침팬지도 폐경을 겪는다.
- 기초과학 / 문광주 기자 / 2023-10-30 08:17:04
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- 대다수 포유류는 생애가 끝날 때까지 번식력 유지, 인간과 일부 이빨고래 종은 예외
- 진화론적 관점에서 볼 때, 더 이상 번식이 불가능한 암컷은 종에게 적합도 이점 없어
- 할머니 이론:여성은 가임기 이후 현명한 조언자이자 보호자로서 중요한 역할
- 우간다 현장 연구: 가장 가까운 친척인 암컷 침팬지도 폐경을 겪는다는 증거 발견
- 침팬지에서 할머니 가설 반박
대다수 포유류는 생애가 끝날 때까지 번식력을 유지한다. 그러나 우리 인간과 일부 이빨고래 종은 예외다. 우리는 폐경을 겪는다. 인간의 경우 폐경은 대개 45세에서 55세 사이에 일어난다. 이 기간 생식 호르몬이 감소하고 난소가 더 이상 난자를 생산할 수 없기 때문에 난소 기능이 영구적으로 중단된다. 안면홍조 등의 증상도 나타날 수 있다.
그러나 폐경이 인간과 몇몇 다른 종에서만 어떻게 그리고 왜 진화했는지는 불분명하다. 진화론적 관점에서 볼 때, 더 이상 번식이 불가능한 암컷은 종에게 적합도 이점을 거의 가져오지 않는다. 공통 가설에 따르면, 나이든 여성은 할머니로서 딸의 부담을 덜어주거나 손자를 양육하는 데 도움을 줌으로써 간접적으로 자손과 종의 생존을 촉진할 수 있었다.
캘리포니아 대학교의 브라이언 우드(Brian Wood)는 “전 세계 사회에서 여성은 가임기 이후 현명한 조언자이자 보호자로서 중요한 역할을 한다”고 설명한다. 그러나 '할머니' 이론은 명확하게 입증되지 않았다.
우간다에서 연구된 침팬지 개체군
우드가 이끄는 연구팀은 우간다에서 현장 연구를 진행하면서 우리의 가장 가까운 친척인 암컷 침팬지도 폐경을 겪는다는 증거를 발견했다. 과학자들은 키발레 국립공원의 Ngogo 프로젝트에서 21년에 걸쳐 야생 암컷 침팬지 185마리의 행동과 인구통계를 분석했다. 이를 바탕으로 그들은 소위 PrR(Post-Reproductive Representation)을 계산했다. 이 주요 수치는 성체 동물이 더 이상 번식할 수 없는 수명의 평균 비율을 나타낸다.
연구진은 또한 14세에서 67세 사이의 암컷 침팬지 66마리의 소변에서 어떤 호르몬이 나타나는지 조사했다. 이를 위해 그들은 엄청난 노력을 기울였다. "우리는 폐경의 호르몬 신호를 연구하기 위해 숲에서 침팬지의 소변 샘플을 수집하는 데 수천 시간을 보냈다"고 공동 저자인 애리조나 대학의 Jacob Negrey는 보고했다.
침팬지와 인간은 50세에 폐경에 이른다
다른 침팬지 개체군을 포함한 대부분 포유류의 PrR 값은 0에 가깝다. 이는 폐경기에 도달하지 않지만 죽을 때까지 생식력이 있음을 의미한다. 그러나 Ngogo 침팬지의 PrR 값은 약 0.2였다고 Wood와 그의 동료들은 발견했다. 이는 여성이 성인기의 평균 20%를 더 이상 번식할 수 없는 상태, 즉 생식 후 상태에서 보낸다는 것을 의미한다.
평균적으로 암컷 침팬지는 가임기가 끝난 후에도 약 14년 동안 계속 살았다. 이는 인간이나 일부 고래의 절반 정도다. 우리의 경우와 마찬가지로 관찰된 침팬지의 번식력은 30세쯤부터 감소했고, 50세쯤부터는 더 이상 출산이 없었다. 185마리의 암컷 중 34마리는 40세 이상이었고, 16마리의 침팬지는 심지어 50세 이상이었다.
폐경 중 호르몬 변화
암컷 침팬지의 폐경기 호르몬 균형도 인간 여성의 호르몬 균형과 유사하다. 소변 샘플에서는 암컷의 나이에 따라 성선 자극 호르몬, 에스트로겐, 게스타겐과 같은 생식 호르몬의 양이 다른 것으로 나타났다. 생식 후 상태로 전환하는 동안 그 구성이 바뀌었다. 성선 자극 호르몬인 FSH와 LH가 급격히 증가하고 에스트로겐인 에스트라디올과 에스트론은 물론 프로게스토겐인 프레그난디올도 감소했다.
