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안녕~! 우린 쌍둥이야(쌍둥이야~)! 선생님이나 친구들이 자꾸 이름을 바꿔 불러. 너희가 보기에도 우리가 구별하기 힘들 정도로 똑같이 생겼니? 우리가 보기엔 서로 다르게 생겼다고 생각하는데 말이지. 게다가 좋아하는 것도, 성격도 조금씩 다르다구(다르다구~)! 그런데 쌍둥이면 완전히 똑같아야 하는 거 아니냐고? 다른 듯 같고, 같은 듯 다른 우리 둘! 쌍둥이들은 뭐가 같고 뭐가 다른지 쌍둥이인 우리가 직접 알려 주지(알려 주지~)!

일란성 VS 이란성, 핵심은 난자의 개수!

쌍둥이도 시작은 너희들과 똑같아(똑같아~). 엄마의 난자와 아빠의 정자가 만나 만들어진 작은 수정란에서 시작되었지. 수정란이 점점 분열하고 성장하면서 생명체가 되는 거거든. 그런데 엄마의 뱃속에서 생명체 두 명이 동시에 자라면 쌍둥이가 되는 거란다. 쌍둥이는 두 가지로 구분이 돼. 일란성 쌍둥이와 이란성 쌍둥이!

그렇다면 일란성과 이란성 쌍둥이는 뭐가 다를까? 가장 큰 차이점은 난자의 개수야(난자의 개수야~)!
 

이란성 쌍둥이, 엄마는 키가 크다?

이란성 쌍둥이를 결정하는 특정한 유전자가 있대. 이 유전자를 갖고 있는 사람은 FSH(난포자극호르몬)의 양이 일반사람들보다 훨씬 많다는군. FSH는 뇌하수체에서 나오는데, 난자를 갖고 있는 세포인 ‘난포’를 자라게 하는 역할을 하지. 이 호르몬이 많으면 한 달에 두 개의 난자를 내보내는 경우가 생기고 이 난자들이 둘 다 정자와 만나 수정해서 자라면 이란성 쌍둥이가 된단다.

그런데 이 유전자를 갖고 있다고 해서 모두 이란성 쌍둥이를 낳는 건 아니야. 단, 엄마의 키가 클수록 확률이 높대. 미국의 과학자의 조사에 따르면 이란성 쌍둥이를 출산한 여성의 평균키가 일반 여성보다 3㎝나 더 크다는 사실이 밝혀졌지. 이란성 쌍둥이 친구들은 엄마의 키가 얼마나 큰지 한번 재 보는 건 어때?

하나의 난자에 두 개의 정자가 수정될 수 있을까?

수정란이 만들어지기까지 하나의 난자를 쟁취하기 위해 수많은 정자들이 경쟁을 한다. 정확하게 난자를 찾고 빠르게 파고들어 결합하는 하나의 정자가 승리하는 것이다. 그렇다면 두 개의 정자가 수정되어 쌍둥이가 될 수는 없을까? 정답은 ‘될 수 없다’! 두 개 이상의 정자가 동시에 난자에 들어가는 것을 ‘다정자 수정’이라고 한다. 이 경우 정상적인 사람의 염색체 수인 46개보다 많아지기 때문에 아기로 자라지 못하고 자연유산이 된다.

데칼코마니 일란성 쌍둥이

일란성 쌍둥이는 같은 수정란에서 나온 만큼 많은 것이 똑같아(똑같아~). 우리처럼 성별이 같고 엄마 뱃속에서 갓 나온 쌍둥이의 외모는 알아보기 힘들 정도로 거의 똑같이 생겼지. 마치 데칼코마니처럼 말이야. 그 이유는 쌍둥이 둘이 갖고 있는 유전자 염기서열이 똑같기 때문이야. 염기서열은 DNA를 구성하는 성분들이 나열돼 있는 순서인데, 몸의 특징을 결정하는 중요한 역할을 하거든.

