성페로몬
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1. 개요
성 페로몬은 짝짓기 행동과 관련하여 종 내에서 의사소통을 돕는 화학 물질이다. 곤충의 성유인 물질 연구에서 시작되어, 다양한 종에서 진화했으며, 성적 매력, 짝 선택, 외부 수정 조절 등에 관여한다. 성 페로몬은 해충 관리 및 조절에 활용되기도 하며, 페로몬 함정, 짝짓기 방해, 해충 직접 제거 등의 방식으로 사용된다.
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페로몬은 동종 생물 간 정보 전달을 위해 분비되는 화학 물질로, 곤충을 포함한 다양한 동물에서 사회적 행동, 짝짓기, 경고 등의 기능을 수행하며, 집합, 경보, 길잡이, 성 페로몬 등으로 분류되어 해충 방제 등에 활용되지만 인간 페로몬의 존재와 기능은 논란이 있다.
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2. 역사
프랑스의 곤충학자 파브르는 곤충의 성 유인 물질에 흥미를 느껴 처음으로 관찰과 실험을 진행하였다. 그는 《곤충기》에서 다음과 같이 보고하였다. 큰공작나방 암컷을 철망 새장에 넣어두었더니 밤 9시경 수컷 나방이 약 40마리나 모여들었다. 파브르는 암컷 나방의 위치와 주변 상황을 고려했을 때, 수컷이 빛을 보고 모여든 것은 아니라고 판단하여 후각이나 청각을 통해 모여들었을 것이라고 추측했다.[1]
성 페로몬은 많은 종에서 진화해왔다. 경고, 집합, 방어, 성적 매력 등 다양한 종류의 페로몬은 모두 반응을 유발하는 화학적 신호 역할을 한다. 특히 성 페로몬은 짝짓기 행동이나 우위를 나타내는 것과 관련이 있다. 방출되는 냄새는 수컷 또는 암컷에 의해 선택된 유리한 형질로 간주될 수 있으며, 이는 매력과 교미로 이어진다. 화학적 신호는 유전적으로 다른 짝을 찾고 근친 교배를 피하는 데에도 사용된다.[2] 암컷은 종종 짝 선택 시 신중하며, 화학적 의사소통은 암컷이 생식적 요구를 충족하는 고품질의 짝을 찾도록 돕는다.
파브르는 새장 안에 암컷 나방과 함께 나프탈린을 넣어 나방 냄새를 제거하려 했지만, 수컷 나방은 여전히 모여들었다. 또한, 수컷의 시각이 암컷을 발견하는 데 영향을 줄 수 있다고 생각하여 암컷을 유리 용기에 넣어보았지만, 밤이 되어도 수컷은 모이지 않았다.[1]
파브르는 이러한 관찰과 실험을 통해 수컷이 특정 물질에 유인되어 모여들며, 암컷에게서는 사람의 후각으로는 감지할 수 없는 에테르파(波)가 방출된다고 결론 내렸다.[1]
최근에는 화학자와 생리학자들의 연구를 통해 곤충의 성 유인 물질의 역할과 성질이 점차 밝혀지고 있다.[1]
3. 진화
3. 1. 성 선택
냄새는 암컷 선택에 의해 선택된 일종의 수컷 "장식"일 수 있다. 이는 찰스 다윈이 ''인간의 유래와 성에 따른 선택''에서 제시한 그러한 장식의 기준을 충족한다.[4]
일반적으로 수컷은 부족한 암컷을 놓고 경쟁하며, 암컷은 수컷의 특성에 따라 적응적 선택을 한다. 이 선택은 암컷에게 직접적이고 유전적으로 이점을 줄 수 있다. 
