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고대에 크레타 섬에는 미니 매머드가, 뉴질랜드에는 거대한 새들이 살았다.
오늘날에도 너구리, 토끼, 돼지 및 사슴에서 이런 현상이 발견돼.

난쟁이 섬, 거인의 섬
동물이 특정 섬에서 왜소화되거나 거대화 되는 현상

섬에는 매우 특별한 생활공간과 특별한 서식자들이 있다.
예를 들어, 섬에 서식하는 동물은 종종 육지에 있는 관련 종보다 훨씬 작거나 크다.
한때 크레타섬에는 미니어처 매머드가 있었고 뉴질랜드에는 거대한 새들이 살았다.
오늘날에도 왜소한 생물이 서식하는 섬, 거대한 것들이 살고 있는 섬이 있다.
그들은 어떻게 현재의 상태를 유지하고 있을까? (안나 볼텐의 글을 편역)

 

▲ 화석 두개골은 육지의 종과 섬의 가까운 친척간의 크기 차이를 보여준다. © Nils Knötschke / CC-by-sa 3.0

수 세기 동안 연구자들은 섬의 왜소주의(소위 나노주의)를 관찰했다. 섬에서 동물이 자주 작은 형태롤 살고 있는 이유는 무엇일까?
이 현상이 인간에게도 발생할 수 있을까?
과거에도 일어났을까?
그 반대 현상인 섬의 거대주의는 어떤 관련이 있을까?

난쟁이의 섬, 이 현상은 어디에서 찾을 수 있을까?

동물계에서는 개체군이 다른 개체군과 분리되는 일이 반복해서 발생할 수 있다.
예를 들어, 한 개체군의 여러 마리 쥐가 나무 조각을 타고 바다로 표류해 섬에 좌초될 수 있다. 새로운 지평이 열리면서 새로운 환경 조건에 노출되는 경우다.
변화된 생활 공간은 그들에게 특이한 도전을 안겨준다.
생존을 보장하기 위해 적응해야 한다. 결과적으로 섬에서 새로운 개체 수가 발생할 수 있으며, 진화 과정에서 원래의 개체와 계속해서 다르게 변화한다.
관찰에 따르면 이것은 특히 섬에서 신체 크기에 엄청난 변화를 가져올 수 있다.

▲ 마다가스카스 섬에서 가장 잘 알려진 카타(Katta)

세계에서 가장 작은 매머드

그러한 섬 왜소화의 예는 빙하기 화석에서 찾을 수 있다.
지금은 멸종된 다양한 난쟁이 코끼리 종들이 한때 시칠리아와 몰타와 같은 일부 지중해 섬에 살았다는 사실을 증언한다. 일부 섬에서는 드워프(난쟁이) 형태의 매머드도 발견됐다.
세계에서 가장 작은 매머드는 크레타섬에 살았으며 키는 1.13미터에 불과했다.
다른 난쟁이 매머드의 뼈도 사르데냐에서 발견되었다.

연구에 따르면 약 1,500년 전에 마다가스카르섬에는 현재 멸종된 하마 3종이 살았다.
일본의 혼슈 늑대와 같은 일부 늑대 종도 오늘날 살고 있는 늑대 종에 비해 매우 작았다.

▲ 약 2억 5천만년 전에 대륙은 지금과 매우 다르게 보였다. © en;User;Kieff /CC-by-sa 3.0

오늘날에도 여전히 왜소증이 있다.

섬 왜소화는 단지 과거의 현상이 아니다.
오늘날에도 너구리, 토끼, 돼지 및 사슴에서 발견된다.
노르웨이 스발바르섬에 있는 소위 스발바르 순록도 눈에 띄게 작다.
어깨 높이는 65cm에 불과한 반면 본토의 순록은 평균 어깨 높이가 약 110cm이다.