또 외모와 신체적 특징이 비슷하니 식습관이나 좋아하는 것들도 비슷할 경우가 높대. 실제로 작년 봄, 태어나자마자 미국과 프랑스로 따로 입양됐던 한국인 쌍둥이 자매가 SNS를 통해 만나게 됐어. 그런데 얼굴, 키는 물론 활달한 성격과 우유를 잘 소화하지 못하는 식습관까지 똑같았단다. 또 한 명은 영화배우, 나머지 한 명은 패션디자이너로 일하는 만큼 예술적인 재능까지 판박이~! 30년 가까이 서로 다른 환경에서 살았지만 너무나도 비슷한 인생을 살고 있는 거지. 일부 전문가들은 쌍둥이가 같은 염기서열을 갖고 있기 때문이라고 추측하고 있어.

복제 VS 쌍둥이

일란성 쌍둥이는 ‘인간복제에 가장 가까운 존재’로 불린다. 그렇다면 둘 중 누가 더 똑같을까? 엄밀히 따지면 일란성 쌍둥이라고 말할 수 있다. 태어날 땐 둘 다 동일한 유전자를 갖고 있지만 자라면서 조금씩 변하는데 그 차이가 복제 동물보다 적게 나기 때문이다. 목포대학교 허윤미 교수는 “복제동물은 같은 수정란에서 시작된 쌍둥이와 달리 이미 성장해서 유전자에 변화가 생긴 세포를 배양한 것인 만큼 자라면서 나타나는 차이가 일란성 쌍둥이보다 더 클 수 있다”고 설명했다.

형제와 같은 이란성 쌍둥이

이란성 쌍둥이는 같은 날 태어났을 뿐 유전적으로는 보통 형제와 같아. 같은 유전자를 공유하는 비율이 일란성 쌍둥이는 100%지만, 이란성 쌍둥이와 일반적인 형제는 50% 비슷하거든. 같은 수정란에서 태어난 일란성 쌍둥이와는 달리 각각의 수정란에서 자랐기 때문이야. 그래서 성별이 다를 수도 있고 외모도 조금씩 달라. 언니나 형, 동생이 나랑 비슷하게 생겼지만 얼굴만 보고도 쉽게 구별할 수 있는 것처럼 말이야. 이렇게 이란성 쌍둥이는 키, 성격, 관심사 모두 다르게 성장하게 된단다.

놀랍게도 이란성 쌍둥이 중에는 흑백 쌍둥이도 있어. 지난 2012년 독일에서 같은 날 태어난 쌍둥이인데 한 명은 피부가 까맣고 한 명은 하얬단다. 이렇게 흑백 쌍둥이가 태어날 확률은 100만 분의 1 정도래. 유전자가 다른 만큼 피부의 색이 다르게 태어난 것이지.

마찬가지로 수정란이 세 개 모두 자라면 세 쌍둥이, 그 이상 자라면 수에 맞는 다둥이가 태어나. 그런데 세 쌍둥이부터는 다양한 방법으로 태어날 수 있어. 두 개의 난자가 수정되고 그 중 하나가 분열을 하면, 이 세 쌍둥이는 이란성 쌍둥이와 일란성 쌍둥이가 함께 태어나는 거야. 그 이상의 다둥이도 마찬가지로 이란성과 일란성이 함께 태어날 수 있단다. 참 신기하지(신기하지~)?
 

강아지는 형제, 판다는 쌍둥이?

최근 세쌍둥이 판다가 태어나 화제다. 한 번에 세 마리의 판다가 태어났기 때문인데, 개는 언제나 여러 마리의 새끼를 낳지만 쌍둥이라는 표현을 하지 않는다. 이유가 뭘까? 동물의 경우 한 번에 여러 마리를 낳는 동물과 사람처럼 한 마리만 낳는 동물로 구분된다. 판다처럼 대개 한 번에 한 마리만 낳던 동물이 두 마리 이상의 새끼를 낳을 때 ‘쌍둥이’라는 표현을 쓰는 것이다.

일란성 쌍둥이도 다르다?

