상단 이미지

웹진보기

2017 여름호 / 지식 더하기 / 처녀생식

작성자
이정훈
조회수
199
작성일
2017-07-12
첨부파일
코모도왕도마뱀을 아시나요? 코모도왕도마뱀은 현존하는 파충류 중 가장 큰 종에 속하는 왕도마뱀으로 완전히 자랐을 때의 몸길이가 무려 3m에 달하고 포악한 성격을 가진 것이 특징입니다. 2006년, 영국 체스터 동물원의 코모도왕도마뱀 암컷인 플로라(Flora)가 8개의 수정이 된 알을 낳아 세간의 이목이 쏠렸습니다. 도마뱀이 알을 낳았다는 사실이 왜 사람들의 이목을 끌었을까요? 그 이유는 바로 처녀생식을 하는 코모도왕도마뱀의 특이한 수정방식 때문이었습니다.



동물은 보통의 경우 부모세대의 암수 한 쌍의 짝짓기를 통해 수정이 이루어지는 방식인 유성생식을 합니다. 그렇다면 처녀생식은 어떤 수정방식일까요? 처녀생식(Parthenogenesis), 또는 단성생식은 암컷이 수컷과 수정하지 않고도 새로운 개체를 만드는 생식 현상을 일컫는 말입니다. 주로 척추동물보다 무척추동물에서 자주 발견되는 현상이지만 일부 파충류나 새, 물고기, 상어 등에서도 발견됩니다. 심각한 멸종위기종인 톱상어가 처녀생식으로 번식 중이라는 사실이 밝혀져 사람들에게 충격을 주기도 하였죠. 처녀생식을 통해 태어난 자식은 어미와 유전자가 거의 같아서 생물학적 다양성이 감소하고, 또한 유전적 변이 정도가 낮아져서 질병이나 환경적 변화에 장기적으로 취약할 수 있다는 단점이 있습니다. 하지만, 짝짓기 상대가 없더라도 번식할 수 있어서 쉽게 개체 수를 늘릴 수 있으며, 짝짓기 하는 데 걸리는 시간과 에너지 그리고 천적을 만나는 등의 잠재적인 위험을 피할 수 있다는 장점이 있습니다.

이러한 단성생식과 인공적인 세포복제 방식은 어떤 차이가 있을까요? 세포복제란 세포공여자의 이배체(diploid)에서 핵을 추출하여 다른 난자의 핵과 치환한 후, 유사분열(mitosis)의 과정을 통해 개체가 성장하는 체세포 복제가 대표적입니다. 이때, 생성된 개체는 세포공여자와 유전적으로 같은 것이 특징입니다. 반면에 처녀생식은 난자 자체가 가지고 있는 유전물질을 통해서 이루어지는 생식입니다. 그래서 감수분열(meiosis) 과정 중에 염색체의 교차로 인한 유전자 재배열이 발생할 수 있어서 세포복제의 경우보다 부모세대와 자식 세대 간에 유전적 차이가 크다는 특징이 있습니다. 사람이 X염색체와 Y염색체로 성별이 결정되는 것처럼, 코모도왕도마뱀은 Z염색체와 W염색체로 성별이 결정됩니다. ZW염색체를 가지는 암컷의 처녀생식을 통해 ZZ염색체가 만들어지면 수컷이 태어나지만, WW염색체가 만들어지면 개체가 제대로 성장하지 못하기 때문에 코모도왕도마뱀 암컷은 처녀생식을 통해 수컷만을 낳을 수 있습니다.

현재, 코모도왕도마뱀은 파충류 중에서 처녀생식을 하는 가장 대표적인 종으로 알려져 있습니다. 하지만, 항상 처녀생식을 하는 것은 아닙니다. 암컷이 주변에 짝짓기 할 만한 수컷이 없는 경우처럼 주변 환경의 상황에 따라 처녀생식을 할 수도 있습니다. 플로라가 알을 낳았던 당시 관계자들은 "알을 점검한 결과, 수정 과정이 없었고 플로라가 수컷들과 함께 있었던 적도 없었다"라고 설명했습니다. 런던 동물학회의 리처드 깁슨은 "플로라는 여러 해 동안 수컷과의 접촉이 없었기 때문에 처녀생식으로 번식한 것", "도마뱀 암컷이 혼자 외딴 섬에 밀려 왔을 때, 단성 생식 능력을 갖추도록 진화하게 된 것 같다"라고 밝혔습니다. 처녀생식으로 낳은 자손은 모두 수컷이 되며 어미와 자식 모두 정상적인 유성생식을 통해 후대를 생산하고 새로운 집단을 형성할 수 있다고 하니 실로 놀라울 따름입니다.



글_
최형석 신소재공학과 16학번(알리미 22기)