고대 상어는 음식의 쓴맛을 맛볼 수 있는 능력이 있을 수도 있다

쓴맛에 대한 인식은 적어도 4억6천만 년 전, 즉 경골 척추동물과 연골어류가 분리되기 전 발생한 것으로 추정됩니다. 민들레 잎이나 다크초콜릿을 한 입 먹으면 얼굴이 붉어지는 데에는 그럴 만한 이유가 있습니다. 쓴맛은 잠재적인 음식에 독소가 있음을 나타낼 수 있으며, 동물은 오래전부터 거친 맛을 찾아내는 능력을 연마했습니다. 그러나 쓴맛을 감지하는 능력은 많은 사람들이 추정하는 것보다 훨씬 더 오래되었을 수 있다는 새로운 연구 결과가 나왔습니다.

 

그것은 약 4억6천만 년 전 척추동물에서 처음 진화했을 가능성이 높습니다. 이때 상어와 다른 연골어류가 우리와 같은 뼈가 있는 척추동물로부터 분리되었을 때 연구자들은 과학 학술지에 보고했습니다. 한 쌍의 상어 종에서 확인된 쓴맛 수용체는 우리의 공통 조상이 소유했던 일종의 다목적 쓴맛 탐지기를 반영할 수 있습니다. 이번 연구에 참여하지 않은 캘리포니아 대학교 샌타바버라 캠퍼스의 신경생물학자인 크레이그 몬텔은 "미각 수용체가 얼마나 빨리 변하는지를 고려하면, 이 하나의 수용체가 4억6천만 년 이상 보존되었다는 것은 정말 놀라운 일입니다"라고 말했으며 "그것을 활성화시키는 특정 쓴 화학물질에 반응하는 능력은 정말로 중요할 것입니다"라고 덧붙였습니다.

 

인간과 기타 척추동물은 미각 정보를 뇌에 전달하는 단백질인 미각 수용체 유형2 덕분에 쓴맛을 경험합니다. 그러나 과학자들은 상어나 가오리와 같은 연골 척추동물에서 미각 수용체 유형2를 발견한 적이 없습니다. 이로 인해 많은 사람들은 이러한 수용체가 척추동물의 계통이 분리된 후에 진화했다고 가정하게 되었습니다. 그러나 상어와 기타 연골어류에는 쓴맛 수용체와 밀접하게 관련된 후각 수용체가 있습니다. 그래서 쾰른 대학의 신경생물학자인 시그룬 코르싱은 다음과 같은 의문을 갖게 되었습니다. "쓴맛에 대한 인식은 대부분의 사람들이 믿고 있는 것보다 훨씬 더 오래되었을 수 있습니까?" 이를 알아내기 위해 그녀와 동료들은 다양한 종의 상어, 홍어, 톱상어의 게놈 17개를 조사했습니다.

 

이들 중 12개는 미각 수용체 유형2라고 불리는 쓴맛 수용체와 유사한 미각 수용체를 암호화하는 유전자를 가지고 있었습니다. 연구실에서 연구자들은 대나무 상어와 고양이상어 두 종의 수용체에 대한 유전자를 인간의 신장 세포에 이식한 다음 94가지 쓴 물질에 노출시켰습니다. 여기에는 포도, 땅콩, 크랜베리와 같은 식품에서 발견되는 레스베라트롤과 세계에서 가장 떫은맛 중 하나로 간주되는 용담 식물의 화합물인 아마로겐틴이 포함되었습니다.

 

뮌헨 공과 대학의 분자 생물학자이자 이번 연구의 공동 저자인 마이크 베렌스는 "독일 남부에는 용담 슈냅스라는 리큐어가 있는데, 이 술에는 그 식물의 추출물이 들어있습니다"라며“정말 쓰라린 일입니다"고 말했습니다. 7가지 쓴 물질은 두 상어 모두의 수용체를 활성화했지만, 추가로 4가지 물질은 고양이 상어의 수용체만 활성화했습니다. 이러한 화합물 중 일부는 또한 제브라피시 및 '살아있는 화석' 실러캔스와 같은 경골어류의 수용체를 유발하며, 이들 모두 인간에게 쓴맛을 냅니다. 그러나 호르스트 코르셩은 "이 동물들이 모두 동일한 미각을 경험하는지 여부는 알려지지 않았다고 하며, 적어도 인간에게 물어볼 수는 있지만, 물고기에게 물어보기는 정말 어렵습니다"라고 말합니다.

 

이번 연구 결과는 쓴맛을 감지하는 능력이 이들 그룹이 약 4억6천만 년 전 공통 조상에서 갈라지기 전에 진화했을 수 있음을 시사한다고 저자들은 말합니다.

 

뼈가 있는 척추동물은 여러 종류의 쓴맛 수용체를 진화시켰지만 호르스트 코르셩과 동료들은 상어 게놈에서 단 하나의 미각 수용체 유형2에 대한 유전자를 발견했습니다. 그들은 이 미각 수용체 유형2가 초기의 모든 쓴맛 감지기와 유사할 수 있지만, 아직 다양한 쓴맛 음영을 구별하는 데 특화되지 않았다고 주장합니다. (커피 속물은 그렇지 않았습니다.) 상어의 수용체는 담즙산과 같이 체내에서 생성되는 쓴 물질에 노출되었을 때도 활발해졌습니다. 저자는 이것이 쓴맛 감지기가 단순한 맛보다 더 넓은 역할로 시작되었을 수 있으며 쓴 물질과 관련된 신체 기능을 촉진하는 데 도움이 될 수 있음을 나타냅니다.

 

몬텔은 그 설명이 매우 만족스럽다고 생각하지 않습니다. 최초의 척추동물의 쓴맛 수용체는 내부 또는 외부 물질을 감지한 후 점차적으로 두 가지 모두를 수행하도록 진화했다고 주장합니다. 그는 "아마도 둘 중 하나일 것입니다. 어떻게 즉시 두 가지를 모두 수행할 수 있습니까? 신체 내부와 외부 모두에서 더 넓은 범위의 쓴 화학 물질을 테스트하면 어떤 기능이 먼저인지 명확해질 수 있다"라고 덧붙였습니다. 우한 대학의 생태학자인 자오화빈은 쓴맛이 뼈 척추동물과 연골 척추동물이 분리되기 전에 발생했을 것이라는 논문의 결론에 동의합니다.

 

그러나 상대적으로 밀접하게 관련된 두 상어의 수용체가 많은 동일한 쓴 화합물에 반응했다는 사실은 놀라운 일이 아니라고 자오는 말합니다. 그는 톱상어와 같은 더 많은 종의 쓴맛 수용체를 사용하여 실험을 실행하여 동일한 결과가 나오는지 확인하기를 원했습니다. 그렇다면 조상의 쓴맛 수용체가 실제로 상어의 미각 수용체 유형2와 유사하다는 것이 더 확실해졌습니다. 코르싱은 어느 정도 불확실성이 항상 남아 있음을 인정하며 "나는 이것이 조상 '수용체'라는 것에 내 영혼을 걸지 않을 것입니다"라고 말했습니다.

 

그녀는 이번 결과에 대해 "우리가 한 일은 훌륭했습니다. 5억 년 된 상어 화석을 발굴해 유전자를 추출할 수는 없습니다"라며 덧붙였습니다.