일반적으로 생식은 유성 생식과 무성 생식으로 크게 구분할 수 있습니다. 무성 생식은 짝짓기가 필요없는 만큼 솔로인 상태거나 혹은 빠른 증식이 필요할 때 이상적입니다. 다만 모든 개체가 같은 DNA를 지니게 되므로 박테리아 및 바이러스 감염, 그리고 환경 변화에 취약해지는 문제점이 생깁니다. 유성 생식은 짝짓기라는 과정이 반드시 필요한 만큼 복잡하지만 대신 다양한 DNA 조합을 지닌 후손을 남길 수 있으므로 감염이나 환경 변화에 더 잘 적응할 수 있습니다.
이런 이유로 보통 척추동물은 대부분 유성 생식을 합니다. 대부분이라는 표현은 일부 조류, 파충류(예를 들어 코모도 왕도마뱀), 어류가 사육되는 상태에서 무성 생식을 한 기록들이 있기 때문입니다. 최근 과학자들은 일부 야생 척추 동물도 무성 생식(parthenogen. 처녀 생식, 단위 생식이라는 표현도 같이 사용)을 한다는 사실을 밝혀냈습니다. 하지만 무척추동물과는 달리 척추 동물의 무성 생식은 자연적으로는 드문 일입니다.
스토니 브룩 대학의 데미안 채프만(Demian Chapman of Stony Brook University in New York )과 여러 연구기관의 동료들은 5종의 톱상어 중 하나인 스몰투스 톱상어(Smalltooth sawfish)가 자연 상태에서 무성 생식을 한다는 증거를 발견하고 이를 저널 Current biology에 발표했습니다.
연구팀은 플로리다에서 위기에 처한 스몰투스 톱상어의 DNA 조사를 통해서 전체 개체의 3% 정도가 사실은 무성 생식을 통해 탄생했다는 사실을 밝혀냈습니다. 이는 매우 놀라운 사실입니다.
(스몰투스 톱상어. These are juvenile smalltooth sawfish in the Charlotte Harbor estuarine system, Florida.
Credit: Florida Fish and Wildlife Conservation Commission (FWC) )
일반적으로 무성 생식은 척추 동물처럼 크고 복잡한 형태의 동물에게는 적합하지 않다고 여겨집니다. 어차피 개체수를 크게 늘리기 어렵기 때문에 무성생식을 통해서 빠른 증식을 하는 이점도 별로 없고 오히려 적은 개체수의 군집이 모두 같은 DNA를 가지고 있으며 환경 변화나 감염에 더 취약해지는 문제가 생기기 때문입니다.
하지만 이번 연구는 자연 상태에서는 유성 생식만 한다고 알려진 일부 척추동물이 매우 궁지에 몰린 상황에서는 무성 생식을 택할 수 있다는 사실을 보여주고 있습니다. 짝짓기를 하기 위해 수컷을 만나는 일이 어려워지면 대안으로 무성 생식을 택할 수 있다는 것이죠. 플로리다 연안에 서식하는 스몰투스 톱상어는 남획과 해안 생태계 파괴로 위기에 놓인 상태입니다.
일반적으로 무성 생식을 통해서 증식하는 척추동물의 새끼는 일찍 죽는 경우가 많다고 알려져 있으나 이번에 발견된 7 개체의 무성 생식 개체는 모두 건강한 상태였다고 합니다. 연구팀은 더 많은 종류의 척추 동물을 대상으로 연구하면 아마도 이런 자연적 무성 생식 개체를 더 많이 발견할 수 있지 않을까 생각하고 있습니다.
현재까지 알려진 자연 상태의 무성 생식 척추 동물은 극소수에 불과하지만 앞으로 연구를 통해서 더 많이 발견될 가능성은 열려 있습니다. 특히 지금처럼 환경 파괴와 기후 변화로 수많은 동식물의 개체수가 급감하는 시기에는 더 가능성이 높아지겠죠. 척추 동물의 무성생식은 위기에 처한 종이 살아남기 위한 마지막 몸부림과 같은 의미일지 모릅니다.
참고
Journal Reference:
- Fields et al. Facultative parthenogenesis in a critically endangered wild vertebrate. Current Biology, 2015 DOI: 10.1016/j.cub.2015.04.018
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