다윈의 핀치

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1. 개요

다윈의 핀치는 찰스 다윈의 진화론 연구에 영감을 준 갈라파고스 제도의 핀치류를 지칭하는 말이다. 다윈은 이 새들의 부리 모양이 다양하게 진화한 것을 관찰하고 종의 변형에 대한 아이디어를 얻었지만, 처음에는 그 중요성을 인지하지 못했다. 20세기에 들어 조류학자 데이비드 랙에 의해 본격적인 연구가 시작되었으며, 핀치의 부리 형태는 먹이와 서식 환경에 따라 달라지는 것으로 밝혀졌다. 현재 다윈의 핀치는 15종으로 분류되며, 자연 선택과 진화의 중요한 증거로 연구되고 있다.

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다윈의 핀치
개요
큰 땅 핀치, 중간 땅 핀치, 작은 나무 핀치, 녹색 울새 핀치
부모 분류군	후우킨초과
자동 분류 여부	예
포함 속	갈라파고스핀치속 카마린쿠스속 플라티스피자속 케르티데아속 피나롤록시아스속
학명
과	후우킨초과
족	족 (분류학): 제오스피지니족(Geospizini)
이명	Geospizinae
일반 정보
영어 이름	Darwin's Finches
일본어 이름	ダーウィンフィンチ (Dāwinfinchi, 다윈핀치)
한국어 이름	다윈핀치
일본어 백과사전	다윈핀치류
특징
크기	10 ~ 20 센티미터
무게	8 ~ 38 그램

2. 이름의 유래

비글호의 두 번째 항해 도중에 갈라파고스 제도에 들른 찰스 다윈의 진화론에 영감을 주었기 때문에 이 이름이 붙여졌다. 다윈 자신은 처음에 핀치의 차이를 인식했지만, 각각 완전히 다른 종류의 새라고 생각하고 중시하지 않았다. 이들이 근연종이라고 처음 발견한 것은 조류학자 존 굴드였다. 프랭크 사로웨이는 진화론 착상에 영향을 끼친 것은 오히려 앵무새와 남미에서 발견한 화석, 런던에서 연구에 제공되었던 비둘기이고 핀치류는 그다지 큰 영향을 주지 못했다고 말했다.

20세기에 들어와 처음으로 본격적인 연구를 실시한 것은 조류학자 데이비드 락이었다. "다윈 핀치"라는 이름은 1935년 다윈의 갈라파고스 방문 100주년 기념 강연에서 처음 사용되었지만, 락의 같은 이름의 책에 의해 널리 알려지게 되었다.

다윈 자신은 이 새를 적당히 채집했다는 것을 나중에 몹시 후회했다. 또 '비글호 항해기' 제2판에서 "만약 그냥 한 종류의 조상이 와서 이만큼의 다양성을 가진 상태에 이르렀다고 하면 종의 불변성은 흔들릴지도 모른다"고 말하며 저서에서 이 핀치류에 대해 언급했다.

3. 찰스 다윈과 진화론

비글호의 두 번째 항해 도중에 갈라파고스 제도에 들른 찰스 다윈의 진화론에 영감을 주었기 때문에 다윈 핀치라는 이름이 붙여졌다. 다윈 자신은 처음 핀치의 차이에 대해 인식하고 있었지만, 각각 완전히 다른 종류의 새라고 생각하고 중시하지 않았다. 처음 이들이 근연종이라고 발견한 것은 조류학자 존 굴드였다. 프랭크 사로웨이는 진화론의 착상에 영향을 끼친 것은 오히려 앵무새와 남미에서 발견한 화석, 런던에서 연구에 제공되었던 비둘기이고 핀치류는 그다지 큰 영향을 주지 못했다고 말했다.^[10]

찰스 다윈이 자신의 항해일지를 출판을 위해 재작성하여 '''비글호 항해기'''로 발표했을 당시, 그는 존 굴드의 조류 개체 수에 대한 연구 결과를 언급하며 "종들이 이렇게 군도에 고유하지만, 거의 모든 종들이 일반적인 구조, 습성, 깃털의 색깔, 심지어 목소리의 음색까지 엄격하게 아메리카 대륙의 것들이다."라고 적었다.^[19]

1845년 '''비글호 항해기'''(이제는 '''탐구 여행기'''라는 제목으로)의 두 번째 판에서는 다윈이 조류의 부리에 대한 자세한 내용과 그의 변화된 생각을 반영하는 두 문장을 추가했다. 다윈은 갈라파고스 제도의 조류 종 분화에 대해 『종의 기원』의 지리적 분포에 관한 장에서 더욱 명확하게 논의했다.

20세기에 들어와 처음으로 본격적인 연구를 한 사람은 조류학자 데이비드 랙이었다. “다윈핀치”라는 이름은 1935년 다윈의 갈라파고스 방문 100주년 기념 강연에서 처음 사용되었지만, 랙의 같은 제목의 저서에 의해 일반적으로 알려지게 되어 정착했다.

다윈 자신은 이 새를 대충 채집했다는 것을 나중에 매우 후회했다. 또 『비글호 항해기』 제2판에서 “만약 단 한 종의 조상이 도래하여 이 정도의 다양성을 가지게 되었다면, 종의 불변성은 흔들릴지도 모른다”라고 말했지만, 저서에서 이 핀치류에 대해 언급한 부분은 적다.

3. 1. 비글호 항해와 다윈의 관찰

비글호 항해 도중 갈라파고스 제도에 들른 찰스 다윈에게 진화론의 착상을 주었다는 점에서 이 이름이 붙여졌다.^[10] 다윈은 에든버러 대학교에서 존 에드먼스톤에게 조류 표본 보존법을 배웠고 사냥에도 열심이었지만, 조류학에 대한 전문 지식은 없었고 항해의 이 시점에는 주로 지질학에 집중했다. 갈라파고스 제도에서는 주로 그의 하인 심스 코빙턴에게 새 사냥을 맡겼다.^[11]

