본문 바로가기

지식&정보

정액의 마술

 포유류의 정자는 수정하기 위해 3가지 전략을 가지고 있다. 헤엄을 칠 수 있다는 것, 헤엄을 매우 빨리 칠 수 있다는 것, 그리고 난자를 둘러싸고 있는 외막에 구멍을 뚫을 수 있다는 것이다. 일반적으로 정자는 미토콘드리아로부터 에너지를 공급받아 특이한 방법으로 편모를 움직이며 헤엄친다. 서로 다른 종의 포유류에서 정자는 각기 특정 방식으로 헤엄을 치며, 다른 속도로 헤엄치고, 암컷의 수란관의 특징에 따라 운동 속도와 운동 시간을 조절한다. 누구나 현미경으로 살아 있는 정자를 관찰한다면 정자의 왕성하고 빠른 무작위적인 움직임에 대해 깊은 인상을 받을 것이다. 이렇게 줄기차게 헤엄쳐서 정자가 사정된 장소에서 수란관의 다른 부분인 난자가 있는 곳까지 이동한다고 오해할 수도 있다. 인간의 경우 그 여정은 15~20cm 정도나 되는 거리이다. 그러나 정자는 자신의 움직임뿐 아니라 암컷의 생식관의 능동적인 운동의 조화로 목적지까지 도착할 수 있다. 공항에서 사람들이 평면 에스컬레이터 위를 걸어가는 것을 떠올리면 될 것이다. 그러나 그렇게 간단하지만은 않다. 생식생리학자들의 연구에 따르면 정자의 수송은 믿기 어려울 만큼 복잡하여 정자와 정액, 암컷의 생식관 사이의 복잡한 상호 작용에 의해 이루어진다. 예를 들어 정자가 들어 있는 정액은 정자가 이동하는 방법과 암컷의 생식관이 정자에 반응하는 방법 두 가지 모두에 영향을 준다. 더욱이 정자의 바깥 표면은 에스컬레이터를 따라 움직이면서 스스로 방향을 알맞게 바꾼다. 그냥 직진으로 가는 것이 아니라 정자 자신의 길이와 헤엄 속도를 적절히 바꾸어가며, 에스컬레이터에 있는 수많은 장애물을 지나 결국 처음 시작한 정자의 극히 일부만이 목적지에 다다를 수 있다.

 정자가 수란관을 통과할 때 정자는 '수정능 획득'이라 불리는 과정을 통해 수정을 준비한다. 이유는 ㅈ라 모르지만 수정 능력 획독 과정은 포유류에만 국한되어 있는 과정이다. 파충류와 새의 정자는 수정 능력 획득 방법으로 수정을 준비할 필요가 없다. 정자의 이동 중 포유류의 정자는 거의 항상 암컷의 생식관의 표면에 위치하고 있는데 이는 마치 에스컬레이터에 달라붙어 있는 것처럼 보인다. 정자가 생식관의 난자가 있는 근처까지 갔을 때 수정능 획득이 시작된다. 동시에 배란에 반응을 하여 정자의 행동이 극적으로 바뀌게 된다. 꾸준히 앞으로 전진하는 움직임 대신에 매우 활동적이 된다. 정자는 무작위적인 빠른 움직임으로 수란관의 표면으로부터 나와 난자와 접촉할 수 있는 기회를 극대화시킨다. 난자와 접촉한 후에는 난자를 뚫고 들어가기 위해 또 다른 노력이 필요하다.

 최종적으로 어떤 정자가 난자와 수정하는가 하는 문제는궁극적인 관심사가 아닐 수 없다. 여기에 대한 해답은 남성과학자와 체외수정을 연구하는 사람들이 가장 알고 싶어 하는 것이다. 그러나 많은 시간과 연구비를 들였음에도 불구하고 그 해답은 오리무중이다. 서로 다른 수컷으로부터 사정되는 정자가 수정 능력에 차이가 있다는 것은 어느 정도 확실한 것 같다. 예를 들어서 상대적으로 정자 수가 적거나, 비정상적인 정자가 적거나, 활동성이 덜어지는 정자가 사정되는 경우에는 수정률이 그렇지 않은 경우보다 떨어지는 것이 당연하다. 하지만 사람이 아닌 동물 가운데는 정상적으로 보이는 정자도 수정 능력에 있어서 커다란 차이를 보이는 경우가 있다. 쉐필드 대학교의 무어 교수는 돼지의 사정에서 운동성이 그 해답이라고 결론을 내렸는데, 정자의 수정 능력은 얼마나 빠른가만의 문제가 아니라 얼마나 빠른가와 이를 얼마나 오랫동안 유지할 수 있는지의 조합, 즉 속도와 지구력에 의해 결정된다고 주장한다. 사람의 경우에도 수정의 기회를 최대화하기 위해서는 정자가 긴 시간을 빠르게 운동할 수 있어야 한다. 이는 닭과 같은 가축에서도 통하는 얘기이다. 활력이 있는 정자를 가진 수탉이 가장 잘 수정에 성공할 수 있다. 하지만 이러한 모든 실험은 단지 한 개체의 정자를 사용하여 이루어졌다는 데 한계가 있다. 올곤주립대학교의 프로만 교수는 다른 두 수컷이 사정한 운동성이 다른 정자를 같은 양을 혼합하여 암컷에 주입시켜 정자 경쟁을 시키는 실험을 시행하였고, 그 결과 빠른 정자와 느린 정자를 넣어 경쟁시켰을 때 빠른 정자가 승리하는 결과를 얻었다.

 

2020/05/16 - [지식&정보] - 정자의 구조

2020/05/15 - [지식&정보] - 정자의 변이와 낭비

2020/05/12 - [지식&정보] - 정자의 발견

2020/05/09 - [지식&정보] - 음경의 진화

2020/05/08 - [지식&정보] - 음경의 기능

2020/05/07 - [지식&정보] - 음경의 다양성

2020/05/06 - [지식&정보] - 정자 저장 장소의 선택

2020/04/29 - [지식&정보] - 정자를 저장하는 이유

2020/04/22 - [지식&정보] - 부성의 방어 작용

2020/04/26 - [지식&정보] - 닭의 짝짓기

2020/04/20 - [지식&정보] - 유전적 표지와 부성 측정

2020/04/19 - [지식&정보] - 정자 경쟁에 대한 다윈의 생각

2020/04/19 - [지식&정보] - 정자 경쟁 이론 연구

2020/04/17 - [지식&정보] - 다윈의 성 선택설과 공작새

2020/04/16 - [지식&정보] - 유전자의 성적 경쟁

'지식&정보' 카테고리의 다른 글

정자 살포와 체내 수정  (0) 2020.05.19
정액 속의 정자  (0) 2020.05.18
정자의 구조  (0) 2020.05.16
정자의 변이와 낭비  (0) 2020.05.15
정자의 발견  (1) 2020.05.12