자웅동체의 진화적 의미
자웅동체 생물은 암수 생식 세포를 생성하는 존재이다. 이는 대부분의 식물에서 널리 퍼져 있는 상황이지만, 자웅동체성이 동물에서도 발생한다는 사실을 알고 있었는가? 지금부터 자웅동체가 동물계에서 진화적 이점이 될 수 있는 이유와 자웅동체의 몇 가지 예시를 설명하려고 한다.
생식계
자연에는 다양한 여러 번식법이 있다. 이는 동식물 또는 균과 관계없이, 각 종에 제공하는 진화적 이점에 따라 역사를 통해 다양해졌다.
일반적인 번식 시스템에는 다음과 같은 두 가지가 있다.
- 성별 구분 또는 자웅이체: 암수 생명체가 있을 때를 의미한다.
- 자웅동체: 암수 생식 기관이 같은 생명체에 존재하는 것이 특징이다.
자웅동체의 이점
성 지정 이론은 성별이 구분된 개체보다 자웅동체에서 자손의 수가 더 많을 때 자연 도태에 의해 자웅동체가 선호된다고 주장한다.
<Journal of Evolutionary Biology> 학술지에 게재된 연구에 따르면, 짝짓기가 이루어지려면 동물이 짝을 찾아 이리저리 움직여야 한다. 유기체가 산호나 홍합과 같이 이동성이 없는 구조에 고정되어 생활하면 번식할 다른 유기체를 찾는 것이 어려울 수 있다.
한편 개체가 적극적으로 짝을 찾으려고 할 때도 에너지를 많이 사용하므로 어려울 수 있다. 따라서 이러한 동물은 먹이와 짝을 모두 찾기 위해 시간과 에너지 손실을 감당해야 한다.
동물은 먹이를 먹는 동안 짝을 찾을 수 있지만, 짝을 찾는 데만 집중하면 먹이를 먹는 것이 뒤로 밀려난다.
자웅동체는 자급자족할 수 있다
일부 자웅동체는 자가 수정을 할 수 있어 번식할 다른 존재가 필요하지 않지만, 이는 드물다.
나머지 자웅동체는 만나는 모든 개체와 짝짓기를 할 수 있지만, 성별이 구분된 유기체는 다른 이성 동물이 필요하다. 따라서 자웅동체성은 이러한 상황에서 이점이 된다.
한편 짝짓기가 에너지 측면에서 효율적일 때, 자웅동체성은 좋은 번식 전략이 아니다. 이러한 상황에서는 자연 도태가 작용하여 이와 같은 종이 서로 다른 생식 기관을 갖게 된다.
자웅동체는 개체의 부족으로 개체군 밀도가 낮을 때도 유용하다.
자웅동체의 유형
자웅동체는 암수 생식 세포를 모두 생성한다. 하지만 스스로 수정하는 상황은 특수하다.
생식 세포의 양과 유형은 동물의 신체적 필요에 가장 적합한 것에 달려 있다.
따라서 성세포의 수를 관리하는 방식에 따라, 자웅동체는 동시적 자웅동체와 순차적 자웅동체의 두 가지 유형으로 나뉜다.
하지만 일부 종은 두 유형이 번갈아 가며 나타날 수 있다. 이는 다음과 같은 요인에 달려 있다.
- 짝짓기 경쟁
- 개체군의 규모
- 두 성별 간의 비례 관계
동시적 자웅동체
동시적 자웅동체성을 행하는 동물은 짝을 찾으면 암컷과 수컷으로 모두 행동할 수 있는 동물이다.
한 성별로 행동하도록 선택하는 능력은 갈등을 일으킬 수 있다. 두 개체가 모두 더 수월한 성별을 선택하기 때문이다.
순차적 자웅동체
순차적 자웅동체에서 동물은 평생 성별을 바꾼다. 한 성별로 시작하여 다른 성별이 된다. 이러한 성전환은 유전자에 프로그램되어 있으며, 환경 자체에 의해 결정된다.
자웅동체인 동물
자웅동체성은 무척추동물과 어류에서 나타난다. 몇 가지 예시는 다음과 같다.
흰동가리
흰동가리는 순차적 자웅동체성을 경험한다. 수컷으로 태어나지만 결국 성별을 바꾸면서 암컷이 된다.
또한 무리의 암컷이 죽을 때 이러한 변화를 겪는다. 이는 개체 수를 유지하는 방법이다. 이러한 모든 변화는 호르몬 발현에 의해 조절된다.
달팽이
달팽이는 자웅동체성의 대표적인 예이다. 당팽이는 암수 생식 세포를 모두 생성한다. 하지만 자가 수정 능력은 없다. 따라서 짝과 짝짓기를 하면 한 마리는 암컷이 되고 다른 한 마리는 수컷이 된다.
불가사리
불가사리는 암컷과 수컷이 있지만, 일부 종은 동시적 자웅동체이며 다른 종은 순차적 자웅동체이다.
모든 것은 번식 성공에 달려 있다
한 종의 자웅동체 또는 성별 구분은 번식 성공에 따라 발생한다. 개체군 밀도, 에너지 비용, 이동 능력은 유형의 생식계 존재에 가장 큰 영향을 미치는 요소이다.
끝으로 낮은 개체군 밀도와 느린 이동이 자웅동체성에 유리하다는 결론을 내릴 수 있다. 한편 모두 효율적으로 움직일 수 있는 다수의 개체로 구성된 개체군이 있다면 성별 구분이 더 유리하다.
마지막 주장과 관련하여, 많은 과학자는 성별 구분이 자웅동체성에서 비롯된다고 말한다.
인용된 모든 출처는 우리 팀에 의해 집요하게 검토되어 질의의 질, 신뢰성, 시대에 맞음 및 타당성을 보장하기 위해 처리되었습니다. 이 문서의 참고 문헌은 신뢰성이 있으며 학문적 또는 과학적으로 정확합니다."
- Singh, Pragya, and Lukas Schärer. “Evolution of sex allocation plasticity in a hermaphroditic flatworm genus.” Journal of Evolutionary Biology (2022).
- Chasnov, J. R. “The evolution from females to hermaphrodites results in a sexual conflict over mating in androdioecious nematode worms and clam shrimp.” Journal of evolutionary biology 23.3 (2010): 539-556.
- Eppley, S.M. and Jesson, L.K. Moving to mate: the evolution of separate and combined sexes in multicellular organisms. J-Evol. Biol. (2008) 21(3):727-736.
- Kebir, A., Fefferman, N.H., and Ben, M.S. Understanding hermaphrodite species through game theory. J. Math. Biol. (2015) 71(6-7):1505-1524.
- Puurtinen, M. and Kaitala, V. Mate-search efficiency can determine the evolution of separate sexes and the stability of hermaphroditism in animals. Am. Nat. (2002) 160(5):645-660.