인간의 성은 2개이다. 대략 말하지 않아도 생명체는 유성생식을 하는 종류와 무성생식을 하는 종류로 나눠져 있다는 것은 상식이다. 거기에 덧붙여, 유성생식을 하는 종류는 성이 2개이다. 남성과 여성. 암놈과 숫놈. 수술과 암술. 어쨌거나 성이 2개다. 여기서 말하는 성이 family name이나 gender나 castle이 아니라는 것 역시 다들 알 것이라고 생각한다.
왜?
인간에 대해서 성을 결정하는 염색체는 Y인데, X와 Y가 붙으면 남성, X가 두개 붙으면 여성이다.
(곤충들 중에서는 모계쪽에서 성을 결정하는 경우도 있지만, 내가 말하고 싶은 것은 그쪽이 아니므로 넘어간다.)
3개가 있으면 안되는 것일까?
그래서 생각해 보았다. 성이 3개인 경우를.
염색체가 X와 Y가 있으니까, 하나 더 만들어서 Z를 가정하자. 그리고 지금처럼 2개씩 모여서 성을 결정한다고 하면 다음과 같은 조합이 가능하다
XX – 이미 있음
XY – 이미 있음
XZ – 이하, 새로 만들어진 성
YZ = ZY
YY
ZZ
그리고 이때, 여전히 아기는 XX 염색체를 가진 “엄마”만 낳을 수 있다고 가정하자.
이 경우 XZ는 염색체가 추가되기만 하면 얼마든지 가능한 경우다. 모계에서 X를 물려받을 테니까. YY는 난자 중에서 Y염색체를 가진 난자가 존재할 수 없으므로 명백히 불가능하다. 마찬가지 이유로 ZZ나 ZY역시 불가능하다. 따라서 새로운 염색체를 추가하게 되면 새로운 성이 한개가 더 생기는 것에 해당한다. 이 경우에 얻을 수 있는 염색체 다양성은 겨우 Z가 하나 추가된 것에 불과하다. 물론 이 변화가 클수도 있지만 이미 존재하는 Y염색체의 역할이 그리 크지 않다는 점에 비춰 볼 때 Z가 있으여 할 이유는 별로 없어보인다. 즉, Z는 그냥 Y의 돌연변이체 정도밖에 되지 않는다.
가정을 좀 바꿔서, XZ염색체를 가진 경우에도 아이를 낳을 수 있으나 ZZ는 아이를 낳을 수 없다고 가정해 보자. 위에서 나타난 염색체 조합을 다시한번 분석해보면 다음과 같다.
XX와 XY는 물론 가능하다.
XZ와 ZZ는 잠시 미뤄두자. ZY는 태어날 수 있다. 그리고 앞서와 마찬가지 이유로 YY는 불가능하다.
XZ는 부모 양쪽으로부터 X와 Z를 하나씩 물려받으면 태어날 수 있다. 그런데 Z를 물려받기 위해서는 ZZ이거나 XZ인 사람으로부터 받아야 한다. 그런데 아이를 낳을 수 있는 사람은 XX이거나 XZ이므로 XZ가 태어날 수 있는 부모의 조합은 다음과 같다.
XX + XZ = XX, XZ
XX + YZ = XY, XZ
XX + ZZ = XZ
XZ + XZ = XX, XZ
XZ + YZ = XY, XZ, ZZ
XZ + ZZ = XZ, ZZ
XZ + XY = XZ, XY, YZ
자, 여기서 생식기의 구조같은건 심란해지니까 생각하지 말고. 어쨌거나 낳을 수 있다고 치자.
가능한 부모의 조합이 무려 7가지가 생기게 되었다. 혈액형보다 복잡해진 가계도가 되었다. -_-;
하나씩 차분히 분석해 보자. XZ가 아이를 낳을 수 있으므로 Z염색체는 우리가 아는 개념의 엄마에 가깝기도 하지만 ZZ가 아이를 낳을 수 없으므로 우리가 아는 개념의 아빠에 가깝기도 하다. 어쨌거나 아빠와 엄마 개념은 그리 중요하지 않게 된다. 낳은쪽은 엄마, 염색체 공여자는 아빠다. 따라서 이 경우 XZ는 엄마가 될 때도 있고 아빠가 될 때도 있다. 이 경우에는 XZ가 아이를 낳을 수 없던 경우보다 훨씬 다양한 경우의 수가 가능하다.
가령, X와 Y만 있을 때는 사용 가능한 유전자 조합인 XX, XY, YX, YY중에서 엄마에게 Y를 받는 경우가 없으므로 XX, XY의 두가지만 가능하다. (50%)
그런데, X, Y, Z가 있을 때는 사용 가능한 유전자 조합인 XX, XY, XZ, YX, YY, YZ, ZX, ZY, ZZ중에서 YY, YZ, YX를 제외한 6가지가 가능하다. (66%)
그만큼 염색체 다양성이 확보된다는 뜻으로 보아도 좋을 것이다.
그런데, 진화하면서 왜 성염색체는 3종으로 분화하지 않았을까?
음…이건 왜 그런지 정확히 분석할 수 없지만, 어쨌든 2종의 성 염색체로 염색체 다양성은 충분했다는 뜻이고 3종의 성 염색체는 그다지 생존에 유리하지 않았다는 뜻이다. 동시에 3종의 성 염색체보다 나은 2종의 성 염색체의 특징이 무엇일까?
어쩌면 3종의 성 중에서 Z염색체를 가진 쪽은 성 선택에서 그다지 인기가 없었을 수도 있고, 또는 너무 다양한 염색체 다양성 때문에 아예 다른종으로 진화해 버렸을 수도 있다고 본다.
2009.06.29.수정 : 생명체의 성이 3개인 경우에 대한 생각은 내가 가장 처음으로 한 것이 아니다.
http://koyul.egloos.com/4995153
고율님의 글에도 나와 비슷한 아이디어로 비슷하게 전개된 논의가 있으며, 고율님은 이 아이디어를 2004년에 처음으로 생각하셨다고 한다. (2004년에 작성된 글은 아직 못 찾았다.) 위 링크에 있는 고율님의 “외계인의 성별”에 대한 이야기를 본문에서 언급하지 않은 이유는 이 글을 쓸 당시(2008년 3월)에는 모르고 있었고(“외계인의 성별” 을 읽기 한참 전이므로), 트랙백을 보내는 시점에서는 고율님이 나보다 늦게 생각한 것이라고 생각하여 굳이 이 글을 수정하여야 한다는 생각을 하지 못했기 때문이다.
이러한 내용은 고율님의 글
http://koyul.egloos.com/4995904
에서 처음으로 알게 되어서 이 글을 수정하였다. 글을 쓸 때 검색 없이 그냥 작성한 것은 나의 불찰이라고 생각한다.
다만, 고율님의 아이디어는 3개의 성이 꼭 필요하다는 관점으로 작성된 글이고, 나는 3개의 성 중에서 1개는 퇴화하여 사라졌거나 다른 종이 되었을 것이라는 관점으로 작성하였다. 이 부분은 차이가 있다.
