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Inclusive fitness(포괄적합도)란, 진화론에서 논란의 대상이었던 “이타주의”적 행동이 어떤 식으로 “자연 선택"에 의해 전해지는지에 대한 모델이다. 한 마디로 요약하자면 소위 '이기적인 유전자'가 개체의 그룹 내 이타주의를 어떤 식으로 발생시키는지를 설명해 주는 이론이라고 할 수 있겠다. 이에 대척점이랄 수 있는 이론이 group selection인데, 말하자면 이타적인 구성원이 많은 집단일수록 생존에 유리하여 결국 그것이 진화적으로 선택된다는 이론이다.


우선, 다음 동영상을 시청하기 바란다. (영어/자막없음: 영문 대본은 이글 마지막 부분에 있음)




2014년 2월 18일 (옥스포드대학 노조-_-로 착각하기 쉬운ㅋ) Oxford Union 토론협회에서 주최한 토론회의 QnA 세션인데, 리처드 도킨스가 Inclusive Fitness ("Kin selection(친족선택)" 이라는 말로 직관적 설명이 될듯하다)에 대해 질문자에게 간단한 강의를 해 주고 있다. 여기서 도킨스는 이타주의 자연선택 메커니즘에서 거의 정설로 여겨지고 있는 W. D. Hamilton의 inclusive fitness 이론에 대해 QnA 시간을 이용해 간략하게 (약 14분) 설명하고 있는데, 질문 내용이 나와 있지는 않지만 대략 어째서 E. O. 윌슨이 inclusive fitness 를 거부하고 group selection 으로 돌아섰는지에 대한 질문인 것 같다.


2010년에 E. O. Wilson은 진화학계에서 이타적 행동의 진화를 설명하는 가장 유력한 학설인 inclusive fitness 모델을 거부하고 당시 거의 사장돼 있었던 group selection 이론을 지지하는 논문을 네이쳐지에 게재하여 파문이 일었다. 다음은 문제의 E. O. Wilson 의 논문인데, 링크를 보면 알다시피 많은 양의 (안티)코멘트가 달려 있다.


- 윌슨의 폭탄:

"The evolution of eusociality"이론적 배경(부록)


- 이후 논쟁들: 

(1) "Inclusive fitness theory and eusociality"

(2) "Only full-sibling families evolved eusociality"

(3) "Kin selection and eusociality"

(4) "Inclusive fitness in evolution"

(5) "In defence of inclusive fitness theory" 

- 관련 한글 논문:

"포괄적합도 이론 논쟁과 의미론적 문제" (<과학철학> 전진권 & 장대익, 한국과학철학회.)


이에 도킨스는 이타주의적 행동에 대한 Hamilton's rule [(Relationship)*(Benefit)>(Cost)일 경우 이타적 행동이 퍼진다 - 즉 선택압에 대한 유전적 적응/적합도는 직계자손 뿐 아니라 모든 혈연관계도 고려해야 한다] 을 설명해 주고, 어째서 윌슨이 이를 거부하는지를 추측해 본다.


"Inclusive fitness 는 1930년대에 네오다위니즘이 대두하면서 수학적 계산에 의해 연역된 법칙이기 때문에 이를 실험적으로 증명하려 한다는 것은 피타고라스의 정리를 삼각형 그려서 실측해서 증명하려는 것과 같다고 본다. 즉 이는 윌슨의 주장과는 달리 실험적 증거를 통해 증명해야만 하는 부산물이라고 볼 수 없다." 

"전체 혈통에 대한 이타적 행동이 전혀 없는 생물종의 경우라도, 그냥 R*B≤C 의 관계가 그것을 유발했을 뿐인 것이지, Hamilton's rule 자체에 대한 반증이 되지 못한다." 

"윌슨과 동료들이 inclusive fitness를 거부하는 것은, 아마 계산 자체가 어렵기 때문에 필드 생물학자들이 적용하기에 실용적이지 못하기 때문 아닐까."


다만 도킨스가 개인적으로 선호하는 것은 개체가 inclusive fitness를 최대화시키느니 그딴것 복잡하게 생각하지 말고 막바로 유전자 레벨로 들어가서 유전자가 개체를 조종하는 부분에 대해 따져보는 것이라고 한다.


