'니모를 찾아서'의 니모는 흰둥가리입니다. 흰둥가리는 예전부터 수컷이 암컷으로 성전환하는 종으로 알려 있습니다. 자연은 우리 인간의 무지보다 더 많은 걸 이야기해주고 있는 것 같습니다.


성전환에 관한 한 해양동물은 인간에 비해 우월한 편이다. 수많은 해양동물이 자신의 유전자를 후대에 내려보낼 수 있는 기회만 포착되면 적합한 성으로 손쉽게 전환을 일으키는 신비한 능력을 갖추고 있다.

예를 들면 굴.갯지렁이.새우.강장동물 등과 같은 해양동물은 처음에는 수컷이었다가 암컷으로 바뀌며, 산호초에 사는 많은 물고기들은 처음에 암컷이었다가 수컷으로 전환, 짝짓기에 돌입한다. 물론 한번 이뤄진 성전환을 돌이킬수는 없다.

해양연구원 김웅서(해양자원연구본부) 책임연구원은 "지구상 모든 생명체의 본능은 종족보존을 위한 번식인 만큼 바다에서는 번식에 가장 유리한 형태로 성전환하는 동물을 쉽게 발견할 수 있다"며 "성전환은 생리적 현상이지만 그 발단은 무리의 사회적 요구에 의해 시작된다"고 설명했다.

성전환을 일으키는 어류 가운데 가장 잘 알려진 종이 산호초에 사는 놀래기류. 태평양 일대에 서식하는 청소놀래기는 수컷이 6마리 정도의 암컷을 거느리는 일부다처제다. 암컷들 사이에서도 서열이 존재한다. 만약 수컷이 죽거나 잡아먹혔을 경우 가장 서열이 높은 암컷의 몸에 이상이 생기면서 성전환 반응을 나타낸다. 1~2시간 뒤면 수컷의 성징을 보이면서 2~4일 후 완전히 수컷으로 전환, 정자를 생산해낸다. 성전환한 수컷은 예전의 수컷과 같이 우세한 공격성을 앞세워 암컷들을 거칠게 괴롭히며 암컷의 성전환을 저지한다.

김 책임연구원은 "암컷으로 태어나서 우세해질 때까지 기다렸다가 나중에 수컷으로 번식하는 것이 일생을 통해 생식력을 최대화하는 길"이라고 놀래기류의 성전환 의미를 풀이했다.



이에 반해 말미잘 촉수 사이에 숨어사는 흰동가리류는 수컷에서 암컷으로 전환하는 경우다. 흰동가리류는 아주 작은 수컷일 때 말미잘에 숨어들어간다. 몸 표면에 점액질 보호막이 있어 말미잘의 촉수로부터 안전하다. 기존에 살고있는 흰동가리류가 허락을 하면 서열의 맨 마지막 순서에 합류한다.

한마리의 암컷이 수컷에 비해 2~3배 정도 크다. 이 암컷 역시 수컷을 괴롭혀 성전환을 방해한다. 이때 암컷이 제거되면 가장 큰 수컷이 암컷으로 성전환, 무리를 이끌게 된다. 개체가 작을 때는 에너지가 적게 드는 정자를 만드는 것이 낫고, 개체가 커지면 에너지가 많이 드는 난자를 만드는 것이 효율적이라는 의미로 해석된다.

우리나라 제주연안에서 발견되는 어류의 성전환 또한 매우 다양하다. 제주대 해양관환경연구소 이영돈 교수는 지난 10여년간 제주연안에 서식하는 놀래기류 10여종과 바리과 어류 16종을 중점적으로 관찰한 결과를 최근 발생학회에서 발표했다.

李교수에 따르면 놀래기류 중에서 놀래기와 용치놀래기는 수정란에서 부화하여 성장하면서 생식소의 성이 정소와 난소로 분화한 뒤 암컷 중 일부가 수컷으로 성전환한다는 사실을 밝혀냈다. 특이한 것은 어렝놀래기로, 전부 암컷으로 태어난 뒤 거의 전부가 수컷으로 성전환을 일으킨다. 성전환시 체색변화는 물론 체형의 변화까지 수반하는 성적이형현상을 동반한다.

이처럼 해양동물의 성전환은 다양한 종 만큼 방식도 가지가지다. 이런 점에서 지난달 23일자 네이처지에 게재된 논문은 주목을 끌기에 충분했다. 영국 에든버러대의 데이비드 알솝 교수팀은 어류와 새우.게류, 극피.연체동물 등 77종의 해양동물의 성전환을 조사했다. 그 결과 90% 이상의 종에서 몸의 크기가 최대 크기의 4분의3에 도달할 경우 성전환을 일으킨다는 일반적인 법칙을 제시했다. 그러나 이들 역시 성전환의 정확한 이유를 밝히진 못했다.

이영돈 교수는 "어류는 인간의 X나 Y처럼 성염색체를 갖고 있지 않은 대신 난소 또는 정소를 발달시키는 인자가 상염색체 상에 존재하기 때문에 환경에 의해 성전환이 자유롭게 일어나는 편"이라며 "때문에 오염된 환경이 성 시스템에 교란을 일으킨다는 보고가 이어지고 있다"고 분석했다.

실제 제초제로 알려진 아트라진이 개구리의 자웅동체를 유발한다는 연구결과 발표가 지난해 있었고, 우리나라 낙동강 하류에서는 환경호르몬인 비스페놀A가 수컷 잉어의 암컷화를 촉진한다는 보고도 있었다.

어류의 성전환을 양식에 응용하는 사례도 있다. 담수어인 무지개송어의 경우 암컷이 빨리 크고 육질도 좋아 상품성이 좋은 편이다. 게다가 수컷은 성숙한 이후 날카로운 부리로 싸움을 자주 벌여 몸에 상처를 입어 스스로 상품가치를 떨어뜨린다. 부경대 김동수(양식학과) 교수는 이에 착안, 양식에 인위적인 성전환 방식을 도입했다. 우선 암컷으로 성장할 수정란을 골라낸다.

부화 이후 20일쯤 지나 치어가 됐을 때 '메틸테스토스테론'이란 남성호르몬을 극소량 먹여 난소에서 정자가 만들어지게끔 변화시킨다. 여기서 나오는 정자는 난자를 만나 수정이 됐을 때 암컷만 만들수 있다. 성호르몬에 의해 일시적으로 정자를 생산한 것일 뿐 궁극적으로는 난자와 난자의 결합을 유도한 셈이다. 金교수는 "캐나다에서도 대서양 연어를 성전환시켜 암컷만 생산하는 데 성공했다"며 "이번 연구결과로 무지개송어 양식업자들의 생산성이 10~15% 정도 높아졌다"고 말했다.