Sunday, November 29, 2015

수컷박쥐의 Penis에 고슴도치같은 뼈가 솟아있다니...과학자들도 그이유 찾고 있단다.

왜 어떤 수컷박쥐들은 Penis에 뼈가 있을까? 마치 중세기에 널리 사용됐던 쇠갈구리모양으로.
암컷박쥐에 우선 측은한 마음이 생긴다. 

적어도 12 종류의 박쥐들의 생식기에 고슴도치 몸둥이처럼 가시가 있는것을 알수 있다. 여기서 의문을 떼버릴수 없는것은, 왜 수컷박쥐들의 생식기가 이렇게 진화하여, 교미시 암컷박쥐에게 고통을 주거나 더 나아가 그곳 깊숙한 곳에 상처를 일으킬수도 있도록 진화한 것일까?


고슴도치의 표면처럼 거칠게 보여지는 박쥐의 Penis

얼핏 살펴보면 중세기때 널리 사용됐었던 표면이 거칠은 관(Tube) 형상으로 보이는 보기 흉칙한 구조의 스파이크 모양을 연상케한다.  그러나 이것은 우리 인간들이 정교하게 만들어낸 무기가 아니라는 점이다.  그런 상상을 완전히 깨는, 수컷박쥐들의 생식기라는 것이다.  이런 구조로 인해, 종족보존을 위한 교미를 하는것은 무척 힘든 비즈니스중의 하나일 가능성이 농후하다고 하겠다.  

여기서 생각해볼점은, 왜 박쥐들의 Penis에 이런 뼈가 있는 것일까?라는 것이다.  이뼈들의 존재 목적은? 그것말고도 왜 크기와 모양면에서 이렇게 다양한 모습일까? 이와 비슷하게 Penis에 갈구리 모양의 표본들을 보면서 그럴만한 여러 이유가 존재한다는것을 알수 있었다. Penis속의 뼈들은 다른 수컷들이 교미시 뿌려놓은 정자를 밖으로 긁어 내거나, 아니면 공중에서 교미 하는동안에 이들을 같이 묶어 두기위한 골육지책에서 진화된것이 아닐까라는 점이다.  또는 Penis를 방어용 무기로 사용할수도 있다고 생각해 볼수 있다. 즉 암컷과 교미를 마치면 그곳에 상처를 입혀 다른 수컷과의 교미를 못하게 하는 수단일수 있다하겠다.
The penis of a tent-making bat (Uroderma bilobatum) (Credit: Teri Orr)
The penis of a tent-making bat (Uroderma bilobatum) (Credit: Teri Orr)
이러한 궁금증은 오랫동안 풀리지 않았었다.  이번 연구에 참가한 여성과학자는 현재까지 12 종류의 박쥐에서 수컷의 Penis에서 뼈를 발견했다고 한다.  
Penis속에 뼈가 있다는것은 1980년대에 남부 오스트랄리아에 서식하면서 주로 곤충류만 먹이로 삼는 박쥐에서 발견됐었는데, 특이한점은 뼈의 모양과 크기가 다양했었다 라고, 호주 Adelaide대학교수 William Breed 연구에서 밝히고 있다.  

1990년대초에 뉴욕에 있는 Hobart William Smith 대학교수 James Ryan씨가 주로 곤충을 먹고사는 4종류의 Free-Tailed 박쥐의 Penis 표면에 뼈가 있음을 발견했었다.  이렇게 "아름다운 모양"의 생식기는 마사추세츠 암허스트 대학의 연구원 Teri Orr의 관심을 끌어내여, 그녀의 수퍼바이져 Patricia Brennan과 함께 지금 관심있게 연구에 몰두하고 있다. 
Hoary bats (Lasiurus cinereus) have spiny penises (Credit: Teri Orr)
Hoary bats (Lasiurus cinereus) have spiny penises (Credit: Teri Orr)
이러한 견본들을 박물관 또는 죽은 박쥐들로 부터 생식기를 채취했었다.  연구원 Orr씨는 전부 9종류의 박쥐로 부터 전부 38개마리의 박쥐를 시험해왔는데 그녀는 그실험에서 12개의 표본에서 생식기에 뼈가 있음을 발견한 것이다. 