집단유전학에서 나온 inclusive fitness 이론은, 자연 선택으로 인한 생존 경쟁에서 "유전자"가 살아남기 위해 택하는 방법을 설명하기 위한 이론으로, 어째서 "이타주의"가 진화적으로 유리한지를 설명하기 위한 이론인데, 여기서 "fitness," 즉 "적합(適合)"의 진화적 의미를 설명해 주고 있다.


진화에서 fitness (적합)의 의미: 

[다윈 시대 - 더 강한 쪽] vs [현대 - 살아남는 쪽]


직계가족 뿐 아니라 일가친척 및 기타 혈연관계에 있는 모든 혈족들의 생존률 및 번식률을 높여주는 방향으로 자연선택이 이루어진다는 것을 1960년대 중반에 W. D. Hamilton 이라는 집단유전학자&진화학자가 수학적으로 계산했는데, 요약하자면 자연선택에 살아남은 '적합(fitness)'은 개체의 생존보다는 그 개체가 담고 있는 유전자의 생존에 유리함을 말함이다.


(다음은 내가 동영상을 듣고서 직접 받아적은 대본이다. 틀린 부분이 있을 수 있으나 대체적인 의미는 전달되리라고 본다.)



참고하기: 

Hamilton, W.D. (1964). The genetical evolution of social behaviour. I. J Theor Biol. 7(1):1-16.

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[김어준의 뉴스공장: 인터뷰 제 2 공장 (2017.01.31)]


자서전 출간 기념 방한, 리처드도킨스에게 듣는 진화와 정치

- 리처드도킨스 (이기적 유전자 저자)


김어준 : 뉴스공장은 오늘은 아주 모시기 힘든 분을 모셨습니다. 세계적인 석학이시죠, 리처드도킨스 영국 옥스퍼드대 명예교수 나와 계십니다. 안녕하세요?


리처드도킨스 : 이렇게 여기 오게 되어서 저도 기쁩니다.


김어준 : 제가 [이기적 유전자] 책을 읽었어요. 한 15년 전쯤에. 두 가지를 책으로부터 이해를 했는데 첫 번째는 유전자는 자신의 복제해서 증식시키는 프로그램이고 개체는 그 프로그램이 탈 것이다. 제가 맞게 이해한 겁니까?


리처드도킨스 : 100% 맞는 말이고 그 외에 조금 더 덧붙이자면 우주 어디에서든 간에 이러한 자기의 뭔가를 반복하려는 뭔가가 생긴다면 이것이 DNA가 아닐 수도 있습니다. 이러한 프로그램이 우주어딘가에서 자기를 계속 복제해 나가는 기회를 얻고 힘을 얻으려고 한다면 그것이 생명이 될 것이고 그러한 생명은 굳이 DNA의 형태가 아닐 수도 있습니다.


김어준 : 두 번째로 제가 책에는 많은 이야기를 하고 있기는 하지만 이해한 것은 생물학적으로 유전되는 것 이외에도 문화적으로 전달되는 단위가 있는데 그게 밈이다. 그리고 이 밈이라는 개념은 본인이 직접 만드신 거죠?


리처드도킨스 : 예, 그렇습니다. 제가 이 밈이라는 얘기를 하는 것은 복제라는 것이 얼마나 일반적인 것인가. 예를 들어서 이런 다른 행성에서 복제행위가 일어나게 되면 이런 형태가 될 수도 있다는 일반적인 것을 말씀 드리기 위해서 <이기적 유전자>를 그렇게 끝냈습니다. 꼭 DNA일 필요가 없다는 거죠. 그래서 뭐든지 밈이든 뭐든 자기를 복제하고, 스스로 복제본을 만들어 내고 운반자에 태우는 형식으로 된다는 것이 사실의 다윈의 자연선택이 굳이 DNA가 아니고 진이 아니더라도 이런 형태로도 나타날 수 있다는 얘기를 하고 싶었던 겁니다.


김어준 : 그런데 저는 과학적인 포인트보다 제가 이 책을 읽으면서 인상적이었던 것은 사람한테 감정이입을 한 게 아니라, 여태까지 생물학들은 대부분 사람한테 감정이입을 했다는 말이죠. 그런데 유전자에 감정이입을 했어요. 유전자의 관점에서 바라본. 그래서 사물인데 자신의 그 사물에 대입하는 능력이 없으면 이런 이론이 탄생하지 않았을 것 같은데, 자신의 객관화 능력이 본인이 타고난 겁니까? 아니면 과학을 통해 훈련된 겁니까? 어느 쪽이 더 큰 걸까요?


