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18세 암컷 악어, 수컷과 짝짓지 않고 암컷 낳아

악어의 첫 처녀 생식 사례
18세 암컷 악어, 수컷과 짝짓지 않고 암컷 낳아

놀라운 발견:
코스타리카에서 생물학자들은 악어의 처녀 출생 사례를 처음으로 기록했다. 암컷 미국 악어는 수컷과 교미하지 않고 알을 낳았다. 이 알들중 하나에서 어린 악어가 자랐다. 이것은 파충류 가계도의 이 가지에서 처녀 생식에 대한 첫 번째 증거다. 따라서 처녀를 생산하는 기본 능력은 모든 파충류와 새의 공통 조상에게 존재할 수 있다. 

▲ (a) 장성 미국 악어, Crocodylus acutus. Photo courtesy of Q. Dwyer. (b) 미국 악어, Crocodylus acutus, Parthenogen의 사산 태아. Photo courtesy of Q. Dwyer. (출처: 관련논문 Discovery of facultative parthenogenesis in a new world crocodile / Biology Letters)

동물이 사전 짝짓기 없이 자손을 생산해 유성 생식을 하는 경우 처녀 생식이러고 부른다. 동정녀 출산은 로티퍼, 게, 곤충과 같은 무척추동물에서 더 흔한 반면, 척추동물에서는 드문 예외로 간주되었다. 그러나 생물학자들은 이제 뱀, 도마뱀, 일부 새, 상어, 톱상어, 가오리와 같은 연골 어류를 포함한 여러 척추동물 종에서 처녀 생식을 관찰했다.

처녀 악어 암컷이 알을 낳는다.

이제 척추동물에서 처녀 생식의 새롭고 특이한 경우가 있다. 코스타리카의 파충류 공원에서 기르던 18세 암컷 미국악어(Crocodylus acutus)에게 일어난 일이다. 버지니아 폴리테크닉 연구소의 워렌 부스와 그의 동료들은 "이 악어는 2살 때 공원에 소개되었고 평생 동안 다른 악어들과 분리되어 있었다"고 말했다. 악어 여인은 짝짓기를 할 기회가 없었다.

2018년 1월 17일 동물 사육사들이 악어 우리에서 14개의 알이 있는 둥지를 발견했을 때 놀라움은 그에 상응하여 컸다. 이 알 중 7개는 수정 가능한 것으로 보였으므로 인큐베이터에 넣고 3개월 동안 배양했다. 그 알 중 6개는 발달하지 않았지만 생물학자들은 마지막 알에서 새끼를 발견했다. 이 어린 암컷 악어는 기형 때문에 생존할 수 없었지만 완전히 발달했다.

부화는 어미의 복제품

연구원들은 암컷 악어가 어떻게든 수컷과 접촉하지 않았음을 확인하기 위해 DNA 분석을 수행했다. 이것은 어린 동물이 어미와 유전적으로 99% 이상 동일하다는 것을 확인했지만 두 번째 부모의 유전자는 누락되었다. 그러므로 그것은 진정한 동정녀 탄생이다. "따라서 우리의 결과는 현대 지배 파충류인 미국 악어의 처녀생식에 대한 최초의 실질적인 증거를 제공했다"고 부스와 그의 팀은 말했다.

이 발견은 고등 척추동물에서 이러한 번식 방식의 가능한 뿌리에 대해 새로운 시각을 제시한다. 한편으로는 악어, 다른 한편으로는 익룡, 공룡 그리거 그들의 현대 후손인 조류를 포함하는 지배 파충류 가계도의 두 번째 주요 가지에서도 처녀 생식이 일어난다는 첫 번째 증거이기 때문이다. 이것은 지배 파충류의 공통 조상에게도 처녀를 생산할 수 있는 기본적인 능력이 존재했음을 시사한다고 생물학자들은 말했다.

척추동물 가계도의 깊은 뿌리

또한 이 사례는 진화적으로 먼 파충류 계통에서도 이 능력이 발생한다는 것을 보여준다. 뱀과 도마뱀의 조상은 약 2억 6700만 년에서 3억 1200만 년 전에 지배 파충류 계통에서 분리되었기 때문이라고 부스와 그의 팀은 설명한다. 이것은 처녀 생식이 척추동물의 진화에서 훨씬 더 거슬러 올라갈 수 있음을 의미한다. "데이터는 파충류, 조류 및 경골어류에서 공통 기원을 갖는 처녀생식 메커니즘을 뒷받침했다"고 연구원들은 말했다.

▲ 주요 분기군이 있는 왕관 그룹 파충류에 대한 단순화된 계통발생수가 묘사되어 있다. 강조 표시된 혈통에는 가능한 경우 계통 발생적 확산을 반영하는 일부 모범 종과 함께 말단 융합 자동 혼합을 통한 FP 기록이 있다. 발산 시간 척도는 선형이 아니다. (출처: 관련논문)

또한 흥미로운 점은 다른 많은 척추동물과 달리 악어의 성별은 성염색체에 의해 유전적으로 결정되지 않는다는 것이다. 대신, 어린 악어의 성별은 배아 발달 동안의 온도에 의해 결정됩니다. 아메리카 악어의 처녀 생식은 이제 이러한 형태의 성을 결정하는 동물 종도 처녀 출산이 가능하다는 것을 처음으로 보여준다.
(Royal Society Biology Letters, 2023; doi:10.1098/rsbl.2023.0129)
출처: Biology Letters

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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