윌리엄 베이트슨
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1. 개요
윌리엄 베이트슨은 영국의 생물학자로, 유전학의 발전에 기여했다. 그는 1861년 요크셔에서 태어나 케임브리지 대학교에서 자연 과학을 전공했으며, 발생학 연구를 위해 미국으로 건너가 반삭동물의 발달을 연구했다. 1894년에는 변이의 불연속성을 주장하며 찰스 다윈의 자연 선택설에 반대하는 저서를 출판했다. 베이트슨은 멘델의 유전 법칙을 옹호하고, 유전학 용어를 정립하는 데 기여했으며, 유전자 연관과 상위성을 발견했다. 그는 또한 유전학회 설립을 주도하고, 케임브리지 대학교 유전학 교수를 역임했다.
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| 윌리엄 베이트슨 - [인물]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 출생일 | 1861년 8월 8일 |
| 출생지 | 노스・요크셔 위트비 |
| 사망일 | 1926년 2월 8일 |
| 사망지 | 런던 머턴구 |
| 자녀 | 그레고리 베이트슨과 두 명의 형 |
| 학력 | |
| 모교 | 케임브리지 대학교 세인트 존스 칼리지 |
| 경력 | |
| 분야 | 유전학 |
| 알려진 업적 | 유전과 생물학적 유전 연구 |
| 수상 | 왕립 메달 (1920년) |
2. 생애와 교육
윌리엄 베이트슨은 1861년 잉글랜드 요크셔 해안의 위트비에서 태어났다. 그의 아버지는 케임브리지 대학교 세인트 존스 칼리지의 학장이었던 윌리엄 헨리 베이트슨이었고, 어머니는 안나 에이킨으로 뉴넘 칼리지의 첫 번째 관리 위원회 회원이었다.[3]
그는 럭비 학교를 거쳐 1878년 케임브리지 대학교 세인트 존스 칼리지에 입학하여 1883년 자연과학 분야에서 수석으로 졸업했다.[3] 초기에는 발생학을 전공하여 미국으로 건너가 1883년부터 1884년까지 버지니아주 햄프턴에 있는 체서피크 동물 연구소에서 윌리엄 키스 브룩스 밑에서 연구했다.[4] 이곳에서 반삭동물 ''Balanoglossus''의 발생 과정을 연구하며 척추동물의 기원에 관심을 가졌다.[4]
이후 형태학 연구에서 진화의 방법, 특히 변이와 유전 연구로 관심을 옮겼다. 영국으로 돌아와 모교인 세인트 존스 칼리지의 특별 연구원이 되었으며, 중앙아시아 등지를 여행하며 환경이 생물의 형질에 미치는 영향과 유전적 변이를 조사했다.[5] 이러한 연구는 이후 그의 주요 업적인 변이 연구와 멘델의 법칙 옹호로 이어지는 기초가 되었다.
2. 1. 초기 생애
윌리엄 베이트슨은 1861년 잉글랜드 요크셔 해안의 위트비에서 태어났다. 아버지는 케임브리지 대학교 세인트 존스 칼리지의 학장이었던 윌리엄 헨리 베이트슨이며, 어머니 안나 에이킨은 뉴넘 칼리지의 첫 번째 관리 위원회 회원이었다.[3]
그는 럭비 학교를 거쳐 1878년 케임브리지 대학교 세인트 존스 칼리지에 입학하여 1883년 자연과학 분야에서 수석으로 졸업했다.[3] 대학 졸업 후 발생학을 연구하기 위해 미국으로 건너가, 1883년부터 1884년까지 버지니아주 햄프턴에 있는 체서피크 동물 연구소에서 윌리엄 키스 브룩스 밑에서 연구 활동을 했다. 이곳에서 그는 벌레와 유사한 반삭동물인 ''Balanoglossus''의 발달 과정을 연구하며 척추동물의 기원에 대한 관심을 키웠다.[4]
이후 형태학 연구에서 진화와 그 방법, 특히 변이와 유전 연구로 관심을 옮겼다. 영국으로 돌아와 모교인 세인트 존스 칼리지의 특별 연구원이 되었으며, 중앙아시아의 스텝 지역을 여행하며 환경이 생물의 형질에 미치는 영향과 유전적 변이를 조사했다.[5]
2. 2. 교육 과정
럭비 학교를 거쳐 1878년 케임브리지 대학교의 세인트 존스 칼리지에 입학했다. 대학 재학 중에는 중앙아시아의 스텝 지역을 여행하며 환경이 생물의 형질에 미치는 영향을 조사하기도 했다. 1883년 자연 과학 분야에서 수석으로 졸업했다.[3]발생학을 전공으로 선택한 후 미국으로 건너가 반삭동물인 ''Balanoglossus''의 발달 과정을 연구했으며, 이는 척추동물의 기원에 대한 관심으로 이어졌다. 1883년부터 1884년까지 버지니아주 햄프턴에 위치한 체서피크 동물 연구소에서 윌리엄 키스 브룩스의 연구실 소속으로 연구 활동을 수행했다.[4] 이후 연구 방향을 형태학에서 진화와 그 방법론으로 전환하고 영국으로 돌아와 모교인 세인트 존스 칼리지의 특별 연구원이 되었다. 그는 변이와 유전을 연구하기 위해 서부 중앙 아시아 지역을 여행했다.[5]
2. 3. 중앙아시아 탐사와 변이 연구
케임브리지 대학교 재학 중 중앙아시아의 스텝 지역을 여행하며 환경이 생물의 형질에 미치는 영향을 조사했다.[38] 이러한 초기 경험은 이후 그의 변이 연구에 중요한 기초가 되었다.1900년 이전부터 베이트슨은 생물체의 구조적 변이를 체계적으로 연구하며 생물학적 진화 메커니즘의 단서를 찾고자 했다.[19] 그는 찰스 다윈의 포괄적인 사례 수집 방식과 프랜시스 골턴의 정량적 방법론에 영향을 받았다. 초기 연구에서 그는 귀벌레의 집게발 길이와 같은 일부 생물학적 특성이 정규 분포를 따르지 않고 불연속적으로 분포, 즉 이형성(dimorphism)을 보인다는 점을 밝혔다.[20] 그는 한 개체군 내에서 두 가지 뚜렷한 형태가 지속되는 현상이 당시의 유전 메커니즘 개념으로는 설명하기 어렵다고 보았으며, 이러한 이형성이 종 분화의 시작일 수 있다는 가능성을 제기했다.
