왜 우리는 두 개의 성별입니까?(1/2)

누군가는 성별 차이가 유물이라고 믿습니다. 남성과 여성으로 갈라진 것은 우리 사회의 낡은 고정관념 탓이라는 것. 그리고 누군가는 성별이 ​​전혀 없다고 확신합니다. 또한 Ann Fausto-Sterling(미국 "성 학자")은 5 개까지 제안했습니다. Facebook은 사용자 프로필에 71개의 성 정체성 변형을 추가했습니다. 언뜻 보기에 웃기는 문제지만, 젠더 문제는 실제로 그렇게 간단하지 않습니다. 그렇기 때문에 젠더에 대한 혼란과 편견, 조작이 만연합니다. 

 

지금부터 (생식기를 제외하고) 남성과 여성이 어떻게 다른지, 성별이 수행하는 근본적인 역할을 파악하기 위해 생물학을 사용합니다. 성이 3개나 71개가 아니라 2개뿐인 이유가 있습니다. 간단하게 그냥 "너무 편리하니까!"라는 대답을 하려고 이 글을 쓴 것이 아닙니다. 진지하게 알아보려면 당신이 성행위 정도로 알고 있을 '번식'의 진화를 추적해야 하므로 매우 흥미로울 것입니다.

 

수백 개의 클론들

역사는 약 40억년 전 무성생식으로 시작되었습니다. 세포는 단순히 "속성"을 두 배로 늘리려고 반으로 나누었습니다. "복제"라고 하죠? 오늘날까지도 간단한 미생물은 이 방법을 사용하여 유전자를 증식하고 퍼뜨립니다. 매우 편리한 것은 파트너가 필요하지 않으며 한적한 구석에서 언제든지 할 수 있습니다. 개체 수 증가는 기하급수적이며 기하급수적 진행이 그야말로 힘입니다! 

 

 

배양 배지에서 박테리아의 번식률은 매우 높다. 약 20분마다 박테리아가 분열하여 두 개의 딸 세포를 생성한다. 따라서 10시간 동안 하나의 세포에서 1,000,000,000개의 자손이 형성될 수 있다. 그리고 하루에 그들의 질량은 약 400톤이 될 수 있다. 자연에서는 일어나지 않는 필요한 모든 것을 제공하면서 영양을 공급받는다면 가능할 것이다.

 

 

하지만 이런 극적인 다산화 번식에는 한 가지 큰 단점이 있습니다. 즉, 유전적 다양성의 부족입니다. 모든 후손들은 똑같습니다.(클론) 변화하는 세상에서 이런 동일성은 좋지 않습니다. "뚱뚱한 사람이 단식으로 살을 빼는 데 걸리는 시간에 마른 사람은 굶어 죽는다." 이 수사는 종의 생존에서 유전적 다양성의 중요성을 완벽하게 설명합니다. 어떤 상황에 대한 개체의 변이가 높을수록 누군가가 살아남아 속을 이어갈 가능성이 더 커집니다. 게다가, 게놈의 변화는 진화의 원동력입니다. 다양성은 종이 진화의 사다리를 올라갈 수 있게 해주는 매우 유용한 기능이고 일반적으로 진화의 전부라고 말할 수 있습니다.

 

무성 생식에서 게놈의 변화와 다양성의 원인은 전적으로 무작위적인 유전적 돌연변이입니다. 돌연변이라는 단어의 명성은 이런저런 영화들 때문에 이미지가 완전히 손상되었지만, 실제로는 유해한 것도 있지만 유익한 돌연변이가 환경 변화에 적응하는 데 도움이 됩니다. 유익한 돌연변이는 거의 일어나지 않으며, 해로운 돌연변이는 결함이 축적되면서 (한정된 영양 하에서) 무성생식 개체수가 지속적으로 악화됩니다. 이러한 결함들은 지속적으로 복제되며 제거할 방법이 없습니다.

 

 

환생법

무성 생식이 지속적으로 약화되기 때문에 두 개체의 유전자를 혼합하는 기발한 해결책이 나왔습니다. 이것은 유전적 다양성을 증가시키므로 가장 예측할 수 없는 조건에서도 생존 가능성을 높이고 발전을 촉진합니다. 성적 과정이 나타났습니다(성적 재생산과 혼동하지 마세요. 성적 과정은 개체 수 증가를 의미하지 않고 유전 정보의 교환에 한정됩니다.)

