반증가능성

앞의 흔적기관적인 구조와 기본적으로 동일합니다.

예측 2.3: 분자 수준의 흔적 특성들

흔적기관적인 특징은 분자수준에서도 발견될 수 있습니다. 인간은 아스코빅산(비타민 C)을 합성하는 능력이 없으며, 이 불행한 결과는 영향결핍이 일어나는 경우 괴혈병이 생기게 할 수 있습니다. 그러나 인간의 예상조상은 이 기능이 이었습니다. (영장류와 기니픽을 제외한 다른 대부분의 동물처럼) 그러므로 우리는 인간과 다른 영장류와 기니픽이 이 잃어 버린 기능에 대한 분자수준의 흔적 증거를 가지고 있을 것을 예측할 수 있습니다(nota bene, 이 예측은 니시키미와 다른 과학자들에 의해서 명시적으로 제시되었고, 아래에 설명한 연구를 하게 되는 원동력이 되었습니다.) (Nishikimi et al. 1992;Nishikimi et al. 1994).

확인:

최근에, 비타민 C 생합성에 필요한 유전자인 L-gulano-g-lactone oxidase 유전자가 인간과 기니픽에게서 발견되었습니다(Nishikimi et al. 1992;Nishikimi et al. 1994). 이것은 가유전자로 존재하며 유전자는 있지만 기능은 없었습니다(가유전자에 대한 것은 예측 4.4를 참조하시길 바랍니다). 사실 이글이 처음 쓰여진 이후로 비타민 C 유전자가 진화론에서 예측한 대로 다른 영장류에서도 발견되었습니다.우리는 이제 이 파괴된 유전자를 침팬지, 오랑우탄, 마칵 원숭이에게서 발견했습니다(Ohta and Nishikimi 1999). 그리고 예측대로, 기능이 없는 이 가유전자는 인간과 침팬지가 가장 비슷하고, 그 다음이 인간과 오랑우탄, 그리고 인긴과 마칵 원숭이가 가장 차이가 컷으며 이것은 진화론에서 예측한 대로 정확하게 맞는 것입니다. 게다가 이들에게 축적된 유전자의 돌연변이는, 가유전자와 같은 중성적인 DNA의 기본 돌연변이율에 대한 예측과 정확하게 일치했습니다(Ohta and Nishikimi 1999).

흔적기관적인 인간 유전자의 사례는, 다중 후각물질 수용체 유전자(Rouquier et al. 2000), RT6 단백질 유전자 (Haag et al. 1994), galatosyl transferase유전자(Galili and Swanson 1991)와 tyrosinase 관련 유전자(TYRL)(Oetting et al. 1993)을 포함한 여러 가지가 있습니다.

RT6 단백질은 다른 오유류에서는 T 림프구의 표면에 발현됩니다만, 우리는 발현되지 않습니다. galatosyl transferase 유전자는 다른 동물의 세포막에서 발견되는 탄수화물을 만드는 것과 관련되어있습니다. tyrosinase는 모든 동물의 멜라닌 색소에 관련된 주된 효소입니다. TYRL은 tyrosinase의 가 유전자입니다.

반증가능성:

만약 우리가 L-gulano-g-lactone oxidase 가유전자 혹은 다른 위에 언급한 흔적 유전자를 발견하지 못한다면 매우 혼란스러웠을 것입니다. 게다가 우리는 절대로 흔적 엽록체 유전자를 그 어떠한 후생동물 (예를들어 동물)에게서 발견하지 못할 것을 예측할 수 있습니다(Li 1997, pp. 284-286, 348-354).

