1. 동물과 인간 사회

사피엔스 시작지점 = 아프리카

1. 모계유전이 이루어지는가?

2. 아프리카 푸른 민달팽이?

3. 왜 호모사피엔스는 살아남았는가?

4. Denisovans 는 무엇의 증거인가?

5. 직립보행을 했을 시 나타나는 결과는?

6. 진화란 어떤 변화가 있어야 발생하는가?

7. 다윈의 데몬이란?

8. Trade Off 란?

Anthropo -> 인류

1. 사피엔스에게 코로나 바이러스란?

1. 인간과 동물의 관계

초기 -> 먹이, 가축, 반려동물, 조력자, 생태계 동반자

but. 야생동물의 가축화(domestication)

결과 = 1. 본성이 약해져 사람을 잘 따름, 사람에게 필요하거나 유용한 부위가 커지게 된다. ex) 닭(인위교배로 인한 보속산란)

1. 번식시기가 길어진다(에너지가 많이 필요함. 수명이 길어지기 때문에 같이 길어짐),

2. 외형이 다양해짐, 병에 취약해짐(근친교배) → 은여우 가축화 실험 = 4세대만에 온순한 여우 발생(10년안에 가축화 가능)

불곰의 서식 행동 변화

> 사람이 사는 도시로 몰림(먹이), 야행성으로 변화(사람과 접촉 줄임)

개의 가축화

> 1만년 설/3만년 설, 과연 생존 경쟁자에게 먹이를 나눠줬을까?

> 피노키오 가설 : 4만년 전 인간이 늑대를 인위적으로 길들임. 말 잘 듣는 개체만 길들여 키움

> 쓰레기더미 가설 : 늑대가 마을 하나를 끼고 활용역역을 가짐. 먹이문제로 인간 거주지역으로 모이다 영역이 점점 작아져서 집 안으로 한정됨. 쓰레기더미 = 먹이

개가 집을 지키는 건 자신의 영역을 지키는 것이다.

개와 늑대의 차이? => 개는 인간에게 도움 등을 의존함. = 인간과 교류함.

가축화와 현대사회 -> 규모↑=투입에너지↓

특징 – 밀집(숙주가 많아 바이러스 변이 발생, 인간에 의한 최초전달이 유력함.)

1. 지능 사회화

인간의 두뇌 두뇌 = 유지하기 힘든 기관. 에너지 소비 많음.

발달 => 직립보행설 = 고개를 들면서 걷기 시작-> 뇌로 가는 혈류 증가.

돌연변이설 = 대부분의 돌연변이는 안좋음. 대부분이 죽는다. 유전 과정에서 대부분의 유전자가 사라짐. 결국 잠깐 살다 죽음. 돌연변이 가능성↓

조류의 두뇌

까마귀/까치 -> 인간의 문명화와 함께 학습하고 생존함. = 두뇌발달. 단순노동을 하는 동물은 큰 뇌 필요X

후성유전학 : 동일 유전자 안에서 부모의 형질이 영향을 준다. 유전자의 구성은 그대로지만 환경 등에 의해 특정 기능이 발달한다. ex) 성게는 뇌가 없음.

IQ ->살기 위해 머리를 쓴다. = 힘들게 산 나라일수록 두뇌 발달.

동물 군집 – ex) 늑대, 새, 물고기, 박쥐...

군집의 이점(Allee Effect)->

1. 먹이 관련 효율성 – 개체수가 많아(many eyes) 먹이를 많이 찾을 수 있음 but 나눠먹음 -> 다른 종 끼리 군집 구성해 각자 먹으며 공생하는 방법.

2. 포식자에 대한 대비.

- Dilution effect = 희석효과. 몰려다니며 생존률 높임

- Confusion effect = 혼돈효과. 특정타겟(검4 흰1 ->흰색집중)에 집중시켜 혼돈을 유발

- Selfish herd = 옆 개체 뒤로 숨으려고 움직이다 대규모로 움직이는 현상(ex.물고기떼)

1. 게임이론

게임이론 : 경쟁상대 혹은 파트너의 반응을 고려해 자신의 최적행위를 결정하는 의사결정 행태를 연구

- > 나, 경쟁상대(player), 전략(stratagy), 보수(pay off)가 있음

=> 타인의 결정에 영향을 받는다. 타인의 선택에 의해 내 선택이 최악이 될 수도.