다윈은 갈라파고스 제도에서와 그 이후로 "창조의 중심"이라는 개념으로 생각했고 종의 변형에 관한 생각은 거부했다.^[12] 존 스티븐스 헨슬로의 가르침에서 그는 특히 해양 섬과 근처 대륙의 종들 사이의 연관성을 중심으로 종의 지리적 분포에 관심이 있었다. 산크리스토발섬에서 그는 흉내지빠귀가 칠레에서 보았던 것과 유사하다는 것을 기록했고, 플로레아나섬에서 다른 종을 발견한 후에는 흉내지빠귀가 어디서 잡혔는지 주의 깊게 기록했다.^[10] 반대로, 그는 핀치새에는 거의 주의를 기울이지 않았다. 타히티로 가는 길에 그의 표본을 조사하면서 다윈은 찰스 섬의 모든 흉내지빠귀는 한 종이고, 알베마를레섬의 것은 다른 종이며, 제임스 섬과 채텀 섬의 것은 세 번째 종이라는 것을 알았다. 약 9개월 후 집으로 돌아가는 동안, 이 사실과 갈라파고스땅거북에 대해 들었던 것 등 다른 사실들을 종합하여 그는 종의 안정성에 대해 의문을 품게 되었다.^[13]^[14]

갈라파고스 제도에서 발견되는 다른 세 종의 핀치새로의 핀치새 A(''Geospiza magnirostris'')의 적응 방산(adaptive radiation)이 여기 보인다. 다른 종의 조류가 없었기 때문에 핀치새는 새로운 생태적 지위에 적응했다. 핀치새의 부리와 몸이 변하여 견과류, 과일, 곤충과 같은 특정 종류의 음식을 먹을 수 있게 되었다.

항해에서 돌아온 후 다윈은 1837년 1월 4일에 그가 수집한 다른 포유류와 조류 표본과 함께 핀치새를 런던 동물학회에 발표했다. 핀치새를 포함한 조류 표본은 유명한 영국 조류학자인 존 굴드에게 신원 확인을 위해 넘겨졌다. 굴드는 자신의 유료 작업을 제쳐두고 다음 회의인 1월 10일에 다윈이 검은색지빠귀, 큰부리, 핀치새라고 생각했던 갈라파고스 제도의 새들은 사실 "12종을 포함하는 완전히 새로운 그룹을 형성할 정도로 특이한 일련의 땅 핀치새"라고 보고했다. 이 이야기는 신문에 실렸다.^[15]^[16]

다윈은 그 당시 케임브리지에 있었다. 3월 초, 그는 굴드를 다시 만나 갈라파고스 "솔새"가 밀접하게 관련된 또 다른 핀치새 종이라는 점을 포함하여 연구 결과에 대한 전체 보고서를 처음으로 받았다. 다윈이 섬별로 라벨을 붙인 흉내지빠귀들은 단순한 변종이 아니라 별개의 종이었다. 굴드는 다윈이 예상했던 것보다 더 많은 종을 발견했고,^[17] 26종의 육지 조류 중 25종이 세계 어디에서도 발견되지 않은 새로운 뚜렷한 형태이며 남아메리카 대륙에서 발견되는 종과 밀접하게 관련되어 있다고 결론지었다.^[16] 다윈은 이제 핀치새 종이 흉내지빠귀처럼 개별 섬에 국한되어 있다면 이것이 섬에 있는 종의 수를 설명하는 데 도움이 될 것이라는 것을 알았고, 탐험대의 다른 사람들에게 정보를 구했다. 표본은 선장 로버트 피츠로이, 피츠로이의 집사 해리 풀러, 그리고 다윈의 하인 심스 코빙턴도 수집했는데, 그들은 섬별로 라벨을 붙였다.^[18] 이를 통해 다윈은 자신이 표본을 수집한 장소를 재구성하려고 노력했다. 그 결론은 그의 종의 변형이라는 생각을 뒷받침했다.^[16]

다윈 자신은 처음에는 핀치의 차이를 알아챘지만, 각각이 전혀 다른 종(여기서 “종”이란 생물학적 종 개념의 종이 아니라 속이나 과 정도의 분류군으로 보아야 한다)의 새라고 생각하여 중요하게 여기지 않았다. 이들이 근연종임을 처음으로 발견한 사람은 조류학자 John Gould|존 굴드^영어였다. Frank Sulloway|프랭크 설로웨이^영어는 진화론의 착상에 영향을 미친 것은 오히려 흉내지빠귀와 남아메리카에서 발견한 화석, 런던에서 연구에 사용된 비둘기였으며, 핀치류는 그다지 큰 영향을 주지 않았다고 말했다.

20세기에 들어와 처음으로 본격적인 연구를 한 사람은 조류학자 데이비드 랙이었다. “다윈핀치”라는 이름은 1935년 다윈의 갈라파고스 방문 100주년 기념 강연에서 처음 사용되었지만, 랙의 같은 제목의 저서에 의해 일반적으로 알려지게 되어 정착했다.

다윈 자신은 이 새의 채집을 대충 했다는 것을 나중에 매우 후회했다. 또 『비글호 항해기』 제2판에서 “만약 단 한 종의 조상이 도래하여 이 정도의 다양성을 가지게 되었다면, 종의 불변성은 흔들릴지도 모른다”라고 말했지만, 저서에서 이 핀치류에 대해 언급한 부분은 적다.

3. 2. 진화론 발전에서의 역할

비글호 항해 중 갈라파고스 제도에 들른 찰스 다윈에게 진화론의 착상을 주었다는 점에서 이 이름이 붙여졌다.

다윈 자신은 처음에는 핀치의 차이를 알아챘지만, 각각이 전혀 다른 종(여기서 “종”이란 생물학적 종 개념의 종이 아니라 속이나 과 정도의 분류군으로 보아야 한다)의 새라고 생각하여 중요하게 여기지 않았다. 이들이 근연종임을 처음으로 발견한 사람은 조류학자 존 굴드였다. 프랭크 설로웨이는 진화론의 착상에 영향을 미친 것은 오히려 흉내지빠귀와 남아메리카에서 발견한 화석, 런던에서 연구에 사용된 비둘기였으며, 핀치류는 그다지 큰 영향을 주지 않았다고 말했다.^[10]

20세기에 들어와 처음으로 본격적인 연구를 한 사람은 조류학자 데이비드 랙이었다. “다윈핀치”라는 이름은 1935년 다윈의 갈라파고스 방문 100주년 기념 강연에서 처음 사용되었지만, 랙의 같은 제목의 저서에 의해 일반적으로 알려지게 되어 정착했다.