1894년에 출간된 그의 저서 ''Materials for the study of variation|변이 연구를 위한 자료eng''[21]는 중앙아시아 탐사 결과를 바탕으로[38] 생물학적 변이에 대한 그의 생각을 더욱 발전시킨 결과물이다. 이 책에서 그는 변이가 어떤 특성에서는 연속적으로 나타나고("수적" 변이) 다른 특성에서는 불연속적으로 나타난다("실질적" 변이)고 주장했다. 특히 그는 다윈의 자연 선택설이 주장하는 점진적 진화에 반대 입장을 취하며,[38] 양적 특성은 교배 시 평균으로 회귀하려는 경향 때문에 선택에 의해 쉽게 고정되기 어렵지만, 불연속적으로 변하는 특성은 진화의 중요한 동력이 될 수 있다고 생각했다.
또한 ''자료''에서 베이트슨은 특정 신체 부위가 예상과 다른 부위로 대체되는 동형이형(homeosis) 돌연변이를 처음으로 기술하고 명명했다.[38] 그는 벌의 촉각이 다리로 변형된 경우, 바다가재의 눈이 촉각으로 변형된 경우,[38] 그리고 인간에게서 나타나는 다지증, 여분의 갈비뼈, 남성의 여분 젖꼭지 등을 호미오시스의 예로 들었다.[21] 이러한 돌연변이는 동물의 초기 배아 발생 단계에서 신체 구조 형성을 조절하는 홈박스(Hox) 유전자와 관련이 있으며, 이 유전자에 대한 연구는 1995년 노벨 생리학·의학상 수상으로 이어졌다.[22] 베이트슨이 주목한 호미오시스 현상은 1970년대 홈 박스 개념으로 이어져 분자 유전학 분야에서 중요하게 다뤄지고 있다.[38] 같은 해(1894년) 베이트슨은 왕립 학회 회원으로 선출되었다.[38]
''자료''에서 베이트슨은 그레고어 멘델의 연구를 알지 못한 채 생물학적 유전 메커니즘을 밝히기 위한 방법론을 제시했다. 그는 "우리가 진실에 도달할 수 있다고 희망할 수 있는 유일한 방법은 체계적인 교배 실험을 조직하는 것"이라며, 이러한 연구가 다른 어떤 생물학적 탐구보다 더 많은 인내와 자원을 필요로 할 것이라고 예측했다.[21] 이는 멘델이 이미 수행했던 대규모 교배 실험의 중요성을 정확히 예견한 것이었다.[23][24][25]
그는 또한 ''자료''에서 이른바 베이트슨의 규칙을 제시했다. 이는 곤충의 다리 소켓에 여분의 다리가 생길 경우, 그 여분의 다리가 인접한 정상 다리와 거울상 대칭을 이룬다는 관찰 결과이다. 이는 사지 형성 과정에서 위치 신호 전달의 오류로 인해 여분 사지의 극성이 반전되기 때문에 나타나는 현상으로 추정된다.[26]
1897년, 베이트슨은 변이 연구에 대한 몇 가지 중요한 개념적, 방법론적 진전을 보고했다.[27] 그는 "불연속적인 성질의 변이가 새로운 종의 구성에서 중요한 역할을 할 수 있다"고 다시 한번 강조하며, 자신의 '불연속 변이' 개념을 오해한 비평가들을 향해 용어를 명확히 정의하고자 했다. 그는 "개체군의 모든 개체가 자유롭게 교배할 때 단순한 하나의 평균 형태로 회귀하는 것이 아니라, 중간 형태보다 변종이 우세하게 나타나는 경우 변이는 불연속적"이라고 설명하며, 이러한 변종은 교배에 의해 희석되지 않고 지속된다고 주장했다. 이 주장을 뒷받침하기 위해 그는 에디스 레베카 손더스(Edith Saunders)가 케임브리지 식물원에서 수행한 알프스 브라시카의 일종인 ''비스쿠텔라 라에비가타''(Biscutella laevigatalat) 교배 실험 결과를 인용했다. 이 식물은 야생에서 털이 있는 형태와 매끄러운 형태가 함께 발견되는데, 실험적으로 이 두 형태를 교배한 결과 잡종 자손 역시 뚜렷하게 두 가지 형태로 나뉘었다. 베이트슨은 이를 통해 "유전 과정에서 매끄러움과 털이라는 두 특성이 완전히 혼합되지 않고, 자손이 하나의 평균 형태로 회귀하는 대신 두 개의 뚜렷한 형태로 나뉜다는 사실"이 불연속 변이의 본질임을 강조했다.