현재 지구상에는 약 1300종류의 박쥐가 서식하고 있는데, 이들을 다 시험연구한다는것은 너무나 큰 작업이어서, Orr씨는 대략 50종류에 대한 실험을 계속할 계획이라고 한다.  실험의 목적은 박쥐의 족보를 조사하여 각 종류의 박쥐로 부터 샘플을 얻는게 주된 목적이라고 한다.  그녀는 소감을 말하기를 " 

이렇게 박쥐의 종류가 다양한줄은 미쳐 몰랐으며, 나를 기진맥진하고 있다"라고 설명한다. 
The penis of an eastern red bat (Lasiurus borealis) (Credit: Teri Orr)
The penis of an eastern red bat (Lasiurus borealis) (Credit: Teri Orr) 위사진은 Penis표면에 솟아있는 뼈들이다.
박쥐 생식기에 있는 뼈는 크기면에서 볼때 종류가 무척 다양한다. 비단결같은 Free-tailed박쥐는 47미크론에 불과하고, Hoary 박쥐경우는 1Cm가 넘기도 한다. 

몸집이 적은 박쥐는 Penis도 작고, 따라서 그곳에 솟아 있는 뼈도 작다는게 연구가들의 설명이다.
A velvety free-tailed bat (Molossus molossus) (Credit: Pete Oxford/NPL)
A velvety free-tailed bat (Molossus molossus) (Credit: Pete Oxford/NPL)
그러나 어떤종류의 수컷은 Penis의 뼈가 그의 몸크기에 비해 무척 큰것을 볼수있다. Hoary박쥐는 코부분에서 꼬리까지의 몸전체 길이가 겨우 15센티미터지만 Penis는 1센티미터나 된다. 몸전체와 비교해보면, 지금까지 연구한 어떤 박쥐종류보다 엄청나게 큰 것이다.  여기서 여러가지 상상을 해볼수 있는데, 왜 Penis에 뼈가 발달됐을까, 또한 어떤 종류에서는 그렇게 크게 발달했을까.
A hoary bat (Lasiurus cinereus) in flight (Credit: Michael Durham/NPL)
A hoary bat (Lasiurus cinereus) in flight (Credit: Michael Durham/NPL)
한가지 추측이 가능한내용에서, Hoary박쥐는 공중에서 사랑을 나눌때 뼈가 둘을 꼭 묶어두도록 하기위함에서라는 결론을 낼수있는데, 이것은 확실한 증거는 없지만 날면서 '매이팅하는동안 꽉 잡아주는 장치'라고 볼수 있을것 같다. 

Hoary박쥐 또는 eastern red bats 들처럼 나무에 대달려 휴식을 취하는 박쥐들은 분명히 꼭 둘을 묶어두려는 목적으로 그렇게 큰 뼈가 발달됐을 가능성이 있다는 것이다. "뼈가 무척 크며, 몸집은 무척 작다" 라고 Orr씨는 설명한다.


자동차 파킹에서 앞으로 들어가기는 쉬워도 뒤로 나올때는 어려운것 처럼, 이들 박쥐의 생식기뼈들이 뒷쪽을 향해 있어서 암컷박쥐에 쉽게 삽입은 할수 있어도 나올때는 매우 어려운 구조라는 것이다.
An eastern red bat (Lasiurus borealis) in flight (Credit: Michael Durham/NPL)
An eastern red bat (Lasiurus borealis) in flight (Credit: Michael Durham/NPL)
확실한 증거는 댈수없지만 전해져 내려오는 수많은 탐험내용을 보면 나무에 매달려 휴식을 취하는 박쥐들이 성교를 할시 날개를 펄덕 거리면서 가끔씩 지상으로 떨어져 박살나는 경우가 있는데 이런점으로 보아 날면서 꽉 엉켜 성교하는 설명할수없는 증거가 있음을 보여주는것이다.
공중높이 떠서 유영을 즐기는것은 가벼히 넘길일이 아니다. 왜냐면 공중에 떠있기 위해서 계속 날개를 펄럭여야 하기 때문이다.  이런식으로 박쥐들이 공중에서 성교를 하기 때문에 그들의 생식기구조는 서로 꽉 붙을수 있는 많은 이점을 갖고 있을수 있다.
이러한 가설은 증명하기가 쉽지않다.  그러나 콜로라도의 지리학 연구교수 Paul Cryan에게는 무척 흥미있는 과제이기도하다.
A little brown bat (Myotis lucifugus) (Credit: Shattil & Rozinski/NPL)
A little brown bat (Myotis lucifugus) (Credit: Shattil & Rozinski/NPL)
Cryan 교수는 지난 10년간 왜 어떤 종류의 박쥐들은 소용돌이 바람에 부딪쳐 엄청난 박쥐들이 죽고있는 원인을 찾아내려고 연구해 왔었다. Hoary 와 eastern 붉은박쥐들 같은 나뭇가지에 매달려 쉬는 박쥐들이 대량이동을 하면서 가장 많은 사고를 당하는것으로 확인하고있다. 또 이들 박쥐들은 회오리바람을 날아오르기위한 발판으로 이용하기도한다.  한가지 가능성이 높은 점은  박쥐들은 키큰 나무들을 선택하고, 다른 박쥐들은 교미기간이 되면 많이 모여들기도한다는 것이다.