다윈은 이 새의 채집을 대충 했다는 것을 나중에 매우 후회했다. 또 『비글호 항해기』 제2판에서 “만약 단 한 종의 조상이 도래하여 이 정도의 다양성을 가지게 되었다면, 종의 불변성은 흔들릴지도 모른다”라고 말했지만, 저서에서 이 핀치류에 대해 언급한 부분은 적다.^[21]^[22]

갈라파고스 제도에서와 그 이후로 다윈은 "창조의 중심"이라는 개념으로 생각했고 종의 변형에 관한 생각은 거부했다.^[12] 존 스티븐스 헨슬로의 가르침에서 그는 특히 해양 섬과 근처 대륙의 종들 사이의 연관성을 중심으로 종의 지리적 분포에 관심이 있었다. 산 크리스토발 섬에서 그는 흉내지빠귀가 칠레에서 보았던 것과 유사하다는 것을 기록했고, 플로레아나 섬에서 다른 종을 발견한 후에는 흉내지빠귀가 어디서 잡혔는지 주의 깊게 기록했다.^[10] 반대로, 그는 핀치새에는 거의 주의를 기울이지 않았다. 타히티로 가는 길에 그의 표본을 조사하면서 다윈은 찰스 섬의 모든 흉내지빠귀는 한 종이고, 알베마르레 섬의 것은 다른 종이며, 제임스 섬과 채텀 섬의 것은 세 번째 종이라는 것을 알았다.

항해에서 돌아온 후 다윈은 1837년 1월 4일에 그가 수집한 다른 포유류와 조류 표본과 함께 핀치새를 런던 동물학회에 발표했다. 핀치새를 포함한 조류 표본은 유명한 영국 조류학자인 존 굴드에게 신원 확인을 위해 넘겨졌다. 굴드는 1월 10일에 다윈이 검은색지빠귀, 큰부리, 핀치새라고 생각했던 갈라파고스 제도의 새들은 사실 "12종을 포함하는 완전히 새로운 그룹을 형성할 정도로 특이한 일련의 땅 핀치새"라고 보고했다.^[15]^[16]

다윈은 그 당시 케임브리지에 있었다. 3월 초, 그는 굴드를 다시 만나 갈라파고스 "솔새"가 밀접하게 관련된 또 다른 핀치새 종이라는 점을 포함하여 연구 결과에 대한 전체 보고서를 처음으로 받았다. 다윈이 섬별로 라벨을 붙인 흉내지빠귀들은 단순한 변종이 아니라 별개의 종이었다. 굴드는 다윈이 예상했던 것보다 더 많은 종을 발견했고,^[17] 26종의 육지 조류 중 25종이 세계 어디에서도 발견되지 않은 새로운 뚜렷한 형태이며 남아메리카 대륙에서 발견되는 종과 밀접하게 관련되어 있다고 결론지었다.^[16] 다윈은 이제 핀치새 종이 흉내지빠귀처럼 개별 섬에 국한되어 있다면 이것이 섬에 있는 종의 수를 설명하는 데 도움이 될 것이라는 것을 알았고, 탐험대의 다른 사람들에게 정보를 구했다.

찰스 다윈이 자신의 항해일지를 출판을 위해 재작성하여 '''비글호 항해기'''로 발표했을 당시, 그는 굴드의 조류 개체 수에 대한 연구 결과를 언급하며 다음과 같이 적었다. "종들이 이렇게 군도에 고유하지만, 거의 모든 종들이 일반적인 구조, 습성, 깃털의 색깔, 심지어 목소리의 음색까지 엄격하게 아메리카 대륙의 것들이다."^[19]

1845년 '''비글호 항해기'''(이제는 '''탐구 여행기'''라는 제목으로)의 두 번째 판에서는 다윈이 조류의 부리에 대한 자세한 내용과 그의 변화된 생각을 반영하는 두 문장을 추가했다.

다윈은 갈라파고스 제도의 조류 종 분화에 대해 『종의 기원』의 지리적 분포에 관한 장에서 더욱 명확하게 논의했다.

4. 형태

다윈은 갈라파고스 제도에서 5주만 머물렀고, 데이비드 랙(David Lack)은 3개월을 보냈지만, 피터 그랜트(Peter Grant)와 로즈마리 그랜트(Rosemary Grant) 부부와 그들의 동료들은 갈라파고스 제도에서 약 30년 동안 연구 여행을 하며 특히 다윈의 핀치를 연구해왔다.

암컷은 노래 유형에서 이형성을 보인다. A형과 B형 노래는 상당히 다르다. 또한, A형 노래를 부르는 수컷은 B형 수컷보다 부리가 짧다는 또 다른 명확한 차이점이 있다. 이러한 부리를 가진 수컷은 선인장 중에서도 특히 손바닥 선인장(''Opuntia'')을 다르게 먹을 수 있다. 긴 부리를 가진 수컷은 선인장 열매에 구멍을 뚫고 씨앗을 둘러싼 과육인 주피(aril)를 먹는 반면, 짧은 부리를 가진 수컷은 선인장 기저부를 뜯어 과육과 곤충 유충 및 번데기를 먹는다(두 그룹 모두 꽃과 싹을 먹는다). 이러한 이형성은 먹이가 부족한 비번식기에 먹이 섭취 기회를 극대화한다.^[25]

개체군이 범혼합(Panmixia)인 경우,^[25] 큰부리핀치(Geospiza conirostris)는 원래 생각했던 것처럼 초기의 동소적 종 분화(sympatric speciation)의 사례가 아니라 균형 잡힌 유전적 다형성을 보여준다. 이 다형성을 유지하는 선택은 먹이 섭취 기회를 확장함으로써 종의 생태적 지위(Ecological niche)를 극대화한다. 자세한 번식 프로그램이 없으면 이 상황의 유전학을 명확히 할 수 없지만, 연관 불균형(linkage disequilibrium)^[26]을 보이는 두 개의 유전자좌가 가능성이 있다.

또 다른 흥미로운 이형성은 어린 핀치의 부리 색깔이다. 어린 핀치의 부리는 '분홍색' 또는 '노란색' 중 하나이다. 다윈의 핀치 모든 종이 이형성을 보이며, 이는 2개월 동안 지속된다. 이 현상에 대한 해석은 알려져 있지 않다.