 

성적 과정의 변종 중 하나인 접합(conjugation)은 섬모에서 관찰할 수 있습니다. 안정적인 환경에서 가장 귀여운 단세포는 구식 방식으로 나뉩니다. 우선 사랑하는 사람을 복제합니다. 그러나 환경이 변하기 시작하면 만일을 대비하여 예상치 못한 상황에 대비합니다. 즉, 두 개의 섬모(선모의 일부)가 위로 헤엄쳐 올라와 서로 연결됩니다. 두 섬모의 껍질은 접촉 지점(구강전강)에서 용해되고 세포질이 병합되며 이렇게 "키스" 하는 동안 우호적인 유전자 교환이 발생합니다. 개체 수는 변경되지 않습니다. 교환 후 섬모는 서로 안전하게 "붙어있지 않고" 떨어집니다. 겉으로는 아무것도 변하지 않지만 유전적으로 그들은 과정 이전과 전혀 동일하지 않습니다.

 

이 접합을 사람에 비유하자면, 쌍둥이가 파트너가 되고 동시에 그들의 자녀로 변하는 것, 사실, 환생입니다. 이 성적 과정은 매우 유용한 혁신으로 밝혀졌습니다. 유전적 다양성을 증가시켰고 따라서 종의 적응성을 증가시켰기 때문입니다.

 

성관계 이전에 유성 생식이 발생.

생식 세포, 이 생식 세포의 "발명"으로 유성 생식이 발생했습니다. 이 세포들은 특별했습니다. 평소처럼 이중 염색체가 아니라 단일 염색체 세트(유전자)를 가졌습니다. 즉, 각 배우자는 개인 유전정보의 절반 만 포함됩니다. 무엇을 위해서요?  동일한 "절반"을 찾아 병합하고 본격적인 새로운 유기체를 형성하기 위한 것입니다. 더 이상 클론이 아니라 다른 특징을 가진 개인이 되는 것입니다.

 

처음에 생식세포(생식체)는 "반쪽"을 찾아 여행하기 위해 겉으로 보기에 작은 편모가 있었습니다. 그러나 생식 세포(생식체)가 장난스럽게 빨리 움직일 수 있게 하는 것이 매우 중요합니다. 또한 두 배우자의 융합으로 형성된 접합체가 안전하게 발달할 수 있도록 영양분 등의 공급도 필요합니다. "음식"을 가지고 그렇게 다니는 것은 불편하고 에너지 소모적이었습니다. 생식세포는 책임을 다 하기 위해 "생각"했을 것입니다. 물론, 이것은 비유적으로 말해 "생각"이고 "발명"이지, 세포들이 창의적인 마음을 가지고 있다는 말은 아니죠? 진화의 다른 모든 것과 마찬가지로, 특정 법칙에 따라 수십만 년 동안 수많은 시행착오를 통해 발생했습니다. 즉, 자연도태에 따른 죽임이 있었습니다. 

 

그러니까, 처음에 모든 생식체가 동일했습니다. 모두 작은 편모가 있습니다.(동형접합, isogamy). 그런 다음 일부 종자세포는 더 작아지고 다른 종자세포는 더 커졌습니다.(이형접합, anisogamy). 결국 가장 작은 편모와 가장 큰 세포(난접합, oogamy)가 발생합니다. 즉, 진화 과정에서 일부 생식세포는 스스로 "여행자" 기능을 갖추었습니다. 이들은 더 작아지고 빨라졌고 다른 생식세포는 "집안"으로 변했습니다. 이들은 이동성을 잃고 더 커져 내부로부터 영양분이 공급됐습니다. 동형접합은 현재 일부 원생동물과 조류에서, 식물, 동물 및 일부 균류에서 관찰됩니다. 물론 우리 모두는 거대하게 고정된 난자와 민첩한 정자에 대해 알고 있습니다. 따라서 성별 형성을 향한 첫 번째 단계는 생식세포(종자세포)를 생리학적으로(내부적으로) 뿐만 아니라 형태적으로 (외부적으로) 여성과 남성으로 나누는 것입니다. 첫번째 남녀는 바로 이 생식세포입니다.(아담과 이브로 부르시든 말든)

 

그러나 이것은 아직도 진정한 남녀 분리가 아닙니다! 왜냐고요?? 이렇습니다: 처음에는 한 개인이 한 가지 유형의 생식세포만이 아니라 두 유형 모두를 생산했습니다. 말하자면, 소년이나 소녀로 정해진 것이 아니라 하나에 둘 다 있었습니다. 따라서 이 유성생식은 남녀분리 이전 얘기이며, 여기에는 흥미로운 역설이 있습니다.