그것이 사실이라면 회호리바람에 관심을 가지지 않을수 없다. 1800년대에 기록된것을 보면 두마리의 박쥐가 공중에 높이 올라 서로 부둥켜 안고 있다가 땅에 떨어지는 광경을 봤을때 이들은 교미를 하고 있었음을 알수 있었다. 내가 읽어본 자료에 의하면 이러한 박쥐들의 습관에는 많은 이해못할 점들이 있었지 않았을까 하는점들이 많이 포함되여 있음을 느낄수 있었다."라고 Cryan교수는 설명한다.  그들은 어쩌면 소용돌이 바람을 타고 날아오르는 발판으로 이용해서 높이 솟았다가 서로엉켜 추락하면서 교미를 한것으로 보인다.
A hibernating little brown bat (Myotis lucifugus) (Credit: Gerrit Vyn/NPL)
A hibernating little brown bat (Myotis lucifugus) (Credit: Gerrit Vyn/NPL)
그렇치만 공중에 떠서 교미를 하기위해서 박쥐의 Penis에 뼈가 있다는것이라고 설명하기엔 많은 이해되지 않는점이 있다.  많은 종류의 다른 박쥐들이 공중에서 교미를 하지 않기 때문이다.
인디안 폭스박쥐들은 나무가지에 매달려 있으면서 교미를 한다.
Brock Fenton 씨는 캐나다의 웨스턴 대학에 재직중인 교수로 그는 가끔씩 조그만 갈색의 박쥐를 생포 하곤 했었다. "내가 발견한 박쥐들은 동굴, 페광,또는 천장에 대달려 동면하는중이었었다.  소수의 박쥐들중에서 그동면중에 교미하는것이 관찰됐었는데 - 비록 그숫자는 전세계에 퍼져 살고 있는 박쥐들의 1%도 안되는 적은 숫자이지만 - 이러한 섹스는 비교적 지상에서 이루어 졌었다.  지금까지의 관찰에서 발견된 적은 없었지만, 박쥐들의 교미는 여러면에서 무척 복잡한 비즈니스라는것을 감히 얘기할수있다. 


수컷박쥐들은 가끔씩 암컷박쥐들의 생식기를 흥분시키는 행동을 하고, 이러한 행동이 이들의 교미를 오랫동안 지속시키는것으로 보인다.  또한 앞주둥이가 짧은 박쥐(Short-nosed fruit bats)들은 오랄섹스를 무척 중요하게 여기는것으로 보인다.  야생에서 포획된 이종류의 박쥐들을 보면, 암컷들은 교미주에도 자주 수컷의 발기돼 있는 Penis를 혀로 빠는것을 보게된다
A Bonin flying fox (Pteropus pselaphon) (Credit: Nature Production/NPL)
A Bonin flying fox (Pteropus pselaphon) (Credit: Nature Production/NPL)
일본에서 발견된 Bonin Flying fox 박쥐들은 매우 바쁜 삶을 살아가는것으로 연구됐는데, 암컷들이 나무가지에 무더기로 몰려 매달려 휴식하고 있을때 수컷들은 이렇게 매달려 있는 암컷들을 다른 수컷들이 공격해 오는것을 방어하느라 바삐 움직이는것이 탐지됐었다.

