악어에서 최초로 '처녀 탄생' 능력 발견

Mar 09, 2023

처음으로 과학자들은 공룡 시대에 진화적 뿌리를 두고 있을 수 있는 이상한 번식 전략을 사용하여 암컷 악어가 짝짓기 없이 알을 낳을 수 있다는 증거를 발견했습니다.

2018년, 16년 동안 감금되어 있던 외로운 암컷 미국악어(Crocodylus acutus)가 한 무리의 알을 낳았는데, 그 중 하나에는 어미와 같은 암컷인 식별 가능한 태아가 들어 있었습니다.

미국 과학자 팀의 유전적 분석에 따르면 악어는 수컷 짝의 입력 없이도 처녀생식, 즉 '처녀 출산'으로 더 잘 알려진 과정을 통해 알을 생산하는 것으로 나타났습니다.

비록 알이 부화하지는 않았지만, 이 특이한 번식 전략이 얼마나 오래 전으로 거슬러 올라가는지 보여주는 새로운 동물계의 놀라운 발견입니다.

이제 악어와 새의 처녀 탄생이 기록되었으므로 이번 발견은 그들의 고대 조상인 공룡이 이러한 기적적인 생식 능력을 공유했을 수도 있음을 시사합니다.

악어와 새는 지배파충류라고 불리는 파충류 집단의 살아있는 구성원입니다. 옛날에 가지를 되짚어보면 공룡과 날아다니는 파충류도 포함되어 있었습니다.

"이 발견은 악어와 새의 멸종된 지배파충류 친척, 특히 익룡과 공룡의 구성원의 생식 능력에 대한 감질나는 통찰력을 제공합니다"라고 버지니아 공과대학의 진화 생물학자 워렌 부스가 이끄는 연구팀은 썼습니다.

처녀생식은 일반적으로 번식을 위해 수컷의 정자가 필요한 암컷 동물이 짝짓기 없이 그렇게 할 수 있는 무성 생식의 한 형태입니다. 파충류가 할 수 있는 것처럼 몇 년 동안 정자를 저장하는 대신, 암컷은 자신의 세포 두 개를 융합하여 부모가 하나만 있는 생존 가능한 배아를 만들 수 있습니다.

한때 드물다고 여겨졌던 과학자들은 처녀생식이 처음 생각했던 것보다 척추동물에서 더 흔하다는 사실을 천천히 깨달았습니다.

식물과 무척추동물은 한동안 그 일을 해왔지만, 연구자들이 암컷 척추동물이 수컷 정자와 수정되지 않은 알에서 자손을 생산할 수 있다는 것을 깨닫는 데는 시간이 좀 걸렸습니다.

그 이후로 도마뱀, 뱀, 상어, 가오리를 포함한 80종 이상의 척추동물에서 처녀 탄생이 관찰되었지만 대부분 포획된 동물에서 관찰되었으며, 지금까지 이러한 척추동물 계통 밖에서는 기록된 적이 없습니다.

물론, 과학자들이 좀 더 자세히 살펴보았을 때, 그들은 야생 동물에서 임의적 처녀 생식의 예를 발견하기 시작했습니다. 이는 암컷이 수컷 짝을 찾을 수 없을 때, 특히 개체수가 희박한 경우에 채택하는 생존 전략일 수 있다는 직감에 따른 것입니다. 멸종 직전.

그러나 포획 사육된 캘리포니아 콘도르의 최근 연구 결과에 따르면 멸종 위기에 처한 이 새들은 암컷이 완벽하게 번식력이 있는 수컷과 정기적으로 접촉하는 경우에도 독립적으로 번식할 수 있다고 합니다.

악어의 경우, 사산된 태아를 어미와 비교하여 유전자 분석을 한 결과 두 악어가 실질적으로 동일한 유전자형을 공유하는 것으로 나타났습니다.

이러한 복제와 유사한 유사성은 새, 뱀, 도마뱀에 대한 연구에서 관찰된 것과 마찬가지로 말단 융합 자가혼합이 처녀생식의 예에서 생식 메커니즘이었다는 것을 암시합니다.

Booth와 동료들은 이것이 처녀생식이 "이 혈통의 먼 공통 조상이 소유했을 가능성이 있는" 특성임을 지적합니다. 그러나 "더 깊은 진화 시간에 걸쳐 [임의 처녀생식]의 진화 분포와 역학을 완전히 테스트"하려면 더 많은 연구가 필요합니다.

말단 융합 자동혼합(terminal fusion automixis)은 처녀 출산이 일어나는 한 가지 방법입니다. 암컷은 자신의 염색체의 절반을 포함하는 난자를 난소의 일반적인 난자 생산에서 남은 극성체라고 불리는 또 다른 유형의 반수체 세포와 융합합니다. 이는 누락된 정자의 공백을 채우기 위해 유전 물질을 약간 재편성하는 것과 관련되며, 결과적으로 생성되는 자손은 어미의 복제물에 가깝습니다.

따라서 짝이 적을 때 암컷이 혼자 번식할 수 있는 방법일 수도 있지만 두 부모가 가져오는 유전적 다양성이 부족하기 때문에 자손을 생산하는 지속 가능한 방법은 아닙니다.