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거북은 왜 다른 동물보다 훨씬 오래 살 수 있나요?
갈라파고스 거북 같은 경우 100년 넘게 산다고 들었는데, 다른 동물들에 비해 거북이 이렇게 긴 수명을 가지게 된 생물학적 이유가 궁금합니다.
4개의 답변이 있어요!
안녕하세요, 직진만이살길님. 이중철 전문가입니다.
거북이 다른 동물들에 비해 압도적으로 오래 살 수 있는 비결은 느린 신진대사로 인한 활성산소 감소, 노화를 막는 텔로미어 복구 능력, 그리고 단단한 등딱지로 인한 진화적 이점이 정교하게 결합된 생물학적 기적 중 하나로도 볼 수 있는데요. 갈라파고스 코끼리거북처럼 150년 가까이 사는 종들은 시간이 흘러도 세포의 기능이 떨어지지 않는 무시할 수 있는 노화 현상을 보여주기도 하는데요. 그 구체적인 생물학적 원인들을 정리해 답변 드리겠습니다.
■ 느린 신진대사와 활성산소의 최소화
우선 거북은 스스로 체온을 조절하지 못하는 변온동물입니다. 포유류나 조류처럼 체온을 높게 유지하기 위해 에너지를 억지로 태울 필요가 없기 때문에 신진대사 속도가 매우 느리게 유지되고 있어요. 신진대사가 느리다는 것은 세포 안에서 에너지를 만들 때 발생하는 찌꺼기인 활성산소가 그만큼 적게 나온다는 것을 의미하는데요. 활성산소는 세포와 유전자를 파괴하여 노화를 촉진하는 주범으로 알려져 있지요. 거북은 평생 이 활성산소의 공격을 아주 적게 받기 때문에 세포가 늙는 속도가 다른 동물들과 비교할 수 없을 정도로 느려지게 되는 것이랍니다.
■ 노화를 시계바늘처럼 되돌리는 텔로미어 복구 능력?!
우리 몸의 세포가 분열할 때마다 염색체 끝부분에 있는 텔로미어라는 보호 캡이 조금씩 짧아지게 되고, 이것이 다 닳으면 세포가 수명을 다해 죽게 됩니다. 이것이 생물학적인 노화의 기본 원리랍니다. 하지만 거북의 체내에서는 텔로머레이스라는 특수한 효소가 매우 활발하게 분비됩니다. 이 효소는 짧아진 텔로미어를 다시 길게 이어 붙여주는 역할을 하거든요. 덕분에 거북의 세포는 분열을 반복해도 노화되지 않고 젊고 건강한 상태를 수십 년에서 백 년 이상 오랫동안 유지할 수 있는 유전적 특권을 누리고 있게 되는 것이지요.
■ 강력한 유전자 복구 시스템과 암 억제 능력?!
오래 사는 동물일수록 살아가는 동안 유전자에 돌연변이가 쌓여 암에 걸릴 확률이 기하급수적으로 높아집니다. 하지만 거북은 암에 걸려 죽는 경우가 거의 없습니다. 최신 유전체 해독 연구들에 따르면, 거북의 유전자 속에는 손상된 유전자(DNA)를 스스로 찾아내어 수리하는 복구 유전자들이 일반 동물보다 훨씬 많고 강력하게 발현되어 있습니다. 세포에 이상이 생기면 즉시 세포 스스로 죽음을 택하게 만드는 세포 사멸 시스템도 잘 발달해 있어서, 암세포가 자라나기 전에 싹을 잘라버리는 완벽한 방어 체계를 갖추고 있답니다.
■ 단단한 등딱지가 가져온 진화학적 생존 전략
생태계에서 천적에게 쉽게 잡아먹히는 동물들은 빨리 자라서 번식하고 일찍 죽는 방향으로 진화합니다. 반면에 거북은 태어나서 일정 크기 이상 자라고 나면 사자나 악어 같은 강력한 포식자들도 쉽게 뚫지 못하는 단단한 등딱지라는 완벽한 요새를 갖게 되는데요. 성체가 된 후 천적의 위협이 거의 사라지기 때문에, 거북은 수십 년에 걸쳐 천천히 성장하고 천천히 번식하는 여유로운 생존 전략을 진화시켜 왔습니다. 즉, 급하게 에너지를 몰아서 쓰고 일찍 죽을 필요가 없는 안전한 신체 구조가 길어진 수명의 든든한 뒷배경이 되어준 것이라고 볼 수 있는 것이지요.