리처드도킨스 : 상상력이라는 것은 과학에 굉장히 중요한 부분입니다. 그렇기 때문에 우리가 사물에 이입을 해서 상상할 수 있는 거죠. 프랑스의 유명한 분자생물학자인 ‘자크몰로’는 화학에서 해결 못할 문제에 부딪히면 ‘내가 만약 전자라면 이 다음 어떤 일을 할까’ 상상을 한다고 하셨습니다. 물론 많은 생물학자들이 내가 코끼리라면, 내가 사자라면, 내가 물고기라면 다음에 어떤 행동을 할까 상상을 합니다. 저는 여기서 하나 더 나아가서 내가 DNA 분자라면 어떤 생각을 할까, 어떤 행동을 할까 상상을 한 겁니다. 사실 이것은 굉장히 중요한 도약입니다. 이게 그냥 사자다, 코끼리다, 이렇게 상상한 것이 아니라 내가 사자의 DNA라면, 코끼리의 DNA 라면 이렇게 상상을 했을 때 진화적으로 올바른 대답을 얻을 수 있기 때문입니다. 그냥 사자라고만 상상을 해서는 진화론적으로 올바른 대답을 얻지 못할 수도 있습니다.


김어준 : 책을 읽고 나서 어떤 생각을 했냐면 과학이 이 사람에게는 도구고, 자기의 객관화 능력도 굉장히 뛰어나고. 그 두 가지를 가진 새로운 영역의 대중적인 철학자가 나타났다. 과학을 도구로 사용할 뿐이지 새로운 유형의 철학자다. 제가 이렇게 정의했는데 마음에 드십니까?


리처드도킨스 : 저는 철학자라면 누구나 다른 사람과 소통하는 법을 배워야만 한다고 생각합니다. 어떤 철학자는 다른 철학자하고만 얘기를 하느라 전혀 알아들을 수 없는 얘기들만 하는데 그것은 저는 좋은 철학자가 아니라고 생각합니다. 그리고 또 최고의 철학자라면 반드시 과학에 대해서 배우고 과학의 언어를 사용하도록 스스로를 교육할 의무가 있다고 생각합니다. 과학을 알고 이용할 줄 모르는 것이라면, 그렇게 된다면 철학의 미래가 없습니다.


김어준 : 그리고 대중적으로 두 번째로 큰 영향을 끼친 책이 뭐냐하면, 만들어진 신. 저는 이걸 영화로 봤어요. 다큐도 있더라고요. 저도 개인적으로는 무신론자인데 제가 무신론자가 된 것은 건방지게도 10대 시절에 ‘신이 정말 있나?’ 이렇게 의심만 해도 신이 벌을 할 거라는 교리를 접하고 나서 무섭긴 한데 너무 부당하지 않나. 의심만 벌을 주면. 벌준다고 항복을 하면 너무 비겁한 거 아니냐, 여기서부터 출발했거든요. 본인은 어떻게 무신론자가 된 겁니까?


리처드도킨스 : 사실 별로 놀랍지 않습니다. 분명히 똑똑하신 분 같으니까 당연히 그렇게 생각을 하셨을 것 같고, 말이 안 되는 겁니다. 믿지 않는다고 벌을 받는다. 나쁜 사람이라서 벌을 주고, 친절하지 않는 사람이라서 벌을 주고, 좋지 않은 사람이라서 벌을 주면 몰라도 신의 존재를 믿지 않는다고 해서 벌을 준다는 것은 참 불쌍한 얘기입니다. 어떻게 보면. 그래서 말이 안 되는 거고요. 저한테 그런 무신론자가 된 계기가 있다면, 일단 처음에는 세상에 이렇게 종교가 많은데 그것이 다 진리일 수는 없을 거라는 생각이었고요, 두 번째는 저에게 어떤 종교적인 관제가 남아있는 게 있었습니다. 처음에 고등학교에서 생물학을 공부하면서 생명이라는 현상의 복잡함에 놀랐고, 이렇게 복잡한 게 있으려면 누군가 이 복잡한 것을 기안한 사람, 디자인한 사람이 있을 거라는 생각은 했습니다. 그런데 다윈의 자연선택설을 배우고 나서, 이게 누군가, 어떤 한 사람 절대자가 와서 디자인 했다. 이런 거 필요 없구나. 다윈의 자연선택이 생물현상의 복잡함을 훨씬 더 설명해 주는 구나. 그때 제가 무신론자가 되는 첫 걸음을 딛은 것 같습니다.


