암컷 나비가 수컷 나비와 다른 세상을 보는 이유

미 연구진, "자외선 인식 유전자가 암컷 성염색체로 이동했기 때문"

아메리카 대륙에 주로 서식하는 길쭉나비 중 일부 종은 암수의 시각 인식 능력이 다르다. 암컷은  자외선을 인식할 수 있는 반면, 수컷은 명암만 구분한다.

이런 현상을 성적 이형 시각(sexually dimorphic vision)이라고 부르며, 일부 영장류나 나비 종류에서 볼 수 있다.

길쭉나비에서 나타나는 성별에 따른 시각 차이는 진화 과정에서 관련 유전자가 암컷 성염색체로 이동했기 때문이라는 연구 결과가 나왔다. 이 연구는 학술지 'PNAS'에 최근 실렸다.   

캘리포니아주립 어바인대학 연구진은 얼룩말나비의 암수가 다른 자외선 인식 능력을 가진 이유를 발견했다. (사진=Alejandro Santilana)

미국 캘리포니아주립 어바인대학 연구진은 길쭉나비의 일종으로 암수의 시각 능력이 다른 얼룩말나비(Heliconius charithonia)의 게놈 정보를 시퀀싱했다.

자외선 인식은 광수용체 로돕신 중 'UVRh1'과 'UVRh2'과 관련이 있는데,  이중 UVRh1은 암컷의 W 성염색체에서만 발견됐다. 암컷만 자외선을 인식할 수 있는 이유다. UVRh1 유전자를 비활성화시킨 암컷 나비는 관련 기능을 하는 단백질이 발현되지 않아 수컷 나비처럼 자외선을 인식하지 못했다.  암컷만 UVRh1이 발현되는 나비 종의 경우, 수컷은 UVRh1을 발현하는 유전정보를 갖고 있지 않았다.

이같은 자외선 인식 능력의 차이는 길쭉나비 진화 초기에 일어난 것으로 연구진은 보고 있다. 유전자가 성염색체로 이동함에 따라 성별에 따라 고립된 형질이 나타났다는 것이다.

얼룩말나비의 게놈 정보 전체를 분석한 것은 이번이 처음이다. 이 종은 길고 복잡한 유전정보가 반복되는 특성이 있어 기존 게놈 시퀀싱 기술로도 분석하기 어려웠다. 연구진은 직접 유전정보를 분석해 가며 자외선 인식 관련 유전자 정보를 구성했다.

어바인대학 마훌 차크라보티 교수는 "이번 연구는 하나의 유전자가 성염색체로 이동함에 따라 이형 시각이 나타남을 발견한 첫번째 사례"라고 말했다.