무성생식으로 번식했을 때는 자신의 유전자를 전부 후손에 전달했지만 유성생식으로 번식하게 된 때부터는

자신의 유전자를 반만 자손에게 전달할 수 있게 된다.

따라서 성을 통해서 유전자를 후손에 전달하는 생물은 성을 포기한 생물들이 다음 세대에 전달하는 것과 같은 수의

유전자를 전달하기 위해서는 확실히 두 배의 자손을 낳아야 수지타산이 맞는다.

이를 역으로 생각하면 유성생식은 무성생식에 배해 두 배의 진화적 비용을 갖는다고 할 수 있다.

이런 측면에서 확실히 성은 수수께끼이며, 개인적 측면에서 자신의 유전자를 반밖에는 전달하지 못하니 손해가 분명하다.

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性은 크기나 모양과 같은 특징에서 변이를 만들어내고 種이 환경적 충격에 유연하게 적응할 수 있게 하므로 이익이 된다.

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붉은 여왕의 이야기는 포식자와 피식자의 관계에 널리 인용이 된다. 가령 식물과 식물을 먹어치우는 송충이와 같은 해충 사이의 관계를 생각해보자. 흔히 생각 하기에 이런 해충과 식물의 경쟁은 일방적으로 식물이 당할 것처럼 보이지만 실제의 상황은 결코 그런 것이 아니다. 식물도 나름대로 자기 보호 방책을 끊임없이 개발해내며 이에 맞서서 해총도 이를 극복하기 위한 해결책을 계속 하여 연구 개발하곤 한다. 가령, 처음엔 일방적으로 먹혔지만 시간이 지나면서 식물은 자신의 잎 속에 독소를 품어서 자신을 먹는 해충을 죽게 만드는 방법으로 대적한다.

따라서 이런 방책을 사용하는 식물은 살아남고 그렇지 못한 식물은 계속적인 피해를 입어서 생존하기 어렵게 된다.

시간이 지나면서 독을 품는 식물이 거의 대부분을 차지 하는데 이때쯤이면 해충은 이 독을 해독하는 효소를 개발하여 다시 독을 품는 식물을 먹을 수 있게 된다.

그러면 식물은 또 다른 방책을 생각하여 스스로를 보호하려 할 것이고 그러면 다시 해충은 그를 극복하기 위한 해결책을 강구하게 되는 것이다. 한쪽이 무기를 개발하는 속도가 빠르면 다른 쪽도 그만큼 빠른 속도로 이를 격퇴하는 방책을 연구해 내게 된다. 따라서 어느 한 쪽도 일방적으로 한쪽을 제압하지 못하는 끊임없는 경쟁이 줄기차게 계속되는 것이다.

성에 있어서 붉은 여왕설도 마찬가지다. 붉은 여왕의 손을 잡고 달리는 앨리스가 그래도 그 위치를 유지하는 것은 붉은 여왕의 손을 잡고 있기 때문이다. 만약 앨리스가 붉은 여왕의 손을 놓친다면 앨리스는 뒤처져 낙오할 수밖에 없다.

병균과의 경쟁에서 뒤지지 않도록  앨리스의 손을 붙잡고 있는 붉은 여왕과 같은 역할을 성이 하고 있다는 것이 붉은 여왕설이다. 즉 성은 병과 싸우기 위한 달리기 경쟁에서 필요하다는 것이다.

병은 곰팡이나 박테리아, 바이러스 등에 의하여 생겨나는데 이들은 숙주를 공략하는 데에 아주 뛰어난 전문가들이며 목적을 달성하기 위해서 세포 표면 위에 있는 다른 분자와 결합하는 단백질 분자를 이용한다. 이들 병원균이 숙주를 공략하기 위해서 일차적으로 이들 단백질과 결합하여 안으로 들어가야 하므로 이들 병원균과 숙주 사이의 전쟁은 이들 결합 단백질에서 주로 일어난다고 할 수 있다. 이들 병원균은 항상 숙주를 공략하기 위하여 보다 정밀한 새로운 열쇠 (단백질과 결합하는 방법)를 고안하기 위해 노력한다. 반면 이들의 공격 대상이 되는 숙주는 그들이 안으로 들어오지 못하도록 자물쇠를 변화시킴으로써 자신을 보호하려 한다. 만약 한 자물쇠가 한 세대에서 공통적이라면 그것에 맞는 열쇠는 불티나게 퍼져나갈 것이다.

따라서 그 자물쇠는 얼마 뒤에는 다른 것으로 바뀔 그런 종류의 자물쇠임에 틀림없다. 그래야만 숙주가 생존할 수 있을테니까.

어떻게 유성생식을 하는 종은 그런 다양한 자물쇠를 고안할 수 있을까?

유성생식을 하는 종은 무성생식을 하는 종에서는 찾아볼 수 없는 다양한 자물쇠의 보고를 가지고 있다. 이 보물 창고는 보통 이형성heterozygosity과 다형질성polymorphism이라는 두가지 말로써 정의될 수 있다.

물론 이 두가지 성질은 동일한 계통이 동종 교배될 경우 사라진다. 다형질성은 하나의 집단에서 그리고 한 개체에서 동시에 같은 유전자의 다른 판이 존재한다는 것을 의미한다. 사람의 경우 흑인종, 백인종, 황인종이 있는데 이것을 다형질성의 예로 볼 수 있다. 이형성이라는 것은 한 개체에 두 가지 서로 다른 대립형질이 존재하는 경우를 말한다. 소위 잡종이라고 할 수 있다.

다형질polymorphic 유전자 중의 많은 것이 병에 대한 저향력에 영향을 끼치는 자물쇠 역할을 하는 유전자이다.

가장 좋은 예가 다른 생물의 조직과 기생충으로부터 자신을 식별하는 세포 표면에서 발견되는 단백질인 조직적 합성항원을 암호화하는 유전자이다.

1991년 에이드리언 힐Adrian Hill과 그의 동료들은 이 단백질 유전자의 다형질성이 병에 의하여 유도된다는 좋은 증거를 처음으로 찾아냈다. 그들은 조직적 합성 단백질 유전자의 한 종류인 HLA-Bw53이 말라리아가 횡행하는 서아프리카에서 아주 많이 발견되고 그 밖의 지역에서는 매우 희귀하다는 사실을 발견했다.

말라리아로 병든 어린이는 일반적으로 HLA-Bw53을 가지지 않았고 그것 때문에 말라리아에 걸리는 것 같았다. 즉, 말라리아가 만연하는 지역에서 하나의 새로운 자물쇠로서 이 HLA-Bw53 단백질을 만들어 냈고 이 단백질을 가지지 못한 아이는 말라리아가 열 수 있는 구형 자물쇠를 가졌기에 쉽게 말라리아에 걸렸다는 것이다.

성은 바로 이런 신형 자물쇠를 만드는 데에 의미를 갖는다. 생물이 유전적으로 다른 개체를 만들어 냄으로써 병원체를 혼동시키려는 목적으로 성을 선택했다는 것이다. 이런 식으로 성과 다형질성 그리고 기생충이 밀접히 연관되어 있다는 아이디어에 많은 사람들이 큰 충격을 받았고 경탄해 마지 않았다.

[성의 기원] 김학현 민음사