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지식&정보

생식력의 유리함

 암컷이 여러 수컷과 교미하는 종에서는 암컷은 다른 수컷과 교미를 하여 필요한 정자를 공급받을 것이고, 수컷은 다른 암컷을 만나면 줄 정자가 충분치 않을지 모르므로 암컷에게 일생 쓸 정자를 충분히 주는 것이 그렇게 가치 있는 일이 아니며 그럴 필요가 없다. 정자를 생산하는 데 드는 비용은 만만치 않으며 정자를 낭비하는 수컷에게 진화는 불리하게 자굥ㅇ하고 정자를 신중하게 사용하는 수컷에게 진화는 유리하게 작용할 것이다. 교미할 때 가장 적절한 정자의 수는 암컷이 다음번 낳은 알들을 ㅚ대한으로 수정시킬 수 있는 수이다. 교미할 때 얼마만큼의 정자를 사정해야 하는가는 그 암컷이 다른 수컷의 정자의 가치가 감수될 확률에 따라 달라진다. 그러나 여러 종에서 수컷은 암컷에게 필요한 정자 수보다 훨씬 많은 수의 정자를 사정한다. 만일 이것이 사실이라면 우리는 두번째 의문을 갖게 된다. 그러면 암컷은 왜 충분한 수의 정자를 저장하지 않을까?

 그것은 암컷이 정자를 몇 주 동안이나 살아 있게 저장하는 데는 비용이 많이 들기 때문이다. 우리는 정자 저장의 에너지론에 대해서 잘 모르고 또 정자 저장의 책임이 암수에게 각각 얼마나 있는지도 모른다. 그럼에도 불구하고 암컷은 자기 몸 안에서 정자를 살아 있게 하기 위해 에너지를 투자하는 것 같다. 그렇다면 암컷은 되도록 단기간 동안에 필요한 정자에 대해서만 비용을 지불하려 할 것이다. 그래서 한 번 교미를 해서 그 때 낳은 알을 수정시키고 그 다음에 낳는 알은 다시 교미를 해서 수정시킬 것이다. 또 다른 가능한 설명은 암컷이 많은 양의 정자를 저장하려면 몸 안ㅇ 그만한 공간이 필요하다는 것이다. 어떤 곤충은 정자를 저장하는 구조가 상당히 커 암컷의 배의 상당 부분을 차지한다. 정자를 저장하는 기관의 크기는 암컷이 필요로 하는 정자의 수에 따라 달라진다. 따라서 어느 정도는 정자의 크기에 따라 달라진다고 할 수 있다.

 초파리에서는 정자의 길이가 종에 따라 매우 다양하다. 긴 정자를 가진 초파리류의 암컷은 저정낭은 다른 암컷보다 크기가 더 크다. 그러나 정자가 크면 암컷이 많은 수의 정자를 저장하지 못하므로 더 자주 짝짓기를 해야 한다. 이러한 현상은 다음 두 종의 초파리의 경우를 보면 잘 알 수 있다. 한 종류의 초파리의 정자는 길이가 5mm이며, 그 암컷은 약 1,400마리의 정자를 저장할 수 있고, 이 정자를 약 3주간 사용한다. 이와는 대조적으로 다른 종의 초파리의 정자는 길이가 무려 23mm이므로 암컷은 단지 200마리의 정자만을 저장할 수 있어서, 암컷이 생식 능력을 유지하려면 매일 5번이나 6번의 교미를 해야 한다. 암컷이 자주 교미를 할수록 정자 경쟁이 더 치열해진다. 그리고 이 경쟁은 저정낭에 얼마의 저정자가 있는가에 따라 달라진다. 만일 암컷이 저정낭에 정자가 다 빈 후에 교미를 하면 정자 경쟁은 없을 것이다. 그러나 만일 자연 상태에서 보통 그렇듯이 저정낭에 정자가 반이 있는데도 교미를 한다면 정자 경쟁은 치열하게 된다.

 곤충의 경우는 암컷이 자신의 난자를 확실히 수정시킬 만큼의 충분한 정자를 충당하기 위해 여러 수컷과 교미를 하지만 다른 동물의 경우는 암컷이 여러 수컷과 교미를 했다고 해서 수정이 보장된다는 것이 일반적인 설명은 아니다. 수정 능력의 유리함에 관하여서는 조류에서 가장 많이 연구되었다.

 조류를 대상으로 수행한 여러 연구 결과를 보면 암컷이 여러 수컷과 교미를 하는 것은 수정을 확실하게 하기 위해서라는 것을 알 수 있다. 노팅햄대학교의 웨톤과 파킨 교수는 참새를 연구한 결과 한 마리의 암컷이 여러 마리의 수컷과 교미하여 낳은 알에서도 적어도 하나 이상의 알이 부화되지 않는다는 사실을 알앗따. 다른 수컷에서 생긴 자손과 부화하지 못하는 알 사이의 관계는 암컷이 제짝이 정자가 부족하므로 알을 수정하기 위해 다른 수컷을 찾게 되기 때문에 생긴다. 그러나 이러한 설명이 어느 정도는 설득력이 있지만 결과를 완전히 설명하지는 못한다. 만일 암컷이 자기 알을 확실하게 수정시키기 위하여 다른 수커소가 교미를 했다면 알들을 모두 수정시키기 위한 가장 좋은 전략은 산란 초기에 교미를 하는 것이다. 따라서 다른 수컷과 교미를 하는 것과 부화하지 못한 알이 있다는 것은 아무런 관계가 없다. 그리고 알이 부화되지 않았다고 꼭 수정이 안 되었다고는 말할 수 없다. 만일 배가 발생 초기 단계, 즉 수정 하루나 이틀 후에 죽었다면 발생이 정상적으로 되지 않으므로 겉으로 보기에 수정되지 않은 것처럼 보일지 모른다. 그러나 이것은 쉽게 확인할 수 있다. 스페인 생물학자 베이가의 연구에 따르면 참새의 알이 수정이 됐는지 안 됐는지 알아 보려면 밝은 빛으로 비춰보면 된다. 수정된 알은 그 속에 분홍색 덩어리로 발생하는 배가 보인다.

 참새를 포함한 대부분의 작은 새의 알은 이틀 후에는 발생의 징조를 보인다. 발생의 징후를 보이지 않는 알들을 실험에 사용하여 난황을 싸고 있는 껍질층을 제거하고 형광 염료로 정자 핵을 염색하여 정자가 있는 지를 확인한다. 놀랍게도 80%의 알에 정자가 존재하였다. 이는 대부분의 부화되지 못한 알이 수정은 되었으나 발생 중 죽었다는 것을 의미한다. 이 결과는 참새 암컷이 수정을 목적으로 다른 수컷과 교미를 한다는 것을 지지하지 않으며, 또 다른 가능성을 암시한다. 참새의  배는 여러 가지 이유로 죽을 수 있다. 암컷과 수컷이 유전적으로 잘 안맞아서 그럴 수도 있다. 유전적 부적합성은 사람에게서 잘 알려졌는데 부모가 모두 같은 인체 백혈구 항원계를 가질 때 임신 초기에 자연 유산을 한다. 그러므로 웨톤과 파킨의 참새는 유전적으로 적합한 수컷을 찾기 위해 다른 수컷과 교미를 했을 가능성이 있다.

 

 

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