이들 박쥐들이 교미하는 동안에 Penis속의 뼈들이 어떻게 작용을 하는지에 대해서는 그사례를 찾아 보기가 무척 힘들다.  이뼈들이 고공을 날으면서 교미행위를 할때 꽉 붙잡아 주는 역활을 하는지에 대해서는 확실히 밝힐 방법이 없기 때문이다. 박쥐들이 교미를 한후 한곳에 모여서 복잡한 과정을 거치는 한가지 가능성은 있다고 할수 있겠다.
Grey-headed flying foxes mating (Credit: cbstockfoto/Alamy Stock Photo)
Grey-headed flying foxes mating (Credit: cbstockfoto/Alamy Stock Photo)
박쥐들은 교미후의 생활이 아주 미묘하다고 하겠다.  암컷들은 수컷의 정자를 저장할수 있는 구조를 갖고있어, 수정을 지연시킬수 있으며 뱃속의 태아를 생장발육을 정지시키는 주머니에 넣어 둠으로써 태아의 발달을 지연시키는 특수구조를 갖고 있기때문이다. 암컷은 수컷의 정자를 뱃속에서 약 300일 동안 수정을 지연시킬수 있는 구조를 갖고 있다.

이런 기능은 암컷에게는 아주 좋을수 있으나 수컷에게는 힘들게 암컷을 통해 자손의 번성을 할려고하는 목적에 반하기 때문에 않좋은 것이 되기도 한다. 결론적으로 수컷이 사정을 했어도 과연 암컷의 뱃속에서 난자와 수정을 하게 되는지에 대해 보장이 안된다는 것이다.

그래서 정자를 저장하는 기능에 대해 다른 각도에서 Penis의 뼈의 역활을 생각해 보아야 하지 않을까라는 추측을 하게 만든다.

즉 그뼈들의 역활이 이미 다른 수컷이 사정해 놓은 정자를 끌어내버리는 역활을 하지 않을까라는 생각이다.  수컷의 생식기에 돋아 있는 뼈가 마치 병을 청소할때 사용하는 브러쉬역활을 하여 다른 수컷이 사정해 놓은 정자를 청소해 버리는것과 같은 이치일수 있다.
A greater short-nosed fruit bat (Cynopterus sphinx) at rest (Credit: Dong Lei/NPL)
A greater short-nosed fruit bat (Cynopterus sphinx) at rest (Credit: Dong Lei/NPL)
그런 연구에 중점을 두고 생각해 보았을때 뱃속에서 수정을 지연시키는 종류의 박쥐들은 생식기에 뼈를 갖고있는 뚜렷한 이유가 된다는것을 발견할수 있다는 결론이다.  그이론은 상당히 수긍이 간다.  암컷들은 앞서 여러수컷들과의 교미에서 여러종류의 정자를 몸에 지니고 다닌다는 결론에 이르게 된다.  수컷생식기의 뼈들은 더많은 생식기능을 갖춘 박쥐들에게서 공통적으로 더 많이 있다는것을 예측해 볼수 있다하겠다.
Greater horseshoe bats (Rhinolophus ferrumequinum) (Credit: Kerstin Hinze/NPL)
Greater horseshoe bats (Rhinolophus ferrumequinum) (Credit: Kerstin Hinze/NPL)
암컷들이 자주 다른 수컷들과 교미를 하게 되면서 수컷들의 생식기능인 볼이 커진것으로 보인다.  이런상황에서 수컷들은 자기의 자손들을 퍼뜨리기위해 더 심한 경쟁에 부딫치게 된다. 그렇기 때문에 수컷들은 자기의 씨가 수정되는 기회를 더 많이 갖기위해 많은 정자를 교미시 쏟아 부어야 하는 필요성이 절실한 결과쪽으로 진화한것으로 보게된다.

어떤 수컷박쥐의 볼은(Testicles)을 눈에 띌정도로 무척 크다.  이런종류의 박쥐들은 전체 몸크기에서 8.4%나 되는 큰 비중을 차지하고 있다.  이것은 마치 200파운드의 남성이 17파운드 크기의 볼을 갖고 있는것과 같은 비유가 된다.
Indian flying foxes (Pteropus giganteus) in Sri Lanka (Credit: Toby Sinclair/NPL)
Indian flying foxes (Pteropus giganteus) in Sri Lanka (Credit: Toby Sinclair/NPL)
"같은 문제를 놓고 두개의 서로 다른 결론에 도달할수 있다는 얘기다"라고 Orr교수는설명한다.  항상 또다른 수컷들과 경쟁상태에 있는 박쥐는 더많은 정자를 만들기위해 더큰 볼을 유지할 필요가 절실하며, 또 교미시 다른 수컷이 쏟아놓은 정자를 긁어낼 필요가 있어 Penis에 뼈가 돋아나있는 것이라는 결론에 이른다.  " 같은 이치로 이런 두가지의 기능을 갖추기위해서는 충분한 힘이 있어야 한다"라는 이치다.