이 시기 휴고 드 브리스(Hugo de Vries)와 카를 코렌스(Carl Erich Correns) 역시 유사한 식물 교배 실험을 진행하고 있었지만, 베이트슨과 달리 그들은 1860년대 그레고어 멘델의 연구를 알고 있었다. 1899년 7월, 베이트슨은 왕립 원예 학회에서 강연을 했는데, 이 자리에 참석했던 드 브리스는 베이트슨이 불연속 변이에 대한 자신의 연구와 실험적 교배의 중요성을 설명하는 것을 들었다.[28] 베이트슨은 동료들에게 대규모의 체계적인 교배 실험을 촉구했는데, 이는 그가 몰랐지만 멘델이 이미 수행했으며 불과 6개월 뒤 드 브리스와 코렌스에 의해 "재발견"될 운명이었다.[25]
3. 멘델 유전학의 재발견과 전파
베이트슨은 1900년 휴고 드 브리스와 멘델의 논문을 접하고 멘델의 법칙의 중요성을 인식, 1902년 멘델 논문을 영어로 번역하며 영어권에 멘델 유전학을 알리는 데 기여했다.[38] 그는 멘델 법칙의 강력한 옹호자로서, 점진주의를 주장한 웰던, 칼 피어슨 등 생물통계학 학파와 대립하며 도약론적 진화관을 내세웠다.[29] '유전학(genetics영어)'[30][31][32], '대립 유전자(allele영어)', '접합자(zygote영어)' 등 주요 유전학 용어를 만들었으며,[33][39] 레지날드 퍼넷, 에디스 손더스와 함께 유전자 연관을 발견하고[33] '상위성(epistasis영어)' 개념을 도입했다. 1910년 퍼넷과 ''Journal of Genetics''를 창간했으나, 월터 S. 서튼의 염색체설에는 오랫동안 회의적이었다.
3. 1. 멘델 법칙의 재발견
1900년 네덜란드의 휴고 드 브리스의 논문과 멘델의 논문을 접한 베이트슨은 멘델의 법칙의 중요성을 깊이 인식하게 되었다. 그는 1902년에 멘델의 논문을 영어로 번역하여 출판했으며, 이후 멘델 법칙의 가장 열렬한 옹호자 중 한 명이 되었다.[38] 이러한 활동 덕분에 영어권에서는 드 브리스를 비롯한 다른 재발견자들보다 베이트슨이 멘델 법칙의 '재발견자'로서 더 널리 알려지게 되었다.베이트슨은 유전학 분야의 기초 개념을 설명하기 위해 여러 중요한 용어를 만들었다. 특히 "유전학"(geneticseng)[39]이라는 용어는 그가 1905년 4월 18일 아담 세지윅에게 보낸 개인 편지에서 처음 제안한 것으로, 그리스어 γεννώ|gennōgrc("낳다")에 뿌리를 두고 있다.[30] 그는 1906년 런던에서 열린 제3차 국제 식물 잡종화 회의에서 이 용어를 처음으로 공개적으로 사용했다.[31][32] 이는 빌헬름 요한센이 유전 정보를 전달하는 단위를 지칭하기 위해 "유전자"(geneeng)라는 단어를 사용하기 3년 전의 일이었다. 또한 베이트슨은 에디스 손더스와 함께 "대립형질"(allelomorphseng)이라는 단어를 만들었는데, 이는 나중에 "대립 유전자"(alleleeng)로 축약되었다.[33] 그 외에도 "접합자"(zygoteeng), "이형 접합자"(heterozygoteeng), "동형 접합자"(homozygoteeng) 등의 용어를 만들어 오늘날 유전학 연구의 기초를 다졌다.
베이트슨은 멘델 유전학을 옹호하는 과정에서 기존의 진화 이론가들과 대립하기도 했다. 그는 자신의 스승이었던 월터 라파엘 웰던과 칼 피어슨이 이끄는 생물통계학 학파에 맞섰다. 이들의 논쟁은 생물의 진화가 점진적으로 일어난다는 점진주의(다윈, 웰던, 피어슨)와 불연속적인 변이를 통해 도약적으로 일어난다는 도약론(베이트슨) 사이의 대립으로 요약될 수 있다.[29] (이후 로널드 피셔와 J.B.S. 홀데인 등은 개별적인 돌연변이가 점진적인 진화와 양립할 수 있음을 보여주며 현대 진화론 종합을 이끌었다.)
