동물 세대는 무엇일까

13 12월, 2020
새로운 동물 세대는 인구에 어떤 영향을 미칠까? 그리고 각 세대의 근친 교배종에 어떤 영향을 미칠 수 있을까?

지금부터 동물 세대는 무엇인지 알아보도록 하자. 생명체를 정의하는 3가지 핵심 기능이 있다. 그건 바로 영양, 관계 및 재생산이다. 살아있는 유기체는 자신을 발달시키고 유지하기 위해 영양분이 필요하다. 또한 다른 개인 및 환경과 관계를 맺어야 하며 새끼를 번식하여 자손을 남겨야 한다. 그리고 우리가 동물 세대로 알고 있는 건 부모가 번식한 후 인구에 나타나는 생명체 또는 생명체의 집합이다.

비교적 단순해 보이지만, 새로운 동물 세대는 부모들이 직면했던 것과는 다른 큰 도전에 직면해야 한다. 그리고 부모로부터 받은 유전학, 즉 이전 세대에서 온 이 유전학이 생존의 열쇠가 된다.

우성 대립 유전자 및 열성 대립 유전자

두 마리의 동물이 짝짓기하고 자손을 낳을 때, 우리는 그들이 엄마의 유전적 부하의 절반과 아빠의 유전적 부하의 절반을 지닐 거라고 기대한다.

즉, 우리는 그 자손이 둘 사이의 혼합이 될 것으로 기대한다. 하지만 우리는 종종 다른 부모보다 한쪽 부모처럼 보이는 자손을 관찰하게 된다. 그렇다면 왜 이런 일이 발생하는 걸까?

DNA 내에서 우리는 우성 대립 유전자와 열성 대립 유전자를 찾을 수 있다. 이 대립 유전자는 유전자의 다른 대안이다. 그래서 동물 세대는 부모와는 무관한 신체적 특징을 보여줄 수 있다. 

예를 들어, 흰 토끼를 자손으로 가진 두 마리의 검은 토끼를 상상해 보자. 여기서는 무슨 일이 일어났을까? 아마 토끼의 검은색을 처리하는 유전자가 우성 대립 유전자일 수도 있다. 머리카락 색깔 유전자 내에서 부모가 우성 대립 유전자 1개와 열성 대립 유전자 1개를 가지고 있다면 나타나는 색깔은 검은색이다.

그리고 그들이 번식했을 때 배우자(난자와 정자)는 열성 대립 유전자만 가지고 있었다. 따라서 토끼의 후손들은 흰색일 수밖에 없었다.

동물 세대는 무엇일까?

그렇다면 이제 모든 검은 색 부모가 사라진다고 상상해 보자. 어떤 이유로든 그 유전 정보는 사라지고 흰 토끼만 남게 된다. 안타깝게도 눈 속에 살지 않는 이상 흰색 털은 최적의 털이 아니다. 이 예는 유전적 손실이 각 동물 세대에 어떤 영향을 미치는지를 자세히 설명한다. 

동물 세대, 근친 교배 및 멸종 위기종

유전적 다양성은 종 생존의 핵심이다. 따라서 개인 인구의 다양성이 감소하면 그 종은 사라질 가능성이 커진다.

집단에 존재하는 대립 유전자의 수는 유전적 다양성의 척도다. 즉, 더 많은 대립 유전자가 존재할수록 유전적 다양성이 커진다.

이러한 대립 유전자가 집단에서 생성되는 빈도는 유전적 다양성의 크기에도 영향을 미친다. 작은 자발적 돌연변이는 시간이 지남에 따라 대립 유전자의 다양성을 증가시킬 수 있기 때문이다.

동물 세대마다 이러한 유전적 다양성이 증가할 수 있다. 그리고 진화적 시간으로 추론한다면, 이는 새로운 종이 지구에 나타나는 이유 중 하나이다. 