- 제로섬 게임/ 논제로섬 게임(zero-sum/ nonzero-sum game)

제로섬 = 영합게임. 받는 보수의 합이 0 (나 +1000 = 상대 –1000) -> 협조x like 포커

논제로섬 = 비영합게임. 받는 보수의 합이 0보다 클 수도 작을 수도 -> 협력, 담합이 가능.

죄수의 딜레마 : 각자 최선의 선택을 했지만 결과적으로 최악의 선택이 되는 것.

ex) 자백/부인

죄수의 딜레마 MATRIX (= 공생 매커니즘) : 최선의 선택이 최선의 결과

ex) 협력/배신

Fitness = 적합도, 적응도. (= 환경에 유리한 성질을 가진 개체가 생존률이 올라가는 것.)

=> 로컬탑에 가는 것이 최선의 선택이지만 전체로 보면 최악이다. (글로벌탑에 비해선)

Glabal peak -> 가장 적합도 높음

Local peak -> 낮지만 로컬에선 탑임. global peak로 가려면 로컬에서 내려가야함 (당장 마이너스 발생)-> 로컬탑에 머문다. 해당 구간에선 최선의 선택이지만 전체로 보면 최선이 아님.

TIT FOR TAT = 협조로 이길 수 있는가?(죄수의 딜레마 반복) =>  이에는 이 눈에는 눈. 모두가 배신하려 하기 때문에 게임이 끝나지 않음.

처음엔 협력, 배신하면 나도 배신, 협력하면 나도 협력. BUT. 모두가 배신하려 하기 때문에 게임이 끝나지 않음.

tit for tat이 가장 높은 보수를 만들어낸다. 이게 바로 ESS임.

=> 이 지속적인 게임은 언제 끝나는 지 모를 때만 가능함.

HAWK-DOVE GAME = 매 비둘기 게임

Px(V-C)/2 + (1-P)xV/2 =>solve for P -> Press

Press = V/C (V<C)

사슴사냥게임 = 게임의 모든 player가 협력하면 사슴사냥 가능. 함 명이 토끼 쫒으면 사슴사냥 실패.

= 결과(내쉬균형) : 다 사슴사냥(협력) / 다 토끼사냥(배신) => 상대에 따라 협력/배신 결정 따라감

함정 게임이론 = like 경매 계속 가격을 올리는 선택을 함.

계속 가격을 올림-> 승자독식, 패자처벌

가장 합리적인 방법은 시작을 하지 않는 것임.

- 공공재 게임

- 최후통첩 게임

동물의 이타적 행동 → KIN SELECTION( 친척선택, 동물에서 많이 보이진 않음.)

보통 female 로 이뤄진 집단 ex) 벌. 엄마여왕벌의 자손은 75% 유전자가 같다. 유전적으로 가깝기 때문에 떠나지 않고 일벌로 살며 여왕벌을 돕는다, 흡혈박쥐

Group selection → 협조자(이타적 행위자)가 많을수록 이득. but. 무임승차자(cheater)가 있으며 이들에게 이득이다. 무임승차자를 없애는게 그룹 전체의 이득임.

1. 포식자와 피식자

- 포식자 : 생태학에서 피직자를 먹는 생물. 사냥을 하는 유기체를 말한다. 자신의 영역이 있으며 어느정도 개체수가 유지된다.

- 피식자 : 환경수용력의 영향을 받으며 자신의 영역이 없다.

먹이사슬이 단순할수록 영향을 많이 받는다. (Specialist 일 경우. ↔ Generalist)

- 포식자의 존재만으로도 피식자에게 영향을 미칠 수 있다. (죽으면 유전자가 사라지기 때문에, 살기 위한 우성 유전자를 남기기 위해서)

- 아무리 먹이가 많은 곳이라도 포식자가 계속 머물지 않는다. 왜? ⇒ 피식자의 회피방법이 발전→ 사냥확률 떨어짐

- Anti-Predator-Behavior : 포식자의 돌발행동이 미치는 영향 → 사냥확률 올라감.

- 붉은 여왕 가설 = 군비경쟁/공진화 : 유성생식하는 집단은 살아남는다. 숙주와 기생생물 개체군이 함께 진화함.

- Predatory : 착취하는 것. 라이벌 제거를 위해 제품 가격을 낮추거나 동맹을 맺는 것.

1. 경쟁과 협력

적합도(fitness) 높음 = 생존 높음

그 환경 조건에서 생존률, 번식성공률이 높다.