비슷한 호르몬 변화가 인간의 폐경 중에도 발생한다. Woods는 “우리의 결과는 실질적이고 통계적으로 유의미한 생식 후 표현을 보여주는 인간이 아닌 야생 영장류 개체군에 대한 최초의 문서다”고 결론지었다.
침팬지에서 반박된 '할머니 가설’
그러나 인간과 달리 우간다의 나이든 암컷 침팬지는 더 이상 번식할 수 없게 되자 자녀 양육에 참여하지 않았다. 과학자들은 “할머니 가설”이 이 유인원들에게는 적용될 가능성이 낮다고 결론 내렸다.
수컷과 달리 성체 암컷 침팬지는 일반적으로 더 이상 어미와 같은 집단에서 살지 않는다. 이는 나이든 여성이 딸이나 손자의 행복과 번식 성공에 직접적인 영향을 미칠 수 없다는 것을 의미한다. 연구에 따르면 범고래와는 달리 어미 침팬지는 아들의 생존과 진화적 적합성에 영향을 미치지 않는다.
대신, 나이든 암컷은 다른 젊은 암컷과 경쟁할 가능성이 더 높다. 따라서 Wood와 그의 동료들은 생식 능력의 상실이 이러한 경쟁 상황을 해결하는 데 도움이 될 수도 있다고 생각한다.
폐경이 진행되는 또 다른 이유는 무엇일까?
생물학자들이 설명하는 것처럼, 폐경의 진화적 발달에는 다른 이유가 있을 수도 있다. 침팬지는 우리와 가장 가까운 친척 중 하나이고 침팬지의 폐경은 현재의 가설로는 아직 설명할 수 없기 때문에 인간의 폐경 후 생존은 할머니 효과 외에도 아직 알려지지 않은 또 다른 진화적 이점을 가질 수 있다.
이것이 다른 영장류와 동일한 목적인지, 모든 침팬지 암컷이 실제로 폐경 후에도 계속해서 살아가는지는 불분명하다. 이것은 아직 다른 침팬지 개체군에서는 관찰되지 않았다. 만약 키발레 국립공원의 거대 유인원이 실제로 이 점에서 예외라면, 그 이유에 대한 의문이 생긴다. 연구자들은 질병 전염병과 같은 부정적인 인간 영향이 누락되었을 수 있다고 추측한다.
특별히 보호받는 침팬지 개체수
그러나 응고고(Ngogo) 침팬지는 폐경기 이후 일시적으로만 생존 능력을 획득했을 뿐이라고 우드(Wood)와 그의 동료들은 지적했다. "이러한 불일치에 대한 한 가지 설명은 상당한 PrR이 낮은 포식, 높은 식량 가용성 및 성공적인 그룹 간 경쟁을 포함하여 Ngogo의 비정상적으로 유리한 생태 조건에 대한 일시적인 반응일 수 있다는 것이다"고 Woods는 설명했다.
이러한 관찰을 바탕으로 향후 연구에서는 인간의 삶의 역사에서 영양 개선과 포식자의 위협 감소가 어떤 역할을 했는지 조사할 수 있다고 연구진은 썼다. 진화 과정에서 침팬지의 중요성에 대한 추가 단서를 얻기 위해 나이 많은 침팬지가 다른 그룹 구성원과 어떻게 상호 작용하고 영향을 미치는지 관찰하는 것도 중요하다.
“이 연구는 폐경의 진행을 밝히는 동시에 이에 대한 의문을 제기한다” 엑서터 대학의 진화생물학자인 마이클 캔트(Michael Cant)는 이 연구에 대한 논평에서 다음과 같이 썼다. "이는 인간 생물학과 행동에 대한 근본적인 이해를 변화시키는 데 있어 어렵고 장기적인 현장 연구의 중요성을 강조한다.“
(Science, 2023; doi: 10.1126/science.add5473)
출처: American Association for the Advancement of Science (AAAS),
University of California – Los Angeles
- 대다수 포유류는 생애가 끝날 때까지 번식력 유지, 인간과 일부 이빨고래 종은 예외
- 진화론적 관점에서 볼 때, 더 이상 번식이 불가능한 암컷은 종에게 적합도 이점 없어
- 할머니 이론:여성은 가임기 이후 현명한 조언자이자 보호자로서 중요한 역할
- 우간다 현장 연구: 가장 가까운 친척인 암컷 침팬지도 폐경을 겪는다는 증거 발견
- 침팬지에서 할머니 가설 반박
침팬지도 폐경을 겪는다
침팬지의 폐경기 증거는 진화적 목적에 대한 새로운 시각을 제시한다.
