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가축 소, 야생소보다 뇌가 작아진다 - 가축의 뇌 야생 조상에 비해 25% 더 감소 - 사이언스, 취리히 대학 연구 논문 소개
  • 기사등록 2021-06-12 15:19:07
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거의 모든 가축들은 야생의 같은 종에 비해 더 작은 뇌를 가지고 있다. 인간이 필요로 하는 것들 즉, 소비의 대상이거나 애완의 대상인 동물에서 뇌의 크기는 더 감소한 것을 볼 수 있다. 돼지는 약 34%, 양은 약 24%, 개는 약 29% 그리고 고양이는 24%의 감소를 보이며, 다른 몇 종에서는 2배 이상 작다고 한다. 과학저널 사이언스에 8일 게재된 흥미로운 논문과 관련 기사를 요약 소개한다.


[특별기고 – 이병천 서울대 수의과대학 교수]


야생 멧돼지를 가축화된 돼지와 비교해 보면 돼지가 멧돼지보다 머리와 뇌가 더 작을 수 있다는 사실 등 몇 가지 주요 차이점을 발견할 수 있다. 과학자들은 수십 년 동안 양, 돼지, 고양이, 개와 같이 길들여진 동물들이 야생의 같은 종보다 두뇌가 작다는 것을 알고 있었는데, 이것은 과학용어로 ‘가축화증후군’의 하나이다.

가축으로 사육된 동물의 뇌가 작은 이유는
이번에 소의 다양한 품종별 뇌 크기에 대한 첫 번째 대규모 연구는 예기치 못했던 새로운 측면을 보여준다: 인간과 더 많은 상호작용을 하는 품종은 더 독립적인 삶을 사는 품종보다 더 작은 뇌를 가지고 있는 것으로 밝혀졌다. 

우리가 키우는 소는 약 1 만년 전 중동의 오록스(aurochs)라고 불리는 들소(bison)에서 처음 가축화 되었고, 이후 돼지, 양, 염소를 포함하는 동물들을 사람들이 가축으로 사육했다. 약 400년 전에 멸종된 오록스의 뇌의 크기를 알기 위해 오록스와 가축화된 후손들의 뇌를 비교했다. 

취리히 대학의 고생물학자인 발카셀 연구팀은 유럽 전역의 박물관에 소장된 13개의 오록스 두개골과 오록스 후손 암수 317마리의 두개골을 CT 촬영했다. 또한 전 세계 박물관의 71종의 다른 소 품종을 조사했다. 연구팀은 두개골의 비경(muzzle) 너비를 측정하여 전신의 크기를 추정했다.

그림 1. 사이언스지 기사(출처; https://www.sciencemag.org/news/2021/06/)와 연구팀이 발표한 논문(출처; Balcarcel AM, Veitschegger K, Clauss M, Sachez-Villagra MR. 2021. Intensive human contact correlates with smaller brains: differential brain size reduction in cattle types. Proc. R. Soc. B 288: 20210813. https://doi.org/10.1098/rspb.2021.0813).

공포, 불안, 공격성 조절 부위가 수축
연구팀은 CT 촬영된 영상을 분석하여 야생 소와 가축화된 소의 평균 뇌 크기를 신체 크기에 비례하여 계산했다. 그 결과, 가축화된 동물들이 야생의 조상에 비해 약 25% 더 작은 뇌를 가지고 있다는 사실을 발견하고 영국왕립학회보에 발표했다. 

연구팀은 얻은 자료를 토대로 야생 소와 길들여진 소를 비교하는 것에서 더 나아가 품종 역시 비교할 수 있다는 것을 알게 되었다. 연구팀은 가축을 키우는 주된 목적에 따라 멸종되고 살아있는 품종을 다섯 영역으로 분류했다: 야생, 투우, 공원 소(park cattle, 방목장에서 애완동물처럼 사는 소를 칭함), 육우, 그리고 젖소이다. 영역별로 연구팀은 품종의 뇌 크기를 추정하고 패턴을 찾았다. 

연구팀은 공격성을 키우기 위해 사육되고, 링 안에서 싸우며 밖에 있는 인간과의 상호작용이 거의 없는 경향이 있는 투우 품종 영역의 뇌 크기가 소의 조상인 야생 오록스의 뇌 만큼 크다는 것을 발견했다. 사람과의 접촉이 비교적 적은 공원 소도 비교적 큰 뇌를 가지고 있었다. 그러나 육우는 뇌가 훨씬 작고, 우유를 생산하기 위해 농부와 밀접하게 접촉하고 친밀하게 사육되는 젖소들은 소의 품종들 중에서 가장 작은 뇌를 가지고 있었다. 

그림 2. 소의 조상인 야생소 오록스, 투우, 육우 및 젖소(유우)로 갈수록 뇌가 작았다(출처;  https://doi.org/10.1098/rspb.2021.0813)

뇌의 공포, 불안 그리고 공격성을 조절하는 부위가 수축된 유전자를 지니는 더 온순한 육우와 유우를 농부들이 선택했을 것으로 연구팀은 생각하고 있다. 그 결과로 인간 접촉이 가장 많은 품종의 두뇌가 더 작아지게 되었다는 것이다. 연구팀은 "이번 연구에서 분석한 여러 특정한 소의 품종이 약 200년 밖에 차이가 나지 않는 것이기에 뇌 구조에 대한 이러한 변화는 비교적 빠르게 일어날 수 있다"고 주장했다.

사람과 접촉 많을수록 뇌의 크기 작아져
하버드 대학의 진화 생물학자인 에릭 헤흐트(Eric Hecht)는 이번에 광범위한 분석을 통한 새로운 연구 결과는 가축화가 동물의 뇌에 어떤 영향을 미치는지 이해하는 데 중요한 자료라고 말했다. 그는 "가축화되는 동안 뇌의 변화에 대한 우리의 이해는 아직 초보적 단계에 있지만 이 연구는 미래에 이루어질 뇌와 행동 관련 연구를 위한 흥미로운 방법을 제시하고 있다‘ 고 말했다. 그러나 연구자들이 구체적으로 소의 지능을 측정하지 않았기에 그들의 작은 뇌가 온순한 소의 지능에 어떠한 영향을 미치는지에 대해서는, "미래의 연구를 통해서만 알 수 있다"고 헤흐트는 말했다. 

같은 동물이라 하더라도 가축화 된 것에 비해 야생 상태의 동물에서는 뇌의 크기가 감소하는 양상은 행동 선택의 양상과 명확한 상관관계를 보여준다. 싸움과 공격적인 기질을 위해 사육되는 투우는 젖소보다 두뇌가 훨씬 크다. 이 결과는 온순함을 위한 선택, 포식자의 부재 및 사람으로부터 먹이 환경의 제공 등 기본적인 특징들 사이의 상호 작용이 뇌 크기의 차이에 영향이 있다는 것을 보여줬다. 

이를 뒷받침하는 해부학적 연구에 의하면 뇌 전체의 크기가 감소하는 것은 주로 대뇌변연계(limbic system)의 감소로 인한 것인데 뇌에서 변연계는 공포, 반응성 및 공격성 처리를 담당하는 영역이다. 그러므로 가축화되고 사람과 접촉이 많을수록 진화론적으로 뇌의 크기가 작아진다는 것이다.

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