진화 관련 주의사항: 뇌가 크면 유리함

[사이언스 데일리] 큰 뇌를 가진 동물은 작은 뇌를 가진 동물보다 더 똑똑하고 더 성공적이라고 간주된다. 연구자들이 최초로 큰 뇌가 진화적인 이점을 가져온다는 실험적 증거를 제시했다. 포식자와 마주치게 되었을 때 큰 뇌를 가진 암컷 물고기가 작은 뇌를 가진 물고기보다 더 높은 생존률을 보였다. 놀랍게도 수컷의 생존률은 뇌의 크기와 상관이 없었다.

(2015년 5월 22일 사이언스 데일리 기사 번역)

정보출처: 비엔나 수의과대학 (University of Veterinary Medicine – Vienna)

 

암컷의 경우 뇌가 크면 생존에 유리하다고 Credit: Paul Bentzen

암컷의 경우 뇌가 크면 생존에 유리하다고 Credit: Paul Bentzen

보통 뇌가 클 수록 인지능력이 뛰어나다. 따라서 뇌가 크면 생존 가능성이 높아질 것이라는 주장은 꽤 논리적으로 보인다. 그렇다면 진화 과정에서 작은 뇌는 큰 뇌에 밀려났을 것이다. 이 가설에 대한 이전의 검증 시도들은 큰 뇌를 가진 종과 작은 뇌를 가진 종의 생존 가능성과 지능을 살펴보는 비교연구였다. 그 결과 더 큰 뇌를 가진 종들이 유리한 것으로 보였다. 하지만 이런 연구들은 인과관계를 밝혀주지는 못했다.

비엔나 수의과대학 콘라드 로렌츠 동물행동학 연구소의 알렉산더 코트르샬, 사라 잘라, 세버린 부첼과 더스틴 펜은 발생 및 유지에 매우 비용이 많이 들어가는 큰 뇌에 투자하는 것이 왜 진화적으로 유리한지에 대한 답을 찾기 위해 어류를 연구했다.

자연 상태에 준하는 하천에서 뇌가 큰 구피와 뇌가 작은 구피를 대상으로 진행된 연구

구피는 원래 카리브해 지역에서 살던 물고기로 민물수족관에서 많이 사육된다. 코트르샬과 동료들은 사전에 인공선택 실험을 통해 큰 뇌를 지닌 구피와 작은 뇌를 지닌 구피를 성공적으로 육종해냈다. 이번 연구에서 연구진의목적은 뇌의 크기가 생존에 영향을 미치는지 검증하는 것이었다. 따라서 이들은 선택된 계통들로부터 4800 마리의 구피를 자연 환경에 준하는 큰 하천에 풀어주었다. 이곳에는 포식자인 꼬치시클리드 (pike cichlid) 가 살고 있었다. 약 반 년 후에 큰 뇌를 가진 구피들이 훨씬 많이 살아남아 있었다. 연구진은 큰 뇌를 가진 물고기가 포식자의 공격을 더 잘 피할 수 있어서 유리했으리라고 추측했다.

“큰 뇌가 진화적으로 유리하다는 최초의 실험적 증거를 제시한 것입니다.” 현재 스톡홀름 대학으로 옮긴 제1저자인 코트르샬의 설명이다.

암컷에게는 큰 뇌가 이득을 가져다 주었다

큰 뇌를 가진 암컷의 뇌는 작은 뇌를 가진 암컷보다 약 12 퍼센트 정도 컸으며, 포식자의 공격을 더 잘 회피하여 높은 생존률을 보였다. 반면 큰 뇌를 가진 수컷들은 작은 뇌를 가진 수컷에 비해 나은 생존률을 보여주지 못했다. 동물행동학자인 사라 잘라는 이렇게 설명한다. “수컷 구피들은 암컷에 비해 색이 더 화려하고 눈에 잘 띄기 때문에 포식자에게 훨씬 쉽게 잡힙니다. 뇌가 크다는 것이 이런 약점을 상쇄시키지 못하는 것으로 보입니다.”

뇌 크기의 진화에 대한 가설을 증명하다

“이번 발견은 포식자의 압력이 있을 때 큰 뇌가 생존에 더 유리하다는 가설을 지지하는 것입니다.” 공저자인 더스틴 펜의 말이다. 또 이번 결과는 포식자인 시클리드가 있을 때 큰 뇌와 작은 뇌를 가진 어류가 다른 행동을 보인다는 것을 시사한다. 이 행동은 추가 연구를 필요로 한다. 연구진은 또 살아남은 물고기가 더 많은 후손을 남기는지도 알고 싶어한다. 이런 측면에서 유전자 분석이 더 명확한 결과를 보여줄 수 있을 것이다.

참고문헌

Alexander Kotrschal, Severine D. Buechel, Sarah M. Zala, Alberto Corral, Dustin J. Penn, Niclas Kolm. Brain size affects female but not male survival under predation threat. Ecology Letters, 2015; DOI: 10.1111/ele.12441

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카테고리:번역, 기타척추동물, 사이언스 데일리, 생물학, 현생

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