돼지를 아시나요?

회식을 할 때 마다 빠지지 않는 터줏대감 삼겹살을 생각하시나요? 아니면 지저분하고 더러운 동물, 이도 아니라면 부와 행운의 상징인 돼지 저금통이 떠오르시나요? 우리가 잘 알고 있다고 생각하지만 막상 잘 모르는 돼지에 대해서 알아보겠습니다.

학명으로는 Sus scrofa domesticus 라고 합니다. 좀더 달리 말하자면 가축화된 멧돼지(Sus scrofa)이죠. 한자로는 돈(豚)이라고 하죠. 전 세계적으로 약 8~9억 마리가 사육되고 있습니다. 사람이 약 50억이라고 하면 사람 숫자의 1/5이 지구상에 존재한다고 보면 되겠습니다. 사람과는 무척 친밀하고 가까이 있는 동물입니다.

먼저 돼지의 어원을 알아보겠습니다. 돼지의 기원은 돌에서 시작합니다. 어미돌이죠. 돌의 새끼를 도아지라고 했고 이것이 발전하여 도야지, 돼지로 발전한 것입니다. 송아지, 망아지, 강아지와 같은 새끼를 의미합니다. 우리가 흔히 부르고 있는 돼지는 돌의 새끼입니다. 돼지 새끼를 말하는 것이죠.


[출처 : 동아일보]

돼지꿈은 용꿈에 이어 길몽으로 해몽되는데 돼지 꿈을 꾸면 복권을 사기도 하고 로또방으로 향하게 하는 근거없는 기대의 원흉이 되기도 합니다. 또한 장사를 하는 집이나 개업을 하는 곳에서는 돼지머리를 올리고 부를 기원하는 고사를 올리기도 합니다. 이는 돼지가 한자로 돈(豚), 우리가 좋아하는 돈(金)과 같아서가 아닐까 합니다.

돼지는 약 1만년전(9천년전) 인간의 손에 길들여짐으로써 야성의 힘과 민첩함을 잃어버리고 게으르고 우둔하며 온순한 동물로 인식되고 있습니다. 개와 양에 이어 인간에 길들여진 세번째 가축으로 개와 마찬가지로 주인과 낯선 사람을 구별할 줄 알고 최근에는 컴퓨터도 사용합니다. 하지만 여전히 우매한 동물로 치부되기엔 마찬가지입니다. 하지만 돼지는 개와 돌고래에 견줄만큼 매우 영리하며 깔끔한 것을 좋아합니다. 돼지는 땀샘이 발달하지 못해서 체내의 수분이 소변으로 배설되기 때문에 항상 주변이 습기가 차고 더러운 경향을 보이지만 배설 장소를 따로 만들어주면 배설물이 있는 곳의 냄새를 맡고 그 장소에서만 배설하며, 누울 곳은 항상 깨끗하게 유지합니다. 우리가 알고 있는 것과는 거의 정반대죠. “똑똑하고 깨끗한 동물, 돼지”, 꼭 기억해 주세요.

돼지에 대한 또 다른 면모를 알아보겠습니다.

돼지의 조상인 멧돼지는 야생에 있을 때 포수의 화약 냄새를 수 리에서 수십 리 밖에서 인지하고 멀리 도망간다고 합니다. 포수의 엽총 화약 냄새를 몇 리 밖에서 식별하고서 멀리 달아나 버리는 것이죠. 그래서 산에 올랐을 때 멧돼지에 대한 응급처치 요령으로 우산이나 화약을 지참하라고 합니다. 우산은 갑자기 덩치가 큰 뭔가가 나타나서 순간적으로 놀라서 움츠러들어 방비할 시간을 주는 것이고 화약은 멧돼지가 싫어하는(두려워하는) 냄새이기 때문입니다. 돼지도 살아야 하니까요.

