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토양선충의 생활사와 번식전략 Ⅱ

뿌리혹선충, 영양 적당하면 수컷 되거나 암컷이 된다

 

식물기생선충은 모든 종류의 토양, 관개수, 심지어 농업지역의 흩날리는 먼지 속에까지 존재하면서 적당한 환경이 되면 개체군을 형성하여 거의 모든 작물에 경제적 피해를 주고 있다. 선충이 다양한 환경과 지역에 분포할 수 있는 요인 중의 하나는 단순하고 특이한 생활사와 번식전략 덕택이다. 이러한 선충의 생활사와 번식전략에 관하여 일문일답하고자 한다. 

 

 농업기술 전문기자 정남준 박사 (이하 정기자) : 미생물적 동물인 선충도 교미를 한다는 말인가
추호렬 농학박사(이하 추박사) 양성생식을 하는 선충은 교접자를 이용하여 교미한다. 교접자는 1-2개의 각질화된 기관으로 총배설공실벽 안에 있다. 총배설공벽 안에는 창자에 연결된 직장도 함께 있다. 
교접자는 근육에 붙어 있다. 총배설공을 통해 교미를 위하여 밖으로 내어 보내고 교미 후에는 끌어 들인다. 선충의 교미과정은 간단하다. 암컷과 수컷이 만나면 우선 물리적 접촉을 하며 뒤얽힌다. 그리고 수컷이 교접자가 있는 몸의 후부로 암컷의 음문을 찾는다. 교미시간은 다양하여 짧은 시간에 이루어질 수도 있고 수 시간이 걸릴 수도 있다. 선충 중에는 꼬리 부근의 측면 표피가 얇게 늘어져 덮개형식으로 변형된 부분을 가지고 있다. 이를 교미낭이라 한다. 교미는 교미낭이 있는 경우와 없는 경우에 따라 그 방식에서 차이가 있다. 
 정기자 교미낭을 가진 선충과 가지고 있지 않는 수컷의 교미행동은?
추박사 교미낭을 가진 수컷은 암컷과 몸을 나란히 하여 교미낭 덮개로 암컷의 음문을 움켜진다. 때때로 암수가 결합하기 위하여 특별한 접합제가 만들어 지기도 한다. 
반면 교미낭이 없는 수컷은 몸을 암컷과 직각으로 하여 후부 전체를 접어 포개고는 음문을 잡는다. 그리고 교접자를 음문에 삽입하여 수정관에 있는 정충을 암컷의 자궁으로 이동시킨다. 
 정기자 선충의 교접자는 무엇인가?
추박사 선충의 교접자는 일반 동물의 음경에 해당하는 조직으로 단단하다. 그러나 일반 동물의 음경과는 달리 내부에 정충을 사출할 수 있는 열린 구멍을 가지고 있지 않다. 
몇몇 종류의 수컷들은 교접자 없이도 교미를 성공적으로 할 수 있기 때문에 선충의 교접자를 진정한 삽입기관이 아니라 정충이 옮겨지는 동안 음문을 붙잡아 두는 기관으로 보기도 한다.  
 정기자 수컷의 정충이 옮겨 가는 과정과 성숙 과정은?
추박사 교미를 하는 동안 정충다발은 물론 개개의 정충과 정모세포까지 암컷의 음문을 통하여 옮겨 간다. 옮겨진 정충은 자궁과 수정낭에 도달하기 전까지는 성숙하지 않는다. 정충은 자궁의 끝부분 혹은 수정낭으로 이동한다. 
같은 장소에 있는 2차 성숙분열 직전의 성숙한 난모세포는 발육을 멈추고 있다가 정충이 난모세포에 침투하면 성숙을 계속한다. 발육이 완성되면 수컷과 암컷의 생식핵이 융합한다. 모든 알이 수정되기 위해서는 교미를 반복하여야 하지만 한 번의 교미로도 충분할 수 있다. 
 정기자 선충의 성은 후대의 번식과 개체군 형성에 영향을 미칠 것 같다. 무엇이 결정하나? 
추박사 선충의 성은 일반적으로 유전적 요인에 의하여 결정된다. 종류에 따라서는 환경이 성의 결정에 크게 영향을 미친다. 
대부분의 선충은 XX-XY결합이 성을 결정한다. 정상적인 양성생식에서는 성비가 거의 1:1이다. 그러나 뿌리혹선충을 비롯한 몇몇 선충은 환경이 성의 결정에 영향을 미친다. 그 중 하나는 유용한 먹이(영양분)의 양과 질이다. 예를 들면 뿌리혹선충은 영양이 적당하면 암컷 또는 수컷이 된다. 영양이 좋으면 암컷의 비율이 높다. 반면 영양이 제한적이거나 부족하면 수컷이 많이 된다. 그 외에 성의 발현에 영향을 미치는 요인에는 온도, 이온, 가스 등이 있다. 예를 들면 높은 온도, 증가된 이산화탄소(CO2), 에탄올(C2H5OH, Alcohol)이 추가된 배지 등에서 수컷이 될 가능성이 높아진다.   



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