다윈의 핀치 네 종(시계 방향으로 왼쪽 위부터): ''Geospiza magnirostris'', ''Geospiza fortis'', ''Certhidea fusca'', ''Camarhynchus parvulus''

몸길이는 대략 10cm에서 20cm이며, 일본의 새로는 참새와 비슷하다. 몸무게는 가장 큰 큰갈라파고스핀치가 35g, 가장 작은 벌레잡이핀치속이 8g이다.^[42] 그러나 갈라파고스핀치의 대형 개체와 큰갈라파고스핀치, 갈라파고스핀치의 소형 개체와 작은갈라파고스핀치 등은 구별하기 어렵다. 또한 큰갈라파고스핀치가 서식하지 않는 섬에서는 갈라파고스핀치의 대형 개체가 그 생태적 지위를 차지하는 등 개체 차이와 변이가 크다.^[43] 부리는 다른 핀치류에 비해 다소 작다.

벌레잡이핀치^[44], 맹그로브핀치 등을 제외한^[45] 많은 종에서 수컷은 성적으로 성숙하면 검은색 또는 검은색과 흰색의 얼룩덜룩한 색이 된다. 어린 새와 암컷은 수수한 갈색을 띤다.

5. 생태

모든 종은 정도의 차이는 있지만 잡식성이다.

케르티데아 (*Certhidea*)
* 솔새핀치 ''Certhidea olivacea''
피나로록시아스 (*Pinaroloxias*)
* 코코섬핀치 ''Pinaroloxias inornata''

최근에는 관광객과 주민이 버리는 음식물 쓰레기를 먹는 개체가 증가하여 생태계 파괴가 우려되고 있다. 불규칙적으로 찾아오는 우기 직후에 번식 행동을 하고, 암컷은 한 번에 2개에서 5개의 알을 낳아 10일에서 2주 정도 포란한다. 어미새는 2주에서 4주 정도 새끼를 키운다.

암컷은 노래 유형에서 이형성을 보인다. A형과 B형 노래는 상당히 다르다. 또한, A형 노래를 부르는 수컷은 B형 수컷보다 부리가 짧다. 이러한 부리를 가진 수컷은 선인장 중에서도 특히 손바닥 선인장(*Opuntia*)을 다르게 먹을 수 있다. 긴 부리를 가진 수컷은 선인장 열매에 구멍을 뚫고 씨앗을 둘러싼 과육인 주피(aril)를 먹는 반면, 짧은 부리를 가진 수컷은 선인장 기저부를 뜯어 과육과 곤충 유충 및 번데기를 먹는다(두 그룹 모두 꽃과 싹을 먹는다). 이러한 이형성은 먹이가 부족한 비번식기에 먹이 섭취 기회를 극대화한다.

개체군이 범혼합(Panmixia)인 경우,^[25] 큰부리핀치(*Geospiza conirostris*)는 원래 생각했던 것처럼 초기의 동소적 종 분화(sympatric speciation)의 사례가 아니라 균형 잡힌 유전적 다형성을 보여준다. 이 다형성을 유지하는 선택은 먹이 섭취 기회를 확장함으로써 종의 생태적 지위(Ecological niche)를 극대화한다.^[26]

또 다른 흥미로운 이형성은 어린 핀치의 부리 색깔이다. 어린 핀치의 부리는 '분홍색' 또는 '노란색' 중 하나이다. 다윈 핀치 모든 종이 이형성을 보이며, 이는 2개월 동안 지속된다.

주요 천적은 올빼미류의 갈라파고스올빼미(아종 갈라파고스올빼미) 외에 흰올빼미(아종 갈라파고스흰올빼미)나 매류의 갈라파고스솔개도 포식할 가능성이 있지만, 심각한 천적이라고는 할 수 없다.^[46]

5. 1. 갈라파고스핀치속 (Geospiza)

모든 종은 정도의 차이는 있지만 잡식성이다. 갈라파고스핀치속(*Geospiza*)(땅핀치류)는 초식으로 꽃이나 지상에 떨어진 씨앗을 주워 먹으며, 작은갈라파고스핀치는 이구아나의 피부 각질층과 기생충도 먹는다. 선인장핀치와 큰선인장핀치는 오푼티아속(선인장) 열매와 잎을 먹고 벌레 대신 선인장의 꽃가루를 매개한다.^[46]

큰선인장핀치(Large Cactus Finch), ''Geospiza conirostris''
뾰족부리땅핀치(Sharp-beaked Ground Finch), ''Geospiza difficilis''
** 뱀파이어핀치 ''Geospiza difficilis''는 "뱀파이어 핀치"로도 알려져 있다. 그러나 흡혈하는 일부 섬에 서식하는 무리의 핀치는 가다랑어잡이새의 시야에 들지 않도록 뒤에서 쪼아 상처에서 흘러나온 피를 마시거나, 알을 쪼아 먹는다. 유일하게 혈액을 상식하는 조류라고 불린다. 다른 흡혈하지 않는 무리들은 주로 식물의 꽃과 나뭇잎을 먹고 있다.^[46]
중간땅핀치(Medium Ground Finch), ''Geospiza fortis''
작은땅핀치(Small Ground Finch), ''Geospiza fuliginosa''
큰땅핀치(Large Ground Finch), ''Geospiza magnirostris''
선인장핀치(Common Cactus Finch), ''Geospiza scandens''

5. 2. 다윈핀치속 (Camarhynchus)

다윈 핀치 속(카마린쿠스 속, *Camarhynchus*)(나무핀치) 중 중나무핀치와 큰나무핀치는 주로 곤충을 먹는다. 작은나무핀치는 잔가지를 도구처럼 사용하여 나무 속에 사는 곤충의 애벌레를 잡아먹는 것으로 알려져 있다.