연구 활동 측면에서도 베이트슨은 중요한 기여를 했다. 그는 레지날드 퍼넷, 에디스 손더스와 함께 유전자 연관 현상을 공동으로 발견했으며, 1910년에는 퍼넷과 함께 학술지 ''유전학 저널''(The Journal of Geneticseng)을 창간했다. 또한, 두 개의 독립적인 유전자 좌위가 표현형 발현에 서로 영향을 미치는 현상을 설명하기 위해 "상위성"(epistasiseng)이라는 용어를 만들었다.
그러나 베이트슨은 월터 S. 서튼 등이 제안한 염색체설, 즉 유전자가 염색체 위에 존재한다는 이론에 대해서는 오랫동안 회의적인 입장을 보였다. 그는 멘델의 법칙을 강력히 지지하면서도 유전 현상을 염색체와 직접 연결하는 것에는 주저했으며, 1922년 토머스 헌트 모건의 초파리 연구실을 방문하고 나서야 염색체설을 받아들였다.
3. 2. 멘델주의의 옹호
1900년 네덜란드의 휴고 드 브리스와 멘델의 논문을 접한 베이트슨은 멘델의 법칙의 중요성을 깊이 인식하게 되었다. 이를 계기로 1902년에는 멘델의 논문을 직접 영어로 번역하여 출판하였고, 이후 멘델 유전학의 확고한 지지자이자 전파자로서 활동했다.[38] 이러한 그의 노력 덕분에, 영어권에서는 드 브리스를 포함한 다른 재발견자들보다 베이트슨이 멘델 법칙의 '재발견자'로서 더 널리 알려지게 되었다.1900년부터 1910년까지 베이트슨은 케임브리지에서 비공식적인 형태의 유전학 연구 그룹을 이끌었다. 이 그룹에는 그의 아내 비트리스 베이트슨과 처제인 플로렌스 마가렛 더럼, 머리엘 윌데일 온슬로우 등 뉴넘 칼리지 소속의 여성 연구자들이 다수 참여했다.[6][7] 당시 멘델주의는 아직 학계에서 정식 연구 분야로 인정받지 못하는 상황이었으나, 이들은 다양한 동식물 교배 실험을 통해 멘델의 유전 법칙을 뒷받침하고 확장하는 데 중요한 기여를 했다.[8] 특히 힐다 블랑쉬 킬비는 베이트슨을 도와 완두콩 교배 실험을 재현했으며, 토끼와 뱅탐닭을 이용한 독자적인 교배 실험도 수행했다.[8]
베이트슨은 멘델주의를 적극적으로 옹호하는 과정에서 자신의 스승이었던 월터 라파엘 웰던 및 칼 피어슨과 학문적 대립각을 세우며 명성을 얻었다. 웰던과 피어슨은 생물통계학 학파를 이끌며 멘델주의에 반대하는 입장이었다.[29] 이 논쟁은 생물의 진화가 점진적으로 일어난다는 점진주의(다윈의 입장)와 불연속적인 변이를 통해 이루어진다는 도약론(베이트슨의 입장) 사이의 대립으로 전개되었다.[29] (훗날 로널드 피셔와 J. B. S. 홀데인 등은 개별 돌연변이가 점진적 진화와 양립 가능함을 보이며 현대 진화론 종합을 이끌어냈다.)
그는 유전 현상과 변이를 연구하는 학문 분야를 지칭하기 위해 '유전학(Genetics영어)'이라는 용어를 처음으로 제안했다. 이는 1905년 4월 18일 동물학자 아담 세지윅에게 보낸 개인 서신에서 처음 사용되었으며,[30] 1906년 런던에서 열린 제3차 국제 식물 잡종화 회의에서 공개적으로 발표되었다.[31][32] 이는 빌헬름 요한센이 '유전자(gene)'라는 용어를 사용하기 3년 전의 일이다. 베이트슨은 또한 에디스 손더스와 함께 '대립형질(allelomorphs)'이라는 단어를 만들었고, 이는 나중에 '대립 유전자(allele)'로 축약되었다.[33] 이 외에도 '접합자(zygote)', '이형 접합자(heterozygote)', '동형 접합자(homozygote)' 등 오늘날에도 사용되는 여러 유전학 용어를 만들었다.[39]
1908년, 베이트슨은 케임브리지 대학교 유전학 교수로 취임했다.