근친 교배의 원인

동물이 멸종 위기종 목록에 포함되는 이유 중 하나는 근친 교배다. 사실 실제 원인은 삼림 벌채, 서식지 손실, 단편화 또는 인구 격리를 유발하는 무차별적 사냥이다.

따라서 근친 교배는 이러한 요인의 결과라고 할 수 있다.

근친 교배에는 두 가지 유형이 있다. 하나는 무작위이거나 의도하지 않은 유형이지만 다른 하나는 의도적인 유형이다. 첫 번째의 경우, 형제자매 또는 부모 및 자녀와 같이 밀접하게 관련된 동물 사이의 의도적인 교미는 유전적 다양성의 잔인한 손실을 초래한다. 동시에 유전 질환이 나타나거나 병원균에 대한 내성이 낮아진다.

이러한 근친 교배는 살 곳이 부족하여 개체 수가 많이 감소한 야생 동물 사이에서 발생하는 유형이다. 마찬가지로 해체의 결과로 분리된 동물들에서 발생한다. 이 인구는 사라질 운명에 처해 있다. 

반면 우리는 유전적 부동의 결과로 인한 무작위 근친 교배를 발견하게 된다. 유전적 부동은 자연 선택과 함께 진화적 시간에 걸쳐 대립 유전자의 빈도를 변화시키는 진화적 힘이다.

한 종의 대립 유전자 빈도가 낮고 모든 대립 유전자가 한 유전자에 대해 동일할 때 어떠한 환경의 장애는 그것의 소멸을 야기할 수 있다. 이것이 바로 인간이 생태계의 어떤 측면을 허물어뜨릴 때 일부 종이 다른 종보다 빨리 사라지는 이유다.

동물 세대별 근친 교배를 회피하기 위한 전략

본질적으로 균형 잡힌 생태계 내에서 각종은 근친 교배를 피하고 각 세대의 유전적 다양성을 증가시키는 자체 전략을 쓰고 있다.

예를 들어, 사자와 같은 일부 동물 그룹에는 모계 계층이 있다. 그 안에서 각 세대의 암컷은 보통 그룹 안에 머물지만, 수컷은 떠난다.

그리고 매번 새로운 수컷이 와서 새끼를 살해하여 암컷은 발정이 나게 된다. 무시무시하게 보이지만, 이 행동은 종을 강화할 새로운 유전적 하중을 개체군에 보장한다.

다른 경우에는 부모에게서 벗어나 새로운 짝을 만들 수 있는 자손의 분산적인 움직임이 근친 교배를 피하는 열쇠다. 대규모 이동은 대량 및 먼 거리에서 분산 이동의 또 다른 좋은 예이다. 

결국, 유전적으로 매우 다른 많은 개개의 동물이 모여서 짝을 찾고 번식하게 될 것이다.

동물 세대 별 근친 교배를 회피하기 위한 전략 

서식지의 파괴는 많은 종이 확립한 영토를 감소시킨다. 또한, 정착할 새로운 장소를 찾아 새로운 세대의, 유전적으로 다양한 종을 만들 가능성이 거의 사라졌다.

종의 멸종은 한 가지 원인으로 인한 결과가 아니다.

종을 멸종시키는 건 무차별적인 사냥이 아니라 살 곳이 부족하고 밀접하게 관련된 종족이 함께 번식하도록 강요하는 것이다.

  • Andersen, L. W., Fog, K., & Damgaard, C. (2004). Habitat fragmentation causes bottlenecks and inbreeding in the European tree frog (Hyla arborea). Proceedings of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences, 271(1545), 1293-1302.
  • Charlesworth, B., & Charlesworth, D. (1999). The genetic basis of inbreeding depression. Genetics Research, 74(3), 329-340.
  • Schultz, S. T., & Willis, J. H. (1995). Individual variation in inbreeding depression: the roles of inbreeding history and mutation. Genetics, 141(3), 1209-1223.
  • van Arendonk, J. (2015). Textbook Animal Breeding and Genetics for BSc students. Centre for Genetic Resources The Netherlands and Animal Breeding and Genomics Centre