인간의 성은 2개이다. 대략 말하지 않아도 생명체는 유성생식을 하는 종류와 무성생식을 하는 종류로 나눠져 있다는 것은 상식이다. 거기에 덧붙여, 유성생식을 하는 종류는 성이 2개이다. 남성과 여성. 암놈과 숫놈. 수술과 암술. 어쨌거나 성이 2개다. 여기서 말하는 성이 family name이나 gender나 castle이 아니라는 것 역시 다들 알 것이라고 생각한다.

왜?

인간에 대해서 성을 결정하는 염색체는 Y인데, X와 Y가 붙으면 남성, X가 두개 붙으면 여성이다.
(곤충들 중에서는 모계쪽에서 성을 결정하는 경우도 있지만, 내가 말하고 싶은 것은 그쪽이 아니므로 넘어간다.)

3개가 있으면 안되는 것일까?

그래서 생각해 보았다. 성이 3개인 경우를.


염색체가 X와 Y가 있으니까, 하나 더 만들어서 Z를 가정하자. 그리고 지금처럼 2개씩 모여서 성을 결정한다고 하면 다음과 같은 조합이 가능하다
XX - 이미 있음
XY - 이미 있음
XZ - 이하, 새로 만들어진 성
YZ = ZY
YY
ZZ

그리고 이때, 여전히 아기는 XX 염색체를 가진 "엄마"만 낳을 수 있다고 가정하자.

이 경우 XZ는 염색체가 추가되기만 하면 얼마든지 가능한 경우다. 모계에서 X를 물려받을 테니까. YY는 난자 중에서 Y염색체를 가진 난자가 존재할 수 없으므로 명백히 불가능하다. 마찬가지 이유로 ZZ나 ZY역시 불가능하다. 따라서 새로운 염색체를 추가하게 되면 새로운 성이 한개가 더 생기는 것에 해당한다. 이 경우에 얻을 수 있는 염색체 다양성은 겨우 Z가 하나 추가된 것에 불과하다. 물론 이 변화가 클수도 있지만 이미 존재하는 Y염색체의 역할이 그리 크지 않다는 점에 비춰 볼 때 Z가 있으여 할 이유는 별로 없어보인다. 즉, Z는 그냥 Y의 돌연변이체 정도밖에 되지 않는다.

가정을 좀 바꿔서, XZ염색체를 가진 경우에도 아이를 낳을 수 있으나 ZZ는 아이를 낳을 수 없다고 가정해 보자. 위에서 나타난 염색체 조합을 다시한번 분석해보면 다음과 같다.

XX와 XY는 물론 가능하다.
XZ와 ZZ는 잠시 미뤄두자. ZY는 태어날 수 있다. 그리고 앞서와 마찬가지 이유로 YY는 불가능하다.

XZ는 부모 양쪽으로부터 X와 Z를 하나씩 물려받으면 태어날 수 있다. 그런데 Z를 물려받기 위해서는 ZZ이거나 XZ인 사람으로부터 받아야 한다. 그런데 아이를 낳을 수 있는 사람은 XX이거나 XZ이므로 XZ가 태어날 수 있는 부모의 조합은 다음과 같다.
XX + XZ = XX, XZ
XX + YZ = XY, XZ
XX + ZZ = XZ
XZ + XZ = XX, XZ
XZ + YZ = XY, XZ, ZZ
XZ + ZZ = XZ, ZZ
XZ + XY = XZ, XY, YZ
자, 여기서 생식기의 구조같은건 심란해지니까 생각하지 말고. 어쨌거나 낳을 수 있다고 치자.
가능한 부모의 조합이 무려 7가지가 생기게 되었다. 혈액형보다 복잡해진 가계도가 되었다. -_-;