베이트슨은 레지날드 퍼넷, 에디스 손더스와 함께 유전자 연관 현상을 공동으로 발견했으며,[33] 두 개의 독립적인 유전자 좌위 사이의 상호작용을 설명하기 위해 '상위성(epistasis)'이라는 용어를 도입했다. 1910년에는 퍼넷과 함께 유전학 분야의 전문 학술지인 ''Journal of Genetics''를 창간했다.[10]
유전학 연구를 위한 학술 단체의 필요성을 느껴 1919년 유전학회를 설립했는데, 이는 유전학에 초점을 맞춘 최초의 학회 중 하나였다.[11] 그의 이러한 활동들은 당시 골턴의 우생학과는 다른 방향에서 유전학의 발전에 기여했으며, 엄격한 유전 결정론에서 벗어나 학계의 인식을 변화시키는 데 중요한 역할을 했다.[34]
베이트슨은 멘델의 법칙을 강력하게 옹호하는 한편, 월터 S. 서튼의 염색체설에는 회의적인 입장을 보였다. 그는 1922년 토머스 헌트 모건의 초파리 연구실을 방문하기 전까지 이러한 입장을 유지했다.
4. 유전학 용어의 정립
1900년 휴고 드 브리스와 멘델의 논문을 접한 베이트슨은 멘델 법칙의 중요성을 인식하고 이를 영어로 번역하며 강력한 옹호자가 되었다. 이 과정에서 그는 유전 현상을 설명하고 연구를 체계화하기 위해 새로운 용어들을 만들 필요성을 느꼈다. 베이트슨은 오늘날 널리 사용되는 '유전학'(genetics|제네틱스eng)[39]이라는 용어를 1905년에 처음 제안했으며, 이 외에도 현대 유전학의 기초가 되는 여러 핵심 용어들을 정립하는 데 크게 기여했다.
4. 1. 'genetics' (유전학)
1900년 네덜란드의 휴고 드 브리스의 논문과 멘델의 논문을 접하고 멘델 법칙의 중요성을 인식하게 되었다. 1902년에는 멘델의 논문을 영어로 번역하여 출판하였고, 이후 멘델 법칙의 강력한 지지자가 되었다. 이로 인해 영어권에서는 드 브리스를 포함한 세 명의 재발견자보다 베이트슨이 멘델 법칙의 '재발견자'로 더 널리 알려지게 되었다.베이트슨은 오늘날 유전학에서 사용되는 여러 중요한 용어를 만들었다. 특히 '유전학'을 의미하는 genetics|제네틱스eng라는 용어는 1905년 4월 18일 아담 세지윅에게 보낸 편지에서 처음 사용되었다.[39] 그 외에도 allelomorphs|알레로모프스eng (후에 allele|알릴eng로 단축됨, 대립 유전자), zygote|자이고트eng (접합자), heterozygote|헤테로자이고트eng (이형 접합자), homozygote|호모자이고트eng (동형 접합자) 등이 베이트슨이 만든 용어이다. 또한, gene|진eng (유전자)이라는 용어도 빌헬름 요한센이 1909년에 제안하기 3년 전인 1906년 제3회 국제 유전 학회에서 이미 사용하였다.
1908년에는 케임브리지 대학교의 유전학 교수로 임명되었다. 1910년에는 레지날드 퍼넷과 함께 유전적 연관 현상을 발견하였으며, 같은 해 퍼넷과 공동으로 유전학 저널인 "''The Journal of Genetics''"를 창간했다.
베이트슨은 멘델 법칙을 강력하게 옹호했지만, 월터 S. 서튼 등이 주장한 염색체설에 대해서는 회의적인 입장을 보였다. 이러한 입장은 1922년 토머스 헌트 모건의 초파리 연구실을 방문하기 전까지 유지되었다.
4. 2. 기타 유전학 용어
베이트슨은 오늘날에도 사용되는 유전에 관한 다양한 조어를 만든 것으로도 알려져 있다. 그중에서도 특히 유명한 genetics|유전학eng[39]이라는 용어는 아담 세지윅에게 보낸 1905년 4월 18일자 편지에서 처음 사용되었다. allelomorphseng (단축되어 alleleeng, 대립 유전자), zygoteeng (접합자), heterozygoteeng (이형 접합자), homozygoteeng (동형 접합자) 등도 그의 조어이다. 또한 geneeng (유전자)이라는 단어도 빌헬름 요한센이 1909년에 제창하기 3년 전인 1906년 제3회 국제 유전 학회에서 사용했다.5. 주요 연구 업적
베이트슨은 케임브리지 대학교 재학 중 중앙아시아의 스텝 지역을 여행하며 환경이 생물의 형질에 미치는 영향을 조사했다. 이를 바탕으로 1894년 ''변이 연구를 위한 자료''(Materials for the Study of Variationeng)를 저술하여, 종의 변이가 불연속적임을 주장하고 다윈의 자연 선택설에 의한 점진적 진화론에 반대 입장을 취했다.[38] 또한 이 연구에서 그는 벌의 촉각이 다리로 변하거나 바다가재의 눈이 촉각으로 변하는 등의 예를 들며, 신체 일부가 유사한 다른 구조로 바뀌는 현상을 "호미오시스"(homoeosiseng)라고 명명했다. 이는 훗날 홈 박스 연구로 이어져 분자 유전학 발전에 기여했다. 같은 해 왕립 학회 회원으로 선출되었다.