Vegetarian Finch^영어, ''Camarhynchus crassirostris'' - 종종 플라티스피자로 분류
Large Tree Finch^영어, ''Camarhynchus psittacula''
Medium Tree Finch^영어, ''Camarhynchus pauper''
Small Tree Finch^영어, ''Camarhynchus parvulus''
Woodpecker Finch^영어, ''Camarhynchus pallidus'' - 종종 ''Cactospiza''로 분류
Mangrove Finch^영어, ''Camarhynchus heliobates''

5. 3. 흡혈 핀치 (Geospiza difficilis)

가는부리갈라파고스핀치(*Geospiza difficilis*)는 흡혈 핀치라고도 불린다. 흡혈 행동은 일부 섬에 서식하는 무리에서만 관찰되며, 가다랑어잡이새 몰래 뒤에서 쪼아 상처에서 흘러나온 피를 마시거나 알을 쪼아 먹는다. 혈액을 주식으로 하는 유일한 조류로 알려져 있다.^[46] 흡혈을 하지 않는 다른 무리는 주로 식물의 꽃이나 잎을 먹는다.

5. 4. 기타

모든 종은 정도의 차이는 있지만 잡식성이다.

갈라파고스핀치속(게오스피자속, *Geospiza*)(땅핀치류)는 초식으로 꽃이나 지상에 떨어진 씨앗을 주워 먹으며, 작은갈라파고스핀치는 이구아나의 피부의 오래된 각질층과 기생충도 먹는다. 선인장핀치와 큰선인장핀치는 오푼티아속(선인장) 열매와 잎을 먹고 벌레 대신 선인장의 꽃가루를 매개한다.
다윈핀치속(카마린쿠스 속, *Camarhynchus*)(나무 위 핀치) 중 벌레잡이핀치와 큰다윈핀치는 곤충을 중심으로 먹는다. 벌레잡이핀치는 잔가지를 도구처럼 사용해 나무 속에 사는 곤충의 유충을 잡아먹는 것으로 알려져 있다.
가는부리갈라파고스핀치(*Geospiza difficilis*)는 "흡혈 핀치"로도 알려져 있다. 그러나 흡혈하는 일부 섬에 서식하는 무리의 핀치는 가다랑어잡이새가 보이지 않게 뒤에서 파고들어, 흘러나온 피를 마시고, 알을 깨서 먹는다. 피를 가진 유일한 조류로 불린다. 다른 흡혈하지 않는 무리들은 주로 식물의 꽃과 나뭇잎을 먹고 있다.

최근에는 관광객과 주민들이 버리는 음식물 쓰레기를 먹고 있어 생태 파괴가 우려된다. 암컷은 한번에 2개에서 5개의 알을 낳고, 10일부터 2주간 정도 알을 품는다. 어미새는 2주에서 4주 정도 새끼를 키운다. 천적은 매와 올빼미이다.^[46]

5. 5. 번식

모든 종은 정도의 차이는 있지만 잡식성이다. 불규칙적으로 찾아오는 우기 직후에 번식 행동을 하고, 암컷은 한 번에 2개에서 5개의 알을 낳아 10일에서 2주 정도 포란한다. 어미새는 2주에서 4주 정도 새끼를 키운다.^[46]

암컷은 노래 유형에서 이형성을 보인다. A형과 B형 노래는 상당히 다르다. 또한, A형 노래를 부르는 수컷은 B형 수컷보다 부리가 짧다. 이러한 부리를 가진 수컷은 선인장 중에서도 특히 손바닥 선인장(Opuntia)을 다르게 먹을 수 있다. 긴 부리를 가진 수컷은 선인장 열매에 구멍을 뚫고 씨앗을 둘러싼 과육인 주피(aril)를 먹는 반면, 짧은 부리를 가진 수컷은 선인장 기저부를 뜯어 과육과 곤충 유충 및 번데기를 먹는다(두 그룹 모두 꽃과 싹을 먹는다). 이러한 이형성은 먹이가 부족한 비번식기에 먹이 섭취 기회를 극대화한다.

개체군이 범혼합(Panmixia)인 경우,^[25] 큰부리핀치(*Geospiza conirostris*)는 원래 생각했던 것처럼 초기의 동소적 종 분화(sympatric speciation)의 사례가 아니라 균형 잡힌 유전적 다형성을 보여준다. 이 다형성을 유지하는 선택은 먹이 섭취 기회를 확장함으로써 종의 생태적 지위(Ecological niche)를 극대화한다.^[26]

또 다른 흥미로운 이형성은 어린 핀치의 부리 색깔이다. 어린 핀치의 부리는 '분홍색' 또는 '노란색' 중 하나이다. 다윈 핀치 모든 종이 이형성을 보이며, 이는 2개월 동안 지속된다.

5. 6. 천적

다윈 핀치의 주요 천적은 매류와 올빼미류이다. 갈라파고스올빼미(아종 갈라파고스올빼미), 흰올빼미(아종 갈라파고스흰올빼미), 갈라파고스솔개 등이 다윈 핀치를 포식하지만, 심각한 천적이라고는 할 수 없다.^[46]

6. 분류

다윈 핀치는 찰스 다윈이 비글호의 두 번째 항해 중 갈라파고스 제도에서 수집한 새들을 기반으로 존 굴드가 처음 분류하였다. 굴드는 이 새들을 멧새과의 일종으로 보았으나, 이후 분류 체계는 여러 차례 변경되었다.

수십 년간 분류학자들은 다윈 핀치를 멧새과로 분류해 왔지만, 시블리 알퀴스트 조류 분류에서는 풍금조과로 분류하며, 최근 연구에서도 이를 따르는 경우가 많다.^[27] 미국 조류학회 북미 목록에서는 코코스핀치를 멧새과에 포함시키지만, 그 위치가 불확실하다는 별표를 붙였다.^[27] 남미 목록(임시)에서는 갈라파고스 종의 분류가 불확실하다고 하였다.

다윈 핀치류의 정확한 자매군은 불분명하지만, DNA 서열 분석에 따르면 타미야과검은머리긴꼬리딱새속 ( 올리브검은머리긴꼬리딱새 제외), 밤색코카타, 세인트루시아검은지빠귀가 확인되었고, 그것들과 함께 단계통군을 형성한다.^[48]^[51]

굴드(1837)는 다윈핀치류 전부를 1속()으로 분류하고, , , , 의 4아속으로 나누었다.^[52] 이들은 나중에 독립된 속으로 분류되었다. 그러나 코코스핀치속이 발견되고, 는 에 포함되었으며, 큰부리다윈핀치속이 분리되었기 때문에, 현재 표준적으로는 5속으로 분류된다.

