사진 제공: Pexels의 Edwin Ariel Valladares
우리는 소년과 소녀가 거의 같은 빈도로 생산된다는 것을 알고 있습니다. 하지만 이 1:1 비율은 어떻게 그리고 왜 달성될까요?
새로운 논문은 1:1 성비의 균형을 무너뜨리는 유전자 변이를 찾기 위해 방대한 인간 데이터 세트를 검색하고, 성비의 생물학적, 이론적 규칙을 테스트합니다.
1:1 성비를 만드는 것은 무엇입니까?
초기 과학자들은 신의 섭리가 "모든 남성은 암컷을 가져야 한다"는 것을 보장했다고 믿었습니다.
물론, 우리는 이제 성염색체가 성(性)을 결정하는 진정한 요인이라는 것을 알고 있습니다. 암컷은 두 개의 X 염색체를 가지고 있습니다. 남성은 단일 X와 남성 특정 Y를 가지고 있습니다.
Y는 SRY라고 하는 남성을 결정하는 유전자를 가지고 있는데, 이 유전자는 세포의 융기가 고환으로 분화하는 것을 시작합니다. 배아 고환은 남성 호르몬을 만들어 배아가 소년으로 발달하도록 지시합니다. SRY가 없으면 난소를 만드는 대체 경로가 활성화되고 배아가 여자아이로 발달합니다.
1:1 비율은 X 염색체와 Y 염색체가 정자와 난자에서 분리되는 방식에서 비롯됩니다. 우리의 세포는 모두 게놈을 구성하는 각 부모로부터 한 세트씩 받은 두 세트의 염색체를 가지고 있습니다. 특별한 유형의 세포 분열은 단 한 세트의 염색체로 정자와 난자를 만들기 때문에 수정란은 다시 한 번 두 세트(하나는 정자에서, 다른 하나는 난자에서 추출)를 갖게 됩니다.
따라서 모든 정자는 각 염색체의 단일 사본과 X 또는 Y의 단일 성염색체만 얻습니다. XX 암컷은 단일 염색체 세트로 난자를 만들며, 모두 X를 가지고 있습니다.
정자가 난자를 수정시킬 때, 정자가 가지고 있는 성염색체에 따라 아기의 성별이 결정됩니다. 어머니로부터 하나의 X를 받고 아버지로부터 또 다른 X를 받은 배아는 여아가 될 운명이며, Y가 있는 정자를 받은 배아는 남아로 발달합니다.
따라서 정자의 1:1 XY 비율은 XX 소녀와 XY 소년의 1:1 비율을 생성해야 합니다.
성비 변동
그러나 동물의 왕국에서 1:1 비율에는 많은 예외가 있습니다. X와 Y의 질서 정연한 분리를 뒤엎거나 남성 또는 여성 배아를 우선적으로 죽이는 유전적 돌연변이가 있습니다.
실제로, 많은 동물에게 불평등한 성비는 일반적입니다. 예를 들어, 쥐 크기의 유대류 Antechinus stuartii는 출생 시 평가하더라도 32%의 수컷만 생산합니다(따라서 수컷 아기가 더 자주 죽는 것은 아닙니다).
많은 새들의 성비는 1:1과는 거리가 멀고, 일부 새들은 생태학적으로 타당한 매우 특정한 적응을 보인다. 예를 들어, 두 번째로 부화한 쿠카부라 새끼는 생존 가능성이 더 낮은데, 대개 암컷이 생존 가능성이 가장 높습니다.
그리고 비표준 성염색체 체계가 있습니다. 예를 들어, 극지 포유류와 이상한 설치류는 돌연변이 X 염색체가 SRY를 밀어내어 가임력이 있는 XY 암컷을 형성하거나 돌연변이 버전의 SRY가 작동하지 않는 시스템으로 유명합니다. 이 종에서는 암컷이 우세하며, 이는 짧은 여름에 모든 번식을 완료해야 하는 포유류에게 의미가 있습니다.