어쨋던 Orr씨는 수컷의 큰 볼과 Penis에 돋아난 뼈와의 상관 관계에서 어떤 긍정적인 결론을 아직까지는 발견해 내지 못한 상태이다.  바꾸어 얘기하면 수컷들 사이에서 일어나는 경쟁은 이런 두가지의 대답을 얻어내기에는 충분한 심각함이 나타나지 않는것 같다는 얘기다.

지금까지 수집한 증거로는 수컷의 생식기에 뼈가 솟아나 있는 목적에 대한 확실한 결론을 내릴수 있는 증거는 빈약한 편이다.  정말로 왜 생식기에 뼈가 돋아나 있는가에 대한 확실한 증거를 찾아내기 위해서는 이뼈의 기능이 암컷에게 어떤 영향을 미치는지에 대한 더많은 연구가 필요하다는것외에는 확실한게 없다.
A bedbug (Cimez lectularius) (Credit: John Downer/NPL)
A bedbug (Cimez lectularius) (Credit: John Downer/NPL)
현재까지는 이런한 그들의 삶에 대한 자세한 내용은 알수 없지만, 이와 비슷한 생식기를 소유하고 있는 형태의 다른 생명체에서 그실마리를 찾을수 있지 않을까 생각된다.

암컷빈대들은 그들이 수시로 찔러대는 부분에 미치광이처럼 티슈를 많이 생성하도록 진화해왔다.

수컷박쥐들은 빈대들이 하는것 처럼 암컷박쥐에 대해 수시로 찔러대는 방법을 쓰지는 않는다.  그러나 그와 비슷한 행동이 어떤면에서는 진행되고 있음을 보게된다.  빈대들의 세계에서 그러한 경우를 본다.  빈대 수컷의 Penis는 바로 살갖아래에 바늘같은 모양으로 돋아나 있어 이것들이 암컷의 몸둥이 어느곳이고 찔러대여 정자를 암컷속으로 밀어넣어 생명보존의 방법으로 쓰이고 있는것으로 보인다.

이러한 수컷의 행동에 대응하는 암컷의 빈대들은 수컷으로 부터 찔린 부위에 저돌적으로  티슈를 생성하는 쪽으로 진화한 것이다.  암컷박쥐들역시 비슷한 방법으로 Penis에 돋아있는 뼈들을 받아들이는것이 아닐까? 라고 설명을 한다.  Orr씨는 암컷 박쥐의 몸속에서 어떤 작용을 하고 있는지를 연구하기위해 현재 정밀 CT촬영을 하고 있다. 
The spiny penis of a hoary bat (Lasiurus cinereus) (Credit: Teri Orr)
The spiny penis of a hoary bat (Lasiurus cinereus) (Credit: Teri Orr)
암컷박쥐들은 암컷빈대들처럼 뼈에 할퀸부위가 매우 단단하게 훈련되여 있을 것으로 본다. 바꾸어 얘기하면 수컷의 생식기에 돋아있는 뼈들은암컷들의 생식기에 상처를 내기위해 있고, 암컷들은 이에 대처하고 있다는 것으로 이해된다.

젖먹이 동물중에서 박쥐만이 날을수 있다. 현재로서는 왜 수컷박쥐의 생식기에 뼈가 돋아있는지에 대한 확실한 대답은 없다. 뼈의 하는일이 어떤것인지는 아직 수수꺼끼로 남아있다. Orr씨의 연구가 앞으로 수컷박쥐의 생식기에 있는 뼈의 역활이 암컷의 자궁속에 보관되여 있는 정자를 긁어 내는지의 여부를 밝혀 냈으면 하는 바램일뿐이다. 만약에 이가정이 사실로 판명된다면, 생식기의 뼈기능이 병을 청소하는 브러쉬처럼 암컷의 몸속에 다른 수컷이 사정한 정자를 저장하고 있는 주머니에 도달하여 밖으로 끌어내는 역활을 한다는 이론을 뒷받침하는 근거가 된다.

어쨋던 이에 대한 대답이 하나로 결정되기는 어려울것 같다.  다른 생명체들에서 또 다른 이유를 찾기위해 생식기의 뼈가 진화해온것으로 생각할수있다.  박쥐만이 하늘을 날수 있는 유일한 포유동물로, 이들의 진화는 그들이 하늘에서 교미를 하는 삶을 살펴보면서 여러면에서 창조적인 생각을 할수 있을 것이다.


http://www.bbc.com/earth/story/20150912-why-some-male-bats-have-spines-on-their-penises

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