성별 결정이 사람과 다른 동물들
성별 결정이 사람과 다른 동물들
  • 강지희
  • 승인 2018.05.30 10:24
  • 조회수 3414
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동물의 성별은 대부분 두 개의 성염색체라는 유전적 요인으로 결정됩니다. 예로 들어 사람은 X 염색체를 가진 난자와 X 또는 Y 염색체를 가진 정자가 수정을 함으로써 성별이 결정되죠.

 

하지만 어떤 동물들은 사람과 달리 정자와 난자의 수정과 같은 유전적인 과정과 더불어 환경적 요인이나 염색체의 독특한 결합 방식으로 성별이 결정된다고 합니다. 그들만의 성별 결정, 그 중에서 예시를 모아보았습니다.

 

바다 거북

 

바다거북 - 출처 : National Geographic Kids
바다 거북. 출처: National Geographic Kids

바다 거북은 온도에 따라 성별이 정해진다고 합니다. 바다 거북의 알이 30도 이상에서 배양이 되면 암컷이 되고, 그 이하에서 배양이 되면 수컷이 된다고 합니다.

 

바다 거북의 성별이 온도에 따라 결정되는 과정은 히스톤 탈메틸 효소 KDM6B가 조절한다고 합니다. 중국의 절강만리대학의 과학자 Chutian Ge의 2018년 논문 <The histone demethylase KDM6B regulates temperature-dependent sex determination in a turtle species>에 따르면, KDM6B는 바다 거북(Trachemys scripta elegans)의 초기 생식선에서 온도에 따라 각자 다른 성적 발현 양상을 보였다고 합니다.

 

KDM6B는 수컷 바다 거북의 성 분화에 영향을 미치는 RNA 전사 인자 Dmrt1의 프로모터에 있는 H3K27me3(히스톤 3개와 리신 27개가 있는 인자)를 탈메틸화시켜 수컷의 성별을 결정하는 중요한 요인이 된다고 합니다.

 

Kdm6B가 온도에 따라 미치는 영향 출처 : The histone demethylase KDM6Bregulates temperature-dependent sex determination in a turtle species
Kdm6B가 온도에 따라 미치는 영향. 출처: The histone demethylase KDM6B regulates temperature-dependent sex determination in a turtle species

이 논문을 쓴 Chutian Ge의 연구진은 바다 거북의 배아들을 이용해 KDM6B를 주제로 한 실험을 진행했습니다. 이 실험에서 연구진은 실험군 온도를 26도와 32도로 설정했죠. 그리고 다양한 조건을 만들어 실험을 진행했습니다.

 

그 결과, KDM6B는 위의 그림과 같이 26도에서는 매우 높은 수치의 활동을 보였다고 합니다. 그에 반해 32도에서는 매우 낮은 수치의 활동을 나타냈죠. 여기서 32도에서 배양된 실험군은 암컷이 되고, 26도에서 배양된 실험군은 수컷이 되었다고 합니다.

 

악어

 

악어 출처 : World Atlas
악어 출처: World Atlas

악어도 바다 거북처럼 온도에 따라 성별이 결정된다고 합니다. 하지만 바다 거북과는 반대로 온도가 낮으면 암컷, 온도가 높으면 수컷이 된다고 하는군요.

 

동아사이언스의 2016년 기사 '더우면 수컷 되는 악어, 이유는?'에 따르면, 단백질 TRPV4가 악어의 성별을 결정하는 역할을 한다고 합니다. 일본의 국립기초생물학 연구소의 과학자 이구치 타이센의 연구진은 TRPV4로 인해 악어가 주변 온도가 33도일 때는 수컷, 30도일 때는 암컷으로 부화한다고 말했습니다.

 

초파리

 

초파리 출처 : WellGenetics
초파리. 출처: WellGenetics

초파리도 사람과 마찬가지로 성염색체가 X와 Y로 구성됩니다. 하지만 D. Peter Snustad의 책 <유전학 원론>에 따르면, 사람과 다르게 초파리의 Y 염색체는 성별에 아무런 영향을 미치지 않는다고 합니다.

 

대신 초파리의 성별은 X 염색체와 상염색체의 비율로 결정된다고 합니다. 정상적인 초파리는 한 쌍의 성염색체(XX나 XY)와 세 쌍의 상염색체(AA)를 가집니다. 여기서 하나의 A는 반수를 나타내죠. 초파리의 성별은 성염색체 X와 상염색체 A의 비율에 따라 결정된다고 합니다.

 

초파리의 성별 결정 과정 출처 : Development - The Company of Biologists
초파리의 성별 결정 과정. 출처: Development - The Company of Biologists

성염색체 X와 상염색체 A의 비율 X/A가 1.0 이상이면 암컷이 되었고, 0.5 이하가 되면 수컷이 된다고 합니다. X/A가 0.5~1.0 사이인 초파리는 양성의 성질을 모두 지녔다고 합니다.

 

초파리의 Y 염색체는 초파리의 성별을 결정하는데 영향을 주지 못합니다. 하지만, Y 염색체는 수컷이 생식 능력을 가지는 데에 반드시 필요하다고 합니다.

 

 

꿀벌 출처 : Wikimedia Commons
꿀벌. 출처: Wikimedia Commons

아예 성별 자체에 Y 염색체가 필요가 없는 경우도 있습니다.  D. Peter Snustad의 책 <유전학 원론>에 따르면, 꿀벌의 성별은 성염색체의 개수에 따라 결정된다고 합니다. 암컷은 성염색체의 개수가 2개, 수컷은 1개라고 합니다.

 

여왕벌이 알을 낳을 때, 수벌과 수정이 된 알은 암컷이 되고 수정이 되지 않은 벌은 수컷이 된다고 합니다. 더 나아가서 여왕벌은 자신이 낳는 미수정란의 비율을 조절함으로써 수컷과 암컷의 비율을 통제할 수 있다고 합니다. 적은 수의 수벌과 일벌이 될 수많은 암벌들을 낳는 것도 여왕벌이 조절해 가능하다는 것이죠.

 

 

새와 사람의 성 염색체 결합 차이 출처 : Feisty Feathers
새와 사람의 성 염색체 결합 차이. 출처: Feisty Feathers

사람의 성염색체가 결합할 때, XX는 여자, XY는 남자로 결정됩니다. XX의 경우와 같이 같은 염색체끼리 결합하는 경우는 동형접합, XY와 같이 다른 염색체끼리 결합하는 경우는 이형접합이라고 하죠.

 

하지만 새의 경우에는 사람과 반대의 양상을 보인다고 합니다. LG 사이언스랜드 자료 <닭의 성별은 어떻게 결정되는 걸까요?>를 참고하면 새의 성염색체는 Z와 W로 구성된다고 하는데요. 암컷은 ZW로 이형접합, 수컷은 ZZ로 동형접합으로 결정된다고 합니다.

 

<외부 필진 콘텐츠는 이웃집과학자 공식 입장과 다를 수 있습니다>

 

이웃집 필진 강지희(jihee0478@naver.com)

경희대학교 원예생명공학과·생물학과 4학년

이웃집대학생 1기



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