송로버섯의 모습 [출처: 위키피디아]


송로버섯을 이용한 음식 [출처: 위키피디아]

송로버섯을 아세요?
아마 대단한 미식가라면 알고 있을 수 있겠죠.(하지만 아직 먹어보지는 못했습니다. 그나마 자연산 송이버섯은 자주 먹어봤다는 것만으로 위안삼으려 합니다) 거위의 간 푸아그라, 철갑상어의 알 캐비어과 함께 세계 3대 진미라 불리우는 바로 송로버섯(truffle)입니다. 송로버섯은 블랙과 그 보단 열 배쯤 더 가치가 있는 화이트로 구별됩니다. 지구서 나는 자연산 음식 중 가장 비싼 버섯이죠. 맛 보다는 향기를 위한 음식으로 그 향미는 천국의 냄새라 합니다. 그 향기가 말로 형용할 수가 없으며 그 향기에 빠져들면 행복하고 그 느낌을 절대 잊지 못한다고 합니다. 일종의 마약이라고 할 수가 있습니다. 가격이 얼마냐구요? 2007년 마카오의 억만장자 스탠리 호가 1.5kg짜리 화이트 트러플을 33만달러에, 1.08kg은 20만 달러, 2010년 900g과 400g 짜리 두 개를 역시 33만 달러에 구입하였습니다. 대충 따져보면 1g당 220달러. 금 3.75g에 22만원이니까 가격이 대충 짐작되시죠?

이렇게 “땅 속의 다이아몬드”라 불리우며 외국에서 최고의 향미로 칭송받고 있는 송로버섯은 지상이 아닌 지하(5~40cm)에서 자라기 때문에 사람이 육안으로는 거의 찾기 힘듭니다 이 버섯을 찾는 과정을 트러플 헌팅이라고 하는데 사람이 찾을 수는 없고 동물을 이용하는데 그 동물이 바로 개와 돼지입니다. 개의 후각이 뛰어난 것은 주지의 사실로 알고 있지만 돼지는 다소 의외입니다.

개는 익히 알려진 바와 같이 과자를 주면서 훈련을 시켜 이용하고, 돼지는 그 자체 그대로 이용합니다. 돼지를 이용한 트러플 헌팅에서는 암퇘지가 이용됩니다. 트러플에서 발생하는 냄새가 마치 돼지 수컷의 발정기에 나타나는 호르몬 냄새(sex hormone)와 비슷하여 암퇘지가 거의 미친 듯이 달려들기 때문이죠. 즉 트러플에서 발생하는 향미가 수퇘지의 성적인 유인물질과 흡사하여 암퇘지를 이용하는 거죠. 그런데 암퇘지가 버섯을 발견하게 되면 극도로 흥분하여 주둥이와 발굽으로 헤집어 찾아내는데 이때 사람이 돼지를 저지해야만 합니다. 왜냐하면 육중한 체구를 이용하여 즉석에서 먹어 치워 버리기 때문입니다. 그러나 의외로 똑똑하여 버섯을 못 찾은 척 하다가 나중에 혼자 가서 먹어버리기도 한답니다. 하지만 개는 돼지만큼 버섯을 좋아하지 않을 뿐더러 대신 칭찬, 과자같은 보상에 길들여져 개를 많이 이용하는 추세라고 합니다.

여기서 중요한 포인트가 있습니다. 바로 돼지의 후각 능력입니다. 수십리 밖에서 화약 냄새를 맡거나 땅 속에 숨겨진 트러플을 찾아 내는 그 후각 능력말입니다. 돼지의 후각 능력은 인간의 약 2000배에 해당한다고 알려져 있습니다. 왜일까요? 우리가 몰랐던 돼지의 후각 능력, 이제 그 비밀을 알아보고자 합니다.

2012년 국내 연구진과 외국 연구진이 공동 연구하여 돼지의 유전체를 분석하여 네이처지에 그 내용을 발표하였는데 그 분석 내용을 보면 “돼지의 후각은 개보다도 뛰어나다!” 입니다. 정확히 그 정도는 표현할 수 없지만 돼지의 재발견이라고 해도 좋을 것 같습니다.
네이처 표지 [출처: 네이처]



[물론 저 국내 연구진에 저도 들어가 있습니다. 처음에 잘 찾지도 못했네요.] 