진화의 미스터리:
지금까지의 연구에 따르면 우리 인간을 포함해 극소수의 동물만이 폐경을 겪는 것으로 알려져 있다. 이제 우간다에서 실시된 현장 연구에 의하면 암컷 침팬지도 폐경을 겪고 번식 능력이 끝난 후에도 수년 동안 생존할 수 있는 것으로 나타났다. 이 발견은 폐경의 진화와 인간과 다른 포유류 종의 생물학적 목적에 대한 새로운 단서를 제공한다고 연구팀은 사이언스(Science)에 보고했다.
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| ▲ 번식 후 암컷 침팬지 3마리. 왼쪽부터 MARL(69세 사망), MAR(64세 사망), Sutherland(현재 61세)이다. 사진: (왼쪽에서 오른쪽으로) DAVID P. WATTS, Kevin E. LANGERGRABER, Kevin LEE |
대다수 포유류는 생애가 끝날 때까지 번식력을 유지한다. 그러나 우리 인간과 일부 이빨고래 종은 예외다. 우리는 폐경을 겪는다. 인간의 경우 폐경은 대개 45세에서 55세 사이에 일어난다. 이 기간 생식 호르몬이 감소하고 난소가 더 이상 난자를 생산할 수 없기 때문에 난소 기능이 영구적으로 중단된다. 안면홍조 등의 증상도 나타날 수 있다.
그러나 폐경이 인간과 몇몇 다른 종에서만 어떻게 그리고 왜 진화했는지는 불분명하다. 진화론적 관점에서 볼 때, 더 이상 번식이 불가능한 암컷은 종에게 적합도 이점을 거의 가져오지 않는다. 공통 가설에 따르면, 나이든 여성은 할머니로서 딸의 부담을 덜어주거나 손자를 양육하는 데 도움을 줌으로써 간접적으로 자손과 종의 생존을 촉진할 수 있었다.
캘리포니아 대학교의 브라이언 우드(Brian Wood)는 “전 세계 사회에서 여성은 가임기 이후 현명한 조언자이자 보호자로서 중요한 역할을 한다”고 설명한다. 그러나 '할머니' 이론은 명확하게 입증되지 않았다.
우간다에서 연구된 침팬지 개체군
우드가 이끄는 연구팀은 우간다에서 현장 연구를 진행하면서 우리의 가장 가까운 친척인 암컷 침팬지도 폐경을 겪는다는 증거를 발견했다. 과학자들은 키발레 국립공원의 Ngogo 프로젝트에서 21년에 걸쳐 야생 암컷 침팬지 185마리의 행동과 인구통계를 분석했다. 이를 바탕으로 그들은 소위 PrR(Post-Reproductive Representation)을 계산했다. 이 주요 수치는 성체 동물이 더 이상 번식할 수 없는 수명의 평균 비율을 나타낸다.
연구진은 또한 14세에서 67세 사이의 암컷 침팬지 66마리의 소변에서 어떤 호르몬이 나타나는지 조사했다. 이를 위해 그들은 엄청난 노력을 기울였다. "우리는 폐경의 호르몬 신호를 연구하기 위해 숲에서 침팬지의 소변 샘플을 수집하는 데 수천 시간을 보냈다"고 공동 저자인 애리조나 대학의 Jacob Negrey는 보고했다.
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| ▲ Ngogo 암의 생식능력과 생존율. 여성 연령별 출산율(ASFR)은 총 출생아 수를 각 연령층의 여성에서 관찰된 수명으로 나누어 각 5세 연령층에 대해 계산되었다. (A) Ngogo ASFR(±SE, 회색) 및 Emery Thompson et al.이 보고한 6개의 다른 야생 침팬지 공동체의 복합 샘플. (B) 각 연령(lx)에 대한 여성 생존 확률의 도표 [Wood et al. (65)] 그리고 5개의 다른 야생 침팬지 군집의 복합 표본. (출처:관련논문 Demographic and hormonal evidence for menopause in wild chimpanzees / Science 27. Oct 2023) |
침팬지와 인간은 50세에 폐경에 이른다
다른 침팬지 개체군을 포함한 대부분 포유류의 PrR 값은 0에 가깝다. 이는 폐경기에 도달하지 않지만 죽을 때까지 생식력이 있음을 의미한다. 그러나 Ngogo 침팬지의 PrR 값은 약 0.2였다고 Wood와 그의 동료들은 발견했다. 이는 여성이 성인기의 평균 20%를 더 이상 번식할 수 없는 상태, 즉 생식 후 상태에서 보낸다는 것을 의미한다.
평균적으로 암컷 침팬지는 가임기가 끝난 후에도 약 14년 동안 계속 살았다. 이는 인간이나 일부 고래의 절반 정도다. 우리의 경우와 마찬가지로 관찰된 침팬지의 번식력은 30세쯤부터 감소했고, 50세쯤부터는 더 이상 출산이 없었다. 185마리의 암컷 중 34마리는 40세 이상이었고, 16마리의 침팬지는 심지어 50세 이상이었다.
