성별 결정: 생각보다 더 복잡함

작고 복잡한 염색체 같은 것에서부터 날씨와 같이 단순한 것에 이르기까지, 동물의 왕국에서 성별 결정 시스템은 매우 다양합니다. 생물학자이자 선생님인 애런 리디가 생물종들의 성별이 결정될 때의 놀라운 차이점을 보여줍니다.

강의: Aaron Reedy
그림: BuzzCo (http://buzzzco.com).

(음악)

제 아내는 지금 임신해서
첫 아이를 가졌습니다.

사람들이 그녀의 큰 배를 보면

맨처음 질문은 예외없이 이런 겁니다

"아들이에요 딸이에요?"

자, 그 질문의 이면에는 어떤 추정이 있습니다.

인간의 생태를 잘 알기에
이런 질문은 당연하다고 생각합니다.

사람의 아기는 50 대 50의 확률로
남자 또는 여자인 것이

당연하다고 생각합니다.

그러나, 왜 그런 걸까요?

그 답은 성별을 결정하는 시스템에 달려있는데,

이것은 인류에 이르기까지 진화한 것입니다.

보시다시피, 대부분의 포유류는

아기의 성별이 유전적으로 결정됩니다.

XY 염색체 시스템입니다.

포유류에는 한 쌍의 성 염색체가 있는데,

하나는 엄마에게서, 하나는 아빠에게서 물려받습니다.

X가 한 쌍이면 여자 아이가,

X와 Y가 합쳐지면 사내아이가 태어납니다.

여성의 난자는 X만 물려주고

남성의 정자는 X와 Y 중
하나를 물려주므로,

성별은 아버지에 의해서 결정됩니다.

아기가 남자 또는 여자일 확률은 50 대 50 입니다.

이런 방식이 포유류에서는 잘 작동하지만,

생태계에서는 다른 방식도 볼 수 있습니다.

다른 동물에서 잘 작동하는 방식이죠.

유전자에 의해 성별이 결정되는
동물들이 있지만,

그 방식은 인간과는 많이 다릅니다.

새들과 파충류 일부는
유전적으로 성별이 결정되지만

아버지에 의해 성별이
결정되는 것이 아니라

어머니에 의해 결정됩니다.

이 부류에서는 Z 염색체 한쌍이

수컷을 탄생시킵니다. 즉 이 수컷은 Z만 갖고 있습니다.

어쨌든, 이 동물들은

Z 하나와 W 염색체 하나가 함께

쌍으로 있을때, 암컷이 태어납니다.

이 시스템에서도
수컷, 암컷의 확률은 50 대 50입니다.

어머니가 난자에 Z 또는 W를 두는가에 따라

달라지는 것이죠.

어떤 그룹의 유전적 성별 결정은

완전히 다른 방식입니다.

개미를 예로 들면,
성별 결정 시스템이

아주 흥미로운데,
만약 여러분이 수개미라면

아버지가 없습니다.

개미 집단 내에서는,
노동이 극적으로 구분되어있습니다.

거주지를 지키는 전사들이 있고,

음식을 모으고 둥지를 청소하며
새끼를 돌보는 일꾼들이 있고,

여왕 개미가 하나 있고,
생식용 수컷이 약간 있습니다.

여왕 개미는 짝짓기를 하고,
수컷의 정자를 저장합니다.

이 시스템이 재미있어지는 부분은 여기입니다.

여왕 개미가 이 정자를 사용해
알을 수정시키면,

그 알은 자라서 암컷이 됩니다.

만약 알을 수정시키지 않고 낳는다면

그 알도 개미로 자라나지만

그때는 수컷이 됩니다.

그러니까, 수개미가
아버지를 갖는 것은 불가능하죠.

수컷 개미는 일생을 이렇게 살아갑니다.

모든 유전자가 하나의 복제로 되어있어

걸어다니는 생식 세포에 가깝습니다.

이런 시스템을 반수배수성 시스템이라고 합니다.

개미들만 그런 것이 아니라

벌과 같이 고도로 사회적인
곤충들도 그렇습니다.

인간의 성별은 유전자로 결정되고,

이런 다른 동물도 유전자로
성별이 결정되는 것을 알았습니다.

모든 동물의 아기 성별은

유전자로 결정된다고 생각하기 쉽습니다.

그러나, 일부 동물에게는
아들인가 딸인가의 질문이

유전자와 아무런 관계가 없습니다.

날씨 같은 것으로
성별이 정해질 수도 있습니다.

악어나 거북이 같은 동물이 그렇습니다.

이런 동물들은,
자라나는 알 속 태아의 성별이

온도에 의해 결정됩니다.

알을 낳았을때는
아기의 성별이 정해져 있지 않습니다.

전체 성장기의 절반쯤 지나도
아직 성별이 정해지지 않다가

결정적인 시기가 옵니다.

이 시기에 성별이 결정되는 것은

둥지의 온도에 의해서입니다.

예를 들어, 거북이는

결정적인 온도보다 높은 온도일 때

알에서 암컷이 태어나고

낮은 온도일때는 수컷이 태어납니다.

누가 이런 연상법을 알아냈는지 모르지만,

거북이 모양을 하고 있는 것들은

모두 뜨거운 암컷이면서 또
차가운 수컷이기도 합니다.

어떤 열대어는, 아들이냐 딸이냐 하는 질문이

일생의 후반까지도 정해지지 않습니다.

클라운피시는 모두 수컷으로 태어납니다.

그런데, 성장하면서 암컷으로 변합니다.

이 녀석들은 작은 집단으로
엄격한 위계질서 아래 생활하는데,

가장 우세한 수컷과 암컷만이 생식을 합니다.

그리고 놀랍게도, 그 우세한 암컷이 죽으면

가장 크고 가장 우세한 수컷이
재빨리 암컷으로 바뀌어

죽은 암컷을 대체하고,
나머지 수컷들은 한 계급씩 오릅니다.

또 다른 해양 동물인

의충동물(개불)은,

아기의 성별이 매우 다른
환경 조건으로 결정됩니다.

이 종에서는, 단순히 애벌레가
해저의 어디에

떨어지는가 하는 문제입니다.

펼쳐진 해저에 애벌레가 떨어지면

암컷이 됩니다.

하지만 암컷 위에 떨어지면

수컷이 됩니다.

즉 일부 종에서는 아들이냐 딸이냐 하는 질문에

유전자가 답을 주고,
다른 종에서는 환경이 답을 줍니다.

또 다른 종에서는,
아예 그런 질문이 필요없습니다.

채찍꼬리 도마뱀을 예로 보죠.

이런 사막 도마뱀의 경우,
대답은 간단합니다.

암컷입니다. 모두 다 암컷입니다.

이 녀석들은 거의 대부분 암컷이고,

알을 낳더라도 그 알에서는
암컷의 복제가 태어납니다.

그래서 아들일까요 딸일까요?

동물 세계 전체를 보면,

그건 성별 결정의 시스템에 달려있습니다.

인간의 경우, 유전적 XY 시스템입니다.

저와 제 아내의 경우에는,

아무래도 남자아이인 것 같습니다.