하나씩 차분히 분석해 보자. XZ가 아이를 낳을 수 있으므로 Z염색체는 우리가 아는 개념의 엄마에 가깝기도 하지만 ZZ가 아이를 낳을 수 없으므로 우리가 아는 개념의 아빠에 가깝기도 하다. 어쨌거나 아빠와 엄마 개념은 그리 중요하지 않게 된다. 낳은쪽은 엄마, 염색체 공여자는 아빠다. 따라서 이 경우 XZ는 엄마가 될 때도 있고 아빠가 될 때도 있다. 이 경우에는 XZ가 아이를 낳을 수 없던 경우보다 훨씬 다양한 경우의 수가 가능하다.
가령, X와 Y만 있을 때는 사용 가능한 유전자 조합인 XX, XY, YX, YY중에서 엄마에게 Y를 받는 경우가 없으므로 XX, XY의 두가지만 가능하다. (50%)
그런데, X, Y, Z가 있을 때는 사용 가능한 유전자 조합인 XX, XY, XZ, YX, YY, YZ, ZX, ZY, ZZ중에서 YY, YZ, YX를 제외한 6가지가 가능하다. (66%)
그만큼 염색체 다양성이 확보된다는 뜻으로 보아도 좋을 것이다.

그런데, 진화하면서 왜 성염색체는 3종으로 분화하지 않았을까?
음...이건 왜 그런지 정확히 분석할 수 없지만, 어쨌든 2종의 성 염색체로 염색체 다양성은 충분했다는 뜻이고 3종의 성 염색체는 그다지 생존에 유리하지 않았다는 뜻이다. 동시에 3종의 성 염색체보다 나은 2종의 성 염색체의 특징이 무엇일까?
어쩌면 3종의 성 중에서 Z염색체를 가진 쪽은 성 선택에서 그다지 인기가 없었을 수도 있고, 또는 너무 다양한 염색체 다양성 때문에 아예 다른종으로 진화해 버렸을 수도 있다고 본다.

2009.06.29.수정 : 생명체의 성이 3개인 경우에 대한 생각은 내가 가장 처음으로 한 것이 아니다.
http://koyul.egloos.com/4995153
고율님의 글에도 나와 비슷한 아이디어로 비슷하게 전개된 논의가 있으며, 고율님은 이 아이디어를 2004년에 처음으로 생각하셨다고 한다. (2004년에 작성된 글은 아직 못 찾았다.) 위 링크에 있는 고율님의 "외계인의 성별"에 대한 이야기를 본문에서 언급하지 않은 이유는 이 글을 쓸 당시(2008년 3월)에는 모르고 있었고("외계인의 성별" 을 읽기 한참 전이므로), 트랙백을 보내는 시점에서는 고율님이 나보다 늦게 생각한 것이라고 생각하여 굳이 이 글을 수정하여야 한다는 생각을 하지 못했기 때문이다.
이러한 내용은 고율님의 글 http://koyul.egloos.com/4995904 에서 처음으로 알게 되어서 이 글을 수정하였다. 글을 쓸 때 검색 없이 그냥 작성한 것은 나의 불찰이라고 생각한다.

다만, 고율님의 아이디어는 3개의 성이 꼭 필요하다는 관점으로 작성된 글이고, 나는 3개의 성 중에서 1개는 퇴화하여 사라졌거나 다른 종이 되었을 것이라는 관점으로 작성하였다. 이 부분은 차이가 있다.

by snowall 2008. 3. 10. 21:52
  • goldenbug 2008.03.11 06:59 신고 ADDR EDIT/DEL REPLY

    ㅋㅋㅋㅋㅋ
    저도 3종 이상의 성염색체에 대해서 생각해 본 적이 있었는데 너무 복잡해져 버려서 이내 포기했었습니다. 끝까지 생각하시다니... 대단하시네요. ^^

  • 이레오 2008.03.11 22:09 신고 ADDR EDIT/DEL REPLY

    아.. 난 지식이 딸려서..

  • 꼼지락 2008.03.12 00:33 신고 ADDR EDIT/DEL REPLY

    셋이서 만나 유전자를 교환하기는 넘무 힘들지 않을까요?