예측 2.4: 개체발생과 유기체의 발생

• 사례 1: 포유류의 귀의 뼈 및 파충류의 턱
• 사례 2: 인두낭과 아가미궁
• 사례 3: 다리가 있는 뱀의 태아
• 사례 4: 태아에서 나타나는 인간의 꼬리
• 사례 5: 유대류의 알껍질과 카룬클

사례 2: 포유류의 인두낭과 아가미궁

유기체의 진화사를 나타내는 수 많은 다른 사례들이 있습니다. 발생초에 포유류 배아는 잠시 인두낭(pharyngeal pouches)이 나타나며, 이것은 형태학적으로 수중 척추동물의 아가미낭(gill pouches)과 구분할 수 없습니다(Gilbert 1997, pp. 380, 382). 이 진화론적인 오래된 유물은 포유류 조상이 한때 수중 아마기 호흡을 하는 척추동물 이라는 사실을 반영합니다. 이 인두낭은 물론 아가미로 발달하지 않으며, 아가미로부터 진화된 유스타키오관, 중이, 편도선, 부갑상선, 흉선으로 발생됩니다(Kardong 2002, pp. 52, 504, 581). 두 아가미 사이의 궁(arches)은 아가미궁(branchial arches)이라고 불리는 데 이것은 무악어에 존재하며, 이 아가미궁의 일부는 나중에 턱뼈로 진화하게 되며, 결국 이것은 앞의 예측 1.4 사례 2에서 말했듯이 내이의 뼈로 진화화게 되었습니다.

사례 3: 뱀 태아의 다리

뱀과 다리없는 도매뱀 (예를들어 slow worm)의 많은 종은 처음에는 뒷발돌기(limb buds)가 태아의 발생과정에 나타나지만 부화하기 이전에 다시 재흡수 됩니다(Raynaud 1990;Raynaud and Kan 1992; Raynaud and Van den Elzen 1976). 유사하게 현대의 성인 고래, 돌고래는 , 및 porpoises는 뒷다리가 없습니다. 그럼에도 불구하고 다양한 다리뼈, 신경, 혈관으로 뒷다리가 고래류의 태아에 잠시 나타나고 출생전에 퇴화됩니다(Amasaki et al. 1989; Sedmera et al. 1997). .

Figure 2.4.2. A histological cross-section of the human embryo's tail at Carnegie stage 14. Light microscopy was used to visualize the complex structures present in the human tail. At Carnegie stage 14 (about 32 days old), the human tail is composed of neural tube (n, doubled in a large fraction of embryos), notochord (c), developing vertebrae (somites, s), gut (g), and mesenchyme (m). These specialized structures extend for the length of the tail, and the cells of all these structures die and are digested by immune system macrophages within the next two weeks.

사례 4: 배아의 인간꼬리

인간은 분류학자들에 의해 유인원으로 분류되며 유인원은 꼬리가 없다는 파생 특징으로 정의됩니다. 그러나 인간 배아는 처음에는 발생중에 꼬리가 나타납니다. 4-5주에 정상적인 인간 배아는 10-12개의 발생중인 꼬리 척추뼈가 나타나며 이것은 항문 부분을 넘어 다리까지 확장되며 전체 배아 길이의 10%를 차지합니다(Fallon and Simandl 1978; Moore and Persaud 1998, pp. 91-100; Nievelstein et al. 1993). 배아의 꼬리는 여러 가지 발생중인 척추뼈뿐만 아니라, 2차 신경관(척수), 척색, 중간엽(mesenchyme)과 tail gut가 포함된 매우 복잡한 조직으로 이루어져 있습니다. 임신 8주면, 6번에서 12번 척추는 세포의 사멸로 인하여 사라지고 5,4 번째 꼬리 척추뼈는 계속 줄어듭니다. 마찬가지로, 관련된 꼬리 조직은 또한 세포사멸되고 줄어듭니다. 광학현미경과 전자 주사 현미경으로 배아의 인간의 꼬리에 대한 몇몇 세부적인 분석은 죽거나 퇴화하는 태아꼬리의 세포가 대식세포에 의해서 섭취되어 소화된다는 것을 보여주었습니다. (대식세포는 면역게의, 커다란 백혈구 세포로 일반적으로 박테리아 같은 침입성 병원성 균을 섭취하거나 소화합니다.)(Fallon and Simandl 1978; Nievelstein et al. 1993; Sapunar et al. 2001; Saraga-Babic et al. 1994; Saraga-Babic et al. 2002) 사람 성인에게서 꼬리는 최종적으로는, 단지 4개의 융합된 척추 이루어진 작은뼈인 미골로 줄어들며, 이것은 뒤로 돌출되지 못합니다 (Fallon and Simandl 1978; Sapunar et al. 2001) (그림 2.4.1). 인간 배아의 꼬리가 줄어드는 것은 '다차원적인 인간 배아 Multi-dimensional Human Embryo)' 사이트에서 환상적인 이미지로 볼 수 있으며, 이곳에서는 살아있는 배아의 3차원 MRI 스캔 사진이 저장되어 있습니다.

