해마는 왜 수컷이 임신하고 새끼를 낳나요?

Question

해마가 다른 동물과 다르게 수컷이 알을 품고 새끼를 출산한다고 배우는데, 이런 독특한 번식 방식이 왜 진화하게 됐는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 해마의 수컷이 임신하고 출산하는 모습은 정말 독특하지만, 엄밀히 말하면 수컷이 암컷처럼 배 속에서 태아를 만드는 것은 아닙니다. 해마의 번식에서 수컷이 담당하는 것은 암컷이 낳은 알을 자신의 육아낭에 받아들여 수정과 발생을 돕고 보호하는 과정입니다.

해마에서는 먼저 암컷이 성숙한 알을 수컷의 육아낭 안으로 넣는데요, 그 뒤 수컷의 정자가 알을 수정시키고, 수정된 알은 육아낭 내부에서 발생합니다. 육아낭은 단순한 주머니가 아니라 혈관이 발달해 있어 산소와 영양분을 공급하고, 염분과 삼투압을 조절하며, 발생 중인 배아를 보호하는 등 포유류의 태반과 어느 정도 비슷한 기능을 합니다. 충분히 발달하면 수컷이 근육을 수축시켜 어린 해마들을 물속으로 내보내는데, 이것이 우리가 말하는 수컷의 출산입니다. 이런 방식이 진화한 것은 암컷과 수컷의 번식 역할을 분리하면서 번식 효율을 높일 수 있었다는 점으로 설명됩니다. 일반적으로 암컷은 난자를 만들기 위해 많은 에너지와 시간을 투자하는데요, 해마 암컷도 한 번에 많은 알을 만들고 수컷에게 전달한 뒤 다시 새로운 알을 만들 수 있습니다. 그동안 수컷이 수정된 알을 육아낭에서 보호하고 발생시키면 암컷은 비교적 빨리 다음 번식에 참여할 수 있습니다. 즉, 암컷은 알 생산 및 전달 → 다시 다음 알 생산을 한다면, 수컷은 알을 받아 수정 및 보호 → 새끼 출산이라는 역할 분담이 가능해집니다. 이렇게 되면 한 번의 번식에서 암컷과 수컷이 동시에 같은 일을 기다릴 필요가 없어지는데요, 특히 해마처럼 수컷의 육아낭이 발달한 계통에서는 이러한 번식 전략이 자연선택을 통해 유지될 수 있었던 것으로 생각됩니다. 감사합니다.

Answer 2

안녕하세요. 임형준 수의사입니다.

해마는 암컷이 만든 알을 수컷의 육아낭에 넣고 수컷이 수정란에 산소와 영양을 공급하며 보호한 뒤 새끼를 내보냅니다. 이런 방식은 암컷이 다음 알을 준비하는 동안 수컷이 기존 알을 돌볼 수 있어 번식 효율을 높였을 가능성이 큽니다. 즉 단순한 역할 반전이라기 보다, 부모가 번식 부담을 나눠 갖는 방향으로 진화한 것으로 이해합니다.

Answer 3

나름 치어 생존율을 극대화하기 위한 생존 전략입니다.

먼저 번식 속도를 높이기 위함입니다.

영양소가 높은 난자를 만드는데는 많은 에너지와 시간이 소요되는데, 암컷이 알을 낳아 수컷의 육아주머니에 옮겨 담으면, 수컷이 부화와 영양 공급, 산소 공급을 전담하고, 수컷이 새끼를 품고 있는 동안 암컷은 다음 알을 만들 에너지를 비축하는 것입니다.

이후 수컷이 새끼를 출산하자마자 암컷은 곧바로 새 알을 맡길 수 있어, 쉴 새 없이 번식 순환을 돌릴 수 있습니다.

또한 해마는 헤엄치는 능력이 매우 부족하여 포식자에게 쉽게 노출되는데, 다른 어류처럼 알을 바다에 방치하면 대부분은 포식자에게 먹히지만, 수컷의 육아주머니 속에서 부화 때까지 보호함으로써 치어의 생존율을 크게 높일 수 있습니다.

실제 수컷의 육아주머니는 인간의 자궁처럼 혈관이 발달해 있어, 알에 산소와 영양분을 공급하고 삼투압을 조절하며, 옥시토신 유사 호르몬을 분비해 신진대사를 돕고 출산을 할 때는 수축 작용까지 합니다.

결국 해마는 암컷이 알 생성, 수컷이 양육과 출산을 분담함으로써 단기간에 가장 많은 자손을 안전하게 남기는 방향으로 진화한 것입니다.