    • snowall 2008.03.12 01:00 신고 EDIT/DEL

      음...
      1:1 미팅만 전제하고 있는데요...-_-;

    • 꼼지락 2008.03.12 01:10 신고 EDIT/DEL

      제 눈이 잠시 삐었나 봅니다. ㅡㅡ;;
      헛소리 죄송합니다.ㅋ

    • snowall 2008.03.12 01:20 신고 EDIT/DEL

      스리섬은 패스요 -_-;

  • 외계인 마틴 2008.04.07 19:53 신고 ADDR EDIT/DEL REPLY

    오... 대단하신 글입니다.
    생물이 2개의 성을 택한것은 그것의 효과 때문이겠죠 ^^
    생물이 번식에 집착하는 이유는 결국 동일한 다음세대를 이어가는 것인것 같습니다.
    그 동일성 속에서 다양성을 선택하는 것..
    만약 3개 이상의 성이 있다면 지적하신대로 다양성을 확보할 수 있어도
    동일성을 잃을 위험부담이 생길듯 하네요.^^
    좋은글..생각하게 하는 글 너무나 잘읽고 갑니다.

    • snowall 2008.04.07 22:28 신고 EDIT/DEL

      4개의 성에 대해서 분석해 보고 싶어지네요.

  • 구디 2008.04.08 03:21 신고 ADDR EDIT/DEL REPLY

    염색체가 두개 한쌍이 아니라 세개 한쌍인 경우도 생각해 볼 수 있을거 같네요. XXX, (XXY/XYY), YYY 같이 세개로 나눌 수 있을지도? ^^;

    • snowall 2008.04.08 09:00 신고 EDIT/DEL

      그 경우는 이미 터너증후군 등으로 염색체 이상에 해당하는 돌연변이로 보고되어 있습니다.

  • 꼼지락 2008.04.12 10:12 신고 ADDR EDIT/DEL REPLY

    떠오른 생각이 있어서 트랙백 날립니다.

  • 고율 2009.06.29 10:49 ADDR EDIT/DEL REPLY

    재밌게 읽었습니다.

    3개 성의 성은 저도 몇 전 전에 생각해본 적 있는 문제예요. 블로그에 쓴 적도 있었죠. 저는 3개 성별이 생식에 필수적으로 필요한 경우에 대해 생각했는데, 그 경우엔 생식이 매우 어려워지더군요.

    아시는 분 블로그에 가서 보니까 게임이론 분야에서 이미 연구되고 있는 주제라더고요. 저는 좀 아껴놓고 있던 주제였는데 아쉬웠다는.

  • 고율 2009.06.29 10:52 ADDR EDIT/DEL REPLY

    부연하자면, 성별이 n개 일 때의 payoff가 있는데, 게임이론에서는 왜 성별의 수가 특정 수 이하로 수렴하는지, 그 조건에 대해 연구하지요.

  • 고율 2009.06.29 10:58 ADDR EDIT/DEL REPLY

    찌질하게 굴고 싶진 않지만 그나저나 이 글은 제 글 중 "만약에 외계인이 임신이 가능한데 성염색체가 ZW 같은 경우고 성염색체가 XY 인간 남자를 만나서 결혼에 성공했다고 친다면 ㅡㅡ;; 생식도 가능하다고 치면... 자식 성별은 대체 뭐가 될 것인가;;;; "에 대한 글인 것 같은데, snowall님 글엔 제 글이 링크가 걸려 있지 않네요. 조금 불쾌하다는. 제 글에 트랙백은 걸려 있지만 글 내용 안에 제 글 링크를 걸어주셨으면 좋겠네요. ^^

    • snowall 2009.06.29 12:06 신고 EDIT/DEL

      이 글을 쓰던 당시에는 고율님의 그 글을 모르고 있었습니다. (몰랐던 것이 분명하다고 생각합니다. 알았으면 링크를 걸었겠죠...;;;)

      불쾌하시지 않았으면 좋겠습니다.