생태에 따라 갈라파고스핀치속은 땅핀치(ground finches), 다윈핀치속은 나무핀치(tree finches)라고도 불린다. 땅핀치는 지상에서 종자(일부는 꽃·꽃꿀도)를 먹고, 나무핀치는 나무 위에서 곤충을 포식한다. 과거 다윈핀치속에 포함되었던 큰부리다윈핀치는 초식성이다. 벌레잡이핀치속은 곤충·꽃꿀을 먹고, 코코스핀치는 잡식성이다.

갈라파고스핀치속 중 선인장의 꽃이나 꽃꿀을 빨아먹는 선인장핀치와 큰선인장핀치를 속으로 하는(부활시키는) 경우도 있다. 또한 다윈핀치속 중 딱따구리핀치·맹그로브핀치를 속으로 하는 경우도 있다. 그러나 갈라파고스핀치속·다윈핀치속 내부의 계통이 불확실하기 때문에, 이러한 분류가 계통적으로 타당한지도 불확실하다.

다윈핀치류 중 가장 조상의 특징을 남기고 있는 것은 벌레잡이핀치속으로, 미국솔새와 비슷한(유연성은 없음) 곤충을 먹는 작은 새이다. 벌레잡이핀치속은 다른 핀치와 가장 먼저 분기하고, 그 후 얼마 안 있어 큰부리다윈핀치가 분기하고, 갈라파고스핀치속과 다윈핀치속이 분기했다. 그러나 가는부리갈라파고스핀치가 갈라파고스핀치속과는 별개의 계통으로 비교적 초기단계에 분기했다는 설도 있다.^[53] 또한 다윈핀치속의 맹그로브핀치가 벌레잡이핀치의 근연종이라는 설도 있었다. 코코스핀치의 계통 위치에 대해서는 여러 설이 있었지만, 다윈핀치속과 자매군이고 공통 조상이 코코스 섬으로 이주하여 분기했다는 결과가 나왔다.^[47]^[48]^[51] 다윈핀치속에 포함된다거나,^[49] 다윈핀치류의 비교적 초기 단계에 분기했다는^[42] 설도 있다.

다윈핀치류는 이전에는 14종으로 여겨져 왔지만, 벌레잡이핀치속이 서식 환경이 다른 2종으로 분화하고 있다는 것이 밝혀져(Tonnis 외 2005)^[54], 15종이 되었다. 그러나 특히 갈라파고스핀치속 내에서 종간 잡종이 자주 보이는 것으로부터, 14종 이하 또는 16종 이상으로 분류하는 연구자도 있다. 큰갈라파고스핀치 및 가는부리갈라파고스핀치로 소장되고 있는 오래된 표본 속에, 현생 표본과는 유전적으로 구별되는 멸종종이 혼재하고 있다는 지적도 있다.^[55]

6. 1. 속

다윈핀치는 수십 년 동안 분류학자들에 의해 멧새과로 분류되었으나, 시블리 알퀴스트 조류 분류에서는 풍금조과로 분류되며 최근 연구에서도 이를 따르는 경향이 있다.^[27] 미국 조류학회는 코코스 핀치를 멧새과에 포함시키면서도 그 위치가 불확실하다는 표시를 남겼고, 남미 목록에서는 갈라파고스 종의 분류가 불확실하다고 하였다.^[27]

다윈핀치의 계통 관계는 여러 연구를 통해 밝혀졌는데, 특히 와이어 외 (Weir et al.)(2009)의 연구는 각 속 사이의 계통 관계를 높은 신뢰도로 제시했다.^[51] 그러나 각 속 내부의 계통 관계는 그랜트 부부(Grant & Grant)(2008)의 연구를 따랐지만, 여전히 이견이 존재한다.^[50] 특히 갈라파고스핀치속에서 많은 이견이 있다.

다윈핀치류는 DNA 서열 분석 결과, 타미야과검은머리긴꼬리딱새속(), 밤색코카타, 세인트루시아검은지빠귀와 근연 관계이며, 이들과 함께 단계통군을 형성한다.^[48]^[51]

고울드(Gould)(1837)는 다윈핀치류를 속으로 분류하고 4개의 아속으로 나누었으나, 이후 독립된 속으로 분류되었다.^[52] 현재는 일반적으로 5개의 속, 즉 갈라파고스핀치속(), 굵은부리갈라파고스핀치(), 다윈핀치속(), 벌새핀치속(), 코코스핀치()으로 분류된다.

생태에 따라 갈라파고스핀치속은 땅핀치, 다윈핀치속은 나무핀치로 불리기도 한다. 땅핀치는 땅에서 씨앗을, 나무핀치는 나무 위에서 곤충을 주로 먹는다.

국제조류학회의(IOC)에 따르면, 다윈핀치류는 5속 15종으로 구성된다.^[56]

속	학명	일반명	IUCN 적색 목록 등급
갈라파고스핀치속	Geospiza magnirostris^la	큰갈라파고스핀치	Large Ground Finch^영어	LC
갈라파고스핀치속	Geospiza fortis^la	갈라파고스핀치	Medium Ground Finch^영어	LC
갈라파고스핀치속	Geospiza fuliginosa^la	작은갈라파고스핀치	Small Ground Finch^영어	LC
갈라파고스핀치속	Geospiza difficilis^la	가는부리갈라파고스핀치	Sharp‐beaked Ground Finch^영어	LC
갈라파고스핀치속	Geospiza scandens^la	선인장핀치	Common Cactus Finch^영어	LC
갈라파고스핀치속	Geospiza conirostris^la	큰선인장핀치	Large Cactus Finch^영어	LC
굵은부리갈라파고스핀치	Platyspiza crassirostris^la	굵은부리갈라파고스핀치	Vegetarian Finch^영어	LC
다윈핀치속	Camarhynchus psittacula^la	큰다윈핀치	Large Tree Finch^영어	LC
다윈핀치속	Camarhynchus pauper^la	다윈핀치	Medium Tree Finch^영어	CR
다윈핀치속	Camarhynchus parvulus^la	작은다윈핀치	Small Tree Finch^영어	LC
다윈핀치속	Camarhynchus pallidus^la	딱따구리핀치	Woodpecker Finch^영어	VU
다윈핀치속	Camarhynchus heliobates^la	맹그로브핀치	Mangrove Finch^영어	CR
벌새핀치속	Certhidea olivacea^la	벌새핀치	Green Warbler‐Finch^영어	VU
벌새핀치속	Certhidea fusca^la	회색벌새핀치	Grey Warbler‐Finch^영어
코코스핀치	Pinaroloxias inornata^la	코코스핀치	Cocos Finch^영어	VU

