‘0.1㎝초파리’가 ‘20㎝정자’를 만들어야만 하는 까닭

진화의 선택은 정자처럼 아주 작은 생식세포를 많이 만들거나 혹은 난자처럼 매우 큰 생식세포를 적게 만드는 방향으로 진화했다. 그 이유는 아직도 논쟁이 진행중이지만, 유전정보와 세포질, 영양성분을 정확히 절반씩 나누는 공평한 방식보다 모 아니면 도 전략이 더 유리하게 작용했던 것으로 생각된다.

수컷의 장점은 작은 정자를 대량으로 만들어서 자손을 퍼트릴 가능성을 높일 수 있다는 것이다. 그러나 다른 수컷과의 경쟁에서 밀리면 자손을 하나도 못 남길 수도 있다. 암컷은 '대박'을 터트릴 수는 없지만, 안전하게 정해진 수의 자손을 남길 수 있다. 이런 기본 번식 전략 때문에 보통 수컷은 정자의 크기보다는 수를 늘리는 방향으로 진화했다. 그러나 예외는 항상 존재한다.

취리히 대학의 진화생물학자 스테판 뤼폴드(Stefan Luepold)와 그의 동료들은 초파리의 한 종류인 드로소필라 비푸르카(Drosophila bifurca)를 연구했다. 이 초파리는 2~3mm의 작은 몸길이를 가지고 있지만, 수컷의 정자는 6cm까지 길어질 수 있다.

물론 정자도 하나의 세포인 만큼 길이는 길어져도 굵기는 너무도 가늘어서 눈에 보이지 않는 작은 세포다. 그래도 왜 수컷 자신은 물론 암컷의 몸길이보다 훨씬 긴 정자를 만드는 것일까? 과학자들은 이 초파리를 비롯해 자연계에서 이런 사례를 종종 발견했지만, 그 이유는 아무도 몰랐다.

연구팀은 이 거대 정자의 존재 이유가 암컷에 의한 성 선택이라고 주장했다. 수컷 공작의 화려한 깃털처럼 암컷이 긴 정자를 선호했기 때문에 극단적으로 진화된 경우라는 것이다. 그런데 왜 이런 성 선택이 이뤄진 것일까?

영양 상태가 좋고 몸집이 큰 수컷만이 수정에 필요할 만큼 충분한 정자 숫자를 생산할 수 있다. 따라서 자연스럽게 부실한 수컷은 배제되고 튼튼한 수컷만 선택되는 것이다. 이런 수컷과 자손을 만들어야 암컷 역시 더 많은 자손을 남길 수 있다. 결국, 이런 선택이 여러 세대 반복되면서 지금같이 거대 정자가 진화된 것이다.

종종 진화는 도저히 이해할 수 없는 방향으로 일어날 수 있다. 수컷 공작의 화려한 깃털은 움직이는데 거추장스러울 뿐 아니라 암컷은 물론 포식자의 눈에도 훨씬 잘 띄게 한다. 감당하기 힘든 수준의 거대 정자를 만드는 것 역시 마찬가지 어리석음이다. 하지만 더 많은 후손을 남길 방법이 그것뿐이라면 다른 선택은 없다. 인간 세상과 마찬가지로 자연계에도 남들이 보면 바보 같지만, 어쩔 수 없는 그들만의 사정이 있는 셈이다.

고든 정 통신원 jjy0501@naver.com