 

자웅 동체.

자웅동체(hermaphroditism)에 대한 모든 것이 매우 복잡하기 때문에 단순화하겠습니다.

 

이해해야 할 가장 중요한 것은 이것이 이미 유성생식으로 간주되지만 아직 성 분리는 아니라는 점입니다! 자웅동체는 남성과 여성의 배아 세포를 모두 생산하며 본질적으로 스스로가 엄마와 아빠입니다. 즉, 성별이 없습니다. 대부분의 경우 개인이 조건에 따라 주기적으로 "아빠"가 되고 잠시 동안 "어머니"가 될 수 있는 자웅동체의 변형이 있지만, 여전히 이것은 성별의 구분이 아닙니다. 또한 자웅동체는 일반적으로 자가 수정에 대한 보호 기능이 있으나 극단적인 경우 파트너, 초라한 파트너라도 주변에 없을 경우, 일부는 자신의 (쪽)수를 위해 자손의 다양성을 무시하면서까지 잠시 동안 스스로 수정합니다. 일반적으로 자웅동체가 되는 것은 매우 편리하고 수익성이 있는 것 같습니다...

 

손실과 이득.

유성생식의 출현으로 무성생식의 주요 문제가 해결되었습니다. 개인은 성공적으로 유전자를 교환하여 자손의 다양성과 적응 능력을 높였습니다. 유용한 유전자 조합은 개체군에 빠르게 퍼진 반면, 유해한 유전자 조합은 보균자와 함께 성공적으로 제거되었습니다.

 

물론 무성생식에 비해 유성생식이 불리한 점도 있었습니다. 양적으로 종은 덜 번식하기 시작했습니다. (비유하자면, 이제 다른 사람을 찾아 나서야 하고 번식을 위한 여러 단계의 많은 시간과 노력을 기울여야 했습니다). 그러나 가장 큰 단점은 이제 부모가 복제에서와 같이 유전 정보의 절반 만 전달하고 나머지는 전달하지 않는다는 것입니다. 게놈에서의 끔찍한 희생자들! 그럼에도 불구하고 희생자들은 이를 "수락"했습니다. 그러한 협력의 장기적인 이점이 엄청난 것으로 판명되었기 때문입니다.

 

그래서 유성생식은 진화론적 입찰을 따낸 것입니다. 단점에도 불구하고 적응, 생존 및 추가 개발에 더 유익한 것으로 나타났습니다. 지금까지의 가장 원시적인 형태의 이기심과 양(量)은 협력과 다양성에게 패배했습니다.

 

남과 여

동화 같은 진행은 여기서 끝내겠습니다. 자웅동체보다 더 이상적인 번식이 있을까요? 상대를 찾아다니는 수고도 없이 어쨌든 스스로 번식하니까요. 하지만, 자웅동체는 자연에서 흔하지 않으며 상대적으로 낮은 진화 단계에 있는 생물의 특징입니다. 일반적으로 무척추동물에게서 발생합니다. 더 높은 형태(동물과 심지어 식물)에서는 어떤 이유로 성별이 더 확실히 분리되었습니다. 남성과 여성의 성세포만이 나타난 것이 아니라, 남성과 여성 각 개인도 나타났습니다. 그리고 이것은 재생산 작업이 훨씬 더 복잡해졌다는 것을 의미했습니다. 결국 이제 짝짓기를 위해 이웃을 찾는 것뿐만 아니라 올바른 성별의 이웃도 찾아야 했습니다!이것은 엄청난 위험과 숫자의 손실입니다. 그럼에도 불구하고 짝짓기 번식은 고도로 발달된 형태의 생명체 사이를 지배합니다.

 

 

완벽한 개념: 단위생식.