앞서 돼지의 후각 능력이 뛰어 나다고 하였는데 먼저 후각이란 무엇인지 알아보겠습니다. 후각은 우리가 냄새를 맡는 감각입니다. 물론 감각 세포 중 후각 감각 세포가 이러한 역활을 담당하고 있습니다. 냄새를 가진 분자가 공기 중에 떠다니면 이 냄새 분자가 콧구멍으로 들어와 콧구멍 안을 덮고 있는 점액에 녹고 이를 후각 수용기라고 하는 부분이 인식해서 뇌로 전달해줍니다. 그럼 뇌가 적절히 정보를 정리해주는 것이죠. 맛있는 냄새, 향기롭다, 역겹다 등의 과학적 정보와 감정적 정보를 주게 됩니다.

[출처 : 네이처] EMBO reports (2007) 8, 629 - 633 doi:10.1038/sj.embor.7401029

사람의 경우 약 500 만개의 수용체가 약 1,000 개의 다른 냄새를 구별할 수 있습니다.
냄새의 숫자는 어마하게 많지만 냄새의 유형은 사실 그리 많지 않습니다. 냄새는 보통 매우 적은 농도의 화학적 화합물에서 발생하는데 이는 향수와 같이 기분 좋은 냄새도 있지만 부패 등 기분 나쁜 냄새도 있죠. 산업적으로 음식/화장품 업체와 같이 기분 좋은 냄새(향기)를 이용하는 경우도 있지만, 사람과의 관계나 커뮤니케이션에 나쁜 영향을 주는 경우도 매우 많습니다. 예를 들면 발냄새, 암내, 땀냄새 등 말이죠. 냄새란 상당 부분 개인적인 면과 관계가 깊습니다. 냄새를 맡고 해석하는 과정은 과거의 경험, 성별, 건강상태, 개인의 경험에 따라 상당히 다르게 나타나기 때문입니다. 특히 동물에 있어서 무의식적인 위험경고, 짝 짓기, 음식 찾기, 포식자 탐색 등 다양한 분야에 이 후각 능력을 이용합니다. 물론 생존적인 면이 가장 크겠죠. 인간에 있어 이러한 후각 능력은 더 복잡한데 건강, 이성교제, 독성물질, 음식의 섭취, 감정 전달, 의사소통 등 모든 분야에 고려되는 중요한 요소입니다. 사실 이것은 다른 어떤 외부의 자극보다 기억에 연관되어 있기 때문입니다. 음식을 섭취할 때 부패했다거나 질병을 일으킬 수 있는 위험이 있다거나 할 때 보통 기억 속에 잠재된 냄새로 그것을 판단하게 됩니다. 음식이나 음료의 냄새가 코의 후각을 통해 인지되어 지고 후각 감각세포가 그 징후를 받아 들임으로써 그것을 먹을지 말지 결정하게 됩니다. 이러한 원칙은 해롭거나 혹은 이롭거나 한 모든 물질에서 그 판단 기준이 되는 것입니다. 그래서 후각(코)은 “뇌의 오랜 연인” 이라고도 합니다.

독일 드레스덴대 연구팀에 의하면 후각 능력이 떨어지는 남성이 후각 능력이 뛰어난 남성에 비해 연애 횟수나, 연애 능력이 떨어진다는 사실을 밝혔습니다. 후각은 사람의 감정을 불러일으키거나 오랫동안 유지시키는 결정적인 역활을 한다고 합니다. 과학적으로도 후각 능력이 떨어지면 모험심이 줄어들고 타인과 소통하거나 평가하는데에도 어려움이 있다고 합니다. 후각이 삶을 살아가는데 있어 알게 모르게 상당한 영향을 끼친다는 거죠.

사람의 기억에 남는 것은 미각이 아니라 후각이 더 많은 영향을 주고 있답니다. 모 광고에서 “낯선 여자에게서 내 남자의 향기를 느꼈다.” 처럼 어깨를 스치며 지나가는 여인의 냄새에서 내 남자의 기억을 되살리고 있는 것이죠. 냄새를 통해 누군가를 기억하거나, 냄새를 통해 누군가에게 호감 또는 혐오감을 느끼는 것입니다. 이는 후각 감각 신경세포가 기억과 감정, 인지와 관련된 뇌의 영역, 예로 대뇌 피질이나 변연계에 속해 있는 해마, 편도체 같은 곳에 서로 신경으로 연결되어 있기 때문입니다.