6. 2. 종 목록

The following is a list of the Darwin's finches species.^영어

다윈의 핀치 종 목록
속	학명	일반명	IUCN 적색 목록 등급
Geospiza	Geospiza acutirostris	갈라파고스땅핀치	LC
	Geospiza conirostris	에스파냐선인장핀치	LC
	Geospiza difficilis	날카로운부리땅핀치	LC
	Geospiza septentrionalis	흡혈핀치	LC
	Geospiza fortis	중간땅핀치	LC
	Geospiza propinqua	제노베사선인장핀치	LC
	Geospiza fuliginosa	작은땅핀치	LC
	Geospiza magnirostris	큰땅핀치	LC
	Geospiza scandens	일반선인장핀치	LC
	Geospiza sp.	큰새 (공식 명칭 없음)	-
Camarhynchus	Camarhynchus psittacula	큰나무핀치	LC
	Camarhynchus pauper	중간나무핀치	CR
	Camarhynchus parvulus	작은나무핀치	LC
	Camarhynchus pallidus	딱따구리핀치	VU
	Camarhynchus heliobates	맹그로브핀치	CR
Certhidea	Certhidea olivacea	녹색솔잣새핀치	LC
Certhidea	Certhidea fusca	회색솔잣새핀치	LC
Pinaroloxias inornata	코코스핀치	VU
Platyspiza crassirostris	채식핀치	LC

최근에는 관광객과 주민들이 버리는 음식물 쓰레기를 먹고 있어 생태 파괴가 우려된다. 암컷은 한 번에 2개에서 5개의 알을 낳고, 10일부터 2주간 정도 알을 품는다. 어미새는 2주에서 4주 정도 육아를 한다. 천적은 매와 올빼미이다.

7. 연구

비글호의 두 번째 항해 중 찰스 다윈은 갈라파고스 제도에서 핀치새를 관찰했지만, 처음에는 중요하게 생각하지 않았다. 이후 조류학자 존 굴드가 이들이 근연종임을 발견했다. 프랭크 설로웨이는 다윈의 진화론에 핀치보다 앵무새, 남미 화석, 비둘기가 더 큰 영향을 주었다고 주장했다.

20세기에 들어와 데이비드 락이 처음으로 본격적인 연구를 수행했다. '다윈 핀치'라는 이름은 1935년 강연에서 처음 사용되었고, 락의 책으로 널리 알려졌다. 다윈은 나중에 핀치 채집을 소홀히 한 것을 후회했으며, '비글호 항해기' 제2판에서 핀치의 다양성이 종의 불변성을 흔들 수 있다고 언급했다.

1960년대부터 로버트 보먼이, 1970년대 중반부터 그랜트 부부 팀이 상세한 관찰 연구를 이어갔다. 특히 그랜트 부부는 다프네섬을 중심으로 1977년 가뭄과 1978년 폭우가 핀치에 미친 영향을 분석하여, 자연선택과 진화가 짧은 기간에도 일어날 수 있음을 확인했다.

7. 1. 초기 연구

찰스 다윈은 비글호의 두 번째 항해 중 갈라파고스 제도에서 핀치새를 관찰했지만, 처음에는 이들이 서로 다른 종이라는 것을 인식하지 못했다.^[10] 다윈은 조류학에 대한 전문 지식이 부족하여 핀치새보다는 지질학 연구에 집중했고, 새 사냥은 주로 하인 심스 코빙턴에게 맡겼다.^[11]

항해에서 돌아온 후, 다윈은 1837년 1월 4일 런던 동물학회에 핀치새를 포함한 조류 표본을 제출했다. 조류학자 존 굴드는 이 핀치새들이 "12종을 포함하는 완전히 새로운 그룹"을 형성할 정도로 특이하다는 것을 발견하고, 이 소식은 신문에 보도되었다.^[15]^[16]

다윈은 굴드의 연구 결과를 통해 갈라파고스 핀치새들이 남아메리카 대륙의 종들과 밀접하게 관련되어 있으며, 섬별로 다른 종들이 서식한다는 것을 알게 되었다.^[16] 그는 탐험대의 다른 선원들의 표본을 통해 핀치새의 서식지를 재구성했고, 이는 종의 변형에 대한 그의 생각을 뒷받침하는 증거가 되었다.^[18]

20세기에 들어와서 조류학자 데이비드 락은 처음으로 다윈 핀치에 대한 본격적인 연구를 실시했다. "다윈 핀치"라는 이름은 1935년 다윈의 갈라파고스 방문 100주년 기념 강연에서 처음 사용되었고, 락의 책을 통해 널리 알려졌다. 락은 각 섬에서 여러 종으로 분화한 핀치가 서식 환경에 따라 부리를 비롯한 특징과 습성이 다르다는 것을 밝혀냈다.

이후, 1960년대부터 조류학자 로버트 보우먼, 1970년대 중반부터 피터와 로즈메리 그랜트 부부 팀에 의해 상세한 관찰 연구가 진행되었다. 특히 그랜트 부부는 1977년의 가뭄과 1978년 이후의 폭우가 핀치에게 미치는 영향을 분석하여, 자연 선택이 현재도 진행 중임을 확인했다. 가뭄으로 인해 먹이가 줄자 핀치새의 개체 수가 급감했고, 생존한 개체들은 평균적으로 더 큰 부리를 가지게 되었다. 이는 작은 부리 차이가 생존에 유리하게 작용했음을 보여준다. 그러나 폭우 이후 먹이가 풍부해지자 작은 체격의 개체가 유리해져 평균 체격은 다시 이전으로 돌아가는 경향을 보였다. 이는 자연 선택과 진화가 야외에서 상세히 관찰된 최초의 사례로 알려져 있다.

그 외에도 지저귐의 분화와 성 선택에 대한 영향, 종 분화의 메커니즘 등이 연구되고 있다. 또한 지상 핀치, 수상 핀치 각 그룹 간에는 잡종이 가능하며, 실제로 잡종이 번성하고 있어 생물학적으로는 완전한 종으로 나뉘지 않고 종 분화의 중간 단계에 있는 것으로 생각된다.

