학문
즐거운가오리188
척추동물 중에서는 자웅동체가 없나요?
지렁이나 달팽이 같은 생물들은
자웅동체라 암수가 한몸에 있는데
이런 자웅동체는
척추동물에는 전혀 해당사항이 없는지요?
척추동물은 전부
암수가 각각 명확하게 구분되나요?
3개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 임형준 수의사입니다.
척추동물에도 자웅동체가 있습니다. 특히 어류에서 흔하며 흰동가리처럼 수컷에서 암컷으로 바뀌는 순차적 자웅동체와 일부 농어류처럼 한 개체가 난소, 정소 기능을 함께 갖는 경우가 있습니다 .반면 포유류 , 조류에서는 정상적인 번식 방식으로서의 자웅동체는 알려져 있지 않습니다. 따라서 척추 동물이 모두 암수로 완전히 구분되는 것은 아닙니다.
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채택된 답변안녕하세요, 즐거운가오리188님. 이중철 전문가입니다.
먼저, 척추동물 중에도 자웅동체(암수한몸) 생물이 분명히 존재해요.
특히, 어류(물고기) 계통에서는 한 몸에 난소와 정소를 모두 지니고 스스로 수정까지 하는 동시적 자웅동체뿐만 아니라, 자라면서 혹은 무리의 환경 변화에 따라 성별을 바꾸는 순차적 자웅동체 생물이 다양하게 발견됩니다.
다만, 포유류나 조류처럼 고도로 진화한 육상 척추동물은 유전적 성 결정 시스템과 복잡한 번식 구조로 인해 암수가 명확히 구분되는 자웅이체(암수딴몸)의 형태를 띠고 있어요.
■ 동시적 자웅동체와 척추동물 유일의 자가수정
물론, 척추동물 중에서도 하나의 개체가 난소와 정소의 기능을 동시에 갖춘 동시적 자웅동체가 존재합니다. 가장 대표적인 과학적 사례는 중남미 맹그로브 숲의 웅덩이에 서식하는 맹그로브 송사리(학명 크립톨레비아스 마르모라투스)입니다. 이 물고기는 난소와 정소의 조직이 하나로 합쳐진 난정소라는 특수 생식 기관을 몸속에 지니고 있어요. 맹그로브 송사리는 다른 개체와 짝짓기를 하지 않고도 몸 안에서 자체적으로 난자와 정자를 수정시켜 알을 낳는 자가수정이 가능한 지구상 유일한 척추동물로 널리 알려져 있답니다. 가뭄으로 웅덩이가 마르고 주변에 짝을 찾을 수 없는 극단적으로 고립된 환경에서도 혼자서 번식을 이어가기 위해 진화한 놀라운 생존 메커니즘이라고 볼 수 있지요. 또한 바다에 사는 바리과의 초크 배스 같은 물고기들도 암수 생식 기능을 동시에 가지고 있어, 산란기 때 파트너와 서로 번갈아 가며 알을 낳고 정자를 뿌리는 독특한 교환 산란 방식을 취하기도 한답니다.
■ 성별을 바꾸는 순차적 자웅동체의 세계
어류 중에는 태어날 때의 성별을 평생 유지하지 않고, 성장 과정이나 무리의 서열에 따라 성을 바꾸는 순차적 자웅동체 어종이 수백 종에 달한답니다.
첫째, 수컷으로 태어나 암컷으로 변하는 웅성선숙 어종이 있습니다.
유명한 애니메이션 주인공으로 잘 알려진 흰동가리는 무리 중에서 가장 몸집이 크고 우두머리 역할을 하는 개체만 암컷이 되고, 두 번째로 큰 개체가 번식 가능한 수컷이 됩니다. 만약 우두머리 암컷이 천적에게 잡아먹히면, 수컷이었던 개체가 호르몬 변화를 거쳐 암컷으로 성전환을 하고 나머지 작은 개체 중 하나가 수컷으로 성장하지요. 한국 연안에 흔한 감성돔 역시 어린 시절에는 대부분 수컷으로 정소를 발달시키다가, 몸길이가 25센티미터에서 30센티미터 이상으로 커지면 난소가 발달하여 암컷으로 성전환을 한답니다.
둘째, 암컷으로 살다가 수컷으로 변하는 자성선숙 어종도 흔해요.
바다 속 청소부로 유명한 청줄청소놀래기나 다금바리, 능성어 같은 대형 바리과 어류는 어린 시절 암컷으로 무리 생활을 하다가, 영역을 지키던 우두머리 수컷이 사라지면 가장 크고 힘이 센 암컷이 며칠 만에 수컷의 생식 기관과 행동 양식을 갖추며 성을 바꾼답니다.
■ 포유류와 조류 등 육상 척추동물에서 자웅동체가 사라진 이유
어류와 달리 개구리 같은 양서류, 도마뱀 같은 파충류, 새(조류), 사람을 포함한 포유류 등 고등 육상 척추동물에서는 기능적인 자웅동체가 자연적으로 존재하지는 않습니다.
첫째, 유전자 다양성의 극대화와 유전 질환 방지 때문이에요.
자웅동체에 의한 번식이나 자가수정은 유전적 동질성을 높여 급격한 환경 변화나 전염병에 취약해지는 단점이 있거든요. 서로 다른 유전자를 섞는 유성생식을 철저히 유지함으로써 환경 적응력을 높이는 방향으로 진화했어요.
둘째, 복잡한 성염색체 시스템(포유류의 XY, 조류의 ZW)과 정교한 호르몬 조절 체계가 확립되었기 때문입니다.
고등 척추동물은 수정란 단계에서 유전자에 의해 성별이 엄격하게 결정되며, 태아 발달 과정에서 생식관이 한쪽 성별로만 분화하도록 정밀하게 제어되고 있답니다.
셋째, 체내 수정과 임신, 포육에 따르는 에너지 소모의 분업화입니다.
육상 동물은 알을 품거나 자궁 속에서 새끼를 키우고 젖을 먹이는 등 번식에 막대한 에너지가 들어가므로, 수컷과 암컷이 역할을 분담하는 자웅이체 구조가 진화적으로 훨씬 유리했습니다.
정리하자면,
척추동물은 전부 암수가 고정되어 있다는 생각은 생물학적 오류이며, 광활한 바다에서 번식 성공률을 극대화하기 위해 스스로 수정하는 맹그로브 송사리나 상황에 따라 성별을 바꾸는 흰동가리, 감성돔 같은 수많은 어류들이 자웅동체로 살아가고 있고, 포유류나 조류 같은 고등 육상 척추동물로 진화하면서 유전적 다양성과 복잡한 생식 분업을 위해 엄격한 자웅이체로 고정되었습니다.
※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
결론부터 말씀드리면 척추동물 중에도 자웅동체가 존재하며, 주로 어류에서 발견됩니다.
말씀하신 지렁이처럼 암수 생식기를 한 몸에 모두 가지고 있는 동시적 자웅동체 어류로는 자가수정이 가능한 '망그로브 리불루스'나 짝짓기를 할 때 알과 정자를 교환하는 일부 바다바리과 물고기가 있습니다.
또한 성장 과정이나 환경 변화에 따라 성별이 바뀌는 순차적 자웅동체 어류도 상당히 흔한 편인데, 영화 '니모를 찾아서'로 유명한 흰동가리는 우두머리 암컷이 죽으면 가장 큰 수컷이 암컷으로 성전환합니다.
또 주변에서는 '감성돔'이나 '용치놀래기' 역시 자라면서 수컷에서 암컷으로, 또는 암컷에서 수컷으로 성별을 바꿉니다.
반면 양서류나 파충류, 조류, 포유류 같은 육상 척추동물 중에는 정상적인 자웅동체가 없습니다.
왜냐하면 복잡한 생식 기관과 호르몬체계를 유지하는 데 생물학적 비용이 너무 크게 들기 때문입니다.
결론적으로 척추동물 전체가 암수 구분이 명확한 것은 아니며, 특히 어류에는 다양한 자웅동체 생태가 있습니다.