루를 별도의 독립된 종으로 불러주시길 희망한다. 만약 여전히 그럼에도 인정하지 못하겠다면, 정식의 반론은 언제라도 환영하는 바이다. 모든 연구데이터는 투명하게 공개되어 있다. 

 

@전형배