진화적 관점에서 Evolutionary Stable Stratagy (= ESS / 진화적으로 가장 안정적인 전략) : 다른 전략에 의해 내 전략이 영향받지 않는다. (= 현재의 전략이 최선의 선택이다. 다만 최고의 선택은 아니다.)

경쟁 : 한정된 자원, 생태적 지위, 짝짓기 등 대상을 차지하기 위해 둘 이상의 개체 간 혹은 종간에 벌어지는 상호작용을 말한다.

- 제한된 자원을 향한 경쟁 : 종내, 종간 경쟁. 현제간의 Siblings rivalry (형제 라이벌), 부모-자식 간 경쟁

- Kin Selection 선택적 포괄주의 = 유전적 관점에서 자신의 유전자를 남길 수 있다면 의미있는 선택임.

- 알리효과 (Allee effect) → 범위의 경제학 : 모이면 모일수록 생존 적합도가 상승한다.

특정 경계를 넘어가면 번식이 가능해져 평균밀도가 올라감. 규모가 클수록 종의 밀집도가 높아지지만 어느정도를 넘어가면 경쟁이 발생해 다시 줄어든다.

- 늑대의 영역 분할

- Harris’s Hawk : 같이 사냥하면 성공률이 높아짐. 매 2마리가 같이 사냥하는 것.

- Interspecific Cooperation : 종간 협력 → 꿀잡이새 - 벌꿀오소리 - 인간

- 펭귄의 밀집생활

경쟁과 협력

- 알리효과와 경쟁의 무한반복 → 경쟁이 최선의 방법인가? - 경쟁의 마이너스(-) 가 발생함. 가장 합리적인 방법은 경쟁에 빠지지 않는 것.

- 흡혈박쥐의 이타적 행동 → Tit for Tat (협력-협럭, 배신-배신) - 동물에게도 동일임금 동일노동이 본능이다.

1. 번식

- 유성생식 - 단점 : Two fold cost = 전체에서 반만 번식 가능 , 파트너 찾기 힘듦

장점 : Frequency - Dependency(빈도-종속) : 비슷한 유전자를 가진 개체들로 포화상태라면 다른 표현형을 가진 개체가 유리함.

- 붉은 여왕 이론 : 공진화를 위해 유성생식이 필요함 (포식자도 진화하기 때문에). 숙주가 살아남아야 나도 살아남는다(느리지만 환경변화에 적응하는게 좋다. )

- 조류 : 한배산란수. 가벼워야 해서 알 무게를 덜어내려고 매일 산란함. 보속산란(목표치 보충 목적 산란)을 한다. 극지방으로 갈 수록 많이 산란함(기후적으로 힘드니까 유전자 남길 가능성 높이려고)

- 한배산란수에 대한 가설

: Life-history, Predation → Clutch size ←Egg viability, Food Limitation&abundance

⇒ 적도같이 평탄한 곳에선 번식욕구 낮음. 극지방에선 높음.

- 탁란 : DNA에 탁란 유전자가 있음.(배우지 않아도 한다.) 탁란하는 종 - 부화기간 짧음, 알 두꺼움, 산란과정 짧음. 붉은머리오목눈이, 꿀잡이새

- but 규모/범위의 경제 → 새끼를 같이 키우는 게 이득이다.

1. 번식

고등동물의 번식 시스템

- 일부일처제 monogamy -사자

- 복수의 상대와 번식 polygamy - 일부다처제 polygyny, 일처다부제 polyandry - 쇠청다리도요사촌

- 다부다처제 polygynandry or promiscuity -

성선택 - 선택받기 위해 화려하게 진화함.

Honesty signal

Good gene hypothesis

Handicap hypothesis

1. 비행

조류의 기원

- 조류의 기원? → 공룡의 후예인가? (모기호박화석 복원에서 분석 시작)

- 실제 공룡은 털이 있었을 것으로 예상됨.

- 새와 공룡의 알 = 반점이 있는 알을 낳는 유일한 동물 → 조류  둥지를 만드는 온열동물임.

- 최근 학계의 결론 : 새는 공룡으로부터 진화했으며 생존한 종이다.

조류의 기원 →  Theropods 의 한 기원이다. 시조새는 조류의 시초가 아닌 가까운 계통의 한 종.

조류의 비행에 대한 학설

1. 나무로부터 아래로

- 초기 조류 공격 모델

- 수목모델

1. 땅에서 위로

- 달리기 모델

- 날개 도움을 받아 경사 올리기 모델

나무로부터 아래로 가설 =

1. 공격모델 : 먹이를 잡기 위해 나무에서 뛰어내리면서 진화함.

