무성 생식이 해로운 변이를 누적한다.

(Desert grassland whiptail lizard. 출처: wikipedia)

앞서 소개한 것처럼 일부 생물체들은 무성 생식을 통해 상당한 성공을 거뒀습니다. 상당히 위험할 수 있고 많은 에너지와 시간을 소모하는 짝짓기 없이 혼자서 후손을 얻을 수 있다는 것은 자연계에서 매우 큰 장점입니다. 여기에 덤으로 개체의 50%가 아니라 100%가 자손을 낳기 때문에 결국은 개체 수가 크게 늘어나 경쟁자들을 압도할 수 있습니다.

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하지만 그럼에도 불구하고 복잡하고 큰 고등 생물일수록 유성 생식이 대부분을 차지하는 데는 뭔가 이유가 있을 것입니다. 과학자들은 그 이유를 알아내기 위해 많은 연구를 진행했습니다. 텍사스 대학의 생물학자들은 Aspidoscelis 속 채찍꼬리 도마뱀 (whiptail lizard)의 미토콘드리아 유전자를 분석해 이 질문에 대한 실마리를 찾았습니다.

연구팀에 따르면 채찍꼬리 도마뱀이 처녀 생식을 통해 개체수를 크게 늘린 것과는 별개로 해로운 유전적 변이는 훨씬 빠르게 누적됐습니다. 심지어 본래 암컷에서 암컷으로 전달되는 미토콘드리아 유전자조차 이런 경향이 분명하게 나타났습니다. 따라서 많은 새끼를 낳더라도 생존력이 결국 감소해 유성 생식 개체에 밀리게 되는 것입니다.

성의 중요한 역할 중 하나는 해로운 유전자를 제거하는 것입니다. 손상된 유전자가 있더라도 배우자의 정상 유전자를 이용해 후손에게는 정상 유전자를 전달할 수 있는 기회가 있습니다. 개체 수가 매우 많고 세대가 짧은 단세포 생물이나 작고 단순한 다세포 생물은 정상적이지 못한 돌연변이 개체가 제거되더라도 쉽게 숫자를 회복할 수 있으나 크고 복잡한 다세포 동물일수록 개체 하나에 많은 시간과 에너지가 들어가기 때문에 회복이 어려운 낭비가 됩니다. 따라서 크고 복잡한 다세포 동물은 대부분 유성 생식이 유리할 것입니다.

참고

https://phys.org/news/2022-08-asexual-reproduction-genetic-mutations.html

Jose A. Maldonado et al, Parthenogenesis doubles the rate of amino acid substitution in whiptail mitochondria, Evolution (2022). DOI: 10.1111/evo.14509

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