극단적인 경우는 암컷 15마리와 수컷 1마리의 비율로 생산되는 진드기의 일종입니다. 많은 초파리 종에서 정자의 95%가 X 염색체를 가지고 있으므로 자손은 대부분 암컷입니다.
왜 인간의 성비가 1:1인가? 피셔의 원리
만약 성비가 그렇게 유연하다면, 왜 인간(그리고 대부분의 포유류)은 1:1 비율을 선택했을까?
영국의 위대한 통계학자 로널드 피셔(Ronald Fisher)는 이 비율은 자기 수정(self-correcting)이며, 왜곡을 선택하는 진화적 힘이 없는 한 1:1이 될 것이라고 제안했습니다.
논증은 간단합니다. 모든 아기는 어머니와 아버지가 있어야 한다는 점을 감안할 때, 한 성별에 결핍이 있다면, 더 희귀한 성별의 부모는 더 일반적인 성별의 부모보다 더 많은 손주를 가질 것입니다.
예를 들어, 남성이 더 희귀한 성별이라면, 우연히 딸보다 아들을 더 많이 낳은 부모는 아들보다 딸을 더 많이 낳은 부모보다 더 많은 손주를 남길 것입니다. 그 결과, 아들을 낳는 유전자는 동등성에 도달할 때까지 힘을 얻게 될 것입니다.
그렇다면, 우리는 인간의 아들과 딸의 가족 성비에서 1:1에서 측정가능한 그리고 유전적인 차이를 볼 수 있는가? 피셔의 원리는 어떠한가 - 강력한 진화적 효과가 인류의 성비를 1:1로 제한하고 있다는 증거가 있는가?
이번 주에 발표된 새로운 연구에서 미시간 대학의 연구원 Siliang Song과 Jianzhi Zhang은 영국의 방대한 인간 데이터 세트를 철저히 조사한 결과 대답은 단호하게 '아니오'라는 것을 발견했습니다. 그들은 성비에 영향을 미치는 두 가지 유전적 변이를 확인했지만, 이것들은 가족을 통해 전달되지 않는 것으로 보였습니다.
그렇다면 인간은 왜 1:1 법칙을 따르는 것일까요? 한 가정의 자녀 수가 상대적으로 너무 적어서 1:1 비율에서 크게 벗어나도 여러 가정에 균등하게 분포되기 때문에 통계적 인공물일까요?
어떤 가족은 딸보다 아들을 더 많이 낳는 유전자 변이를 가지고 있지만, 다른 가족은 아들보다 딸을 더 많이 낳습니다. Song과 Zhang의 분석은 이러한 높은 변동성이 체계적 편향을 입증하는 문제의 일부임을 시사합니다.
또 다른 가능성은 인간이 특별한 진화적 제약에 직면해 있다는 것입니다. 어쩌면 일부일처제에 대한 인간의 경향은 다른 동물 종에게는 적용되지 않는 방식으로 피셔의 원칙을 고수하도록 인간에게 추가적인 진화적 압력을 가할 수 있습니다.
그 답이 무엇이든 간에 Song과 Zhang의 이 논문은 많은 흥미로운 질문을 제기하며, 인간 성비의 평등에 대한 오래되고 매혹적인 질문에 대한 추가 연구에 자극제가 될 것입니다.
이상의 기사는 2024년 10월 17일 Phys.org에 게재된 “Humans have near-equal numbers of male and female babies, unlike many other animals—a new genetic study looks for clues”제목의 기사 내용을 편집하여 작성하였습니다.
* 원문정보 출처 : Humans have near-equal numbers of male and female babies, unlike many other animals—a new genetic study looks for clues (phys.org)
* 추가정보 출처 : In search of the genetic variants of human sex ratio at birth: was Fisher wrong about sex ratio evolution? | Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences (royalsocietypublishing.org)
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