과학자들이 악어의 처녀 탄생을 발견하다

2018년 1월, 코스타리카 동물원의 암컷 악어가 한 무리의 알을 낳았습니다. 좀 특이한 점은 그녀가 16년 동안 혼자 살았다는 점이다.

악어는 발육하지 않는 무균 알을 낳을 수 있지만, 이 클러치 중 일부는 꽤 정상적으로 보였습니다. 그리고 그들 중 한 명은 — "쥬라기 공원"을 본 사람이라면 누구에게나 친숙한 줄거리로 — 인큐베이터에서 계속해서 성장했습니다. 이 경우, 알은 결국 완벽하게 형성되었지만 사산된 아기 악어를 낳았습니다.

생물학 레터스(Biology Letters) 저널에 수요일 발표된 논문에서 연구진은 아기 악어가 처녀생식의 산물이며 어미의 유전 물질만 포함하고 있다고 보고했습니다. 킹코브라, 톱상어, 캘리포니아 콘도르 등 다양한 생물에서 처녀생식이 확인된 반면, 악어에서 이것이 발견된 것은 이번이 처음입니다. 그리고 악어가 생명나무에 떨어지는 위치로 인해 익룡과 공룡도 그러한 번식 업적을 이룰 수 있었을 수도 있음을 의미합니다.

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처녀 탄생이 일어나는 방법은 다음과 같습니다. 난자가 어머니의 몸에서 성숙함에 따라 반복적으로 분열하여 개인에게 필요한 유전자의 정확히 절반을 가진 최종 산물을 생성합니다. 극성체로 알려진 염색체를 포함하는 세 개의 작은 세포 주머니가 부산물로 형성됩니다. 극체는 일반적으로 시들어집니다. 그러나 처녀생식을 할 수 있는 척추동물에서는 때때로 한 극체가 난자와 융합하여 개체를 형성하는 데 필요한 염색체 보완을 갖춘 세포를 생성합니다.

알을 연구한 버지니아 공대 부교수 워렌 부스는 악어의 경우에도 그런 일이 일어난 것으로 보인다고 말했습니다. 부스는 주로 빈대를 연구하는 곤충학자이지만 처녀생식을 식별하는 데는 광범위한 부업을 갖고 있습니다. 단위생식 악어의 게놈 서열을 분석한 결과 염색체 끝 부분이 어미의 염색체와 다르며 DNA가 약간 뒤바뀐 것으로 나타났습니다. 이는 극체 융합의 명백한 징후입니다.

이것이 바로 새, 도마뱀, 뱀의 처녀생식에서 일어나는 일이라고 부스는 말했습니다. 이는 이 동물 집단이 공통 조상으로부터 능력을 물려받았다는 것을 암시합니다. 그러나 악어는 다른 많은 현대의 단위 생식 동물보다 오래 전에 진화했으며, 이는 그 사이에 있는 생물에 대한 흥미로운 가능성을 시사합니다.

부스는 "이것이 우리에게 알려주는 것은 익룡과 공룡에서도 이런 일이 일어났을 가능성이 매우 높다는 것"이라고 말했습니다.

동물은 왜 단위생식을 생산하는가? 일부 처녀생식동물은 성체까지 생존하여 짝짓기를 할 수 있지만 항상 가장 건강한 생물은 아니라고 부스는 말했습니다. 그러나 이런 방식으로 태어난 동물을 식별하기가 더 쉽게 만드는 DNA 분석의 용이성이 증가함에 따라 그러한 동물이 그렇게 희귀한 것은 아니라는 사실이 밝혀졌습니다.

그는 “사람들이 생각하는 것보다 훨씬 더 널리 퍼져 있다”고 말했다.

처녀생식은 종에게 짝이 없을 때 장기간 생존할 수 있는 능력을 부여하는 것이 가능합니다. 부모와 거의 동일한 유전자를 지닌 새로운 개체는 짝이 나타날 때까지 오래 살 수 있으며, 따라서 유성 생식이 가능해 더 강인한 자손을 낳는 경향이 있습니다.

그러나 처녀생식은 단순히 진화에서 그것을 제거할 만큼 단점이 충분하지 않은 특성일 수도 있다고 부스는 말했습니다. 그것은 반드시 스트레스에 대한 반응이거나 심지어 짝이 부족해서 나타나는 것도 아닙니다. 2020년에 과학자들은 도마뱀이 짝짓기를 한 다음 일부는 정상적인 자손이고 일부는 처녀생식인 알을 낳을 수 있다는 것을 발견했습니다. 부스의 직감은 다음과 같습니다. 켜거나 끌 수 있는 능력이며 아마도 단일 유전자에 의해 제어될 수 있습니다.

그렇다면 악어의 처녀생식 발견에서 알 수 있듯이 공룡이 그런 일을 했을까요? 처녀생식은 DNA 분석을 통해 가장 잘 확인됩니다. 이 과정을 통해 과학자들은 암컷이 난자를 수정하는 데 사용하기 전 최대 6년 동안 정자를 저장하는 지연 임신과 구별할 수 있습니다. 화석에 남아 있지 않은 공룡과 익룡의 DNA를 검색할 수 있는 능력이 없다면 확실성은 없습니다.