3'30" 읽기
- 두 번째 알이 더 크고 안에 있는 병아리가 더 나은 생존 기회를 갖기 때문에 선택
- 삶과 죽음을 결정하는 펭귄 부부
- 엄마와 달걀에 더 많은 테스토스테론
- 이제 멸종 위기에 처해 영원히 가장 적게 연구된 펭귄 종

왕관 펭귄이 두 번째 알만 부화하는 이유
오래된 데이터에 대한 새로운 분석을 통해 비정상적인 중첩 동작의 원인을 밝혀냄

비정상적인 행동:
왕관 펭귄은 첫 번째 알을 무시하고 대신 나중에 나오는 두 번째 알을 품는다. 연구원들은 이제 이 동물들이 두 마리의 어린 동물 중 한 마리에게만 먹이를 줄 수 있기 때문에 이런 식으로 행동한다는 것을 발견했다. 그들은 일반적으로 두 번째 알이 더 크고 안에 있는 병아리가 더 나은 생존 기회를 갖기 때문에 이 알을 선택한다. 왕관 펭귄이 전혀 두 개의 알을 낳는다는 사실은 아마도 그들의 조상들이 살았던 방식에서 유래했을 것이다. 

▲ 크라운 펭귄은 눈에 띄는 노란색 머리 장식을 가지고 있을 뿐만 아니라 번식 행동도 이례적이다. © Lloyd Davis Photography (www.lloyddavis.com)/ CC-by 4.0

왕관 펭귄(Eudyptes sclatri)은 뉴질랜드 남동쪽 군도인 안티포데스(Antipodes)와 바운티 제도(Bounty Islands)에 산다. 그들은 덤불 같은 눈썹처럼 머리 위로 흐르는 두 개의 노란색 깃털에서 이름을 얻었다. 모든 펭귄 종 중에서 왕관 펭귄은 생물학과 생활 방식에 대해 가장 잘 알려져 있지 않다. 그들에 대한 최신 과학 데이터는 25년 전 것이며 뉴질랜드 오타고 대학의 엘로이드 데이비스(Lloyd Davis)가 이끄는 연구팀에서 나온 것이다.

펭귄 서식지 조사

25년 전 연구 여행 동안 Davis의 팀은 대척점에 있는 다양한 펭귄 서식지를 조사했다. 그들의 초점은 앵커리지 베이의 식민지였다. 그들은 먼저 그곳에서 270마리의 동물을 잡아 측정하고 문자와 숫자로 표시했다. 다른 서식지에서는 혈액 샘플도 채취했다. 그런 다음 그들은 한 달 동안 하루에 최대 12시간 동안 동물을 관찰하여 구애에서 알을 낳은 직후까지의 시간을 경험했다. 그들은 알을 낳은 날짜, 알의 크기 및 손실 이유를 포함하여 광범위한 데이터를 수집했다.

Davis와 그의 동료들이 왕관 펭귄의 둥지 행동을 연구했을 때 놀라운 사실을 발견했다. 암컷 새가 먼저 더 작은 첫 번째 알(A-알)을 낳고 약 5일 후에 더 큰 두 번째 알(B-알)을 낳는다. 그러나 첫 번째 알은 일반적으로 부화되지 않으며 때로는 펭귄 부부에 의해 파괴되거나 둥지 밖으로 던져진다.

삶과 죽음을 결정하는 펭귄 부부

보금자리에 있는 A계란 10개 중 4개가 B계란이 도착하기 전에 사라지고 또 다른 4개는 당일에 사라졌다. 당시 둥지에 남아 있던 몇 개의 A계란 중 더 살아남은 것이 없었다. 또 일주일 후. 대부분 경우 첫 번째 알은 둥지에서 굴러떨어져 사라졌 다. 왕관 펭귄은 둥지를 틀지 않고 땅에 알을 낳기만 하기 때문에 과학자들은 알이 우발적으로 굴러 나온 것인지, 펭귄 부모의 의도인지 확인했다.

