<그림. KISTI 미리안 사진자료
출처. KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』>
섹스없는 생식을 하는 톱상어
많은 생물종에게서 생식은 남성과 여성의 관계로 가능하다. 하지만 처음으로 과학자들은 야생상태의 척추동물에게서 ‘처녀생식’의 증거를 찾아냈다. 그 사례는 작은 이빨을 가진 톱상어 (sawfish)이다. 이 물고기(Pristis pectinate)는 정상적으로 성적 생식을 하게 되며 두 개의 성으로부터 기여를 필요로 한다. 하지만 최근 분석에 의하면 플로리다 어귀에 서식하고 있는 톱상어의 4% 정도가 수컷의 아무런 유전적 기여없이 태어난다는 사실이 발견되었으며 이러한 현상은 처녀생식 (parthenogenesis)이라고 알려져 있다. 이러한 무성생식은 척추동물에서는 희귀한 현상이며 야생에서 포획된 뱀과 코모도왕도마뱀 (Komodo dragon)을 포함해서 포획된 소수의 생물종에서 관찰된다. 이번 연구는 학술지
작은 이빨 톱상어는 얼굴에 톱모양의 돌출모양을 갖고 있는 다섯 가지 거대한 가오리 종 중 한 가지이며 상어와 동일한 하위분류에 속한다. 이 작은 이빨 톱상어는 한때 노스 캐롤라이나에서 텍사스까지 미국의 동부 및 남부 해안선을 따라 풍부하게 서식했지만 과도한 포획과 해안선 개발로 인해서 그 숫자가 급감하고 있다. 현재 이 생물종은 멸종위기종으로 오직 남서부 플로리다 해안선에만 서식하고 있다.
연구자들은 이 톱상어들이 동종교배를 하는지 여부를 알아보기 위한 일상적인 유전적 분석을 수행하는 과정에서 톱상어 중에서 ‘처녀생식’의 증거를 발견했다. 플로리다 하구에서 190개 톱상어 중에서 샘플을 수집해서 동일한 군집 안에서 다른 물고기와 높은 연관성을 보여주고 있다. 연관성은 개별 부모와 연관성이 없는 경우에는 0으로 그리고 부모가 완전히 형제자매일 경우에는 0.5로 표시하여 0에서 1사이로 측정했다. 190개 물고기 중에서 일곱 개는 1에 즉, ‘처녀생식’으로 표시할 수 있는 지표에 가깝게 나타났다.
뉴욕의 스토니 브룩대학 (Stony Brook University)의 어류 유전학자이며 이번 연구의 제 1저자인 앤드류 필즈 (Andrew Fields)는 자신의 연구팀이 처음에는 이 발견에 대해서 의심했다고 말했다. 하지만 좀 더 자세히 분석하면서 처녀생식 이외의 설명 외에 다른 방식이 없었다고 주장했다. 그는 “단지 한 마리라면 그것은 확실한 케이스가 되지 않을 것이다. 하지만 우리는 190개의 샘플 중에서 많은 사례를 관찰했다면 상당히 설득력이 있다”고 말했다. 일곱 마리의 처녀생식을 통해서 태어난 후손들은 다양한 종족에서 태어났으며 정상적인 모습을 하고 있었다. 이것은 이러한 방식으로 태어난 후손들은 야생상태에서 생존할 수 있다는 것을 의미한다.
이번 연구의 저자들은 다른 연구자들에게 다른 처녀생식의 경우를 찾아내기 위한 방법을 사용해서 야생척추군집에서 현존하는 DNA 데이터베이스를 찾아낼 수 있도록 장려하고 있다. 현존 데이터를 찾아내는 것뿐 아니라 덜비 (Dulvy)는 연구자들이 소규모 톱상어 군집에서 발견되는 세계에서 처녀생식에 대한 관심을 놓지 말아야 한다고 주장했다. 캐나다의 버나비 (Burnaby)의 사이먼 프레이저 대학 (Simon Fraser University)의 해양생태학자인 니콜라스 덜비 (Nicholas Dulvy)는 이번 발견은 상어와 가오리가 다른 어떤 척추동물 중에서 가장 다양한 생식형태를 가지고 있다는 증거를 보여주고 있다고 주장했다. 국제자연보존을 위한 연합 (International Union for Conservation of Nature)의 상어전문가그룹의 공동의장인 덜비는 “이들 생물종에 대한 관심을 가져야 할 또 다른 이유이기도 하다”라고 말했다.
하지만 야생상태에서 얼마나 처녀생식이 자주 일어나는지에 대해서는 확실하지 않다. 필즈의 연구팀은 처녀생식은 일부 생물종의 군집 밀집도가 적을 경우, 즉 암컷이 짝을 찾기 어려운 경우에 일어날 가능성이 높은 전략이다. 만일 이것이 사실이라면 처녀생식은 멸종직전의 생물종에서 공통적으로 나타날 수 있을 것이다. 덜비는 처녀생식은 작은이빨 톱상어을 구하기에는 충분하지 않다고 주장했다. 그는 “우리는 훌륭하고 강력한 관리를 통해서 플로리다에서 이들 군집이 안정화되고 회복하도록 해야 할 필요가 있다”고 말했다.
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