1. 반추위 메탄 발생을 촉진시키는 새로운 세포소기관 발견!
2. 소는 주인의 얼굴을 알아볼까?
3. 뉴소 백과사전: 가축 교배의 거의 모든 것

소가 음식물을 먹으면 가장 먼저 반추위에서 소화가 일어나죠. 미생물이 사료 안의 영양소를 분해해 수소, 이산화탄소, 휘발성지방산(VFA)을 만들고요. 이 과정에서 반추위가 너무 산성화되지 않도록(=수소 이온이 너무 많아지지 않도록) 미생물이 수소와 탄소를 합쳐 메탄(CH₄)을 생성하는 것이 소에게는 자연스러운 소화의 과정이에요. 그중에서도 메탄생성 고세균(Methanogenic archaea)이 직접 메탄가스를 생산하는 세균으로 알려져있고요.

그런데 최근 연구결과에 따르면 반추위 내 프로토조아(Protozoa) 중 하나인 '섬모충(Ciliates)'이 메탄 생성을 돕는다고 하는데요. 어찌 된 일일까요?

기존에는 프로토조아가 표면에 다수의 메탄생성균(Methanogen)이 공생하고 있다는 사실이 밝혀져 있었는데요. 메탄생성균이 "왜" 프로토조아에 붙어 사는지는 명확하게 밝혀지지 않았었어요. 그런데 중국에서 한 연구팀이 다양한 반추동물의 반추위 내 섬모충 유전체를 분석해본 결과, 섬모충이 자체적으로 수소를 만드는 세포소기관을 가지고 있다는 사실을 발견했다고 해요. 이름하여 '하이드로제노바디(Hydrogenobody, HB)'라고 해서 단일막으로 된 타원형의 세포소기관 인데요. 기존 원생생물이 가지고 있던 수소 생성 세포소기관으로 알려진 '하이드로제노좀(Hydrogenosome)'은 이중막으로 되어있고 미토콘드리아에서 진화했다고 알려져있는데, 이와 구조가 다른 완전히 새로운 세포소기관이 발견된 것이죠.

HB는 반추위 내 가스의 균형을 조절하고, 주변 고세균의 메탄 생성을 촉진한다고 해요. 또한 독특한 수소 생성 효소와 산소 환원 효소를 가지고 있어 수소를 생성하고 산소를 제거하는 역할을 해요. 한마디로 메탄생성균에게 수소를 공급하고, 혐기성 환경을 만들어 메탄 생성을 촉진하는 것이죠. 자연스레 수소를 발생시키는 프로토조아에 메탄생성균이 붙어 살게 되고요.

흥미로운 점은 섬모충의 종류에 따라서도 메탄 발생량이 달라질 수 있다는 부분이에요. 반추위에 사는 섬모충은 베스티불리페리다(Vestibuliferida) 계통과 엔토니디오모르피다(Entodiniomorphida) 계통이 있는데, 베스티불리페리다 계통 섬모충은 섬모가 세표 표면 전체에 고르게 배열되어있어요. 반면 엔토니디오모르피다 계통은 섬모가 세포 앞부분에만 다발 형태로 나 있는데요. 섬모가 더 많은 베스티불리페리다 계통의 섬모충 안에 HB가 훨씬 많았고, 메탄 생성 촉진의 효과도 더 강했다고 해요. 이런 결과를 바탕으로 반추위 내 섬모충 종류를 조절할 수 있다면 온실가스 배출 저감에도 도움이 될 수 있을 것 같아요.

농장에 가면 사람을 알아보고 다가오는 귀여운 소가 있죠. 혹시 사람의 얼굴이나 목소리를 알아보고 다가오는 걸까요? 프랑스의 한 연구팀이 암소 32마리를 데리고 시각적 선호와 교차 감각(Cross-modal) 테스트를 해봤다고 해요. 시각적 선호 테스트는 소에게 모니터로 익숙한 사람과 낯선 사람의 영상을 동시에 보여줘 둘을 구분하는지를 알아보는 것이고, 교차 감각 테스트는 이 두 영상과 일치하거나, 불일치하는 목소리를 들려주어 목소리를 인식하는지 알아보는 실험이었어요.

그 결과, 먼저 시각 테스트에서는 소들이 낯선 사람을 훨씬 더 오랫동안 쳐다봤다고 해요. 이어서 교차 감각 테스트에서는 소리가 일치하는 영상을 훨씬 더 오래 시청했고요. 이 결과는 소들이 사람을 구별할 수 있고, 서로 다른 감각 정보(시각, 청각)를 하나의 개체 정보로 통합해 기억할 수 있다는, 즉 목소리만 들어도 얼굴을 떠올릴 수 있다는 것을 나타내요. 다만 소가 사람을 구분하고 할 때 심박수와 같은 생리학적 반응 차이는 나타나지 않았어요.

연구팀은 이번 연구 결과가 앞으로 소가 특정 사람을 선호하거나, 사람에 따라 행동을 다르게 하는지에 관한 부분까지 확장될 수 있을것으로 기대하고 있다고 해요. 이러한 소의 인지 특성에 맞게 사람과 상호작용할 수 있다면 동물복지가 조금 더 올라갈 수 있지 않을까요? 쪼니도 오늘부터 소를 만나면 눈 한 번 더 마주치고 친절하고 따뜻한 눈길로 바라봐 줄 거에요!

• 0519 경상남도 고성군 (한우 1)
• 0515 경기도 양평군 (한우 2)
• 0512 전북특별자치도 장수군 (한우 1)
• 0511 경기도 여주시 (한우 2)
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근친교배에 의해 생산되는 개체는 공통 선조의 유전자를 받기 때문에 이 유전자를 동형접합체(Homozygote)*로 가질 수 있는데요. 이처럼 동형접합체의 비율이 늘고, 이형접합체(Heterozygote)의 비율이 감소하면 형질에 발현에 영향을 미치는 유전자를 고정(Fixation)할 수 있어요. 특정 형질이 잘 발현되도록 하는 것이죠. 근친교배는 ① 특정 유전자를 고정하려고 할 때, ② 불량한 열성 유전자를 제거할 때, ③ 특히 우수한 개체가 있어 그 자손을 생산하려 할 때, ④ 잡종강세를 이용할 때 사용해요. 특히 근친교배를 반복해 근교계통을 만들어 계통간 교배를 통한 잡종강세를 이용하면 우수한 개체를 만들 수 있는데요. 이 방법은 특히 옥수수 육종에서 크게 성공했다고.

*개체가 부모 양쪽으로부터 완전히 동일한 대립 유전자를 물려받은 상태

🐂 잡종교배(Cross breeding)

잡종교배, 또는 교잡은 대부분의 경우 품종간교배를 말해요. 하지만 계통간교배나 누진교배를 의미하는 경우도 있는데요.

• 품종간교배: 서로 다른 품종에 속하는 개체 사이의 교배로, 특히 돼지(요크셔x랜드레이스)에서 많이 사용해요. 성장과 육량이 우수한 요크셔종에 새끼를 많이 낳고 포유능력이 좋은 랜드레이스종을 교잡해 잡종강세를 도모하는 것이죠. 제주도의 흑한우(흑우+한우)와 소위 먹소라고 불리는 홀스타인+한우 조합이 있어요.
• 계통간교배: 같은 품종 안에서 서로 다른 계통(Line)사이의 교배를 말해요. 예를 들어 특정 한우 씨수소의 후손이 많이 늘어나면 근교도가 높아질 수 있는데, 이때 혈연관계가 상대적으로 먼 다른 계통의 개체를 교배하면 유전적 다양성을 확보하면서 생산성을 유지할 수 있어요. 품종간교배가 서로 다른 품종의 장점을 결합해 큰 폭의 잡종강세(Heterosis)를 얻는 데 초점을 둔다면, 계통간교배는 같은 품종 내에서 유전적 다양성을 유지하면서 개량 효과를 높이는 데 초점을 둔다고 볼 수 있겠죠.

• 누진교배(Grading up): 재래종 암컷에 개량종 순종의 씨수가축을 교배시켜 능력이 불량한 재래종을 개량하는데 이용하는 방법으로, 증식 속도가 느린 가축에서 많이 사용하는 방법이에요. 대표적으로 필리핀의 카라바오를 들 수 있는데, 늪물소(재래종)에 무라 계통(개량종) 물소와 누진교배를 통해 개량되었어요.

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