김어준 : 저는 개인적인 무신론자에 그쳤거든요. 이걸 남들에게 널리 전파할 생각까지는 없었어요. 그런데 ‘신이 없다!’ 이런 설을 왜 이렇게까지 대중적으로 공세적으로 하게 된 건지. 이유가 있나요?


리처드도킨스 : 만들어진 신이 아마 세계에서 영어하고 독어권을 제외하고 가장 많이 팔린 나라가, 10만부 이상 팔렸거든요, 아마 한국일 겁니다. 그렇기 때문에 한국에 와서 이런 얘기를 하는 게 굉장히 기쁜데요, 제가 이렇게 공개적으로 선언한 이유는 종교라는 게 굉장히 나쁜 영향을 세상에 미치고 있기 때문입니다. 저는 종교의 이름으로 굉장히 많은 사악한 일들이 일어났다고 생각합니다. 그 이유는 맹목적인 믿음, 즉 여기에서 맹목적이라고 하는 것은 증거 없이 무언가를 믿는 것이 내가 뭐든지 해놓고 그것을 정당화 할 필요 없이 정당화의 핑계를 주는 것이라고 생각하기 때문입니다. 그러나 이것보다 더 중요한 두 번째 이유는 이 과학을 통해서 보는 세상은 너무나 아름답고, 매혹적이고, 미학적으로 뛰어납니다. 이런 과학을 통해 우리가 얻을 수 있는 우주에 대한 이해, 인생에 대한 이해, 나라는 것은 어떤 존재인가에 대해서 이해를 그것으로 배울 수 있다는 것은 굉장히 특별한 특권입니다. 그런데 어린이들이 이런 특권을 누리지 못하고 여기에 굉장히 실없는 대체물에 농락당하면서 자라야 한다는 게 저는 굉장히 사악하고 슬픈 일이라고 생각을 하고요 그래서 어린이들이 이런 것 대신에 과학을 통해서 우리가 알 수 있는 경이로움을 느끼고 경험하고 자랐으면 한다고 생각합니다. 저는 저희가 21세기에 태어나서 이렇게 경이로움을 보여 줄 수 있는, 진리를 드러내 주는 과학을 접하면서 살고 있는 게 특별한 것이고, 많은 어린이들이 좀더 이것을 같이 나누고 경험하면서 살 수 있었으면 좋겠습니다. 그런데 저는 종교가 이것을 방해한다고 믿습니다.


김어준 : 종교적 주제는 얘기하다보면 끝이 없기 때문에 오늘은 여기까지만 얘기를 하고, 더 궁금하신 분들은 책을 읽어보시면 됩니다. 그런데 자서전을 쓰셨어요. 한국 오신 건 자서전 때문인데 저도 궁금했어요. 사람들한테 줄 메시지가 따로 있는 것인가, 아니면 유전자의 탈 것으로 거의 생명이, 죄송합니다마는, 막바지이기 때문에 흔적을 남겨야 되겠다, 아니면 출판사의 다음 책을 내라고 하는 압력 때문인가. 이게 궁금합니다.


리처드도킨스 : 아마 지금 말씀하신 이유가 조금씩 맞는 것 같습니다. 나이가 들어가면서 내 경험을 한번 적어보고 싶다는 생각이 든 것은 자연스러운 일인 것 같고요, 사실 저는 인생에 참 재미있는 일이 많았습니다. 웃기는 일도 많고요, 그래서 자서권이 두 권으로 되어 있는데 두 권 다 제가 겪었던 많은 재미있는 일화들, 또 만났던 유명한 사람도 있고, 유명하지 않는 사람들과 겪었던 재미있는 일들도 많이 적었습니다. 그리고 또 한 가지 이유는 제 어머니가 100세신데 아직 살아계십니다. 그래서 사실 1권 같은 경우는 제가 제 어머니에게 제 어린 시절에 대해서 어머니가 기억하는 바를 인터뷰한 것, 그리고 어머니의 일기장을 옮긴 것에 가깝습니다. 그리고 저는 압력이라고까지는 얘기를 안 하고 출판사가 그런 아이디어를 냈을 때 제가 동의를 한 거죠.


