무성생식

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무성생식

[  asexual reproduction ]

일반적으로 유성생식을 통하여 번식하는 생물에서는 두 부모로부터 전해 받은 유전정보를 조합하여 자손에게 전달함으로써 고유한 유전자 조합을 갖는 새로운 개체가 발생한다. 반면에 무성생식은 한 생명체가 다른 성의 생명체와 교미 등을 통하여 유전정보를 교환하지 않고도 자신과 유전적으로 동일한 개체를 만드는 번식방식을 일컫는다. 무성생식을 하는 생물은 유전적 다양성이 결핍된다는 단점을 갖지만, 한편으로는 신속하고 효율적으로 번식할 수 있다는 장점도 가진다.1)

목차

  1. 1.무성생식의 장점
    1. 1.1.개체군이 빠르게 증식할 수 있다
    2. 1.2.생식을 위한 배우자가 불필요하다
    3. 1.3.과정이 단순하며 에너지 및 물질대사의 필요성이 낮다
  2. 2.무성생식의 단점
    1. 2.1.종다양성의 결핍을 초래한다
    2. 2.2.환경변화에 취약하다
  3. 3.무성생식의 종류
    1. 3.1.2분법(binary fission)
    2. 3.2.출아법(budding)
    3. 3.3.영양번식(vegetative propagation)
    4. 3.4.포자형성(sporogenesis)
    5. 3.5.분절법(fragmentation)
    6. 3.6.무수정생식(agamogenesis)  
  4. 4.참고문헌 

무성생식의 장점2)

개체군이 빠르게 증식할 수 있다

특히 매우 신속한 생식을 생존전략으로 하는 생물에서 유리하게 작용한다. 한 개체군을 구성하는 대부분의 세균 개체가 바이러스 등의 감염으로 멸실되어 단 한 개체의 돌연변이 개체가 생존한 경우라도 단 하루 이틀 내에 개체군을 복원할 수 있다.  

생식을 위한 배우자가 불필요하다

한 종이 지나치게 고립되거나 밀도가 낮아 같은 종의 다른 개체와 만날 수 있는 기회가 극히 제한된 경우 배우자가 필요 없는 무성생식만이 자손을 만들 수 있는 유일한 방법이다.

과정이 단순하며 에너지 및 물질대사의 필요성이 낮다

단순히 개체의 분열에 따라 자손이 생겨나는 무성생식에서는 유성생식으로 새로 태어나는 과정 및 자손의 생장에 들어가는 엄청난 물질 자원이 상대적으로 덜 필요하다. 다양한 식물과 해양생물들은 단순하게 자신의 몸 일부를 모체로부터 분리하고 분리된 일부분에서부터 손쉽게 성체를 만든다.  

무성생식의 단점3)

종다양성의 결핍을 초래한다

무성생식의 가장 큰 단점은 다양성의 결핍이라고 할 수 있다. 매우 드물게 나타나는 돌연변이의 경우를 제외하면 무성생식으로 탄생하는 자손은 모체와 완전히 동일한 유전정보를 갖게 된다. 유전정보가 동일하므로 동일한 질병 및 영양분의 결핍 등에 동일한 반응과 행동을 보이게 되며, 이로 인하여 개체군의 유지에 큰 변동이 생긴다. 일례로 19세기 중반 아일랜드를 휩쓸었던 대기근의 원인이 되었던 감자를 들 수 있다. 현재와 마찬가지로 당시에도 감자를 무성생식을 통하여 재배하였으며 감자역병이 발생하자 짧은 기간에 거의 모든 감자가 감염된 결과 대기근을 야기하게 되었다.

환경변화에 취약하다

무성생식을 하는 생물은 유성생식을 하는 생물에 비하여 환경의 급격한 변화나 새로운 서식지에 적응하기 어려운 경우가 많다. 특히 새로운 서식지에 포식자나 질병이 있는 경우에 취약하여 쉽게 멸종에 이를 수 있다.

무성생식의 종류4)5)

2분법(binary fission)

한 개의 모세포가 DNA를 복제하고 두 개의 딸세포로 분리되면서 복제된 DNA는 각 딸세포에 옮겨져서 궁극적으로 두 개의 딸세포와 모세포는 서로 동일한 유전정보를 가지게 된다. 진정세균(bacteria)과 고세균(archaebacteria)에서 볼 수 있다.

출아법(budding)

많은 식물과 히드라와 같은 일부 해양생물에서 자신의 몸 일부분을 분리하여 새로운 개체, 즉 자손을 만드는 무성생식의 한 방법으로 사용된다. 단세포 진핵생물인 효모에서도 관찰할 수 있다. 

영양번식(vegetative propagation)

출아와 유사하게 식물이 새로운 싹을 만들고 여기서 새로운 개체를 만들 수 있다. 이와 같이 식물이 싹을 이용하여 새로운 자손을 만드는 방식을 좁은 의미에서 영양번식이라고 한다. 감자의 눈과 딸기의 기는줄기(포복경, runner)를 예로 들 수 있다. 

포자형성(sporogenesis)

생식세포로 포자(spore)를 만들고 포자의 발아 및 생장을 통하여 새로운 자손 개체를 만드는 방식의 무성생식이다. 포자가 성체로 자라는 과정은 마치 종자식물의 씨앗과 유사하지만, 씨앗과는 달리 포자는 수정이라는 유성생식 과정을 거치지 않는다. 

분절법(fragmentation)

모체가 여러 개의 부분으로 나누어지고, 이 과정에서 생성되는 각각의 분절이 완전하고 독립된 성체로 발달하는 무성생식의 한 방법이다. 

무수정생식(agamogenesis)  

원래 유성생식을 하는 생물이 수정을 거치지 않고 자손을 만드는 경우이다. 수정되지 않은 알세포 가 발달하여 암컷 유전정보만 가진 성체로 발달하는 현상을 들 수 있다.

무성생식의 다양한 사례 (출처:한국식물학회)

참고문헌 

1. de Meeûs T, Prugnolle F, Agnew P (2007) Asexual reproduction: genetics and evolutionary aspects. Cellular and Molecular Life Sciences. 64: 1355-72
2. Dawson, KJ (1995) The Advantage of Asexual Reproduction: When is it Two-fold? Journal of Theoretical Biology. 176: 341–347
3. Jan Engelstädter (2008) Constraints on the evolution of asexual reproduction. Bioessays. 30: 1138-1150
4. 생명과학교재편찬회 역 (2015) 생명과학-지구의 생명 10판. 탐구당, 791
5. Molnar C, Gair J (2013) Concepts of Biology-1st Canadian Edition. Rice University, 514-517