사례 5: 유대류의 알껍질과 caruncles

파충류와 조류는 알을 낳으며, 태어나는 새끼는  "난치(卵齒, egg-tooth ,역주 : 조류파충류의 새끼가 알을 깨고 나올 때에 쓰는 부리의끝)"를 사용해서 가죽처럼 질긴 케라틴으로 된 알껍질(도마뱀과 뱀에게서 발견됨)을 깨고 나오거나, 딱딱한 칼슘질의 알껍질(거북이와 새에게서 발견됨)을 깨기 위해서 caruncle라고 불리는 특수한 구조를 사용합니다. 포유류가 파충류를 닮은 조상에서 진화했으며, 유태반류 포유류는 (인간과 개와 같은) 난치와  caruncle을 잃어 버렸습니다. 그러나 오리너구리나 바늘두더지와 같은 원시적인 포유류인 단공류는 그들의 알이 매우 얇은 가죽같은 형태임에도 불구하고 난치와 caruncle을 모두 가지고 있습니다 (Tyndale-Biscoe and Renfree 1987, p. 409).  더 놀랍게도 유대류가 발달하는 동안, 알껍질이 잠시동안 형성되고 그들이 태어나기 전에 재흡수됩니다. 그럴 필요가 없음에도 불구하고, 몇몇 유대류의 신생아 (baby Brushtail possums, 코알라, 및 캥거루쥐와 같은)들은 그들의 파충류적이며 난생(卵生)이었던 조상을 드러내는 흔적 caruncle을 아직도 가지고 있습니다(Tyndale-Biscoe and Renfree 1987, p. 409).

사례 6: 병아리의 이빨

생명체의 일치된 계통발생수로부터 우리는 비록 핸대에 생존하는 새에게는 이빨이 없지만 이빨을 가진 파충류 조상으로부터 진화했다는 것을 알 수 있습니다. 그러므로 우리는 새의 조상이 어느 시점에서는 이빨을 가지고 있었으며, 우리는 혹시 아직은 새가 이빨을 발생시키는 유전적, 혹은 발생학적 프로그램을 유지하고 있을 가능성을 예측해 볼 수 있습니다. 화석기록은 한 때 새의 조상이 이빨이 있었음을 확인시켜 줍니다. 시조새를 포함하여 이빨을 가진 많은 조류의 화석에 의해 보여졌듯이, 게다가 이 예측 가능성은 이것은 현대의 조류, 병아링게서 실험적으로 확인되었습니다(Kollar and Fisher 1980).

반증가능성:

우리의 표준계통발생수에 근거하여 우리는 포유류 배아 발생과정에서 아마미낭과 알깝질을 발견할 것을 기대할 수 있습니다. 그러나 우리는 어류, 양서류 혹은 파충류 배아에서 그 어떠한 시점에서도 젖꼭지, 머리카락, 혹은 중이의 모루뼈를 발견할 수 없을 것입니다. 마찬가지로 우리는 일부 조류 배아의 입에서 이빨을 발견할 것을 기대할 수 있습니다. 그러나 우리는 유태반류 (인간, 소, 개, 혹은 토끼처럼 태반이 있는 동물)에게서 절대로 조류 닮은 부리를 기대할 수 없을 것입니다. 우리는 인간 배아에서 꼬리를 찾을 것을 기대할 수 있지만(그림 2.3.1), 쥐가오리, 뱀장어, 경골어류, 혹은 상어에게서 다리 돌기 혹은 발생중인 다리를 찾을 것을 기대하지 않습니다. 이러것들이 발견되면 대진화론 이론에 직접적인 모순이 생기게 됩니다(Gilbert 1997, esp. Ch. 23).