그리고 코끼리들 사이에도 여전히 왜소한 아종이 있다.
보르네오 왜소 코끼리는 인도네시아 보르네오섬의 북동쪽에서만 약 1천 마리의 개체가 살고 있다. 어깨높이가 2m로 수컷이 어깨높이가 3m에 달하는 다른 모든 아시아 코끼리보다 작다.

포르투갈 연구 기관인 'Gulbenkian de Ciencia'의 과학자들은 최근이 코끼리의 DNA샘플을 조사하여 그 기원을 확인했다.
“DNA 분석은 보르네오의 후피 동물이 약 30만년 동안 다른 코끼리 종이나 아종과 접촉하지 않았음을 시사한다”라고 그들은 보고했다.
계산에 의하면 코끼리는 당시 여전히 존재했던 육로를 통해 보르네오에 도착했다.

본토에서 비교적 큰 동물은 왜소증이 대대로 만연하는 섬에서 더 자주 개체군을 형성하는 경향이 있다.

환경에 적응; 왜소주의가 가능한 원인

과거에 과학자들은 섬에 사는 동물이 종종 신체 크기를 크게 줄이는 이유에 대한 궁금증이 많았다. 일반적으로 동물계에서 키가 작다는 것은 한 개체의 유전적 결함이나 영양실조가 있다는 것을 의미한다. 반면에 섬에 대한 나노주의의 경우 다른 요인이 작용해 전체 개체의 신체 크기가 감소한다.

섬에서의 삶이 그렇게 다른 이유는 무엇일까? 한 가지 요인은 식량의 가용성이다.
섬의 비좁은 공간에서 동물들은 먹이와 적절한 서식지를 놓고 빠르게 경쟁한다.
이것은 초식 동물뿐만 아니라 포식자에게도 적용된다.
그들은 종종 공급 부족으로 먹이가 부족해지면 가장 먼저 죽는다.
후손을 적게 만들면 그래서 유리하다.
섬에서 생존하는 소수의 포식자는 대부분 크기가 줄어든다.

▲ 한정된 지역에는 식량 공급도 제한적이다. © Pegasus2 / CC-by-sa 3.0

많은 초식 동물도 섬에 똑같이 적용된다.
포식자의 부족을 고려할 때, 강력한 신체 크기는 진화 측면에서 더 이상 유리하지 않다.
에너지적으로 너무 비싸다. 반면에 작다는 것은 음식과 물 부족에 대한 적응으로 발전한다. 몸이 작을수록 신진대사를 유지하기 위해 더 적은 칼로리가 필요하다. 섬에서는 이러한 생존 혜택이 번식 중에 우세하다.

가장 잘 적응한 것이 살아남는다.

진화론에서는 특정한 특성에 대한 환경 유발 경향을 선택 압력이라고 한다.
그것은 유리한 형질을 가진 개인이 그들의 유전자보다 더 성공적으로 생존하고 번식함으로써 그들의 유전자를 다음 세대에 점점 더 많이 전달하도록 보장한다.
섬에서 난쟁이에 대한 선택 압력은 높은 에너지가 필요한 대형 동물 종에 특별한 영향을 미친다.

▲ 세렝게티에 살고 있는 코끼리 무리 Photo:Ikiwaner

예를 들어 왜소증을 유발하는 돌연변이는 섬에서 코끼리의 생존에 유리할 수 있다.
본토와 같이 넓은 잔디 면적 대신 섬에 불모의 토양과 식물 먹이가 거의 없다면 에너지를 적게 또는 적게 먹인 코끼리가 생존 가능성이 더 높다.
결과적으로 이 코끼리는 더 자주 번식 할 수 있고 돌연변이를 자손에게 전달할 수 있다.

일반적으로 섬에 사는 종의 개체가 거의 없기 때문에 키가 작은 유전 정보가 더 많이 퍼질 확률이 높아진다. 왜소증은 그곳에 사는 인구의 특징이 되며, 특별한 생활 조건과 무엇보다 섬의 식량 부족으로 선호된다. (계속)

 

[더사이언스플러스] "Green Soul, Beautiful Science"

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