조금 더 복잡하게 만들자면, 처녀생식입니다. 그런 일이 발생합니다. 난자가 있지만 수정이 필요하지 않은 경우를 말합니다. 단위생식도 복잡한 이야기입니다. 이것도 단순화하자면, 남성을 "제거"하려는 분명한 시도입니다. 정확히 왜 필요했을까요? 성별 분리 후 진화가 이 경로를 따라갔다고 말할 수 있습니다. 둘 중 하나를 줄이기 위한 노력입니다. 여기에 제 힌트가 있습니다. 처녀생식에는 많은 형태가 있지만 곤충, 어류, 파충류를 넘어서는 일은 없고, 둘보다 더 많은 성이 창조하려고 진화 시도도 없습니다. 물론, 틀림없이! 23,328개의 다른 성별을 가진 버섯이나 알칼리성곰팡이가 있기는 있습니다. 

 

 

페이스북의 70여 개 성별들은 이런 사실에 기뻐할까요? 여러분이 n번째 성별이 되시길 간절히 기도해 보세요. 그러면 자연께서 녹색 빛을 내려주실 것입니다. 네, 그런데 여러분이 버섯이 되셔야 합니다.

 

 

우리는 무엇으로 끝날까

정리해 봅시다. 살아있는 유기체에는 수십 가지 번식 방법이 있습니다(생명은 매우 독창적입니다!). 그러나 그들은 모두 세 부류로 나눌 수 있습니다. 무성, 암수, 자웅동체. 

 

가장 오래된 무성 세포는 두 개의 동일한 클론으로 나뉘며 모든 유전 정보를 전송합니다. 암수 번식은 파트너가 필요하고 유전자의 절반이 전달되고 나머지는 폐기되지만 두 부모 모두 상호 교환이 가능합니다. 자웅 이주(Dioecious)로 남성과 여성의 분화가 발생합니다.

 

무성생식에서 유성생식으로 전환의 이점이 분명하다면(유전적 다양성 증가, 생존 및 진화 가속화), 왜 더 많은 분화가 발생하지 않는지는 분명하지 않습니다. 언뜻 보면 이익은 없고 불편과 손해만 있을 뿐인데 왜 자웅동체, 처녀생식이 뿌리를 내리지 않았으며 고도로 발달된 모든 유기체는 양성애자로서 "결함 있는" 번식 방법을 선택했을까?

 

그나저나 서구 과학자들은 여전히 ​​성별이 존재하는 이유와 이것의 진화적 이점이 무엇인지 이해하지 못하는 것 같습니다. 

 

조지 크리스토퍼 윌리엄스의 1975년 책은 "고등 식물과 동물에서 우세한 유성 생식은 현대 진화 이론과 양립할 수 없다."로 시작합니다. 

 

존 메이너드 스미스는 다음과 같이 푸념합니다. "우리는 성별이 어떻게 생겨났고 어떻게 유지되었는지에 대한 만족스러운 설명을 가지지 못했다". 

 

성별에 관한 또 다른 '권위자'는 이렇게 기술합니다. “과학자들이 성의 존재 이유를 설득력 있게 말할 수 없다는 것은 다소 놀라운 일입니까?”(영화 Crews, 1994) 이 주제에 관한 많은 논문과 리뷰가 서구에 넘쳐납니다. 그리고 최근 몇 년 동안에도, 적어도 두 개의 주요 유전학 저널이 이 문제를 다뤘습니다. 이 모든 것은 진화생물학과 유전학의 중심 문제, 즉 성별 문제가 해외에서 여전히 해결되지 않은 채로 남아있다는 것을 보여줍니다.

 

그리고 Carl Zimmer의 저서 "Evolution: The Triumph of the Idea"는 일반적으로 이렇게 말합니다.

섹스는 불필요할 뿐만 아니라 진화적 재앙이기도 합니다.

(경비원~~!!  이 새끼 치워~...ㅎㅎㅎ)

 

정말 모두가 이상합니다. 왜 저리들 헤매는 걸까요? 진짜 모르는 건지, 아니면 모르는 척하는 건지... 제가 보기에 그들은 모를 뿐만 아니라 알고 싶어 하지도 않습니다. 자, 그럼! 구 소련 과학자들이 제시한 놀라운 답과 훌륭한 이론을 소개합니다. 이 이론은 45년 동안 불과 물의 논쟁을 겪었고 이미 러시아 교과서에서 당당히 자리합니다.

 

이 글을 읽으신 당신, 궁금하세요?

 

다음 시간에 뵙겟습니다~~