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Tree of Life #
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Biology

배경 #

1858년 영국의 박물학자인 다윈(Charles Robert Darwin, 1809 ~ 1882)에 의해 "종의 기원(The Origin of Species)"이 출판된 이후 생물종의 기재와 분류에서 나아가 생물종의 기원과 진화적 역사, 생물종 간의 계통학적 유연관계를 밝히고자 하는 노력이 끊임없이 진행되었다. 현재까지 175만종의 생물종들이 발견되어 기재되었고 1~3천만종 이상이 실제 지구상에 존재하는 것으로 추정되고 있으며, 화석학, 고생물학, 비교형태학, 비교발생학 등의 학문 분야의 발전으로 진화에 관한 정보가 축적되면서 생물종 간의 유연관계도 축적되어 왔다. 20세기 말에 이르러서는 분자생물학의 발전은 짧은 유전자의 일부 염기서열을 읽는 수준에서 한 생물의 유전체 전체의 염기서열을 결정할 수 있는 수준으로 발전하였다. 분자생물학적 기술이 나날이 발전하고, 컴퓨터 시스템의 발달로 자료의 분석 방법이 다양해지고 빨라지면서 분자계통학은 유연관계가 매우 가까운 분류군부터 유연관계가 매우 먼, 예를 들어 동물, 식물, 균류 등의 상위 분류군간의 관계까지도 추론 가능하게 되었다. 전 세계에 흩어져 있는 분자계통학자들은 개별적으로 자신의 연구 분류군에 대한 계통학적 연구를 수행하면서, 지구상에 존재하는 모든 생물종의 진화 역사를 추론하고 계통학적 유연관계를 설명하는 거대 계통수 작성에 대한 필요성과 중요성을 인식하게 되었다. 이것이 Tree of Life project가 탄생하게 된 이유이다. Tree of Life는 현존하는 생물체와 과거 지구상에 살았던 흔적을 남긴 모든 생물체의 기원과 계통유연관계를 나타내는 거대한 계통수(Super tree)로 이것을 완성하는 일은 방대하고도 어려운 작업이지만, 현대 계통분류학자들은 필수적으로 수행해야하는 가장 중요한 임무로 인식하고, Tree of Life project를 진행시키기 위해 많은 노력을 기울이게 되었다.

역사 #

2002년부터 미국과학재단(NSF)에서 지구상에 존재하는 모든 생명체의 진화적 기원을 재구성한다는 목적을 가지고 Assembling Tree of Life (AToL) 사업을 추진하고 있다. AToL은 미국 과학재단에서 지원하지만 전 세계의 분류학자들과 계통진화학자들이 참여하여 박테리아, 균류, 동.식물에 이르기까지 전 분류군을 대상으로 연구를 수행하고 있다. 동물 분야의 AToL 사업을 살펴보면 해면동물(Porifera), 자포동물(Cnidaria), 이매패류(Bivalvia), 선형동물(Nematoda), 선구동물군(Protostome), 거미류(Spider), 딱정벌레류(Beetles), 경골어류(Euteleost) 등 종 다양성이 높은 분류군에서 우선적으로 Tree of Life 사업이 완료 또는 진행 중인데, 대부분 각 분류군마다 수백에서 수 천 종을 대상으로 형태 형질과 20개 이상의 유전자 또는 EST를 이용한 genome scale의 결과물을 축적하고 있다. AToL보다 몇 해 더 앞선 1994년, Tree of Life Web project (ToL Web project)라 불리는 인터넷 사이트가 오픈되었는데, 이는 전 세계 35개국의 생물학자 540여 명과 아마추어 생물애호가 200여 명이 사진, 동영상, 소리, 학술자료 등의 다양한 정보를 수집하여 데이터베이스화하고 그 결과를 바탕으로 생물에 대한 계통수를 작성하여 웹상에 제공한 것이다. AToL의 연구 결과가 다량 축적되면서, ToL Web project도 전 지구적 생물의 진화학적 계통유연관계에 관하여 branch page를 지속적으로 추가하여 다양한 정보를 제시하고 있다. 2007년에는 하버드대와 런던자연사박물관, 스미스소니언 자연사박물관 및 각종 박물관과 연구소들이 지구상에 존재하는 모든 생물을 대상으로 하여 진화생물학적 정보를 무료로 제공하는 인터넷 사이트 Encyclopedia of Life project (EOL progect; www.eol.org)를 10년 안에 구축하는 사업에 착수했다. EOL project는 생물종의 진화 과정과 계통에 대한 교육 및 홍보를 위한 프로젝트인 반면에 ToL project는 AToL이라는 학술 연구 프로젝트를 기반으로 한 계통수 작성에 중점을 둔 학문적 성격이 강하다. 이 두 개의 글로벌 프로젝트는 현재 서로의 정보를 공유하여 꾸준히 시스템을 발전시키고 있으며, 프로젝트가 장기간 지속적으로 진행되면서 축적되는 정보량이 기하급수적으로 증가하여거대하고 통합적인 생물 진화 및 계통 관련 정보 사이트로 발전하고 있다.

참고문헌 #

  • 한반도 주요 생물군 계통수 작성(5차년도) - 한국 자생 원생동물과 게하목의 계통수 작성 및 DNA 바코드 연구 - 최종보고서, 국립생물자원관 간행물등록번호 11-1480592-000412-01, 2012년 12월

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