이런 냄새를 맡기 위해서는 우리의 후각 능력이 절대적으로 중요합니다. 후각 능력은 크게 두 부분으로 나누어 볼수 있는데.

1) 외부 자극을 받아들여 신경 세포의 전기적 신호로 바꾸는 말초적인 면

모든 신호를 받아 중추신경계에서 처리하는 중추적인 면입니다. 여기서 말초적인 면은 후각 감각세포(Olfactory receptor)와 상당 부분 깊게 관련되어 있는데 코를 통해 흡입된 냄새 물질에 반응하는 능력에 따라서 후각능력이 좌우됩니다. 앞서 간단히 냄새 맡는 과정을 언급하였지만 좀 더 생물학적으로 정리하자면 다음과 같습니다.

냄새 물질은 코 내부의 후각 상피와 접촉하는데 후각 상피에는 수많은 후각 감각 세포가 들어 있고 이들은 원래 있던 냄새에서 새 냄새를 구별하고 그 냄새의 농도를 결정합니다. 이 세포들은 후각 상피 내의 후각 감각 신경으로 이어져 있으며 감각 세포가 받아 들인 신호를 뉴런의 전기적인 신호로 바꾸어 주는 역활을 합니다. 이 전기적 신호는 말초 신경계인 후각 신경을 따라 전달되고 이 신경이 중추 신경계로 전달되고 이 때 뇌가 여러 정보를 토대로 우리가 반응해야 할 결과를 알려줍니다. 이것이 일반적인 냄새를 맡는 과정입니다.

사람에게는 500만개, 토끼 1억개, 개는 2억2천만개의 후각 감각 수용체를 가지고 있습니다. 사람의 경우 적은 수용체 수에도 불구하고 다른 포유류보다 냄새를 잘 구별할 수 있는 것(물론 능력이 뛰어나다는 의미는 아닙니다)은 높은 뇌의 메카니즘과 연결되어 있습니다. 물론 사람의 시각 능력과도 전혀 무관할 수 없습니다. 하지만 우리가 짚고 넘어가야 할 중요 포인트는 후각 감각 세포에 있는 수용체, Olfactory receptor입니다. 우리말로 번역하자면 후각 수용체, 후 수용기 라고 합니다. 외 수용기-접촉 수용기-화학 수용기로 재분류 할 수 있습니다.

후각 수용체(Olfactory receptor)는 냄새를 인지하고 반응하는데 이용되는 신경 세포의 일부입니다. 사실 이 수용체가 수 천 가지의 냄새를 인지하는데 결정적인 역활을 하는 것입니다. 이 수용체는 7 transmembrane domain을 가지고 있는 GPCR(G-protein coupled receptor)의 일종으로 약 200년 전에 설치류에서 처음 발견되었습니다. 또한 유전자 영역이 매우 잘 보존되어 있죠. (이 유전자의 구성 중 3/4은 tripodal metal ion binding site를 가지고 있습니다. 그러나 아직까지 이 유전자의 명확한 구조가 밝혀지지는 않고 있습니다. Metalloproteins가 OR(Olfactory receptor) 핵심이라는 설이 있으나 최근에는 양자 간섭 메커니즘을 통해서 분석한 결과 구조적 모티프보다는 분자의 다양한 진동 에너지 수준을 감지함으로써 인식한다는 설이 더 인정받고 있습니다. 이 OR(Olfactory receptor) 유전자는 포유 동물에서 매우 큰 패밀리 유전자입니다. 유사 기능을 하는 유전자가 종 내에 많다는 말이죠. 복어에서는 약 44개, 녹색복어에서는 42개가 발견되었습니다. 쥐에서는 약 1,200개가 발견되었죠. 물고기는 약 100개정도를 가지고 있고 인간은 약 350여개를 가지고 있습니다. 그럼 이쯤해서 돼지는 궁금하지 않으신가요? 몇 개나 존재하는지. 몇 개나 존재해서 돼지가 후각 능력이 뛰어 난지 말입니다.