2. 수목모델 : 나무→ 나무로 넘어가려고

땅으로부터 위로 모델 =

1. 달리기 모델 : 달리면서 짧은 점프를 하다가 진화했다.

2. 날개 도움 경사 오르기 모델 : 경사를 오르려고 날개를 이용하며 진화.

곤충의 비행

1. 등판 기원설 : 가슴 등판이 양 옆으로 뻗어 판이 형성

2. 측엽 기원설 : 수서곤충의 아가미 기원설 → 부속지 기원설

익룡과 조류의 비행은 기원이 다름

- 익룡 : 제일 긴 손가락에 깃털이 붙어있음

- 새 : 손가락이 하나로 붙음

- 박쥐 : 손가락 사이사이에 물갈퀴가 있는 느낌

수렴진화

: 계통적으로 관련없는 둘 이상의 생물이 적응의 결과 유사한 형태나 기능을 가지도록 진화하는 것.

ex) 토끼-쥐, 박쥐-돌고래

조류의 비행

- 베르누이의 원리 : 위, 아래 공기 흐름의 차를 이용해 물체가 움직이게 만든다. ex) 입술 밑에 종이 대고 불면 종이가 움직이는 원리

조류의 비행은 날개를 내릴 때 힘을 더 많이 발생시키면 성공한다.

조류의 가슴 근육

- 날개짓 때문에 가슴근육이 발달했음. 가슴근육과 등근육이 거의 비슷하면 정지비행이 가능하다 ex) 벌새

- 펭귄도 조류이다. 플리퍼(flipper) 라는 날개를 가짐. 수영 = 비행.

- 조류의 신체적 변화 혹은 적응. 가슴근육과 이를 받치기 위한 골격의 변화, 깃털, 치아와 모래주머니(근육덩어리. 치아 없어서 모래로 소화함).

새의 깃털은 파충류의 비늘에서 왔다. 파충류의 비늘과 성분이 같다.

조류는 파충류에서 진화했기 때문에.

- 비행의 종류

: 날개의 가로 세로 비 → 클수록 항력이 줄어 안정성이 증가함.

- 옆날개가 짧고 넓을수록 방향전환이 쉽고 비행속도가 빠르다. (옆날개의 넓이가 넓을수록)

- 비행의 종류

정지비행(hovering) : 대부분의 조류가 가능.

파도모양(물결모양) : 에너지의 소비를 줄임.

포메이션(V자형) : 맨 앞 조류의 비행으로 생긴 대각선 방향의 상승기류로 인해 양 옆 조류는 비행이 쉬워짐. 맨 앞이 제일 힘들다.

기류를 이용한 비행. (바닷바람 등을 이용한 비행)

1. 갈등

길고양이 / 야생고양이

- 길고양이(Stray Cat) : 밥은 집에서 먹고 밖에서 떠돌아다니는 고양이

- 야생고양이(Feral Cat) : 야생고양이

길고양이 → 중간포식자(Generalist), 번식력 좋음, 사냥기술 뛰어남.

길고양이 개체수 증가의 문제점 → 사회 경제 - 도시경관 저하, 로드킬, 질병전파 생태계 피해문제

치타, 설표, 호랑이 등 최상위 포식자가 다 고양이과라 천적이 없음

- TNR : 포획 후 중성화, 방사

→ 진공효과에 의해 한 개체가 제거되었을 경우, 주변의 다른 개체가 빈 영역으로 침투함.

번식력이 강해 개체군의 70% 이상을 실시했을 때만 효과가 있음. 비용이 큼 = 매우 비효율적

타 개체의 서식지 유입 가능성, 등 TNR 은 효과가 없음.

- 자연 생태계의 개체수 조절 원리

1. 상위 포식자에 의한 개체수 조절

2. 종내 경쟁에 의한 자연조절

인간의 서식지 = 고양이 서식요소를 모두 제공(번식공간, 휴식처, 물, 먹이, 포식자)

- 배고픈 고양이 개체수

캣맘 X → 경쟁하며 개체수를 비슷하게 유지함.

갯맘O → 경쟁하지 않고 번식만 함 → 개체수가 계속 증가함.

TNR 프로그램은 효과가 없음. 마이크로칩 의무화, 입양 시 중성화.

- ASF 등의 발생 → 인간에 의해 바이러스 전파.

박쥐한테는 아무 영향 없지만 사람한테 옮기면 문제가 되는 것. 치사율 높으면 감염률 낮음.