예측 2.5: 현재 생물 지리학

종의 다양성이 시간축으로 일어나기도 하지만 공간축으로 일어나기 때문에, 공통조상은 특정한 지리학적 공간위에서 시작합니다. 그러므로 공간적 그리고 지리학적으로 종의 분포는 예상 계통적인 친척관계와 일관성이 나타납니다. 표준계통발생수는 새로운 종은 그 종이 유리한 좀더 오래된 종에서 가까운 곳에서 나타난다고 예측합니다. 아주 가까운 관계에 있는 동시대의 종은 그들의 서식처나 특정한 적응성과는 관련없이 지리적으로 가까워야 합니다. 만약 그렇지 않다면 아마 뛰어난 기동성(바다동물, 새, 인간이 매개로 한 분포), 대륙의 이동, 혹은 갈라진 후 상당한 시간이 흘렀다는 것등의 설명이 필요할 것입니다. 이러한 의미에서 현재의 종의 생물지리학적 분포는 그들의 유래에 대한 역사를 반영해야 합니다.

합리적이지만 비진화론적인 예측으로는 그 종들은 그들이 살 수 있는 모든 서식처에 존재해야 할 것입니다. 그러나, 대진화론적인 예측은 이와 반대로, 종이 발견되지 않았다고 해도 그 종이 살 수 있는 서식처는 많으며, 종이 발견되지 않는 것은 지리학적 장벽 때문이라고 생각합니다(Futuyma 1998, pp. 201-203).

확인:

예외가 있기는 하지만, 대부분의 유대류는 오직 호주에만 있습니다. 예외는 (일부 남미종과 오퍼섬)은 대륙이동(남미와 호주 남극은 예전에 곤드와나랜드라는 하나의 커다란 대륙이었습니다.)으로 설명이 됩니다. 반대로, 유태반류 포유류는 호주에는 그들이 거기서 번성할 수 있을 것 같아도 거의 없습니다. 인간이 호주에서 발견되는 몇 유태반류를 들어오자 그들은 급속도로 퍼지기 시작했습니다.

비슷하게, 남미의 남쪽 끝부분과 아프리카 및 호주에는 폐어와, 타조 비슷한 새(주조류, 走鳥類)와 leptodactylid frogs가 있지만 이들은 다른 곳에서는 어디서도 찾아볼 수 없습니다. 앨리게이터, 자이언트 도룡뇽과 가까운 몇몇 종, 그리고 목련(magnolias)은 오직 북아메리카의 동부와 동아시아에서만 나타납니다.(이들 지역은 한때는 로라시아 대륙안에 있었으며, 서로 거리적으로 매우 가까웠습니다.)

게다가, 미국, 사하라, 호주의 사막은 매우 비슷한 서식처를 가지고 있으며 서로 서로 식물이 잘 자랄 수 있습니다. 그러나, 토착성 가시있는 선인장은 오직 미국에서만 자라며, 사라하와 호주의 식생은 아주 관계가 먼 것들입니다(보통은 대극과 식물들입니다.). 호주에서 발견되는 가시 있는 선인장은 사람이 들여온 것이며, 이들을 새로운 지리적인 장소에서 아주 잘 성장합니다.

남미의 서부와 동부 해안은 서식지가 아주 비슷합니다만, 해양 동물상은 매우 다릅니다. 게다가,

반증가능성:

종의 분포에 대한 제한된 지식으로부터, 우리는 태평양의 섬에서 그들이 잘 살 수 있음에도 불구하고 절대로 코끼리를 발견할 수 없을 것이라고 예측할 수 있습니다. 이와 유사하게, 우리는 멀리 떨어진 섬에서부터 양서류를 발견할 수 없으며, 호주에서 자생적인 가시달린 선인장을 발견할 수 없을 것이라고 예측할 수 있습니다. 서식처만 그들에게 맞다면, 가까운 친척관계에 있는 종은 세상에 골고루 분포할 수 있습니다. 하지만, 만약 이렇게 골고루 분포하고 살았다면, 이것은 대진화론에 대한 강한 타격이 되었을 것입니다(Brown and Lomolino 1998).