자. 그 비밀을 밝혀드리도록 하겠습니다. 답은 1,113개 입니다. 물론 이것이 실험적으로 완전히 증명된 것은 아니지만 in silico 상으로 분석했을 때 나타나는 결과입니다. 돼지 유전체 Sscrofa10.2 버전(전체 유전체의 99.9%)으로 분석한 결과입니다. 이 버전은 Nature지에 발표되었던 버전과 동일합니다. 이 유전체 어셈블리 버전에서 OR 유전자 관련해서 1,301개를 밝혀냈습니다. 기능 유전자 1,113개, 슈도진 188개입니다. 염색체별 분포도를 보면 다음과 같습니다. 전체 16개 염색체에서 46영역에서 이들 유전자가 발견되었습니다.
 
보시는 것처럼 염색체 2번과 7번, 9번에서 가장 많이 발견되었습니다. 물론 pseudogene(188개)이 많이 포함되기는 합니다. 좀 더 자세히 테이블로 정리해 보았습니다.
다음은 각 종별 OR 유전자의 분포입니다. 의외로 닭이 82개입니다. 인간은 388개, 개는 872개, 생쥐가 1, 037개, 쥐가 1,201개, 돼지는 1,113 개입니다. 이제 돼지가 개보다 냄새를 더 잘 맡을 수 있다는 이야기에 공감이 가시나요? 물론 이 유전자가 많다고 냄새를 다 잘 맡지는 않겠지만 가능성은 훨씬 높아지죠. 이 유전자가 좀 더 많은 종류의 냄새를 구분해 낼테니까요. 더불어 쥐도 냄새를 무척 잘 맡는 동물에 속합니다. 쥐도 무시하지 마세요.

위의 돼지 관련 후각 감각 세포 분석 내용은 아래 보이는 논문에서 2012년 출판 (BMC Genomics) 되었습니다. 아쉬운 것은 논문을 쓸 당시엔 4.3점대 였는데 출판시점에 4.07점대로 주저 앉았습니다. 아뿔싸!! 그렇지만 이 내용으로 인해 Nature에도 잠시 이름을 얹었습니다.


우리가 막연히 알고 있던 “돼지가 냄새를 잘 맡는다”는 말을 들었을 때 “설마 돼지가?”하고 반문 할 수도 있습니다. 그러나 돼지의 외형적인 모습을 보면 후각이 잘 발달되어 있다는 느낌은 지울수가 없습니다. 물론 돼지 유전체 분석을 통해 그 근거도 증명했습니다.

지난 2년간 돼지 유전체 분석을 통해 돼지의 OR유전자는 1,113개이고 pseudogene 수가 188개로 상대적으로 많은 유전자들이 기능을 잃지 않고 있다는 것을 보여주는 내용입니다. 후각이 민감한 동물일수록 그 세포의 수가 많고 또한 냄새는 다종다양하므로 여러 유형의 세포가 필요하기 때문입니다. 인간은 단 388개의 유전자가 OR 관련 유전자입니다. 이는 근연관계로 볼 때 쥐(1,200개)와 확연한 차이가 존재합니다. 이는 인간이 시각능력과 지적 능력이 발달함에 따라 후각 능력은 점차 퇴화한 것으로 보여집니다. 예전 어느 논문에서인가 컬러를 구분하는 능력과 지적 능력 때문에 우리의 후각 능력이 현저히 떨어지고 있다는 설을 접한 적이 있습니다.

물론 좀 더 깊은 연구는 심리학, 공학, 향수 업계의 기밀, 생물학 등을 기반으로 하는 이어집니다. “냄새의 과학”은 진화론과 동물행동학, 신경과학, 생화학 등을 아루르는 새로운 영역이기에 그 내용은 배제하려고 합니다. 기회가 된다면 정말로 “냄새의 과학”에 대해서 정리해보도록 하겠습니다.

지금까지 우리가 의외로 생각했던 돼지의 후각능력, 그 능력은 단순한 설이 아니라 과학적으로도 근거가 있는 사실이었습니다.

Posted by 人Co