7. 2. 그랜트 부부의 연구

20세기 초 데이비드 래크(David Lack)는 각 섬에서 여러 종으로 분화한 핀치가 서식하고 있으며, 서식 환경에 따라 부리를 비롯한 특징과 습성이 다르다는 것을 밝혀냈다. 래크는 핀치의 고전적인 분류를 실시한 학자이기도 하다. 그 후, 1960년대부터 조류학자 로버트 보우먼(Robert Bowman)이, 1970년대 중반부터는 생물학자 피터와 로즈메리 그랜트 부부 팀이 핀치를 상세히 관찰 연구하여, 현재도 엄격한 자연 선택에 직면하고 있다는 것을 확인했다.^[35]

그랜트 부부 팀은 다프네 섬을 중심으로 연구를 진행했다. 이들은 특히 1977년의 가뭄과 1978년 이후의 폭우가 핀치에게 미친 영향을 상세히 분석했다. 가뭄으로 인한 식량 감소로 1977년 초 1,200마리였던 갈라파고스핀치는 1977년 말 180마리로, 280마리였던 선인장핀치는 110마리로 감소했고, 10마리였던 작은 갈라파고스핀치는 멸종했다. 생존한 개체의 부리 길이 평균은 10.68mm에서 11.07mm로 증가했는데, 0.5mm에 불과한 이러한 차이가 생존에 유리하게 작용한 것으로 보인다. 이듬해 태어난 새끼의 평균 체격도 약 5% 증가했다. 그러나 1978년 이후 폭우로 식량이 증가하자 체격이 큰 것이 오히려 불리해졌고, 자연 선택의 압력은 소형 개체에 유리하게 작용하여 평균 체격은 1977년 이전으로 돌아가는 경향을 보였다. 이는 자연 선택 및 진화가 야외에서 상세히 관찰된 최초의 사례로 알려져 있다.

그랜트 부부는 이 외에도 지저귐의 분화와 성 선택에 대한 영향, 종 분화 메커니즘 등도 연구하고 있다.

지상 핀치와 수상 핀치 그룹 간에는 잡종이 가능하며, 실제로 잡종이 태어나 일부는 번성하고 있다. 따라서 생물학적으로는 완전한 종으로 나뉜 것이 아니라, 종 분화의 중간 단계에 있다고 생각된다.

7. 3. 분자생물학적 연구

2004년 발달 연구에 따르면 뼈 형태 형성 단백질 4(BMP4)와 발생 과정에서의 차별적 발현이 핀치의 부리 크기와 모양의 변이를 초래했다.^[36] BMP4는 발생 중인 배아에서 부리를 포함한 골격 특징을 형성하는 역할을 한다.^[36] 같은 연구팀은 다윈의 핀치에서 서로 다른 부리 모양의 발달이 칼모듈린(CaM)이라는 유전자의 약간 다른 시기와 공간적 발현의 영향을 받는다는 것을 보여주었다.^[37] 칼모듈린은 BMP4와 유사한 방식으로 작용하여 부리의 성장 특징 중 일부, 예를 들어 부리를 길고 뾰족하게 만드는 데 영향을 미친다. 저자들은 이 두 요인의 시간적 및 공간적 발현의 변화가 부리 형태의 가능한 발달 조절이라고 제안한다. 최근 연구에서 게놈 시퀀싱을 통해 두개안면 발달에 영향을 미치는 전사 인자를 암호화하는 ALX1 유전자를 포함하는 240kb 해플로타입이 부리 모양 다양성과 강하게 연관되어 있음을 밝혔으며,^[38]^[39] 부리 크기의 변화는 다윈의 핀치의 발성에도 변화를 가져왔다.^[5]

2016년의 추가 연구에서는 다윈의 핀치 각 종의 게놈을 시퀀싱하여 고이동성 AT-후크 2 유전자(''HMGA2'') 로커스의 단일 뉴클레오티드 다형성이 부리 크기의 변이와 유의하게 연관되어 있음을 밝혔다. ''HMGA2''는 전사 인자를 암호화하는데, 인간에서는 키, 두개안면 거리 및 영구치의 맹출 변이와 관련이 있다.

동소적으로 발견되는 세 종의 ''Geospiza'' 지상 핀치(''G. fortis'', ''G. fuliginosa'', ''G. magnirostris'') 개체의 게놈 분석에서 32,569개의 SNP 중 11개가 통계적으로 연관된 네 개의 독립적인 SNP 그룹을 나타내는 것으로 확인되었으며, 이는 부리 크기의 변이 중 83.6%를 설명했다. 이것은 다윈의 핀치에서 게놈의 작은 부분만이 부리 형태의 변이에 책임이 있다는 것을 의미하며, 갈라파고스 제도의 다양한 환경에 대한 부리 형태의 빠른 변화와 일치한다.

8. 창조론 논쟁

창조론자 조너선 웰스(Jonathan Wells)는 저서 《진화의 아이콘(Icons of Evolution)》에서 다윈핀치를 진화론의 허위적인 상징으로 비판했다. 예를 들어, 건기가 계속되면 부리는 계속 커질 것이라고 예상할 수 있지만, 실제로는 우기와 건기가 번갈아 반복되므로, 그것은 "근거 없는 추론"이라고 지적한다. 또한 종이 분화되지 않고 잡종이 탄생하는 것은 "종의 융합"이며, 종은 분화되어야 한다는 진화론의 주장과 모순된다고 말하고 있다.^[1]

그러나 현대 지질학은 환경이 영원히 불변한다는 웰즈의 전제를 부정한다. 또한 진화론은 "종은 종분화에 의해서만 탄생한다"고 생각하고 있으며, 순간적으로 분화한다거나 융합하지 않는다고 생각하지 않는다. 애초에 "종"이 명확하게 구분된다고 생각하는 것은 오류이며, 반드시 명확하게 정의할 수 있는 것은 아니다. 반대로 다윈핀치류 잡종의 번성은 종분화 메커니즘 해명에 기여할 것으로 기대되고 있다. 동서는 의도적인 곡해가 많다고 비판받고 있다.^[1]

참조

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_[57] 웹사이트 A classification of the bird species of South America http://www.museum.ls[...]

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