KISTI의 과학향기

생물이 무생물과 다른 점은 무엇일까?

무엇보다 가장 큰 차이점은 생물은 자기와 닮은 자손을 만드는 능력이 있다는 것이다. 생물은 태어나서 성장하고 번식하고 죽는다. 어떤 생물도 영원한 삶을 누릴 수 없다. 그래서 후손을 퍼뜨려 자신의 유전자를 길이 남기려 한다. 생물의 번식 방법은 다양하다. 성의 구별이 있는 고등동물은 배우자를 만나 짝짓기를 해 자손을 만든다.

심해에 사는 동물도 마찬가지다. 그렇지만 미지의 심해에 사는 생물들이 벌이는 번식 행동에는 희한한 것이 많다. 최근 연구 결과를 보면 심해에 사는 오징어는 수컷끼리도 짝짓기 행동을 한다. 이처럼 심해생물의 기상천외한 번식 행동은 심해의 척박한 환경과 무관하지 않다.

바다는 깊어질수록 환경이 서서히 바뀐다. 햇빛이 잘 드는 얕은 바다에서는 광합성을 하는 해조류나 식물플랑크톤이 잘 자란다. 먹이가 많으니 이들을 먹고 사는 초식동물이 많고, 또 초식동물을 먹고 사는 육식동물도 많다. 하지만 수심이 깊어지면서 바다는 캄캄한 암흑의 세계로 바뀐다. 햇빛이 줄어들면서 식물플랑크톤이 줄어든다. 먹이가 부족하니 동물의 숫자도 줄어들 수밖에. 자연히 짝을 찾을 확률 또한 낮아진다. 짝을 찾을 특별한 전략이 없다면 시집 장가 못가고 처녀 총각으로 늙어죽을 수도 있다. 심해는 빛이 없을 뿐만 아니라 수온이 낮고 수압이 높아서 동물들이 살기에 적합한 곳이 아니다. 이런 곳에서 살기 위해선 그들만의 삶의 지혜가 필요하다.

자, 이제 최근 밝혀진 심해오징어 옥토포튜디스 델레트론(Octopoteuthis deletron)의 예를 살펴보자. 미국의 해양생물학자들은 2007년 12월 6일 몬터레이 해저협곡 수심 854m 되는 곳에서 원격조종 심해로봇을 이용해 이들의 번식 행동을 관찰했다. 놀랍게도 수컷 오징어는 암컷에게 뿐만 아니라 다른 수컷의 몸에도 정자주머니를 붙였다.

수컷끼리 왜 이런 행동을 하는 것일까? 앞서 이야기 했듯이, 심해에서는 짝을 찾기가 힘들다. 그래서 같은 종족이 나타나면 동성인지 이성인지 확인도 하지 않고 눈에 띄는 대로 우선 짝짓기를 시도하는 것이다. 이런 행동은 개체수가 많지 않은 생물의 경우 번식에 성공할 확률을 높일 수 있는 방법이다.

심해아귀도 재미있는 번식 행동을 한다. 수컷 아귀와 암컷 아귀는 몸 크기가 크게 차이난다. 수컷은 고작 암컷의 10분의 1 정도밖에 안 된다. 암컷과 같이 있으면 마치 어미와 새끼처럼 보인다. 암컷은 살이 통통하고 느릿느릿 헤엄친다. 반면 수컷은 작아도 재빠르게 헤엄친다. 암컷을 발견하면 신속하게 달려가기 위해서다. 암컷도 수컷의 눈에 잘 띄도록 머리에 불이 반짝이는 초롱을 달고 있다. 수컷의 커다란 눈은 어둠 속에서도 이 불빛을 보고 암컷을 잘 찾아낸다. 암컷은 또한 몸에서 화학물질을 내뿜어 수컷을 유혹한다. 시각과 후각을 모두 사용해 서로 짝을 찾는 것이다.

암컷을 만난 수컷 심해아귀는 암컷의 배를 물어뜯는다. 그 상태로 시간이 흐르면 암컷과 수컷은 결국 한 몸이 돼 평생 붙어산다. 암컷보다 훨씬 작은 수컷은 정자를 제공하는 역할만 하며 대신 암컷은 수컷에게 영양분을 공급해 준다.

갈수록 쉽게 이혼하는 인간의 세태와 비교하면, 한번 만나 좋든 싫든 평생을 같이 사는 심해아귀가 존경스럽다. 그러나 일부일처만을 고집하는 것은 아니다. 어떤 암컷의 배에는 여러 마리의 수컷이 달라붙어 있는 경우도 있다. 수컷은 암컷을 만날 기회가 쉽지 않기 때문에 이미 다른 수컷이 달라붙어 있어도 상관하지 않는다. 물론 눈이 거의 퇴화돼 다른 수컷들이 암컷에 대롱대롱 매달려 있는 것을 보기도 힘들겠지만.

암컷 심해아귀는 난소에 약 5억 개의 알을 가지고 있다. 산란할 때는 수컷도 동시에 정자를 방출해야 수정이 이루어진다. 이를 위해 암컷은 자신의 성호르몬으로 수컷의 정자 방출 시기를 조절한다. 수컷이 자기 의지대로 할 수 있는 것은 숨 쉬는 일밖에 없다.

많은 심해 생물들이 심해아귀처럼 짝을 찾기 위해 빛을 이용한다. 발광기를 가지고 있는 새우나 오징어, 물고기는 종류에 따라 빛의 색깔이나 깜빡거리는 주기, 발광기의 형태 등이 다르다. 심지어 같은 종이라도 암컷과 수컷이 내는 빛의 형태가 다른 경우도 있다. 서로 다른 빛의 형태는 각각의 심해생물에게 외국어나 마찬가지다. 때문에 이런 차이점은 어둠 속에서 짝을 찾는데 매우 유용하다.

심해에 사는 문어 종류인 집낙지도 번식 습성이 신기하다. 집낙지도 암컷과 수컷의 크기 차이가 많이 나는데, 암컷은 몸 크기가 보통 10cm 정도로, 다 자라면 45cm나 되는 것도 있다. 이에 반해 수컷은 다 성장해야 고작 2cm 정도밖에 안 된다. 크기는 비록 작지만 번식 전략만큼은 뛰어나다. 수컷은 촉수가 달린 정자주머니를 만드는데 암컷을 만나면 자신의 생식기를 떼어버린다. 떨어진 생식기는 마치 목표물을 향해 발사된 미사일처럼 스스로 헤엄쳐 암컷에게로 다가간다. 수컷 생식기가 몸에서 떨어져 나와 스스로 암컷에게로 헤엄쳐간다니, 신기하지 않은가?

이처럼 심해생물은 짝짓기를 위한 묘책을 개발해왔다. 그러나 짝을 찾는 것이 귀찮은 심해생물이라면 자웅동체가 해결책이다. 오스트레일리아의 태즈메이니아 인근 심해에 사는 상어 종류처럼 심해생물 중에는 암컷과 수컷의 생식기관을 모두 갖고 있는 것도 있다. 그러나 대체로 느리게 움직이거나 바닥에 붙어사는 심해동물들 중에서 암수가 한몸인 경우를 볼 수 있다. 굳이 짝을 찾으려 에너지를 낭비하지 않아도 되니 좋아 보일수도 있지만, 유전학적으로 꼭 좋은 것만은 아니다.

이밖에도 다양한 심해생물의 번식전략은 우리 눈에는 희한하게 보일지라도 이들에게는 오랜 시간 축적해온 생존을 위한 삶의 지혜다.

글 : 김웅서 한국해양연구원 선임연구본부장