폐경 중 호르몬 변화
암컷 침팬지의 폐경기 호르몬 균형도 인간 여성의 호르몬 균형과 유사하다. 소변 샘플에서는 암컷의 나이에 따라 성선 자극 호르몬, 에스트로겐, 게스타겐과 같은 생식 호르몬의 양이 다른 것으로 나타났다. 생식 후 상태로 전환하는 동안 그 구성이 바뀌었다. 성선 자극 호르몬인 FSH와 LH가 급격히 증가하고 에스트로겐인 에스트라디올과 에스트론은 물론 프로게스토겐인 프레그난디올도 감소했다.
비슷한 호르몬 변화가 인간의 폐경 중에도 발생한다. Woods는 “우리의 결과는 실질적이고 통계적으로 유의미한 생식 후 표현을 보여주는 인간이 아닌 야생 영장류 개체군에 대한 최초의 문서다”고 결론지었다.
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| ▲ 레오노라(Leonora)는 우간다 키발레 국립공원의 응고고(Ngogo) 공동체에 사는 암컷 침팬지이다. 생식 후 단계의 모습. © Kevin Langergraber, 애리조나 주립대학교 |
침팬지에서 반박된 '할머니 가설’
그러나 인간과 달리 우간다의 나이든 암컷 침팬지는 더 이상 번식할 수 없게 되자 자녀 양육에 참여하지 않았다. 과학자들은 “할머니 가설”이 이 유인원들에게는 적용될 가능성이 낮다고 결론 내렸다.
수컷과 달리 성체 암컷 침팬지는 일반적으로 더 이상 어미와 같은 집단에서 살지 않는다. 이는 나이든 여성이 딸이나 손자의 행복과 번식 성공에 직접적인 영향을 미칠 수 없다는 것을 의미한다. 연구에 따르면 범고래와는 달리 어미 침팬지는 아들의 생존과 진화적 적합성에 영향을 미치지 않는다.
대신, 나이든 암컷은 다른 젊은 암컷과 경쟁할 가능성이 더 높다. 따라서 Wood와 그의 동료들은 생식 능력의 상실이 이러한 경쟁 상황을 해결하는 데 도움이 될 수도 있다고 생각한다.
폐경이 진행되는 또 다른 이유는 무엇일까?
생물학자들이 설명하는 것처럼, 폐경의 진화적 발달에는 다른 이유가 있을 수도 있다. 침팬지는 우리와 가장 가까운 친척 중 하나이고 침팬지의 폐경은 현재의 가설로는 아직 설명할 수 없기 때문에 인간의 폐경 후 생존은 할머니 효과 외에도 아직 알려지지 않은 또 다른 진화적 이점을 가질 수 있다.
이것이 다른 영장류와 동일한 목적인지, 모든 침팬지 암컷이 실제로 폐경 후에도 계속해서 살아가는지는 불분명하다. 이것은 아직 다른 침팬지 개체군에서는 관찰되지 않았다. 만약 키발레 국립공원의 거대 유인원이 실제로 이 점에서 예외라면, 그 이유에 대한 의문이 생긴다. 연구자들은 질병 전염병과 같은 부정적인 인간 영향이 누락되었을 수 있다고 추측한다.
특별히 보호받는 침팬지 개체수
그러나 응고고(Ngogo) 침팬지는 폐경기 이후 일시적으로만 생존 능력을 획득했을 뿐이라고 우드(Wood)와 그의 동료들은 지적했다. "이러한 불일치에 대한 한 가지 설명은 상당한 PrR이 낮은 포식, 높은 식량 가용성 및 성공적인 그룹 간 경쟁을 포함하여 Ngogo의 비정상적으로 유리한 생태 조건에 대한 일시적인 반응일 수 있다는 것이다"고 Woods는 설명했다.
이러한 관찰을 바탕으로 향후 연구에서는 인간의 삶의 역사에서 영양 개선과 포식자의 위협 감소가 어떤 역할을 했는지 조사할 수 있다고 연구진은 썼다. 진화 과정에서 침팬지의 중요성에 대한 추가 단서를 얻기 위해 나이 많은 침팬지가 다른 그룹 구성원과 어떻게 상호 작용하고 영향을 미치는지 관찰하는 것도 중요하다.
“이 연구는 폐경의 진행을 밝히는 동시에 이에 대한 의문을 제기한다” 엑서터 대학의 진화생물학자인 마이클 캔트(Michael Cant)는 이 연구에 대한 논평에서 다음과 같이 썼다. "이는 인간 생물학과 행동에 대한 근본적인 이해를 변화시키는 데 있어 어렵고 장기적인 현장 연구의 중요성을 강조한다.“
(Science, 2023; doi: 10.1126/science.add5473)
출처: American Association for the Advancement of Science (AAAS),
University of California – Los Angeles
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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