1900년 네덜란드의 휴고 드 브리스와 멘델의 논문을 접한 베이트슨은 멘델의 법칙의 중요성을 깊이 인식하게 되었다. 그는 1902년 멘델의 논문을 영어로 번역하여 출판했으며, 이후 멘델 유전학의 강력한 옹호자가 되었다. 이러한 활동으로 인해 영어권에서는 드 브리스를 포함한 세 명의 재발견자보다 베이트슨이 멘델 법칙의 "재발견자"로 더 널리 알려지게 되었다.
베이트슨은 오늘날에도 사용되는 유전학 관련 여러 용어를 만든 것으로도 유명하다. 특히 '유전학'(genetics|제네틱스eng)[39]이라는 용어는 1905년 4월 18일 아담 세지윅에게 보낸 편지에서 처음 사용되었다. 이 외에도 '대립 유전자'(allele|앨릴eng, 초기 형태 allelomorphs), '접합자'(zygote|자이고트eng), '이형 접합자'(heterozygote|헤테로자이고트eng), '동형 접합자'(homozygote|호모자이고트eng) 등이 그가 만든 용어이다. 또한 '유전자'(gene|진eng)라는 단어도 빌헬름 요한센이 1909년에 제안하기 3년 전인 1906년 제3회 국제 유전 학회에서 이미 사용한 바 있다.
5. 1. 변이 연구와 호메오시스
윌리엄 베이트슨은 1900년 이전에 발표한 연구에서 생물체의 구조적 변이를 체계적으로 연구하여 생물학적 진화의 메커니즘에 대한 단서를 찾고자 했다.[19] 그는 포괄적인 사례 수집을 중시한 찰스 다윈의 접근 방식과 프랜시스 골턴의 정량적("생물 측정") 방법에서 큰 영향을 받았다. 그의 초기 주요 기여 중 하나는 일부 생물학적 특성(예: 귀벌레의 집게발 길이)이 정규 분포를 따르며 연속적으로 분포하는 것이 아니라, 불연속적으로(또는 "이형성") 분포한다는 사실을 밝힌 것이다.[20] 그는 한 개체군 내에서 두 가지 형태가 지속되는 현상을 당시의 유전 메커니즘 개념에 대한 도전으로 보았고, "지금까지 제시된 사례의 이형성이 두 종으로의 분화의 시작을 나타내는가?"라고 질문했다.1894년에 출간된 저서 ''변이 연구를 위한 자료''(Materials for the Study of Variationeng)에서[21] 베이트슨은 생물학적 변이에 대한 탐구를 더욱 심화시켰다. 그는 어떤 특성에서는 변이가 연속적으로 나타나고 다른 특성에서는 불연속적으로 나타난다는 것을 보여주고자 했으며, 이 두 유형에 대해 각각 "수적"(quantitative) 변이와 "실질적"(substantive) 변이라는 용어를 만들었다. 다윈과 마찬가지로, 그는 양적 특성이 "교배 효과의 압도"라는 문제 때문에 진화 과정에서 선택에 의해 쉽게 "완벽해지기" 어렵다고 생각했다. 반면, 불연속적으로 변하는 특성은 진화적으로 중요할 수 있다고 제안했다.
같은 책에서 베이트슨은 신체의 특정 부위가 예상과 다른 부위로 대체되는 동형이형(Homoeosis, 호메오시스) 돌연변이를 언급하고 명명했다. 그가 연구한 동물 돌연변이 사례로는 촉수 대신 다리가 달린 벌, 여분의 난관을 가진 가재 등이 있었고, 인간의 사례로는 다지증, 여분의 갈비뼈, 남성의 여분 젖꼭지 등이 포함되었다. 이러한 호메오시스 돌연변이는 동물의 초기 배아 발생 단계에서 신체 구조 형성을 조절하는 홈박스 유전자(Hox gene)의 이상으로 발생한다. 이 홈박스 유전자에 대한 연구는 1995년 노벨 생리학·의학상의 주제가 되었으며, 모든 동물의 기본적인 신체 발달 계획에 핵심적인 역할을 하는 것으로 여겨진다.[22]
''자료''를 저술할 당시 그레고어 멘델의 연구 결과를 알지 못했던 베이트슨은 생물학적 유전 메커니즘에 대해 다음과 같이 썼다. "우리가 진실에 도달할 수 있다고 희망할 수 있는 유일한 방법은 체계적인 교배 실험을 조직하는 것이며, 이러한 종류의 연구는 다른 형태의 생물학적 탐구보다 더 많은 인내심과 자원을 필요로 한다. 조만간 그러한 조사가 수행될 것이고 그때 우리는 알기 시작할 것이다." 공교롭게도 멘델은 이미 베이트슨이 필요하다고 역설한 바로 그 실험, 즉 약 28,000개의 식물을 재배하고 테스트하는 대규모 교배 실험을 수행한 상태였다.[23][24][25]
또한 ''자료''에서 그는 이른바 '''베이트슨의 규칙'''(Bateson's rule)을 제시했다. 이 규칙은 곤충의 다리 소켓에 여분의 다리가 생기는 경우처럼, 추가된 사지가 원래 인접한 사지와 거울상 대칭을 이룬다는 내용이다. 이는 사지 발생 경계를 넘어 위치 신호가 전달되어 여분 사지의 극성이 반전되기 때문에 나타나는 현상으로 해석된다.[26]
