1. 개요
단위생식(單性生殖) 또는 처녀생식(處女生殖)은 남성 정자에 의한 수정 없이 배아가 성장, 발달하는 것이다. 여성 난자의 염색체가 극체(Polar Body)와 결합하여 두벌이 되어 수정란이 되는 형태로 일어난다.[1] 영어 parthenogenesis는 그리스어로 '처녀' + '생성'이라는 뜻이다.2. 특성
자연계에서 몇몇 종에서 일어나는데 일어나는 종에는 몇몇 식물, 무척추동물(물벼룩, 새우 등 갑각류, 진딧물, 벌, 개미 등 곤충, 전갈 및 절지류), 척추동물(몇몇 파충류, 물고기, 아주 드물게는 조류, 상어 및 어류) 등이 있다.단성생식은 무성생식처럼 종을 빨리 번식할수 있지만 모체의 유전자가 그대로 전해지면서 유전병 및 환경변화에 매우 취약하므로, 유성생식을 하여 암수의 유전자를 서로 섞을 수 있다면 굳이 자기 혼자서 자손을 만들려고 하지는 않는다.
일부 종은 단성생식으로 성장속도가 매우 빠른 아들을 낳아 근친상간한 뒤에야 제대로 된 아들 또는 딸을 낳는다. 그 아들은 교미가 끝난 뒤 엄마의 밥이 되어 생을 마감한다.
그렇기 때문에 유성생식의 단점을 보완하면서도 유전적 다양성을 유지하기 위해서 환경이 종의 생존에 유리할 때에는 단성생식을 통해 마치 무성생식을 하는 생명체들처럼 급격하게 수를 불리고, 반대로 환경이 종의 생존에 불리한 때에는 유성생식을 통해 유전적 다양성을 유지하는 생명체들도 존재한다.
인위적으로 발생시킬 수도 있는데, 난자를 체외성숙(IVM)한 뒤 전류를 흘려주면 정자가 들어온 줄 착각해서 스스로 분열을 시작한다.
황우석이 배아줄기세포라고 만든 것들 중 몇몇이 단성생식이 된 것으로 추측된다. 연구노트가 유실되어 확신은 불가능하다.
식물은 좀 더 복잡하다. 꺾꽃이, 잎꽃이, 비늘줄기, 둥근줄기, 괴경, 포복경, 지하경, 측지, 분열, 주아 등으로 단성생식이 가능하다 하지만 이는 영양생식이라는 것이고, 엄밀하게 말하는 단성생식은 Apomixis라고 하며 식물 중 드물게 존재한다.
3. ZW형 성 결정 타입
예컨대 코모도왕도마뱀은 인간과 달리 수컷이 ZZ, 암컷은 ZW 염색체를 가지고 있다. 만약 수컷이 없는 상태라면 암컷은 Z 혹은 W 염색체만 들어있는 알을 낳는데, Z만 들어있는 알은 스스로의 유전자를 복제해 ZZ의 수컷 도마뱀으로 발달한다. 반면 W만 있는 알은 WW로 자가복제까진 이루어져도 결국 수정되진 않는다. 요약하면 수컷이 없으면 암컷이 수컷을 낳는다. 동물학에서는 이러한 성 결정 방식을 ZW형 성 결정타입이라고 한다.4. 단성생식을 하는 생물
단성생식에만 의존- 뉴멕시코채찍꼬리도마뱀(Aspidoscelis neomexicanus) - 모든 개체가 암컷밖에 없다.
- 마블가재 (Marmorkrebs) - 모든 개체가 암컷밖에 없다.
- 바베이도스실뱀 - 모든 개체가 암컷밖에 없다.
- 사가 페도 - 단성생식을 통해 암컷만 태어난다.
- 아마존 몰리(Poecilia formosa) - 모든 개체가 암컷밖에 없다. 다만 번식을 위해서는 다른 종의 수컷과 교미를 해서 난자가 자극을 받아야 한다.
단성생식과 유성생식을 같이 사용
- 그물등개미, 노란꼬마개미 - 단성생식으로 수개미 없이 처녀생식으로 번식한다.
- 대벌레 - 대부분의 대벌레는 단성생식을 통해 암컷만 태어난다. 드물게 짝짓기를 통해 수컷이 태어난다.
- 물벼룩 - 일반적으로 물벼룩은 단성생식을 한다. 다만 주변 환경이 영 좋지 않을 경우, 수컷을 만들어 유성생식을 한다.
- 붕어 - 수컷 없이 다른 물고기의 정자의 자극을 받아 알을 부화시킬 수 있다. 그래서 드물게 교잡이 태어나기도 한다.
- 전갈 - 일부 전갈들은 짝짓기도 가능하고 단성생식도 가능하다. 예) 브라질노란전갈, 티티우스 스티그무루스, 호텐토타 호텐토타
- 조밥나물 - 단성생식을 하는 특성 때문에 그레고어 멘델의 실험을 엉망으로 만들어 버린 예가 있다. 자신이 발견한 유전 이론을 폐기할까 생각할 정도였다고 한다.
- 흰개미 - 종마다 다르나 많은 종들의 여왕이 단성생식을 한다. 부화한 새끼는 필요에 따라 일개미가 되기도 하고 병정개미가 되기도 하며 여왕개미가 되기도 한다. 계급은 동료의 페로몬에 영향을 받아 결정되기 때문에 자라서 뭐가 되는 상관 없긴 하다. 국내 흰개미는 규모 확장을 위해 주로 여왕이 된다고 알려져 있다.
단성생식 사례가 발견
- 연골어류
- 귀상어, 까치상어, 흑기흉상어 - 암컷만 있는 수족관에서 새끼가 태어난 사례가 있다. 매우 드물게 단성 생식을 한다.
- 작은이빨톱가오리 - 플로리다에서의 조사 결과 3% 정도의 개체가 단성생식으로 태어났음이 확인되었다.
- 바퀴벌레 - 홋카이도대학의 연구결과 15마리의 암컷을 격리시켜두니 단성생식으로 오랜시간 생존했다고 한다. 귀상어와 비슷하게 드물게 단성생식을 하는 케이스.
- 볏도마뱀붙이, 가고일도마뱀붙이, 리치도마뱀붙이 - 사육자와 브리더들 사이에서 암컷 혼자 유정란을 낳고 부화한 사례가 간혹 들린다.
- 악어 - 최근 한 동물원에서 사례가 밝혀진 적 있다. 새끼의 유전자는 약 99.9%가 완전히 어미의 유전자와 일치했으며, 완벽한 배아로 성장했으나 부화는 하지 못했다고 한다.
- 캘리포니아콘도르 - 2021년 11월 각 개체의 유전자 검사를 하다 암컷과 유전정보가 동일한 개체가 확인되었다.#
- 코모도왕도마뱀 - '암컷이 수컷으로 변하기도 하며 심지어 암컷이 유정란을 낳는다.
- 오네이트왕도마뱀 - 2008년 10살짜리 암컷이 혼자 유정란을 낳은 사례가 있었다.
- 가오리[추정][3] - '최근 미국의 수족관에서 한 암컷 가오리가 수컷 가오리없이 임신을 하였는데. 이를 단성생식으로 추정하고 있다.#