청소년을 위한 교양 생명과학: 집단 유전학

루미너리북스 교육출판 에디팅 팀 지음

루미너리북스 2025년 07월 05일 출간

작품소개

책소개

생물의 진화는 개체 단위가 아닌 집단 단위로 일어난다. 멘델이 완두콩으로 발견한 유전 법칙이 어떻게 전체 집단의 유전자 분포를 결정하는지, 다윈의 자연선택 이론이 수학적으로 어떻게 증명되는지 알아보는 학문이 집단 유전학이다. 하디와 바인베르그가 발견한 평형 법칙부터 시작해서 현대 분자생물학까지, 이 책은 유전자가 집단 내에서 어떻게 분포하고 변화하는지를 체계적으로 다룬다. 혈액형 분포, 겸상적혈구병, 공업멜라니즘 현상 등 우리 주변에서 쉽게 관찰할 수 있는 사례들을 통해 복잡한 이론을 이해하기 쉽게 설명한다.

돌연변이, 자연선택, 유전적 부동, 유전자 흐름, 근친교배는 집단의 유전구조를 변화시키는 다섯 가지 주요 요인이다. 체르노빌 원전 사고 후 동식물의 돌연변이 증가, 항생제 내성 세균의 급속한 확산, 아미시 공동체의 독특한 유전적 특성, 갈라파고스 핀치새의 부리 모양 변화 등 실제 사례를 통해 각 요인이 어떻게 작동하는지 보여준다. 작은 집단에서는 우연이, 큰 집단에서는 선택이 더 중요한 역할을 한다는 사실과 함께 양적 형질의 복잡한 유전 양상까지 다룬다. 이론과 현실 사이의 간극을 메우는 구체적인 계산 방법과 수식도 포함되어 있다.

분자시계를 이용해 인류의 아프리카 기원을 추적하고, DNA 서열 분석으로 멸종위기 동물의 유전적 다양성을 평가하며, 계통수를 그려 생물 간의 진화적 관계를 밝혀내는 현대 집단 유전학의 모습을 소개한다. 개인맞춤의학에서 집단별 약물 반응 차이를 예측하고, 농업에서 우수한 품종을 개발하며, 보존생물학에서 최소존속가능집단 크기를 계산하는 등 실용적 응용 분야도 폭넓게 다룬다. 진화게임 이론으로 동물의 행동 전략을 분석하고, 공진화 이론으로 기생충과 숙주의 군비경쟁을 설명하며, 성선택 이론으로 화려한 수컷의 진화를 이해할 수 있다.

기후변화, 인공지능, 우주 개발, 유전자 편집 기술이 생물 집단에 미칠 영향을 예측하는 것이 미래 집단 유전학의 과제다. 이 책은 24개 주제를 통해 집단 유전학의 과거와 현재, 미래를 조망한다. 복잡한 수식과 전문 용어를 중학생도 이해할 수 있도록 풀어쓰되, 대학 수준의 깊이 있는 내용까지 담았다. 각 챕터마다 풍부한 사례와 최신 연구 결과를 제시하여 독자가 이론을 현실에 적용해볼 수 있도록 구성했다. 생명과학에 관심 있는 청소년뿐만 아니라 진화와 유전에 대한 궁금증을 가진 모든 독자에게 유용한 교양서가 될 것이다.

목차

1. 집단 유전학의 세계
2. 멘델의 유산과 집단
3. 하디-바인베르그 법칙
4. 돌연변이의 힘
5. 자연선택의 메커니즘
6. 유전적 부동 현상
7. 유전자 흐름과 이주
8. 비임의 교배의 영향
9. 근친교배와 동질성
10. 집단 구조와 분화
11. 양적 형질의 유전
12. 분자 진화의 시계
13. 계통수와 진화사
14. 종 분화의 비밀
15. 보존유전학 원리
16. 인간 집단의 유전
17. 질병과 집단유전학
18. 농업과 육종유전학
19. 진화게임 이론
20. 공진화의 군비경쟁
21. 성선택과 짝찾기
22. 수학모델과 시뮬레이션
23. 분자기법의 혁명
24. 미래의 집단유전학

작가정보

저자(글) 루미너리북스 교육출판 에디팅 팀

루미너리북스 교육 출판 에디팅 팀은 전문 교육 콘텐츠 기획자와 편집자들로 구성되어, 학생들의 눈높이에 맞춘 양질의 교육 도서를 제작하는 데 전념하고 있다. 각 분야별 전문가들과의 긴밀한 협업을 통해 정확하고 이해하기 쉬운 교육 콘텐츠를 개발하며, 특히 고등학생을 위한 대학 과목 선행학습 시리즈와 같은 혁신적인 교육 도서를 기획하고 있다.