이것도 hox유전자의 발현상에 들어가는지 궁금합니다.

Question

포드코피슈테의 도마뱀5쌍을 포드모르차라로 옮겼더니 초식성위주의 식단때문에 턱근육이 발달하고 맹장판막이 생겼다는데 이것도 hox유전자의 발현시기와 발현강도 발현위치에 변화가 일어나서 가능한건가요?

Answer 1

안녕하세요. 이상현 전문가입니다.

포드코피슈테 도마뱀사례는 수십년 내에 나타난 형태적, 생리적 적응진화이고, 주된요인은 발달유전자의 조절변화이긴하지만, 직접적으로 Hox 유전자보다는 소화계 및 근육발달을 조절하는 하위 조절유전자 네트워크의 발현변동과 관련이 큽니다.

감사합니다.

Answer 2

네, 맞습니다.

이탈리아 벽도마뱀이 포드코피슈테에서 포드모르차루로 이식된 후 30여 년 만에 초식성 적응을 보인 것은 급속한 진화의 대표적인 예라고 할 수 있습니다.

단단한 식물을 씹는 데 필요한 더 강한 깨무는 힘을 얻기 위해 머리 모양과 턱 근육이 발달했는데, 이는 발생 초기에 Hox 유전자 포함하여 턱 구조물 형성에 관여하는 유전자들의 발현 강도나 시기가 변화했기 때문으로 해석됩니다.

또한 소화가 어려운 식물 섬유질의 분해 시간을 늘리기 위해 소장과 대장 사이에 발효실 역할을 하는 맹장 판막이 새로 생겼고, 맹장 판막은 원래 이 종에는 없던 구조이지만, 장의 형태와 분화를 결정하는 Hox 유전자나 관련 발생 유전자 네트워크의 발현 위치에 변화가 생겨 새로운 구조가 형성된 것입니다.

즉, Hox 유전자를 포함한 발생 조절 유전자들의 발현 변화는 진화적 변화의 속도를 가속화하고, 새로운 환경에 대한 형태적 적응을 가능하게 하는 핵심 메커니즘이라 할 수 있습니다.

Answer 3

아닙니다, 도마뱀의 턱 근육 발달과 맹장판막 형성은 먹이 변화에 따른 성체의 표현형 변화 및 발생 후의 적응적 변화에 가깝습니다.

이는 주로 먹이의 종류 변화로 인한 환경적 요인과 기존 유전자들의 조절에 의해 나타나는 적응 진화의 예시로, Hox 유전자는 주로 개체의 발생 초기에 신체 축을 따라 기관이 형성되는 위치와 형태를 결정하는 데 핵심적인 역할을 하므로, 성체 도마뱀의 턱 근육 발달이나 맹장판막 형성 같은 후천적 적응 현상을 직접적으로 설명하기는 어렵습니다.