물 속에 잠수할 수 있는 가장 작은 포유류의 숨 참기 비결

(Credit: Robert A. MacArthur/Kevin L. Campbell)

물 속에서 잠수할 수 있는 가장 작은 수생 포유류는 땃쥐과에 속하는 갯첨서 (water shrew)입니다. 몸길이 10cm로 땃쥐 가운데는 비교적 큰 편이지만, 그래도 잠수가 가능한 포유류 가운데서는 가장 작은 편입니다. 그런데 이렇게 작은 크기는 사실 산소 소모가 많은 포유류에게는 불리합니다. 해양 포유류 가운데 상당수가 거대해진 것만 봐도 알 수 있지만, 그렇지 않아도 몸 크기에 비해 산소 소모가 많고 대사가 활발한 소형 포유류가 잠수를 한다는 것은 상당한 부담이 가는 일입니다. (잠수 영상은 아래 참조)

(For Water Shrews, More Than 3 Hours Between Meals Could be Fatal)

리버풀 대학의 마이클 베렌브링크 박사 (Dr. Michael Berenbrink)가 이끄는 연구팀은 땃쥐과를 포함한 더 큰 소형 포유류 그룹인 진무맹장류 (Eulipotyphla) 포유류 71종의 DNA를 분석해 갯첨서의 진화 과정을 연구했습니다. 연구팀이 조사한 것은 근육에서 산소와 결합하는 단백질인 미오글로빈 (myoglobin)의 진화 과정입니다.

그 결과 근육속에 산소를 더 많이 저장해주는 유전자 변이 3개가 갯첨서에서 독립적으로 진화했으며 산소가 적은 환경에서 살아가는 두더쥐에서도 독립적인 유전자 변이 2개가 나타났습니다. 따라서 각각의 진화는 모두 공진화로 볼 수 있으며 산소를 저장하는 능력이 뛰어난 조상 하나에서 유래된 것이 아니라는 점을 알 수 있었습니다.

물속이든 땅속이든 결국 숨쉬기 곤란한 상황에서 생활하는 소형 포유류들은 비슷한 해결책을 진화시켰을 것입니다. 이들은 개체수가 많고 세대가 짧아 빠른 진화가 가능합니다. 아무튼 그렇다고 해도 이렇게 작은 포유류가 크기의 불리함을 극복하고 잠수 능력을 진화시켰다는 시실이 신기합니다.

참고

https://phys.org/news/2021-06-scientists-uncover-genetic-secrets-world.html

Kai He et al, Myoglobin primary structure reveals multiple convergent transitions to semi-aquatic life in the world's smallest mammalian divers, eLife (2021). DOI: 10.7554/eLife.66797

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