1897년, 베이트슨은 변이 연구에서 몇 가지 중요한 개념적, 방법론적 진전을 보고했다.[27] 그는 "불연속적인 성질의 변이가 새로운 종의 구성에서 중요한 역할을 할 수 있다"고 다시 한번 주장했다. 그는 자신의 불연속 변이 개념을 오해한 비평가들("생물 측정학자")에 맞서 용어를 명확히 하려 했다. "개체군의 모든 개체가 자유롭게 교배할 때 단순한 하나의 평균 형태로 회귀하는 것이 아니라, 중간 형태보다 변종이 우세하게 나타나는 경우 변이는 불연속적이다… 따라서 불연속 변이의 본질적인 특징은, 원인이 무엇이든 간에, 변종과 원래 유형 사이에 완전한 혼합이 일어나지 않는다는 것이다. 변종은 지속되며 '교배로 인해 쓸려가지 않는다'." 결정적으로, 그는 에디스 레베카 손더스(Edith Saunders)가 케임브리지 식물원에서 알프스 브라시카 ''비스쿠텔라 라에비가타''(Biscutella laevigatalat)를 이용해 수행한 교배 실험 결과를 보고하기 시작했다. 야생에서는 이 식물의 털이 있는 형태와 매끄러운 형태가 함께 발견된다. 실험적으로 이 두 형태를 교배시킨 결과, "잘 자란 잡종 식물은 야생 식물과 똑같은 불연속성을 보였다. 따라서 이러한 불연속성은 유전 과정에서 매끄러움과 털이라는 두 특성이 완전히 섞이지 않고, 자손이 하나의 평균 형태로 회귀하는 대신 두 개의 뚜렷한 형태로 나뉜다는 사실을 외부적으로 보여주는 징후이다."
이 무렵 휴고 드 브리스(Hugo de Vries)와 카를 코렌스(Carl Erich Correns)도 유사한 식물 교배 실험을 시작했지만, 베이트슨과 달리 그들은 1860년대 그레고어 멘델의 연구를 알고 있었으며 베이트슨의 연구는 인용하지 않았다. 중요한 전환점은 1899년 7월, 베이트슨이 왕립 원예 학회에서 강연했을 때였다.[28] 이 강연에는 휴고 드 브리스도 참석했는데, 베이트슨은 이 자리에서 불연속 변이에 대한 자신의 연구와 실험적 교배, 그리고 유전 현상을 이해하는 데 있어 이러한 연구의 중요성을 설명했다. 그는 동료들에게 대규모의 잘 설계되고 통계적으로 분석된 실험을 수행할 것을 촉구했는데, 이는 그가 알지 못했지만 이미 멘델이 수행했던 종류의 실험이었고, 불과 6개월 뒤 드 브리스와 코렌스에 의해 "재발견"될 운명이었다.[25]
1900년, 네덜란드의 휴고 드 브리스의 논문과 멘델의 논문을 접하게 된 베이트슨은 마침내 "멘델의 법칙"의 중요성을 깨달았다. 그는 1902년에 멘델의 논문을 영어로 번역하여 출판했고, 이후 멘델 유전학의 강력한 옹호자가 되었다. 이러한 노력 덕분에 영어권에서는 드 브리스를 포함한 세 명의 재발견자들보다 베이트슨이 멘델 법칙의 "재발견자"로서 더 널리 알려지게 되었다.
5. 2. 유전자 연관의 발견
1908년, 케임브리지 대학교 유전학 교수로 취임했다. 1910년에 레지날드 퍼넷과 함께 유전적 연관을 발견했다. 같은 해, 퍼넷과 함께 ''The Journal of Genetics''를 창간했다.5. 3. 염색체설에 대한 입장
베이트슨은 멘델의 법칙을 강력하게 옹호하는 입장이었으나, 월터 S. 서튼이 주장한 염색체설에 대해서는 회의적인 태도를 보였다. 그는 1922년 토머스 헌트 모건의 초파리 연구실을 방문하기 전까지 이러한 반대 입장을 유지했다.6. 학술 활동
케임브리지 대학교세인트 존스 칼리지 재학 중 중앙아시아의 스텝 지역을 여행하며 환경이 생물의 형질에 미치는 영향을 조사했다. 이 조사를 바탕으로 1894년 "''변이 연구를 위한 자료''"(Materials for the Study of Variationeng)를 저술했다. 이 책에서 그는 종의 변이가 불연속적임을 주장하며, 찰스 다윈의 자연 선택설이 주장하는 점진적인 진화에 반대하는 입장을 보였다.[38] 같은 해, 그는 벌의 촉각이 다리로 변하거나 바다가재의 눈이 촉각으로 변하는 사례를 들며, 신체 일부가 유사한 다른 구조로 바뀌는 현상을 "호미오시스"(homeosiseng)라고 명명했다. 이 개념은 훗날 홈 박스 연구로 이어져 분자유전학 분야에서 중요하게 다뤄지게 된다. 이러한 학문적 기여를 인정받아 1894년 왕립 학회 회원으로 선출되었다.
