남성은 진화를 위한 담보된 희생자일까?
- 기초과학 / 문광주 기자 / 2021-08-11 13:02:28
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* 유성 생식은 진화의 위대한 신비 중 하나다. 언뜻 보기에는 상당한 단점이 있기 때문이다.
* 빠르게 변화하는 조건에 종이 적응해야 할 때 특히 유리
* 돌연변이 보인자, 파트너를 선택할 때 불리하기 때문에 다음 세대에 유전자를 전달할 수 없다.
* 수컷은 진화를 위한 일종의 담보된 희생물, 딱정벌레에서 학인
유성 생식은 진화의 위대한 신비 중 하나다. 언뜻 보기에는 상당한 단점이 있기 때문이다.
두 개의 성 때문에 인구의 절반만이 자손을 낳고 이 중 절반만 가임력이 갖고 있다. 번식을 위한 파트너를 찾는 것도 시간과 에너지를 소모한다. 무성 생식의 경우 각 동물은 스스로 자손을 낳을 수 있다. 따라서 무성 개체군은 유성 생식 개체군보다 훨씬 빠르게 성장한다.
수석 저자인 스톡홀름 대학의 데이비드 베르거(David Berger)는 “가장 큰 문제는 양성애 생식이 발달한 이유와 수컷이 존재하는 이유”라고 말한다. 일반적인 이론에 따르면 성은 인구의 유전자를 다시 혼합하기 때문에 무엇보다 점수를 얻을 수 있다. 이것은 빠르게 변화하는 조건에 종이 적응해야 할 때 특히 유리하다.
남성이 불필요해져
베르거(Berger), 그의 동료 칼 그리숍(Karl Grieshop) 및 그들의 팀은 다른 설명을 찾을 수 있었다. 그들에 따르면, 남성은 주로 자연 선택에 희생됨으로써 인구의 유전적 건강을 보장하기 위해 존재한다.
이에 대한 배경으로 동물 종이 많은 암컷을 잃는다면, 그 개체수는 장기적으로 감소할 것이다. 반면에 수컷이 줄어들면 팀이 설명하는 것처럼 일반적으로 개체군의 성공을 거의 감소시키지 않는다.
Grieshop은 "일반적으로 소수의 수컷만으로도 전체 암컷을 수정시킬 수 있다" 며 "이 암컷들이 짝을 많이 선택하든 적게 하든 선택하는 것은 자손의 수에 거의 차이가 없다."
이것은 특히 수컷이 새끼를 키우는 데 참여하지 않고 원칙적으로 정자만 제공하는 종의 경우에 해당된다. 즉, 남성은 인구에서 여성보다 더 필요하지 않다.
유전적 건강을 위한 담보된 희생자?
바로 여기에서 Grieshop과 그의 동료들의 이론이 등장한다.
남성 성의 "발명"은 해로운 돌연변이가 결과 없이 집단에서 제거될 수 있음을 보장한다. 그러한 돌연변이의 보인자는 파트너를 선택할 때 죽거나 불리하기 때문에 다음 세대에 유전자를 전달할 수 없다. 따라서 돌연변이가 근절된다.
원칙적으로 수컷은 진화를 위한 일종의 담보된 희생물이다.
도발적으로 들리는 것은 진화 생물학자들 사이에서 오랫동안 논의돼 왔다. 이것은 이러한 돌연변이를 가진 암컷이 선택의 희생양이 되지 않는 경우에만 생물학적으로 그럴듯할 것이다.
딱정벌레는 성별에 따른 특정함을 확인한다.
Grieshop과 그의 동료들은 최근 이것이 저장 해충으로 알려진 딱정벌레인 네 점박이 곤충(Callosobruchus maculatus)에서 조사했다. 이를 위해 그들은 서로 교배된 16개의 근친교배 균주의 번식 성공을 따랐다. 연구자들은 손상을 주는 돌연변이가 수컷과 암컷의 짝짓기 및 번식 성공에 어떻게 영향을 미치는지 확인했다.
결과:
암컷 자손의 건강은 교배를 통해 증가하는 경향이 있었지만 수컷의 경우 그렇지 않았다.
그들의 경우 돌연변이의 재조합은 자손이 적다는 사실로 더 자주 이어졌다. 연구원은 이것을 선택이 암컷뿐만 아니라 수컷 돌연변이 보인자에게도 더 강력한 영향을 미친다는 표시로 보고, ‘담보된 희생’ 이론을 확인했다.
"우리의 결과는 선택을 통해 유해한 돌연변이를 제거하는 것이 실제로 여성보다 남성에게 더 강한 영향을 미친다는 것을 나타낸다"고 과학자들은 말했다. "이는 잠재적으로 유성 생식 비용을 능가할 수 있는 남녀 간의 현저한 차이를 나타낸다.“
딱정벌레의 돌연변이가 수컷의 건강에 더 강한 영향을 미치는 이유와 그 뒤에 숨겨진 유전적 메커니즘은 아직 밝혀지지 않았다.
(Evolution Letters, 2021; doi: 10.1002 / 아마도 3.239)
출처: The Swedish Research Council
* 유성 생식은 진화의 위대한 신비 중 하나다. 언뜻 보기에는 상당한 단점이 있기 때문이다.
* 빠르게 변화하는 조건에 종이 적응해야 할 때 특히 유리
* 돌연변이 보인자, 파트너를 선택할 때 불리하기 때문에 다음 세대에 유전자를 전달할 수 없다.