그들은 둥지의 14개 주위에 돌로 된 원을 배치해 실수로 굴러가는 것을 방지했다. 그 결과, 부모는 마치 갓 태어난 새끼를 낳은 것처럼 자식에게 거의 관심을 기울이지 않았다. 그들은 스톤 서클에도 불구하고 A-계란을 부화시키지 않았고 심지어 3분의 2를 깨뜨렸다.

도대체 왜?
답을 찾기 위해 Davis와 당시 동료들, 그리고 다른 과학자들은 이제 이전 데이터를 다시 체계적으로 평가하여 새로운 결론에 도달했다.

▲ 늦게 나온 두 번째 알은 훨씬 크다. © Lloyd Davis Photography (www.lloyddavis.com)/ CC-by 4.0

크기로 결정

왕관 펭귄은 해안에서 멀리 떨어진 넓은 바다에서 살고 사냥한다. 과학자들은 이것이 그들이 두 마리의 병아리에게 충분한 음식을 얻지 못하고 결과적으로 한 마리에만 집중하는 이유라고 생각한다. 데이비스와 그의 동료들이 설명하는 것처럼 그들이 처음에 하나가 아닌 두 개의 알을 낳는다는 사실은 아마도 그들의 조상의 유물일 것이다. 이 행동에 묶인 왕관 펭귄은 알 중 하나를 선택해야 하므로 더 큰 두 번째 알을 선택한다.

사실, 첫 번째 알과 두 번째 알의 크기 차이는 다른 어떤 조류 종에서는 크지 않다. 생물학자들은 왕관을 쓴 펭귄의 첫 번째 알이 암컷이 둥지 땅으로 힘든 여행을 하는 동안 형성되기 때문에 더 작은 것으로 의심한다. 반면에 두 번째는 육지에서만 형성되며 더 제한 없이 발달할 수 있다. 이것이 아마도 A-달걀보다 훨씬 더 큰 이유일 것이다.

엄마와 알에 더 많은 테스토스테론

그러나 그것이 전부가 아니다. 과학자들이 결정한 것처럼 어미 펭귄의 혈액에는 알을 낳을 당시의 수컷보다 더 많은 테스토스테론이 들어 있다. 이것은 이동 단계에서 일부 조류 종에서 일반적이며 번식을 억제할 수 있다. Davis와 그의 동료들은 "암컷 왕관 펭귄의 혈장 내 테스토스테론 수치가 높으면 왜 두 번째 알이 나중에 낳는지 설명할 수 있다”고 설명했다. 발달 시간이 길수록 B 알도 커진다.

또한 두 번째 알은 테스토스테론을 더 많이 받아 병아리에게 도움이 될 수 있다. 다른 볏 펭귄 종에서 이 호르몬은 부화한 병아리의 생존 가능성을 높이고 형제 자매보다 경쟁 우위를 제공한다. 이전 연구에서 렌느(Rennes) 대학의 플로리안 길버트(Floriane Guibert)가 이끄는 연구팀은 일본 메추라기와 유사한 것을 보여줄 수 있었다. 테스토스테론을 함유한 알에서 부화한 메추라기 병아리는 아마도 위협을 더 잘 피하고 따라서 생존 이점이 있었을 것이다.

멸종 위기에 처했을 가능성 높아

Davis와 그의 동료들이 중첩 행동의 미스터리를 풀었다는 사실은 그들에게 여전히 작은 성공에 불과하다. 이유는 왕관을 쓴 펭귄의 수가 지난 50년 동안 급격히 감소했다. 기후 변화는 폭풍과 산사태의 형태로 신비한 물새를 위협한다. 그들은 이제 멸종 위기에 처해 영원히 가장 적게 연구된 펭귄 종으로 남아 있을 수 있다.
(PLoS ONE, 2022, doi: 10.1371/journal.pone.0275106)
출처: PLOS

[더사이언스플러스=문광주 기자]

[저작권자ⓒ the SCIENCE plus. 무단전재-재배포 금지]