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[표지로 읽는 과학]파충류 심장은 효율적일까

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[표지로 읽는 과학]파충류 심장은 효율적일까

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더사이언스는 일주일 동안의 세계 주요 학술소식을 모은 ‘표지로 읽는 한 주의 과학’을 연재합니다. 세계적인 과학저널 ‘사이언스’와 ‘네이처’, ‘셀’에 한 주간 발표된 표지논문을 소개하고 있습니다. 매주 과학계의 전문가들이 엄선한 표지는 학술적 의미와 함께 여러분을 심미의 세계로 이끌 것입니다. 이번 주 ‘네이처’는 파충류의 심장을 다뤘습니다. 파충류의 심장 구조가 2심방 불완전 2심실은 이유는 무엇때문일까요. ‘사이언스’는 협동도 진화의 산물이라는 연구결과를 실었습니다. 결국은 유전자를 보존하는 게 가장 중요한 셈인데, 우리는 모두 ‘이기적 유전자’의 포로가 아닐지 생각해봅니다. - 에디터 주 파충류 심장이 어설프게 나뉜 이유 ‘콩닥 콩닥.’ 오늘도 심장은 어김 없이 피를 순환시키기 위해 끊임없이 운동한다. 이번 주 ‘네이처’는 2심방 불완전 2심실을 가진 파충류의 심장에 관한 연구를 표지로 꼽았다. 주제는 이렇다. 2심방 2심실인 포유류, 조류와 달리 파충류는 왜 심실 사이가 어설프게 나뉜 2심방 불완전 2심실을 갖게 됐을까. 미국 연구진은 전사인자 ‘Tbx5’와 심장의 모양새가 관계있다는 사실을 발견했다. 배아일 때부터 좌심실에서 Tbx5가 억제된 포유류, 조류와 달리 거북이와 도마뱀은 모든 심실에서 Tbx5가 활성화되다가 이후 억제되기 시작한 것. 연구진은 Tbx5 발현여부가 진화과정에서 2심방 2심실과 2심방 불완전 2심실의 차이를 일으켰을 것이라 보고 있다. 그럼 둘 중에 누가 더 효율적일까. 우선 2심방 2심실의 경우 피가 들어오고 나가는 부분이 나뉘어 있다 보니 산소를 지닌 혈액과 제거된 혈액이 섞일 수 없다. 때문에 항상 산소가 고농도로 녹아 있는 혈액이 몸을 순환할 수 있다. 두 개의 펌프(심실)를 갖고 있어 혈액에 좀 더 큰 압력을 가할 수 있다. 그만큼 혈액은 멀리까지 전해진다. 2심방 불완전 2심실도 매우 정밀하게 작동한다. 활동을 격하게 할 때는 폐동맥으로 혈류량을 늘리고 그렇지 않을 때는 저항을 늘려 혈액의 공급을 줄인다. 상대적으로 더 적은 에너지를 소비하기 때문에 파충류는 포유류보다 활동을 하지 않고도 오래 지낼 수 있다. 결국 각 동물은 자신이 사는 환경에 맞춰 가장 효율적으로 적응한 셈이다. 협동의 진화 개미다리다. 한 무리의 개미가 자신의 몸을 다른 개미와 얽히게 해 다리를 놓고 있다. 그 위를 수많은 개미들이 지나가고 나면, 자신은 생명을 잃을 지도 모를 상황. 하지만 개미는 아랑곳하지 않는다. 개미들이 기꺼이 희생을 감수하는 이유는 무엇 때문일까. 남을 위해 자신을 희생하는 것을 흔히 ‘이타적’이라고 한다. 이 이타적 행위를 다윈은 이해할 수 없었다. 다윈은 변화된 환경에 적응해 자신의 유전자를 많이 퍼트리는 것이 진화의 원동력이라고 여겼기 때문이다. 즉, 남을 구하려고 나를 희생한다는 것은 그만큼 내 유전자를 퍼트릴 기회를 포기하는 것이기에 진화의 법칙에서 어긋난다는 것이다. 하지만 다른 생물체를 위해 희생하는 일은 고도의 전략적 행위라는 주장도 있다. 이른바 ‘사회생물학’이다. 자신의 죽음이 결과적으로 자신과 유사한 유전자를 갖고 있는 친족에게 더 많은 생존의 기회를 부여한다면 진화의 방향과 부합한다는 것이다. 이는 사회성 곤충인 개미, 벌 등에서 볼 수 있다. 이번 주 ‘사이언스’는 ‘협동’이 어떻게 진화해왔는지를 소개했다. 결국 다른 개체를 위한 행위조차 내 유전자, 나와 비슷한 유전자를 퍼트리기 위한 ‘이기적 유전자’의 전략인 셈이다.

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