* 수컷은 진화를 위한 일종의 담보된 희생물, 딱정벌레에서 학인
진화: 남성의 역할은 담보된 희생자?
수컷의 성은 유해한 돌연변이 제거를 쉽게한다.
왜 우리는 일부 동물처럼 무성애가 아닌 성을 통해 출산할까?
연구자들이 최근 이 질문에 대한 답을 찾았다. 이에 따르면 주로 돌연변이를 제거하는 데 유용하다. 소수의 수컷만으로도 많은 자손을 낳기에 충분하기 때문에 자연 선택을 통한 수컷의 손실은 전체 개체군의 성공을 위협하지 않는다.
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| ▲ 왜 성적 재생산이 널리 퍼졌을까? |
유성 생식은 진화의 위대한 신비 중 하나다. 언뜻 보기에는 상당한 단점이 있기 때문이다.
두 개의 성 때문에 인구의 절반만이 자손을 낳고 이 중 절반만 가임력이 갖고 있다. 번식을 위한 파트너를 찾는 것도 시간과 에너지를 소모한다. 무성 생식의 경우 각 동물은 스스로 자손을 낳을 수 있다. 따라서 무성 개체군은 유성 생식 개체군보다 훨씬 빠르게 성장한다.
수석 저자인 스톡홀름 대학의 데이비드 베르거(David Berger)는 “가장 큰 문제는 양성애 생식이 발달한 이유와 수컷이 존재하는 이유”라고 말한다. 일반적인 이론에 따르면 성은 인구의 유전자를 다시 혼합하기 때문에 무엇보다 점수를 얻을 수 있다. 이것은 빠르게 변화하는 조건에 종이 적응해야 할 때 특히 유리하다.
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| ▲ 모든 악어는 둥지의 온도에 따라 새끼의 성별이 결정된다. |
남성이 불필요해져
베르거(Berger), 그의 동료 칼 그리숍(Karl Grieshop) 및 그들의 팀은 다른 설명을 찾을 수 있었다. 그들에 따르면, 남성은 주로 자연 선택에 희생됨으로써 인구의 유전적 건강을 보장하기 위해 존재한다.
이에 대한 배경으로 동물 종이 많은 암컷을 잃는다면, 그 개체수는 장기적으로 감소할 것이다. 반면에 수컷이 줄어들면 팀이 설명하는 것처럼 일반적으로 개체군의 성공을 거의 감소시키지 않는다.
Grieshop은 "일반적으로 소수의 수컷만으로도 전체 암컷을 수정시킬 수 있다" 며 "이 암컷들이 짝을 많이 선택하든 적게 하든 선택하는 것은 자손의 수에 거의 차이가 없다."
이것은 특히 수컷이 새끼를 키우는 데 참여하지 않고 원칙적으로 정자만 제공하는 종의 경우에 해당된다. 즉, 남성은 인구에서 여성보다 더 필요하지 않다.
유전적 건강을 위한 담보된 희생자?
바로 여기에서 Grieshop과 그의 동료들의 이론이 등장한다.
남성 성의 "발명"은 해로운 돌연변이가 결과 없이 집단에서 제거될 수 있음을 보장한다. 그러한 돌연변이의 보인자는 파트너를 선택할 때 죽거나 불리하기 때문에 다음 세대에 유전자를 전달할 수 없다. 따라서 돌연변이가 근절된다.
원칙적으로 수컷은 진화를 위한 일종의 담보된 희생물이다.
도발적으로 들리는 것은 진화 생물학자들 사이에서 오랫동안 논의돼 왔다. 이것은 이러한 돌연변이를 가진 암컷이 선택의 희생양이 되지 않는 경우에만 생물학적으로 그럴듯할 것이다.
딱정벌레는 성별에 따른 특정함을 확인한다.
Grieshop과 그의 동료들은 최근 이것이 저장 해충으로 알려진 딱정벌레인 네 점박이 곤충(Callosobruchus maculatus)에서 조사했다. 이를 위해 그들은 서로 교배된 16개의 근친교배 균주의 번식 성공을 따랐다. 연구자들은 손상을 주는 돌연변이가 수컷과 암컷의 짝짓기 및 번식 성공에 어떻게 영향을 미치는지 확인했다.
결과:
암컷 자손의 건강은 교배를 통해 증가하는 경향이 있었지만 수컷의 경우 그렇지 않았다.
그들의 경우 돌연변이의 재조합은 자손이 적다는 사실로 더 자주 이어졌다. 연구원은 이것을 선택이 암컷뿐만 아니라 수컷 돌연변이 보인자에게도 더 강력한 영향을 미친다는 표시로 보고, ‘담보된 희생’ 이론을 확인했다.
"우리의 결과는 선택을 통해 유해한 돌연변이를 제거하는 것이 실제로 여성보다 남성에게 더 강한 영향을 미친다는 것을 나타낸다"고 과학자들은 말했다. "이는 잠재적으로 유성 생식 비용을 능가할 수 있는 남녀 간의 현저한 차이를 나타낸다.“
딱정벌레의 돌연변이가 수컷의 건강에 더 강한 영향을 미치는 이유와 그 뒤에 숨겨진 유전적 메커니즘은 아직 밝혀지지 않았다.
(Evolution Letters, 2021; doi: 10.1002 / 아마도 3.239)
출처: The Swedish Research Council
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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