3. 2. 외부 수정과 화학적 듀엣
대부분의 외부 수정 생물 종(예: 바다 벌레, 성게)은 성 페로몬을 사용하여 동물의 성적 행동(정자와 난자의 방출)을 조절하는 것으로 보인다. 이러한 조절은 정자가 쉽게 희석되고 수명이 짧기 때문에 매우 중요하다. 따라서 조절은 수컷과 암컷 모두에게 선택적 이점을 제공한다. 조절하지 않는 개체는 수정에 성공하여 자손을 남기기 어렵다.[4]
3. 3. 인간의 성 페로몬
어떤 연구도 진정한 인간 성 페로몬의 분리를 이끌어내지 못했다.[9][10] 인간은 시각적 단서에 매우 의존하지만, 근접한 거리에서는 냄새도 사회 성적 행동에 역할을 한다. 인간 페로몬을 연구하는 데 내재된 어려움은 인간 참가자들의 청결함과 무취성이 필요하다는 것이다.[11]
4. 신호 전달
다양한 종들은 성적 신호를 보내기 위해 광범위한 화학 물질을 사용한다. 최초로 화학적 특성이 밝혀진 성 페로몬은 누에나방의 밤비콜(bombykol)로, 1959년에 발견된 복잡한 알코올인 (E,Z)-10,12-헥사데카디엔올이다. 이 물질은 수컷 나방의 더듬이에서 페로몬 결합 단백질에 의해 감지되며, 이 단백질은 밤비콜을 신경 세포의 막에 결합된 수용체로 운반한다.[12]
다른 나방들이 사용하는 화학 물질은 종마다 다르다. 예를 들어, 동부 가문비나무 잎벌레 ''Choristoneura fumiferana'' 암컷 페로몬은 95:5 비율의 ''E-''와 ''Z'' 11-테트라데세날 알데히드를 포함하는 반면, 다른 종의 가문비나무 잎벌레 성 페로몬은 아세테이트와 알코올을 포함한다.[13]
담수 녹조류 ''볼복스''(Volvox)의 성적 발달은 당단백질 페로몬에 의해 시작된다.[14] 이는 알려진 가장 강력한 생물학적 효과 분자 중 하나로, 리터당 10−16 몰과 같은 매우 낮은 몰 농도에서 성적 발달을 유발할 수 있다.[14] Kirk과 Kirk은 체세포에서 열 충격에 의해 성 유도 페로몬 생산이 실험적으로 유발될 수 있음을 보였다.[15]
5. 활용
성페로몬은 해충 관리와 조절에 활용된다. 해충을 끌어들이고 조절이 필요한지 조사하기 위한 표본을 얻기 위해 페로몬 함정이 사용된다. 해충 종의 짝짓기를 방해할 수 있는 더 많은 양의 성페로몬을 방출하여 관리를 할 수 있다. 이로 인해 수컷은 암컷을 찾기 힘들어지고, 그들의 페로몬 신호가 전달되는 것을 효과적으로 막을 수 있으며, 해충을 끌어들여 직접 제거할 수 있다.[18] 예를 들어 가문비나무잎벌레의 조절에 대한 연구는 이 종이 짝짓기 동안 방출하는 페로몬인 E-9-테트라데세닐-아세트산염의 활용에 집중했다.[19]
참조
[1]
서적
The Dog: A Natural History
https://books.google[...]
Princeton University Press
2018-04-03
[2]
논문
Sexual communication
[3]
서적
Insect Pheromones and their Use in Pest Management
https://books.google[...]
Springer
2013
[4]
서적
Pheromones and Animal Behaviour
https://archive.org/[...]
Cambridge University Press
[5]
논문
Balancing sexual selection through opposing mate choice and male competition
[6]
간행물
The reproductive ecology of the oriental beetle, Exomala orientalis (Waterhouse) (Coleoptera: Scarabaeidae)
1997
[7]
서적
Molecular Genetics of Development
1987
[8]
서적
Eros and Evolution: A Natural Philosophy of Sex
https://archive.org/[...]
Addison-Wesley
[9]
논문
Facts, fallacies, fears, and frustrations with human pheromones
2004-10-07
[10]
뉴스
Pheromones are probably not why people find you attractive
http://www.bbc.com/f[...]
2016-05-09
[11]
논문
Human pheromones and sexual attraction
[12]
논문
Sexual attraction in the silkworm moth: structure of the pheromone-binding-protein–bombykol complex
[13]
서적
Pheromone Communication in Moths: Evolution, Behavior, and Application
University of California Press
[14]
논문
The highly efficient sex-inducing pheromone system of Volvox
[15]
논문
Heat Shock Elicits Production of Sexual Inducer in Volvox
1986-01-03
[16]
논문
Behavioral Manipulation Methods for Insect Pest Management
[17]
논문
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[18]
논문
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[19]
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