우리는 인간이 나이가 들수록 임신이 더 어려워지는 것을 당연하게 여깁니다. 그러나 157개 동물 종의 데이터를 분석한 우리의 최근 연구에 따르면 수컷의 생식 노화는 다른 동물의 수컷에서는 덜 흔한 것으로 나타났습니다.
전 세계 남성의 생식력이 감소하는 가운데, 다른 동물의 정자 노화를 이해하면 생식력에 대한 새로운 통찰력을 얻을 수 있습니다.
노인의 정자와 난자의 수가 젊은 사람의 정자와 난자보다 더 저하되거나 그 수가 적기 때문에 인간의 생식력은 나이가 들수록 감소합니다. 노년기에 출산하면 출산 능력에 영향을 미칠 뿐만 아니라 임신한 자녀의 출산율, 생존율, 신체적, 인지적 능력도 저하될 수 있습니다.
인간 대 다른 동물
인간은 불과 한 세기 전보다 훨씬 더 오래 살고 있습니다. 최근 인간의 수명이 급속히 늘어난 것은 인간이 다른 동물보다 더 빠른 속도로 노화되는 이유 중 하나일 수 있습니다. 우리의 생식 노화 속도는 아직 우리의 더 긴 수명에 맞춰 느려지지 않았습니다.
대부분의 동물은 평생 동안 번식하기 때문에 동물은 모든 연령대에서 번식 잠재력을 극대화해야 하는 더 큰 진화 압력에 직면할 수 있습니다. 그러나 인간에게는 그렇지 않습니다. 우리는 인생 후반기에 거의 번식하지 않습니다.
게다가 우리는 조상에 비해 자손 수가 적습니다. 이로 인해 인구 생식력의 변동이 적기 때문에 자연 선택이 인간 생식을 향상시키는 유전자를 선택하기가 어렵습니다.
여성 대 남성
많은 종의 수컷과 암컷은 번식 속도가 다릅니다.
예를 들어, 붉은 늑대의 경우 수컷의 번식 성공률은 나이가 들수록 감소하지만 암컷의 경우에는 그렇지 않습니다. 그러나 암컷 송사리는 수컷보다 나이가 들수록 번식력이 더 강하게 감소합니다. 여성이 남성보다 오래 산다는 사실에도 불구하고 남성보다 먼저 불임이 되고 폐경기에 도달하는 경향이 있습니다.
인간을 포함하여 암컷이 새끼를 키우는 것을 돕는 일부 종(예: 인간 및 고래)에서는 암컷이 생식 연령을 넘어 훨씬 더 오래 산다. 이에 대한 진화론적 설명은 나이든 암컷이 스스로 번식하는 것보다 친척이 생존하고 새끼를 키울 수 있도록 도와줌으로써 자신의 유전자를 더 잘 전달할 수 있다는 것입니다.
생식 노화의 성별 차이를 설명하려는 몇 가지 가설이 있습니다.
수컷의 경우 정자는 지속적으로 생성되지만, 난자는 인간을 포함한 많은 종에서 암컷의 생애 초기에 생성됩니다. 이로 인해 나이든 수컷에 저장된 정자에 비해 나이든 암컷에 더 오랜 기간 동안 보관되기 때문에 난자가 더 많은 손상을 축적할 수 있습니다.
또 다른 가설은 정자 DNA가 난자 DNA보다 더 많은 돌연변이를 축적하기 때문에 수컷이 더 빨리 노화될 수 있다는 것을 시사합니다. 정자는 난자보다 DNA 복구 기능이 약하기 때문에 수컷이 나이가 들수록 암컷보다 더 많은 돌연변이를 다음 세대에 물려주게 되는데, 이는 척추동물에서 관찰되는 패턴입니다.
성별도 서로 다른 환경적 압력에 직면해 있습니다. 예를 들어, 많은 포유류에서는 암컷이 아닌 수컷이 성숙해지면서 가족 집단에서 멀어집니다. 이러한 유형의 환경적 스트레스는 남성과 여성이 유전자를 전달하기 위해 사용하는 전략의 차이로 이어지며, 이로 인해 성별 간의 생식 노화 속도에 차이가 발생할 수 있습니다.
토마스 코톡/Shutterstock
동물의 생식 노화 패턴
우리 연구에서 우리는 남성 생식 노화의 비율이 동물계에 따라 크게 다르다는 것을 보여주었습니다. 우리는 갑각류나 곤충과 같은 무척추동물의 생식 노화 속도가 가장 빠른 실험실 설치류에 비해 가장 느린 속도를 보인다는 사실을 발견했습니다. 일반적으로 수컷 동물에서는 연령과 관련된 사정 특성(예: 정자의 질 및 양)이 감소하는 징후가 거의 나타나지 않았습니다.
우리는 또한 정자의 생존 가능성, 수, 운동성 또는 속도와 같은 사정의 다양한 특징, 연령이 다른 비율로 존재한다는 것을 발견했습니다.
일부 물고기와 갑각류처럼 평생 동안 자라는 종에서는 나이가 많은 동물이 젊은 수컷보다 죽을 확률이 낮고 생식샘이 더 큽니다. 이로 인해 이 종의 나이든 수컷이 더 느린 속도로 노화될 수 있으며, 나이가 많은 수컷은 젊은 수컷보다 더 큰 사정을 생성합니다.
노화를 가속화하기 위해 일부 유전적 계통이 선택된 실험실 설치류와 같은 동물의 경우 생식 노화는 사정 특성 전반에 걸쳐 보편적이었습니다. 실험실 설치류는 일반적으로 노화를 가릴 수 있는 혼란스러운 영향이 적기 때문에 노화를 더 쉽게 감지할 수 있는 고도로 통제된 환경에 보관됩니다. 이는 서로 다른 종 사이의 남성 생식 노화의 변화 중 상당 부분이 환경에 기인할 수 있음을 시사합니다.
우리는 또한 밀접하게 관련된 종들이 나이가 들수록 사정률이 비슷한 비율로 감소한다는 사실을 발견했습니다. 이는 노화가 동물의 진화 역사에 의해 형성된다는 점을 시사합니다.
위에서 언급한 패턴 중 일부는 연구 간의 방법론적 차이도 반영합니다. 예를 들어, 연구에서 수컷 동물을 처녀로 유지했을 때 늙은 수컷은 젊은 수컷보다 더 많은 정자를 축적할 수 있었고, 그 결과 늙은 수컷은 더 큰 사정을 할 수 있었습니다.
또한, 중년 남성만을 표본으로 한 연구에서는 중년 이상 남성을 표본으로 한 연구에 비해 나이가 들수록 정자의 질과 양이 증가하는 것으로 나타나 일반적으로 남성 동물의 생식력은 중년에 최고조에 달함을 시사합니다.
생식 노화
생식 노화는 개인이 나이가 들수록 정자와 난자에 손상이 축적되기 때문에 발생합니다. 유기체는 나이가 들기보다는 생애 초기에 번식하도록 진화해 왔으며, 결과적으로 나이가 들었지만 어린 유기체에서는 발현되지 않는 나쁜 유전자를 제거하는 자연 선택의 능력이 약화되어 결과적으로 노화가 촉진됩니다.
그러나 나이든 개체가 어린 동물보다 더 많은 유전자 사본을 연속 계통에 남기는지 여부를 결정하는 상충되는 힘이 있으며, 생식 노화는 이를 결정하는 하나의 과정일 뿐입니다.
또 다른 가설은 부모가 나이가 많아지면 수명이 길어지고 더 많은 유전적 변이가 생겨 자손에게 도움이 될 수 있다는 것입니다. 이로 인해 나이가 많은 임신 부모보다 더 오래 사는 자손이 생길 수 있습니다. 그러나 이 가설에 대한 증거는 여전히 제한적입니다.
대부분의 과학자들은 나이가 들면서 적어도 일부 생식 특성이 감소한다는 사실을 인정하지만, 생물학자들은 여전히 이러한 감소의 정확한 메커니즘과 진화적 이유를 발견하고 있습니다. 그러나 생식 노화의 동인을 연구하기 위해 다른 종을 살펴보면 우리는 나이가 들수록 생식 능력 저하를 이해하고 완화할 수 있습니다.
