‘없어졌으면 다시 만들지 뭐’…잃었던 시력 되찾은 바다뱀 [와우! 과학]

일반적으로 진화 과정에서 퇴화한 부분은 다시 복원되지 않는다. 예를 들어 파충류나 포유류 같은 사지 동물은 물고기에서 진화했지만, 이들이 다시 물로 들어간다고 해서 이미 사라진 아가미가 되살아나진 않는다. 결국 바다에서 가장 큰 동물인 고래도 폐로 숨 쉴 수밖에 없다.

이렇게 진화 중 퇴화한 기관은 다시 복원할 수 없지만, 같은 일을 하는 기관이 새로 진화하는 일은 종종 볼 수 있다. 지느러미에서 진화한 다리가 물속에서 다시 지느러미 같은 형태로 진화하는 것이 대표적 사례다. 과학자들은 바다뱀에서도 재진화의 사례를 발견했다.

사실 뱀은 후각은 뛰어나지만, 시력은 좋지 않다. 주로 땅 위를 기어다니는 생활 특성상 시야가 매우 좁기 때문이다. 따라서 조상인 도마뱀처럼 가시광 파장을 전부 보지 못하고 주로 녹색과 파란색 파장만 볼 수 있다. 일부 뱀은 인간이 보지 못하는 자외선 파장까지 볼 수 있긴 하지만 전반적으로 시력은 나쁜 편이다. 하지만 얕은 바다에 적응한 바다뱀은 예외적으로 모든 가시광 파장을 볼 수 있다.

바다뱀이 이미 진화 과정에서 잃어버린 전체 가시광 파장에 대한 시각을 되찾은 비결을 연구하기 위해서 아델레이드 대학, 플리머스 대학, 베트남 과학 기술원의 연구팀은 코브라과에 속하는 맹독성 바다뱀인 얼룩바다뱀(학명·Hydrophis cyanocinctus)의 유전자를 분석했다.

이 바다뱀은 얕은 바다에 사는데, 빛이 풍부하고 시야가 탁 트였기 때문에 당연히 모든 파장에서 볼 수 있는 능력이 도움이 된다. 연구팀은 얼룩바다뱀이 어떤 방법으로 시력을 복원했는지 알아내기 위해 색을 감지하는 능력과 연관된 옵신 유전자를 분석했다. 그 결과 얼룩바다뱀은 척추동물에서 다른 파장의 빛을 감지하는 유전자인 SWS1를 네 개나 가지고 있었다.

이 가운데 두 개는 조상인 다른 뱀에서 유래한 것이지만, 두 개는 새롭게 복제된 후 진화한 것으로 일반적인 뱀이 볼 수 없는 파장을 감지할 수 있다. 이렇게 유전자의 복제와 변이는 진화 과정에서 흔하게 일어난다. 무에서 유를 창조하는 것보다 기존에 있던 유전자의 기능을 살짝 바꾸는 것이 훨씬 쉽기 때문이다.

이렇듯 진화 과정에서 일부 사라진 기능을 다시 복원하는 일은 종종 볼 수 있지만, 너무 큰 유전자 변화를 요구하는 경우에는 복원이 불가능하다. 물속 생활에 적응한 바다뱀 역시 아가미 대신 폐로 숨을 쉬어야 하며 다리가 진화 과정에서 퇴화했기 때문에 지느러미 대신 꼬리로 헤엄쳐야 한다. 하지만 그런데도 육지동물인 뱀이 바다 환경에 살아갈 수 있게 진화했다는 사실이 새삼 놀랍다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com