[핵잼 사이언스] 암컷 대신 임신하는 수컷도 있다…해마 ‘육아낭’의 비밀

아내 대신 임신하고 싶다고 생각하는 남성도 있겠지만, 현재 기술로는 불가능한 얘기다. 그런데 동물 중에는 암컷 대신 수컷이 임신하는 사례도 있다. 그 존재는 바로 바닷속에 사는 해마다. 수컷의 몸에는 이른바 육아낭이라고 부르는 알주머니가 있어 그곳에서 알을 보호하고 치어로 부화하게 하는 데 이 기관에 대해서는 아직 대부분이 수수께끼에 싸여 있다.

그런데 호주 시드니대와 라트로브대의 최신 연구에서 수컷 해마가 가진 육아낭의 역할에 관한 새로운 사실이 밝혀졌다. 수컷의 육아낭은 출산을 담당할 뿐만 아니라 새끼에게 영양분을 주는 태반과 같은 기능도 하고 있다는 것이다.

해마는 수컷이 구애에 성공하면 복부 주위에 있는 육아낭을 열고 그 자리에 암컷이 수란관을 집어넣어 알을 옮긴다. 이와 동시에 수정도 이뤄진다. 알의 이동은 휴식을 취하면서 몇 시간 동안 반복되며 최종적으로 40~50개의 알이 수컷의 육아낭으로 옮겨진다.

그러면 수컷은 최대 한 달 동안 육아낭 안에 수정란을 지키고 그 후 부화한 치어를 육아낭 입구로 낳는 것이다. 이때 수컷은 진통을 느끼는 것 같은 경련도 일으킨다.

그렇지만 육아낭이 어떻게 수정란의 성장을 촉진하는지는 잘 알려지지 않았다.

일반적으로 수정란의 성장에는 두 가지 방법이 있다. 하나는 ‘난황 영양 의존’(Lecithrophy)으로 수정란에 미리 존재하는 난황을 소비하며 성장하는 방법이다. 나머지 하나는 ‘모체 영양 의존’(Matrotrophy)으로 어미의 태반에서 직접 영양분을 받아 성장하는 방법이다.
　
많은 생물은 발생 초기 단계에서 이 두 가지를 조합하며, 난황을 소비한 뒤 어미 태반의 영양소로 옮겨간다.

연구팀은 이번에 빅밸리해마(학명 Hippocampus abdominalis)를 대상으로 육아낭 안에서 수정란과 부화한 치어의 건조 중량(수분을 제외한 질량)을 비교해 어떤 영양원에 의존하는지를 조사했다.

그 결과, 치어의 건조 중량은 육아낭에 있는 동안 거의 변화하지 않은 것으로 나타났다.



조사에 따르면, 수정란의 성장은 난황의 소비에서 시작했기에 치어의 건조 중량은 난황을 소비한 만큼 감소하는 것이다.

하지만 이와 별도로 수정란과 치어의 지질량을 측정한 결과, 성장 과정에서 지질량 감소가 거의 일어나지 않았다. 이는 아비인 수컷이 난황이 없어진 뒤에도 지방 형태의 영양분을 새끼에게 더 공급하고 있다는 점을 보여준다.

즉, 해마의 치어는 많은 생물과 같이 ‘난황 영양 의존’에서 ‘모체 영양 의존’, 정확하게 말하면 ‘부체 영양 의존’(Patrotrophy)으로 이행하는 것이다.

다만 이번 연구에서는 수컷이 영양분을 공급하는 방법까지 설명하지 못했지만, 육아낭 내부를 조사한 결과, 수정란은 주머니 벽에 확실히 박혀 있었다. 이는 육아낭이 어미의 ‘태반’과 같은 기능을 가지고 있으며 이를 통해 영양을 공급하고 있을 가능성을 시사한다.

이 메커니즘을 단정하기 위해서는 추가 연구가 필요하지만, 그래도 수컷의 육아낭에 영양과 산소 공급 능력 그리고 감염증 등으로부터 새끼를 보호하는 기능이 있는 것은 확실하다.

자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘비교생리학 저널 B’(Journal of Comparative Physiology B) 최신호(7월 2일자)에 실렸다.

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr