성진화의 향연

필사의 수컷, 도도한 암컷 - 성선택 이론이 보여주는 진화의 신비
다지마 유코 지음, 명다인 옮김, 변재원 감수 / 플루토 / 2024년 3월

 진화는 유전자를 전달하는 생명체가 그 유전자를 거의 정확하게 물려주되, 복제과정에서 약간의 변이가 생겨나기에 가능하다. 그 변이는 유전되며 형질로 나타난다. 그리고 그 형질이 번식과 생존에 유의미하게 유리하다면 개체군내 급속도로 퍼진다. 그러면서 개체군 자체의 모습이 이전과 달라지게 되는데 이것이 진화다.

 진화의 압력은 환경과 성경쟁, 공생의 세 가지다. 다윈은 형편없는 수컷 공작의 화려하고 긴 날개깃털을 보며 성선택을 채택할 수 밖에 없었다. 하지만 이는 부정되다 생각보다 최근에 학계의 정설로 들어서 꽃을 피우고 있다.

 성선택은 양성을 채택하는 개체에서 나타난다. 대개 암컷이 새끼를 갖게 되고 암컷의 경우 자신의 새끼인게 확실하기에 이들은 주로 육아를 담당하며 수컷을 선택한다. 그리고 수컷은 씨만 뿌리고 도망가는 존재이나 이것을 위해선 다른 수컷과의 치열한 목숨을 건 경쟁을 이겨내고 암컷의 간택을 받아야만 한다. 그래서 수컷이 주로 성진화를 하게 되고 이들은 암컷에 비해 보다 다양한 성적이형성을 갖는다.

 그래서 책 제목이 필사의 수컷 도도한 암컷이다. 참으로 적절하다. 책에는 무척 다양한 성진화의 예와 구애전략이 나오는데 매우 흥미가 있어 책을 한나절 만에 다 읽을 수 있었다. 책은 고래부터 시작한다. 

 범고래는 바다의 무법자다. 범고래는 마치 영화 죠스처럼 거대하고 길게 수면 위로 올라오는 등지느러미를 갖는데 이걸 본 물개나, 바다사자 등은 적잖은 공포에 빠지게 될 것이다. 그런데 이게 바로 성진화의 부분이다. 범고래의 지느러미는 다른 어류들과 다르게 뼈가 없다. 그래서 움직이기 어렵고 콜라겐이 풍부한 피하조직과 피부로 구성된다. 이 등지느러미는 보기와 다르게 수영과 전투에 전혀 쓸모가 없다. 오직 암컷을 향한 구애를 위해서만 필요한 것이다. 

 혹등고래는 따뜻한 계절엔 고위도에서 먹이를 섭취하며 몸을 키우다 추워지면 저위도로 내려와 짝짓기를 한다. 혹등고래는 수염고래다. 수염고래들은 수염판으로 먹이를 먹는데 무려 한방에 50톤의 물과 먹이를 삼킨 후 수염판으로 인해 먹이만 걸러지고 물을 버리는 형태다. 이들은 목에서 배까지 이어지는 배주름이 피하에 있어 이런 대량의 삼킴이 가능하다. 몸무게가 30-40톤이니 자기 몸무게 이상을 한방에 삼키는 셈이다. 

 혹등고래는 소리를 낼만한 기관이 없는데 그럼에도 노래를 한다. 이들의 노래는 높낮이에, 세기, 길이까지 있어 인간의 음악과 비견된다. 이 노래는 3천 km이상 퍼져나가서 암컷에게 자신의 존재를 알린다. 혹등고래의 노래는 놀랍게도 매년 신곡이 나오는데 대개 북태평양 서쪽에서 동쪽으로 노래가 유행한다. 새로운 노래를 다같이 즐기고 따라하는 것이다. 

 일각고래는 성체가 4-5미터 정도다. 그런데 엄니가 성장하여 피부를 뚫고 나와 무려 3미터 까지 자라난다. 엄니는 반시계방향으로 나선형으로 자라나며 이는 암컷에게 구애하기 위해서다. 그나마 다행인 것은 이 무시무시한 엄니를 수컷들이 길이로만 경쟁하지 서로 공격하는데 사용하지는 않는다는 점이다. 

 수컷해달은 교미시 암컷의 등 뒤에서 암컷의 코를 물어 뜯는다. 이는 때론 매우 심해 몇몇 암컷은 상처로 인한 감염으로 죽거나 호흡에 어려움을 겪기도 한다. 수컷해달이 이러는 이유는 철저히 교미 때문이다. 둘은 물에 떠있기에 교미자세를 고정하는게 중요하다. 그래서 수컷은 코를 물어 자세를 고정한다. 또한 물어뜯기로 인해 양자의 호흡기관이 확실히 물위에 있게 되어 호흡을 확보하는 이점도 있다. 그래도 좀 심하지 않은가.

 다음은 영장류로 먼저 고릴라다. 고릴라는 수컷이 12세 이상이 되면 등부분 털이 은백색으로 변하는 소위 실버백 현상이 나타난다. 이는 초원과 삼림에서 상당히 눈에 띄게 하여 암컷과 다른 수컷에게 어필하게 된다. 수컷 고릴라는 180정도의 키에 180kg의 몸무게를 자랑한다. 이들은 가슴두드리기, 큰 울음내기, 대변 던지기 등의 구애를 한다. 수컷 고릴라는 크면서 두개골 뒤통수 부분이 크게 자라는데 그러면서 시상능이 발달한다. 시상능은 저작을 하게 하는 근육인 측두근과 연결된다. 즉, 뒤통수가 큰 수컷은 막강한 무는 힘이 생기는 것이다. 한창 때 고릴라 수컷의 저작력은 인간의 20배에 달한다. 

 수컷 오랑우탄은 부모의 품을 떠나는 12세 이후 무렵 성적으로 빠르게 성숙한다. 오랑우탄은 남성호르몬이 많아지며 성적이형이 나타나는데 플랜지가 그것이다. 다큐에서 아마 얼굴 양 옆에 둥근 접시라도 단 것마냥 얼굴이 커진 오랑우탄을 본일이 있을 것이다. 그것이 플랜지다. 플랜지가 있는 수컷은 다른 수컷에 위협을 가하고 암컷을 차지한다. 그들을 목주머니도 발달해 1km까지 퍼지는 소리를 내어 다른 수컷을 위협하고 암컷에 구애한다. 암컷은 대개 플랜지 수컷과 교미하나 그렇지 않은 수컷과도 한다. 연구결과 실제로 오랑우칸의 새끼 비율은 플랜지와 비 플랜지가 1:1이었다. 독차지는 안하는 집단이다.

 멧돼지와 비슷하게 생긴 바비루사의 엄니는 위아래 송곳니가 발달한 것이다. 이렇게 네 곳으로 나는 동물은 거의 없는데 특히 위로 자라나는 것이다. 피부와 코까지 찢고 자라난다. 그런데 이 엄니들은 약해서 잘 부러지기도 한다. 4개의 송곳니는 모두 아래 방향으로 자라난다. 아랫니는 상관이 없는데 문제는 윗니다. 이 윗엄니가 자라나 때론 개체의 두개골까지 뚫어 죽게 만든다. 진화의 실패인셈이다. 

 사슴과의 뿔은 지각, 솟과 둥물의 뿔은 동각이라 한다. 둘은 완전히 다르다. 지각은 두개골의 정수리가 성장한 뿔뿌리에서 자란다. 뿔은 벨벳이라는 수많은 혈관이 있는 피부에 뒤덮인채 자란다. 산소와 영양분을 공급받아 급격히 자라고 다 자라면 벨벳이 탈각하고 골세포가 죽어 뿔이 완성된다. 그리고 이런 공이 들어간 뿔은 번식기가 자라면 떨어져 나가고 다음 번식기에 다시 자라난다. 

 솟과 동물의 동각은 전두골에서 자란 각심을 케라틴 성분의 두검이 완전히 덮는게 특징이다. 각심의 뼈는 사슴과 동물의 지각과는 달리 다 자라도 골세포가 살아 있어서 새로운 두검이 생기지 않고 뿔에서 가지치기도 없다. 그리고 동각은 속이 비어 있으며 암수가 모두 있다는 점에서 지각과 완전히 다르다. 

 라이언 킹에 나오는 총천연색의 화려한 얼굴을 가진 것이 맨드릴캐코원숭이다. 코는 붉은 색인데 피부아래 혈액이 비치는 것이다. 얼굴의 양 옆 부부은 푸른색인데 피부 콜라겐 조직이 적당한 형태를 이루어 빛을 푸르게 산란하여 파랗게 보이는 것이다. 대부분의 포유류는 파란색과 붉은 색만을 구분하기에 이들에게 잘 보이기 위해 적색과 푸른색을 채택한 것으로 보인다. 포유류는 중생대에 대개 포식자를 피해 야간 활동을 하는 방향으로 진화했다. 그래서 청각과 후각은 막강한 반면 어둡게 생활하여 색구분의 필요성이 크게 없었다. 그래서 두 색만을 구분한다. 포유류 중에서는 인간 등 대형유인원만 적, 녹, 청 세 가지를 구분한다. 반면 새, 곤충 등은 이 세 가지에 자외선까지 구분한다. 

 포유류의 음경은 크게 두 종류다. 탄성섬유형과 근해면체형이다. 탄성섬유형은 해면체의 발달이 미약해 혈액으로 인한 발기가 어렵다. 대신 해면체를 감싸는 백막에 탄성섬유가 풍부히 발달하여 발기 없이도 크기와 형태 유지가 된다. 즉, 발기 없이 삽입이 가능한 것이다. 고래의 음경은 대개 탄성섬유형이다. 고래는 음경이 매우 거대함에도 평소엔 보이지 않는데 이것은 포피안에 음경을 S자로 구부려 외부생식공에 넣어두기 때문이다. 큰 음경이 평소 돌출되어 있으면 수영에 방해가 되기 때문이다. 

 개는 음경이 발기하여 암컷의 질내에 삽입하면 혈액이 몰려 음경에 귀두망울이란것이 생긴다. 이는 성기를 암컷의 질내에 고정시키는 역할을 하고 정액이 역류하는 것을 막는다. 하지만 때론 의지와 다르게 성기가 잘 안빠지는 해프닝을 낳기도 한다. 돼지는 음경에 귀두가 없으며 음경인 나선형이다. 이는 돼지 암컷의 질내가 나선형이기에 여기에 맞춘 진화로 보인다. 

 인간을 제외한 대부분의 영장목, 식육목, 익수목, 설치목은 음경골을 갖고 있다. 근해면체 음경이라도 음경골이 있다면 고래의 경우처럼 어느 정도의 형태와 크기 유지가 가능해 발기 없이 삽입이 가능한 장점이 있다. 즉, 언제든 준비가 되는 것이다. 대개 교미시간이 긴 종일수록 음경골이 긴데 바다코끼리는 음경골만 무려 61cm에 달한다. 암컷 바다 코끼리의 배란일이 1년에 고작 1-2일에 불과하기에 얼마 안되는 기회를 놓치지 않기 위함으로 보인다. 

 숫사자는 음경에 가시골이 달려 있다. 그래서 삽입하면 이 가시골이 암컷을 자극해 놀랍게도 배란을 촉진한다. 사자의 교미는 불과 20초 내외에 불과한다. 그 횟수가 놀랍다. 이를 5분에서 15분에 1회 반복하며 하루에 최대 50회의 성교를 하는 경우도 있다. 수컷 사자는 갈기를 갖고 있는데 이는암컷을 유혹하고 다른 수컷에 대한 위협이다. 또한 많은 갈기는 수컷 경쟁 중 목을 보호하기도 한다.

 포유류는 태아기 때 정소가 신장 뒤에 위치한다. 하지만 성장하며 서서히 정소가 꼬리로 이동하고 서혜부의 통로를 지나 음낭으로 들어가서 체외에 위치한다. 정소하강이다. 정소는 대개 체온보다 2-3도 낮은데 온도차이에서 발생하는 에너지를 정자 생산에 사용하기 때문으로 보인다. 그런데 고래와 바다사자 같은 해양포유류는 정소가 체외에 위치하지 않는다. 그랬다간 위험에 노출되고 수영에도 방해되기 때문이다. 그래서 정소가 체내에 있는데 기 막한 방법으로 온도문제를 해결한다. 해수가 닿아 온도가 내려간 혈액은 정소 부분으로 집중 공급해 온도를 낮추는 것이다. 

 포유류의 자궁은 5가지다. 단일자궁, 쌍각자궁, 분열자궁, 중복자궁, 중복질이 있는 자궁이다. 단일자궁은 가장 단순한 형태로 인간과 익수목이 갖고 있다. 단일자궁은 하나의 새끼만을 갖는 것이 기본 조건이다. 쌍각자궁은 자궁의 양쪽이 길게 늘어져 두 개의 자궁각을 갖는다. 유대류, 식육목, 소형반추류, 기각류가 쌍각자궁을 갖는다. 말이 그러한데 말은 임신기간이 무려 330일나 되고 새끼는 50kg이나 된다. 쌍각자궁은 자궁이 한쪽으로 늘어져 커다란 발육공간이 생겨난다. 신기한 점은 대개 왼쪽 부분에 수정란 착상이 일어난다는 점이다. 이 경우 반대쪽까지 태아막이 생겨난다. 고래도 대개 왼쪽 자궁각에서 수정한다. 쌍각자궁은 다태에도 적합한데 다태인 경우 각 개체는 경쟁하기 보다는 서로 적절한 거리를 두어 공간을 확보한다. 

 토끼는 중복자궁을 갖는다. 중복자궁은 긴 2개의 자궁부가 따로 질과 연결되어 있는데 다태에 적합하다. 

 포유류는 태반을 갖는 방향으로 진화했다. 태반으로 인해 태아는 모체로부터 영양분과 산소를 안정적으로 공급받는다. 이 태반도 4종류가 있다. 반상태반, 대상태반, 다태반, 산재성 태반이다. 인간의 태반은 반상태반이다 이는 고리처럼 생긴 것으로 태아의 발육공간을 좁히지만 태아와 모체를 긴밀히 연결해 유산을 방지하고 성장을 돕는다. 반상태반은 태반이 깊에 붙어 있어 출산에서 많은 출혈을 부른다. 그렇기에 출산기간과 고통이 큰데 그래서 대개 먹이사슬 정점에 있는 동물이 채택한다. 이들은 사회성도 높아 대개 출산을 서로 돕는다. 놀랍게도 쥐와 토끼의 태반이 반상태반인데 아무래도 빠르게 새끼를 성장시키기 위함으로 보인다. 

 인간처럼 월경을 하는 동물은 자연계에 거의 없다. 일부 영장목과 익수목에 국한한다. 인간의 월경과 주기적 배란은 유전적 문제가 있는 수정란이 착상한 경우 자궁내막을 탈락시켜 도태시키는 구조를 갖기 위해 진화한 것을 보인다. 최근 연구결과 월경혈에서 사이토카인 등 다수의 염증성 물질이 발견되었는데 이는 자궁과 그 주변이 반복되는 생리적 염증 반응을 보이는 것을 의미한다. 월경을 이런 염증성 물질의 배출작용도 하는 것으로 보인다.

 대부분의 초식동물은 단기간 출산이 가능한 다태반을 갖는다. 초식동물은 냄새를 지우기 위해 출산하자마자 태반과 태막을 먹어치운다. 다태반은 태막에 70-100개의 작은 태반이 분포해 태반 일부가 떨어져 나가도 유산되지 않는다. 유제류는 발굽을 갖는데 태아 시절 이 발굽에 부드러운 떡이 뒤덮여 모체를 보호한다.

 고래는 태막 전체에 태반이 있는 산재성 태반을 갖는다. 이는 태아가 큰 경우 적합하다. 고래는 다른 포유류와 다르게 부속지 부터 나오는 역위 출산을 한다. 일반적 포유류의 새끼는 머리가 가장 크기에 머리부터 나오며 산도를 넓혀 출산을 용이하게 한다. 하지만 고래는 머리부터 나오는 경우 호흡기가 바다에 닿아 질식사하기 쉽다. 출산을 시간이 걸리는데 머리부터 나오면 오랜 시간 숨을 못쉬어 질식하는 것이다. 그래서 고래류는 꼬리부터 출산한다. 이 꼬리가 나와서 꼬리지느러미를 세차가 움직여 출산을 돕는다. 

 태반의 결합이 긴밀할수록 모체와 새끼간의 관계가 친밀하고 육아 기간도 긴 경향이 있다. 태반의 결합의 긴밀성은 적은 새끼를 크게 낳는 것을 의미하며, 개체가 먹이 사슬의 윗 부분에 위치, 즉 생존력이 우수함을 의미한다. 반면 태반과의 결합이 약한 것은 빠른 출산을 의미하고 새끼를 작게 많이 낳는 것을 의미한다. 이는 먹이사슬의 낮은 부분에 위치하며 새끼의 생존력이 미흡하므로 육아가 거의 없으며 모체와의 관계성도 낮을 수 밖에 없다. 

 거북목과 악어목, 도마뱀류는 유전자가 아니라 알이 부화하는 주변환경의 온도에 따라 성별이 결정된다. 거북과 악어는 대개 29도 정도 일때 암수비율이 거의 동일하다. 하지만 온도가 올라가면 거북목은 암컷이 많아지고 악어목은 수컷이 많아진다. 현재 지구 온난화로 알 주변의 온도가 상승하고 있다. 그로 인해 해당종들의 성비 균형이 무너질 가능성이 높다.

 포유류는 자신의 감정을 풍부히 표현할 수 있는 얼굴표정이 가능하다. 이는 얼굴 근육이 발달했기 때문인데 어류의 하관통제근육, 양서류, 파충류, 조류의 목 부분의 괄약담당근육에서 진화한 것이다. 포유류는 유일하게 어미의 젖을 빠는데 이를 위해서는 얼굴의 볼과 입술부위가 움직여야 한다. 이를 위한 얼굴 근육의 발달이 지금의 표정근육에까지 이른 것을 보인다.

 캥거루는 놀랍게도 태반이 없다. 그렇기에 그렇게 큰 덩치에도 매우 작은 새끼를 낳는다. 태반이 없어 성장을 채내에서 시킬 수 없는 것이다. 새끼는 자궁부에서 주머니까지 긴 이동을 한다. 어미는 모믈 핥아주어 침속에 있는 냄새물질로 새끼를 젖꼭지로 유도한다. 주머니 안에는 젖이 있어 새끼는 무럭무럭 자라난다. 이 방법은 출산의 부담이 없고 출산, 수유 때도 위험하지 않다는 장점이 있다.