정리하자면,
거북이 다른 동물보다 훨씬 오래 살 수 있는 이유는 에너지를 적게 쓰는 변온동물의 특성상 세포를 늙게 하는 활성산소 발생이 극히 적기 때문이며, 텔로머레이스 효소가 활성화되어 세포의 수명 시계인 텔로미어의 단축을 막아주고, 손상된 유전자를 정밀하게 고치는 강력한 항암 방어 체계를 갖추고 있으며, 단단한 등딱지 덕분에 천적의 위협이 적어 생물학적으로 에너지를 천천히 소모하며 진화해 온 결과랍니다.
※ 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.😉
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채택된 답변안녕하세요. 네. 갈라파고스땅거북처럼 100년 이상 사는 거북이 실제로 존재하며, 일부 대형 육지거북은 150년을 넘게 사는 것으로 알려져 있는데요, 다만 모든 거북이 오래 사는 것은 아니고, 종에 따라 수명이 상당히 다릅니다.
거북의 장수에는 여러 가지 생물학적 요인이 복합적으로 작용하는데요, 첫째는 느린 대사율과 느린 성장 속도입니다. 특히 대형 육지거북은 체온을 외부 환경에 의존하는 변온동물이기 때문에 포유류처럼 항상 높은 체온을 유지하기 위해 많은 에너지를 사용할 필요가 없습니다. 일반적으로 에너지 소비가 낮으면 세포의 대사 과정에서 발생하는 산화적 손상도 상대적으로 적을 가능성이 있으나, 장수에 영향을 주는 여러 요인 중 하나로 이해하는 것이 좋습니다. 또한 천천히 성장하고 성숙하는 생활사가 영향을 주는데요, 갈라파고스땅거북과 같은 대형 거북은 성장 속도가 매우 느리고 성적으로 성숙하는 데도 오랜 시간이 걸립니다. 일반적으로 장수하는 동물에서는 빠르게 성장하고 일찍 번식하는 종보다 성장과 번식에 에너지를 천천히 배분하는 생활사 전략이 나타나는 경우가 많습니다. 또한 천적이 적고 방어 능력이 뛰어나다는 점입니다. 성체 대형 거북은 단단한 등딱지와 배갑을 가지고 있어 포식자에게 쉽게 공격받지 않는데요, 특히 갈라파고스 제도의 대형 성체 거북은 자연 상태에서 성체를 적극적으로 사냥할 수 있는 포식자가 상대적으로 적었습니다. 따라서 오랜 시간 살아남아 번식할 가능성이 높았고, 이러한 환경에서는 장수하는 형질이 진화적으로 유리했을 가능성이 있습니다. 마지막으로 세포 노화와 DNA 손상을 억제하는 생리적 특성이 연구되고 있는데요, 장수하는 거북류에서는 DNA 손상에 대한 복구 능력, 산화 스트레스 조절, 세포 노화와 관련된 기전 등이 연구되고 있습니다. 특히 일부 거북과 육지거북에서는 나이가 들어도 생리적 기능이 급격하게 떨어지지 않는 노화 속도가 매우 느린 현상이 관찰됩니다. 감사합니다.
거북이의 유전자와 신진대사까지 전반적안 유전적, 생물학적 특화 덕분입니다.
우선 거북이는 변온동물이기 때문에 체온유지에 에너지가 적게 들고, 산소 소비량도 적습니다. 그에 따라 대사가 느려 세포 손상과 노화를 유발하는 활성산소가 훨씬 적게 발생게 되죠.
또한 손상된 유전자를 빠르게 복구하는 유전자군을 많이 보유하고 있고, 변형된 세포가 암으로 자라기 전 스스로 죽는 세포 사멸(아포토시스) 능력이 탁월합니다.
게다가 세포 분열 시 수명을 결정하는 텔로미어의 길이가 매우 천천히 짧아지기 때문에 노화의 진행도 느립니다.
그 외에도 포식자로 부터 자신을 보호하는 등갑에 환경 적응력도 뛰어납니다.
결국 거북은 세포 손상을 최소화할 수 있는 유전자에 물리적으로도 사진을 보호하도록 진화한 것이죠.
안녕하세요. 임형준 수의사입니다.
거북은 대사율이 낮아 세포 손상이 비교적 천천히 축적되고, DNA 손상 복구와 항산화 능력이 뛰어난 것으로 알려져 있습니다. 또한 포식 위험이 적은 단단한 등껍질 덕분에 장수 하는 방향으로 진화 한것으로 추정됩니다 .다만 모든 거북이 100년 이상 사는 것은 아니며 종마다 수명 차이가 큽니다.