1900년, 네덜란드의 휴고 드 브리스 등이 발표한 논문과 그레고어 멘델의 논문을 접하면서 베이트슨은 멘델 법칙의 중요성을 깊이 인식하게 되었다. 그는 1902년 멘델의 논문을 영어로 번역하여 출판했고, 이후 멘델 법칙의 강력한 옹호자이자 전파자로서 활동했다. 이로 인해 영어권에서는 드 브리스를 포함한 세 명의 재발견자들보다 베이트슨이 멘델 법칙의 '재발견자'로 더 널리 알려지기도 했다.
베이트슨은 이후 유전학 분야의 기초를 다지는 데 크게 기여했으며, 특히 유전 현상을 설명하는 여러 중요한 용어들을 만들어냈다.
6. 1. 케임브리지 대학교 유전학 교수
1908년 케임브리지 대학교 유전학 교수로 임명되었다.교수 임명 전후인 1900년부터 1910년까지 베이트슨은 케임브리지에서 비공식적인 유전학 연구 그룹, 일명 "학교"를 운영했다. 이 그룹에는 주로 케임브리지 대학교 뉴넘 칼리지 소속 여성 연구자들이 다수 참여했으며, 그의 아내 비트리스와 처제 플로렌스 마가렛 더럼도 포함되었다.[6][7] 머리엘 윌데일 온슬로우, 힐다 블랑쉬 킬비와 같은 연구자들은 멘델주의가 아직 정식 학문 분야로 인정받지 못했던 시기에 다양한 식물 및 동물 종을 대상으로 교배 실험을 수행하며 베이트슨의 연구를 도왔고, 멘델의 유전 법칙을 지지하고 확장하는 데 중요한 기여를 했다.[8]
베이트슨은 유전학 분야의 기초를 다지는 데 기여하며 여러 핵심 용어를 만들었다. 1905년 아담 세지윅에게 보낸 편지에서 'geneticseng'[39]이라는 용어를 처음 사용했으며, 'allelomorphseng'(나중에 'alleleeng'로 축약됨), 'zygoteeng', 'heterozygoteeng', 'homozygoteeng' 등 오늘날에도 널리 쓰이는 용어들을 제안했다. 또한, 'geneeng'라는 용어도 빌헬름 요한센이 1909년에 공식적으로 제안하기 3년 전인 1906년 제3회 국제 유전 학회에서 이미 사용했다.
교수 재임 중이던 1910년에는 동료 레지날드 퍼넷과 함께 유전적 연관 현상을 발견했으며, 같은 해 퍼넷과 공동으로 유전학 전문 학술지인 ''The Journal of Genetics''를 창간했다.
베이트슨은 멘델의 법칙을 강력하게 지지하고 옹호했지만, 월터 S. 서튼 등이 제시한 염색체설에 대해서는 오랫동안 회의적인 입장을 유지했다. 이러한 입장은 1922년 토머스 헌트 모건의 초파리 연구실을 방문하기 전까지 계속되었다.
6. 2. 존 이네스 원예 연구소 소장
1910년, 베이트슨은 존 이네스 원예 연구소의 소장이 되었고 가족과 함께 서리주 머튼 파크로 이사했다. 존 이네스 원예 연구소에서 근무하는 동안 그는 유전의 염색체 이론에 관심을 갖게 되었고, W.C.F. 뉴턴[9]과 1923년 시릴 딘 달링턴을 임명하여 세포학 연구를 장려했다.[10]1919년, 그는 유전학에 전념하는 최초의 학술 단체 중 하나인 유전학회를 설립했다.[11]
6. 3. 유전학회 설립
1919년, 베이트슨은 유전학에 전념하는 최초의 학술 단체 중 하나인 유전학회를 설립했다.[11]7. 개인적인 삶
베이트슨은 비아트리스 더럼과 결혼했다. 1889년 비아트리스 더럼과 처음 약혼했으나, 약혼 파티에서 베이트슨이 술을 너무 많이 마셨다는 이유로 장모가 반대하여 파혼했다.[6] 7년 후인 1896년 6월, 장인 아서 더럼이 사망하고 장모가 결혼 반대 입장을 철회하면서[13][14] 마침내 결혼할 수 있었다.[6][12] 두 사람 사이의 아들은 인류학자이자 사이버네틱스 연구자인 그레고리 베이트슨이다.
베이트슨은 "매우 호전적인" 무신론자로 알려져 있다.[15][16]
8. 수상 및 서훈
1894년 6월 왕립 학회 회원으로 선출되었다.[17] 1913년부터 1914년까지 대영 과학 진흥 협회 회장을 역임했다.[18]
주요 수상 내역 및 강연은 다음과 같다.
참조
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정보
実際の発音はベイツンに近い。
[37]
정보
「グレゴリー」は[[グレゴール・ヨハン・メンデル]]の名前からとっている。
[38]
정보
ベイトソンの立場はド・フリースの[[突然変異説]]に近い。
[39]
정보
ギリシア語の''γενώ''から
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