호주에 서식하는 "오리너구리"는, 포유류이면서 알을 낳는, 오리같은 부리가 있고, 뒷다리의 발톱에는 독이있고, 또한 성 염색체가 10개나 있다는 진귀한 짐승이다.
"단공류"라고하는 포유류 중에서도 이색 그룹에 속하고, 유전자 수준에서도 색다른 그들은, 포유류의 진화를 연구하기에는 최적의 소재가된다.
"Nature(1월 6일자)"에 게재 된 코펜하겐 대학의 그룹에 의한 연구에서는, 사상 최초로 오리너구리의 게놈을 완전 매핑하고, 이 이상한 그룹의 진화의 비밀에 육박했다.
그 결과, 포유류, 조류, 파충류, 식물과 유사한 점이 발견되었고, 또한 인류와 오리너구리의 공통 조상이 존재했을 가능성도 있다고한다.
■ 포유류의 이색 그룹 "단공류"
포유류에는 3개의 주요 그룹이있는데, "유 태반류", "유대류", "단공류"가 있다.
가장 큰 그룹은 유 태반류로, 여기에 속하는 동물들은 어머니의 태반에서 영양을 받아 성장하고, 태어난다. 물론 우리 인간도 이 그룹의 동료이다.
그 유 태반류는, 코알라, 캥거루 등이 속하는 유대류로 정리되고, "수아강"이라는 그룹을 구성한다. 그러나 단공류 만은, 그 두 그룹과는 구별되는 독자적인 시스템을 구성하고있다.
오늘날, 단공류에 속하는 것은 "오리너구리"와 "바늘 두더지", 미유비 해리모그라 뿐이다. 오리너구리가 반 수생 동물 인 반면, 바늘 두더지는 육상 동물이라는 차이는 있지만, 모두 포유류이면서 알을 낳는 독특한 특징이있다.
■ 오리너구리와 바늘 두더지의 염색체 지도의 비교
이번 연구에서는, 오리너구리 게놈의 완전한 염색체 지도를 바늘 두더지의 것에 비해, 그들이 그 몸에 잉태하는 유전자 수준의 비밀을 찾으려했다.
이 분석에서는, 예를 들어 오리너구리는 후각에 관련한 유전자가, 육지에 사는 바늘 두더지에 비해 훨씬 적은 것으로 밝혀지고있다.
이것은, 오리너구리는 물속에서 코와 눈을 감고있고, 후각이 아니라 생체 전류를 감지하여 먹이를 찾는다는 사실을 뒷받침한다.
■ 조류와 파충류의 유사점을 발견
하지만 연구자가 특히 관심을 끌고있었던 것은, 포유류 이면서도 알을 낳는다라는 엉뚱한 생식 전략을 가진 그들의 성 염색체다. 인간의 경우, 성 염색체는 X 염색체와 Y 염색체 2개 뿐이지만, 오리너구리는 동물로서는 유일하게 10개나되는 성 염색체(X염색체 5개, Y염색체 5개)를 가지고 있다(같은 단공류의 바늘 두더지는 9개)
X와 Y염색체를 가지고 있다고해서 인간을 닮은 것은 아니다. 이번 분석에서는, 오히려 Z 염색체와 W 염색체를 가진 조류와 파충류와 유사점을 발견했다.
예를 들어, 조류에는 "비테로제닌"이라는 알을 낳는 데 필요한 단백질을 만드는 유전자가 3개있다. 한편, 태반에서 새끼를 양육하고 출산하는 인간은 전혀 없다.
오리너구리의 경우, 그 유전자가 하나만있는 것으로 판명되었다고한다. 그것은 오리너구리가 알을 낳기 때문에, 조류 정도의 비테로제닌에 의존하지 않는다는 것이지만, 그래도 알을 낳는 이유가 설명될지도 모른다.
■ 식물과 유사점도 발견
또한 단공류의 복잡한 성 염색체는, "감수 분열(세포 분열의 일종)"의 중간이나 그 후에 이상한 구조가 생성되는 것으로 확인되고있다.
염색체 쌍의 상동 영역이 서로 일치하고, 고리같은 구조를 만들어내는 것이다. 이러한 순환 구조는 식물에서 볼 수 있지만, 동물에서 발견 된 것은 이번이 처음이라는 것이다.
■ 인류와 오리너구리의 공통 조상이 존재 할 가능성
또한 오리너구리의 유전자는, 주머니 고양이과의 유대류에서 인간에 이르기까지 다양한 동물과도 비교되고있다. 그 결과, 인류와 오리너구리의 공통 조상은 1억 6300만 ~ 1억 9100만 년 전에 존재 했었던 것으로 나타났다.
하지만, 더 대단한 것은 오리너구리의 염색체에서, 인간의 DNA의 기원에 대한 이해가 진행된 것이다. 이번 연구에 따르면, 인간의 X 염색체는 유대류에서 분기 한 후 상 염색체 영역과 융합하여 수아강 X 염색체로 유래된 것으로 알려졌다.
■ 포유류가 배아를 진화시킨 과정을 해명하는 단서
동물의 염색체 지도가 중요한 것은, 그 진화를 해명할 수 있는 팁이 되기때문이다. 특히 단공류는 난생 파충류와 태생의 동물이 세상에 출현 한 전환점으로, 포유류 배아를 진화시켜 온 과정을 이해하는 열쇠라고한다.
왜 오리너구리가 그렇게도 많은 성 염색체를 가지고 있는지, 그 이유는 아직 수수께끼에 싸여있다. 이번 염색체의 완전한 매핑이 열렸다고해도, 그들이 신비한 희귀 동물이라는 것에는 변함이없다.