김어준 : 그런데 제가 써오신 책을 보면서 무슨 생각을 했냐하면 이런 책을 쓴 사람이 정치에 관심이 없을 리가 없다, 그래서 여쭤보고 싶은데 최근에 트럼프가 당선되었고 위대한 미국을 만들겠다고 했는데 여기에 대해서 코멘트하실 게 있습니까?


리처드도킨스 : 도널드 트럼프는 허영이 가득차고, 헛소리나 지껄이고, 아마 글도 못 읽는 야만인일 겁니다. 아마 평생에 책 한 권도 안 읽어봤을 거라고 제가 장담할 수 있습니다. 미국을 위대하게 만든다? 미국은 도널드 트럼프 전에는 위대했어요. 그런데 아마 도널드 트럼프가 나갈 때쯤이면 훨씬 덜 위대할 겁니다. 민주주의에는 그 안에 늘 이런 자멸의 시기가 있습니다. 그런데 지금까지는 그것을 잘 피해서 살아왔는데 지금은 확실히 위기입니다. 민주주의에는 늘 전혀 완전히 철저히 자격을 갖추지 않은 대통령을 뽑을 수 있는 위험이 민주주의라는 절차에는 늘 있기는 합니다. 그런데 우리가 수술을 받을 때는 그 의사가 자격을 갖춘, 해부학도 좀 알고, 수술 아는 방법을 잘 아는 의사가 해 주기를 바라고, 우리가 비행기를 타면 그 비행기를 조정 하는 사람이 비행기에 대해서 잘 조종할 줄 아는 사람을 하기를 원합니다. 그러나 민주주의에서는 칼 한번 만져보지 않고 조종간 한번 만져보지 않은 의사나 조종사가 나올 확률이 늘 그 안에 상존합니다. 그런데 트럼프는 이것보다 더 나빠요. 무능을 넘어서서 허영과 악의로 가득 차 있습니다. 이건 정말 재앙이라서 미국과 세계가 도널드 트럼프를 살아남을 수 있을까 걱정을 합니다. 지구온난화도 부정하고 있고 여성을 혐오하고 있고, 인종차별주의자이고요. 유일한 희망은 탄핵밖에 없지 않을까 생각을 합니다. 사실 부통령은 어떤 면에서는 더 나쁩니다. 창조주의자거든요. 적어도 국가가 어떻게 운영을 해야 되는지, 정치라는 게 어떻게 되는지는 좀 아는 사람입니다. 탄핵만이 유일한 희망이 아닐까 합니다.


김어준 : 영국의 브렉시트 있잖아요. 그게 도대체 어떻게 된 일인지. 경제학자의 해석은 많이 들어봤어요, 그런데 진화학자의 관점에서 영국인들이 최근에 왜 이랬는지 설명을 해 주세요.


리처드도킨스 : 이 질문은 경제학자한테 하는 것이 맞는 것 같습니다. 바로 이 부분이 문제가 아니었나 하는데요. 데이비드 캐머런 같은 경우가 너무 허영심에 ‘나 이거 이길 수 있어.’ 라는 생각에 무리한 수를 둔 겁니다. 사실 EU를 떠난다는 결정은 굉장히 복잡한 여러 가지 것들을 고려해야만 하는 결정인데 이것을 일반 영국 사람들이 할 거다, 따라줄 거다 하는 터무니없는 생각을 한 겁니다. 그런데 이것이 EU는 떠나는 것 같은 문제는 경제적으로, 역사적으로, 정치적으로 굉장히 중요한 의미를 가집니다. 이것을 이해를 해야만 제대로 된 결정을 내릴 수 있는데도 이것을 할 수 있어, 사람들이 해 줄 거야라고 믿은 게 잘못이고요. 두 번째는 이것이 엄청난 헌법적인 영국의 변화를 갖고 옵니다. 그랬으면 이것이 국민투표가 3분의 2가 찬성하는 것으로 해야 하는데 단순한 다수결, 반 50% 이렇게 한 것도 역시 카메론이 이것을 우습게 본 본인의 허영에서 나 이길 수 있다고 생각한 결과라고 생각합니다.


