미국악어(rocodyus acutus) 암컷이, 수컷과 짝짓기 없이 알을 낳은 것으로 처음 알려졌다는데, 이 기묘한 번식 전략은, 공룡 시대에 진화적 뿌리를 가질 가능성이 있다고 한다.
지난 2018년, 코스타리카에서 16년간 사육되던 암컷 악어가, 단독으로 알을 낳았는데, 그 알에서는, 어머니와 유전자적으로 동일하다고 식별할 수 있는 암컷 태아가 포함돼 있었다는 것.
미국 연구팀이 유전자 분석을 한 결과, 이 암컷 악어는, 수컷의 협조 없이 자손을 만드는 "단위생식" 일반적으로는 "처녀 잉태"로 알려진 과정에서 알을 낳은 것으로 나타났다고 한다.
안타깝게도, 알은 부화하지 않았지만, 이 특이한 생식 전략은 진화에 대한 우리 인간의 이해를 근본적으로 뒤집을 수 있어 놀라운 발견이라고 한다.
■ 악어의 단위생식이 확인됨으로써, 공룡도 그 능력이 있을 가능성이 있다
지금까지 조류에서의 단위생식(처녀 잉태) 사례는 몇 가지 확인됐으나, 이번 발견으로 악어도 그것이 가능한 것으로 밝혀졌는데, 이것은 이들 생물의 공통 조상인 공룡도, 단위생식 능력을 가졌을 가능성을 보여준다.
악어와 새는, 과거 주룡류로 불리던 파충류 크레이드(공통 조상에서 진화한 생물군)의 현생 멤버로 그 가지를 따라가다 보면, 공룡과 하늘을 나는 파충류도 포함돼 있었다.
"이번 발견은, 악어와 조류의 친척인, 멸종된 주룡류의 생식능력 가능성에 대해, 상당한 흥미를 불러일으킬 수 있는 통찰을 제공한다"고 버지니아공대 진화생물학자 워런 부스는 적고있다.
■ 척추동물의 단위생식은 생각했던 것보다 일반적이다
단위생식은, 무성생식의 한 형태로, 보통 생식에 수컷 정자를 필요로 하는 암컷이 짝짓기 없이 생식을 하는 구조다. 파충류처럼 수년간 정자를 보존해두는 것도 아니고, 만일의 경우 암컷은 두 세포를 융합해, 단독 성만으로도 생존 가능한 생존 가능한 배아를 만들 수 있다.
예전에는 드문 일로 여겨졌지만, 척추동물의 단위생식은 생각보다 흔하다는 것이 서서히 밝혀지고 있는데, 식물이나 무척추동물에서는, 오래전부터 단위생식은 있었지만, 척추동물 암컷이 정자와 수정되지 않은 난자에서 자손을 낳을 수 있다는 사실을 연구자들이 깨닫기까지 한참 걸렸다.
이후, 단위생식은 도마뱀, 뱀, 상어, 가오리 등 80종 이상의 척추동물에서 관찰되고 있으나, 대부분 사육되는 동물로 지금까지 척추동물 계통 이외에는 기록되지 않았다.
더 자세히 관찰한 결과, 야생동물에서 조건적 단위생식 사례가 발견되기 시작했는데, 특히 멸종 직전에 수컷의 수가 적어, 상대를 찾지 못할 경우 암컷이 취하는 생식 전략이 아닐까 생각된다.
■ 단위생식은 조상으로부터 물려받은 능력인가?
그러나, 사육 하에서 번식하고 있는 멸종 위기종 캘리포니아 콘도르에 관한 최근 발견에서는, 암컷이 완벽하게 번식력 있는 수컷과 정기적으로 접촉하고 있음에도, 암컷만으로 단위 생식을 하였고, 이 일은 연구자들에게 놀라움을 주었다.
이번 악어와 관련해, 부화하지 않은 태아를 어미 유전자와 비교 분석한 결과, 사실상 동일한 유전자를 공유하는 것으로 나타났다.
복제와 같은 유사성은, 새, 뱀, 도마뱀에서 관찰되는 것과 마찬가지로, 이러한 단위생식의 예에서는 말단융합 자가생식이 생식의 메커니즘임을 보여주는데, 이는 단위생식이 계통이 먼 공통 조상들도 갖고 있는 특질임을 보여준다고 한다.
그러나, 진화의 보다 더 깊은 시간축 전체에서 조건적 단위 생식의 진화적 분포와 역학을 완전히 검증하려면, 추가 연구가 필요하다는 것.
■ 단위생식에서의 생존율
말단융합 자가생식은, 처녀잉태가 일어나는 한 방법이다.
암컷은, 염색체의 절반을 포함한 난자를, 통상 난소가 난자를 만들 때 남은 극체라고 불리는 다른 유형의 반수체세포와 융합시킨다.
이때, 부족한 정자 공백을 메우기 위한 유전물질을 약간 교체하고, 그 결과, 태어난 아이는 엄마 복제에 가깝다는.
수컷이 거의 없는 경우에, 암컷이 단독으로도 생식할 수 있다고는 하지만, 본래라면 수컷과 암컷이 가져오는 유전적 다양성은 결여되어 있어, 지속 가능한 자손을 만드는 방법이라고 할 수 없다.
이번 예에서는, 알은 부화하지 않았지만, 그렇다고 악어가 단위생식을 이용해 생존 가능한 자손을 낳을 가능성이 없는 것은 아니다.
참고로 다른 종의 단위생식란 부화율은 불과 3% 정도라고 하며, 본 연구는 『Biology Letters』에 발표되었다.
