임주백 박사의 물고기의 사랑 물고기의 성전환
물고기는 왜 성전환을 할까?
쌍을 이루어 다니는 라쿤버터플라이피쉬는 일생 정해진 성으로 살아가는 물고기이다
스물 두 번째 사랑구경은 지난달에 이어 물고기의‘성전환’에 대해 알아보겠습니다. 지금까지 우리가 살펴본 물고기의 사랑은 참으로 다양합니다. 이런 다양성은 건강한 생태계를 이루는 기본 요소 중 하나입니다. 필자는 그 중에서도 여자였다가 남자가 되거나, 반대로 남자였다 여자가 되는 물고기의 성전환이 부럽기도 하고 신기했습니다. 남자이지만 몇 차례‘여자였으면 좋겠다’라는 생각을 한 적이 있습니다.
여러분도 그런 생각을 한 적이 있겠지요? 자연현상을 관찰하고 나면 왜 그렇게 될까? 에 궁금증을 가지는 것이 학자입니다. 우리 주변의 많은 동물들에게 성은 고정되어 있는데 왜 물고기는 성을 바꿀까요? 이에 대한 수수께끼를 풀려면 우선‘적응’에 대한 이해가 필요합니다. 적응은 그 환경에서 얼마나 많이 생존하고 자손을 많이 남기는가 라고 할 수 있습니다.
놀래기류는 성전환을 하는 물고기로 암컷에서 수컷으로 성전환을 한다
생물은 환경에 적응하기 위해 여러 전략을 만들어 냅니다. 그 중의 어떤 것이 그 환경에 잘 맞으면 번성하게 됩니다. 이를 보고 잘 적응했다고 할 수 있습니다. 자연의 환경은 변화가 심하고 일관성이 없어서 처음으로 돌아가 다시 시작한다고 해도 그 결과는 다를 수 있고, 다른 것이 보통입니다. 물고기의 성전환도 그런 적응의 한 전략이라고 할 수 있습니다.
물고기의 크기와 자손의 수와의 관계는 여러 가지가 있습니다. 그 중에서 다음 그림과 같은 관계를 생각해 봅시다.
그림에서 세로축의 ‘번식성공 (Reproductive Success)’은 얼마나 자식을 많이 낳는가라고 봐도 무방합니다. 그림 1을 보면, 수컷의 경우는 몸의 크기와 비례하여 번식성공도 증가합니다. 암컷은 몸 크기가 작을 때는 수컷보다 번식성공이 낮으나, 몸이 커지면서 수컷의 번식성공을 넘어서게 됩니다.그래서 암컷과 수컷의 번식성공이 만나는 지점이 있습니다.
무리지어 다니는 스퀘럴 피쉬이런 형태의 관계에서는 수컷으로 있다가 번식성공의 그래프가 만나는 지점에서 암컷으로 성전환하면 가장 많은 자식을 낳을 수 있겠지요. 그림 2를 보면, 수컷은 어느 정도 크기가 되면 번식성공이 크게 증가하는 추세로 바뀝니다. 암컷은 어느 시기까지는 번식성공이 증가하다가 정체기를 맞게 됩니다. 이 경우는 암컷으로 있다가 수컷으로 성전환하면 자식을 가장 많이 낳을 수 있을 것입니다.
물고기의 성전환은 산란행동과도 관계가 있습니다. 무리산란을 하게되면, 수컷의 경우에 자식이 자신의 유전자를 물려받았는지 알 수가 없습니다. 그래서 수컷은 자신의 세력권을 형성하고 그 안에 암컷을 살게 합니다. 다른 수컷을 배제하고, 자신만이 암컷과 짝산란을 합니다. 세력권을 형성할 장소가 한정되어 있기에 성전환한 모든 개체가 세력권을 가질 수 없습니다. 세력권을 갖지 못한 수컷은 자손을 낳을 기회를 갖기 어렵습니다. 그래서 놀래기류 등 일부 성전환하는 물고기 중에는 성전환하지 않고 무리산란을 하는 수컷(1차수컷)도 존재합니다.
공간을 가득채운 스내퍼무리들물고기는 현재 20000 여 종이 알려져 있습니다. 그 중에서 500 여 종이 성전환을 합니다. 왜 나머지 대부분의 물고기는 성전환을 하지 않을까요? 몸의 일부분을 바꾸는 것이 작은 일은 아닐 것입니다. 그리고 세력권을 만들고 방어하는 데 많은 에너지가 들 것입니다. 특히 외부생식기를 갖고 있는 상어나 가오리 등의 연골어류는 성을 바꾸면 외부생식기를 바꾸는데 많은 에너지가 들 것입니다.
무리지어 이동하는 물고기 무리들이렇게 많은 에너지를 투자하고 나면 그것으로 얻는 이득(자식의 수)이 커야 투자를 할 가치가 있는 것입니다. 그런 투자 대비 효과는 그 물고기가 살고 있는 환경과도 관계가 있습니다. 그런 투자에 대한 이득이 큰 환경에 살고 있는 물고기가 성전환을 하는 것입니다.
아네모네피쉬들과 놀래기들이 모여 있는 풍경. 아네모네피쉬들은 수컷에서 암컷으로, 놀래기들은 암컷에서 수컷으로 성전환을 하는 물고기이다.
물고기의 성전환도 따지고 보면 경제와 연결됩니다. 먹고 사는 문제가 다 경제와 밀접한 관계를 맺고 있습니다. 혹시 어떤 선택이나 결정을 하게 될 때는 이런 물고기처럼 투자효율에 대한 생각을 해보면 좋을 것 같습니다.
임주백 박사
해양생물학 박사
어류활동 생태학 전공
(주)제주오션