김어준 : 알겠습니다. 알파고 같은 인공지능이 나왔습니다. 이게 <이기적인 유전자> 이론을 바꿀만한 사건인지, 그리고 인류가 진화해 가는 특징을 바꿀만한 등장인지, 이론이 바뀌냐? 더 나아가서 진화적 특징이 바뀌냐? 어떻게 보세요?


리처드도킨스 : 사실 인공지능이라는 문제는 오랫동안 저를 매혹시킨 주제 중의 하나였습니다. 1960년대 처음 이것에 대한 얘기가 나왔는데 그때부터 관심이 있었는데요, 사실 생각만큼 빠르게 진행되지는 않았습니다. 물론 체스나 바둑 같은 분야에서는 상당히 이루어졌지만 좀더 세상과 소통해야 하는 분야에서의 인공지능의 발달은, 글쎄요, 저는 이런 튜링테스트, 사람한테 테스트를 했을 때 내가 완전히 사람하고 있다, 기계랑 하는 게 아니구나, 할 만큼, 사람을 속일 수 있을 만큼의 테스트를 한 게 아니라고 생각합니다. 유명한 과학자 스티븐호킹 같은 분이나 일란마스크 같은 사람들, 존경받는 사람들이죠, 걱정을 합니다. AI가 지배하는 로봇이 지배하는 세상이 됐을 때 이런 인간기능들이, 인간사회가 전복되고 인간이 필요 없어져서 단지 더 많은 기계를 생산하는 것 외에는 아무 일도 하지 못하는 기계를 노예가 되지 않을까 생각을 하는데요, 저는 어쩌면 그렇게 로봇이 지배하는 세상이 꼭 지금보다 나쁠 것인가라는 생각을 합니다. 이렇게 가는 게 진화적으로 진보인지 아닌지는 모르겠지만 저희가 SF적인 상상은 해볼 수 있을 것 같습니다. 먼 훗날 미래에 실리콘을 기반으로 한 생명체가 과거의 역사를 되돌아보며 ‘아, 역사의 여명에 이런 시대가 있었지, 옛날에 탄소를 기반으로 하고 끈적거리고 꿀렁꿀렁하고 이런 생명체가 있었다가 어느 순간에 이런 굉장한 진화의 도약이 있었던 때가 있었어.’ 이렇게 상상을 하는, 어쩌면 그때가 지금 저희 21세기가 아닐지 하는 생각은 해봅니다.


김어준 : 그리고 이 방송을 듣고 나서 자서전을 살까말까 망설일 수 있잖아요? 그런 사람들에게 무슨 얘기를 해 주고 싶으세요?


리처드도킨스 : 제가 지금까지 14권의 책을 썼습니다. 이제 한 권만 빼고 진화와 과학에 관한 책이기는 한데요. 저는 이 모든 것을 쓰면서 진리라는 것을 귀중하게 여겼고, 독자의 입장에서 쓰려고 노력했다고 말씀드릴 수 있을 것 같습니다. 늘 독자의 입장에서는 쓰면서 내가 이 말을 쓰면 혹시 독자가 오해를 할 수 있는데 어떻게 글을 쓰면 그런 오해를 안 하게 할 수 있을까, 또 어떻게 하면 독자에게 영감을 줄 수 있을까, 고민을 하면서 썼습니다. 저는 이게 과학이기는 하지만 시적으로 쓰려고 노력을 했습니다. 저는 언젠가 과학이 위대한시가 될 수 있고 또 언젠가 과학자가 노벨문학상을 탈 수 있을 날이 올 수도 있을 거라고 믿습니다.


김어준 : 첫 번째 노벨문학상을 타는 과학자가 되시기를. 탈 것의 수명이 다하기 전에. 오늘 말씀 감사했습니다. 지금까지 세계적인 석학 그리고 장난꾸러기네요, 리처드도킨스 영국 옥스퍼드대 명예교수였습니다. 감사합니다.

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