과거 생물 지리학

• 사례 1: 유대류
• 사례 2: 말
• 사례 3: 유인원과 인간

화석이 발견된 것으로부터 만들어진 과거 생물 지리학은 표준계통발생수를 재확인시켜야만 합니다.

사례 1: 유대류

하나의 사례로서, 우리는 남아메리카 유대류와 호주의 유대류의 가상적인 공통 조상이 이들 2개 대륙이 분리되기 이전에 발견될 것이라고 결론내렸습니다.

확인:

결과적으로 우리는 가장 최초의 유대류(예를들어 알파돈) 남아메키라, 호주, 남극이 서로 연결되어 있었던 백악기 후기에서 발견했습니다. 게다가, 실제로 현대 유대류의 가장 최초의 조상이 북미에서 발견되었습니다. 고생물학적으로 생각해보면, 유대류가 이들 대륙에 퍼져야만 하고 그들이 오늘 살고 있는 호주에 도착하기 위해서는 멸종된 유대류 화석 유기체가 남아메리카와 남극에서 발견되여야 할 것입니다. 흥미롭게도,우리는 남아메리카와 남극에서 유대류 화석을 발견했습니다. 지금은 남극에 유대류가 전혀 없기 때문에 이것은 대진화론에 대한 놀라운 확인증거들입니다 (Woodburne and Case 1996).

반증가능성:

우리는 유인원이나 코끼리 같은 최근에 진화한 동물의 화석이 남아메리카, 남극, 혹은 호중서 절대로 발견되지 않을 것을 확신을 가지고 예측할 수 있습니다. (물론 보트를 가지고 이주시킨 것을 예외입니다.)

사례 2: 말

두 번째 사례는 가장 완벽한 화석 기록이 생물지리학적으로 자연스럽게 연결되어야만 합니다. 중간 종들은 그들의 화석 조상과 가까운 곳에서 발견되어야만 합니다.

확인:

말과 (Equidae, 예를들어 말) 화석기록은 매우 완벽하며 (비록 매우 복잡하지만) 그리고 매우 훌륭한 지리학적 합리성을 보입니다. 중간화석산의 지속적인 큰 차이를 보이지 않고,

반증가능성:

파나마 지협(Isthmus Panama)이 융기되어 두 대륙이 연결되기 이전 (1,200만년 이전)인 팔로오세, 시신세, 점신세, 중신세 혹은 그전 어느시절이라도 만약 남아메리카에서 명백한 에오히푸스 혹은 메리키푸스 혹은 이들중 어떠한 중간종을 발견한다면 이것은 대진화론에 심각한 타격이 될 것입니다. 게다가 우리는 절대로 호주와 남극에서는 어떠한 지질학적 시기에도  말 조상 화석을 발견하지 못할 것입니다(MacFadden 1992; Brown and Lomolino 1998).

사례 3: 유인원과 인간

세 번째 사례로, 유인원을 생각해 보겠습니다. 인간은 아프리카에 indegenous한 great 유인원과 가깝게 related 되어 있습니다(분지론적 형태학적 분석과 DNA 서열 분석으로 확인된 바에 의하면). 왜 리키, 레이몬드 다트, 로버트 브룸이 초기 호미니드 화석을 찾기 위해서 아프리카로 갔겠습니까? 왜 호주, 북미, 남미, 시베리아, 혹은 메소포타미아에서 발굴하지 않겠습니까? 챨스 다윈은 이 질문에 어떠한 초기 호미니스 화석도 발견되기 전인 130년 전에 다음과 같이 답변을 하였습니다.