일란성 쌍둥이는 DNA의 염기서열까지 똑같다고 하지만 쌍둥이 친구들의 얼굴을 자세히 보면 조금 다르게 생긴 걸 알 수 있어. 물론 어디가 어떻게 다르다고 설명하기는 어려울 만큼 아주 미묘한 차이지만 말이야. 그런데 앞으로 자라면서 둘을 구별하는 건 더 쉬워질 거야. 엄마 뱃속에서 갓 태어난 순간에는 알아보기 힘들 정도로 아주 똑 닮은 외모를 자랑하지만 시간이 지나면서 환경의 영향을 받아 발현되는 유전자가 달라지기 때문이지.

처음부터 다른 것들도 있어. 물론 거의 비슷해서 전혀 모르는 사람들보다는 훨씬 차이가 적게 나지만 말이야. 아래의 차이점들은 대부분 사람을 구별해 인식하는 생체정보 인식이나 범죄사건에서 범인을 잡는 데도 사용되고 있지.

일란성 쌍둥이, 이 걸로 구별해

홍채
검은 눈동자 주위에 있는 도넛 모양의 막이다. 모양, 색, 모세혈관의 모양 등 구별할 수 있는 특징이 약 266개나 된다. 같은 사람이라도 양쪽 눈의 홍채 조직 패턴이 다르다.

입술지문
1900년대 한 인류학자가 입술의 점막, 가장자리의 땀샘, 주름 등의 특징을 밝혀내 ‘입술지문’이란 표현이 생겼다. 입술지문은 수정란이 분리된 뒤 만들어지기 때문에 일란성 쌍둥이도 다르다.

지문
태아가 엄마 뱃속에서 자라는 동안 손가락 피부가 만들어질 때 생기는 주름이다. 그러나 두 태아가 받는 힘이 완전히 똑같지 않기 때문에 주름이 다르게 만들어진다.

정맥
일란성 쌍둥이도 정맥의 형태가 다르며 같은 사람이라도 10개 손가락의 정맥 패턴이 모두 다르다. 다른 사람이 나와 똑같은 정맥 패턴을 가질 확률은 1억 분의 1보다 적다.

쌍둥이도 성적은 다르다?

일란성 쌍둥이는 지능도 거의 유사하다고 알려져 있어. 그런데 둘의 성적이 같지 않은 이유는 무엇일까? 알고 보니 엄마 뱃속에 있을 때 하나의 막에서 같이 지냈을 경우 지능에 차이가 날 수 있대.

일란성 쌍둥이도 수정란이 두 개로 나뉘는 시기에 따라 구분해. 수정란이 된 후 3일 이전에 두 개로 분리되면 이 세포는 융모막과 양막을 두 개씩 가져. 두 명의 태아가 각각의 공간에서 자라며 산소와 영양분을 받지. 수정 후 4~8일에 분리되면 양막은 각각 생기지만 융모막은 공유하면서 하나의 태반을 갖게 돼. 8~13일에 분리될 경우엔 융모막과 양막이 모두 하나라 두 명의 태아는 같은 공간에서 같은 태반을 사용하지. 이 때 영양분과 산소를 어느 한 명이 더 많이 가져가면 덜 받은 쪽의 태아가 신체 성장은 물론 뇌의 성장까지 더뎌져 지능이 차이가 날 수 있다는 거야. 만약 14일 이후에 나뉘게 되면 신체 일부가 붙어서 태어나는 ‘샴쌍둥이’가 태어날 가능성이 높다고 해.
 

Mirror Image Twin(거울 이미지 쌍둥이)

일란성 쌍둥이 중 신체적 특징이 마치 거울을 보는 것처럼 대칭인 쌍둥이가 있다. 이 쌍둥이를 ‘Mirror image twin’이라고 부른다. 정자와 난자가 수정된 뒤 9~12일, 즉 샴쌍둥이가 되기 바로 직전에 늦은 분리가 일어난 쌍둥이들에게 가끔 일어난다. 한 명이 오른손잡이면 다른 한 명은 왼손잡이. 가마가 오른쪽이면 나머지는 왼쪽에 생긴다. 한 명이 왼쪽에 점이 있으면 나머지 한 명은 오른쪽에 점이 나타나기도 한다.

일란성 쌍둥이도 DNA가 다르다?

그 동안 우리는 일란성 쌍둥이가 태어나는 순간의 염기서열이 100% 일치한다고 생각했어. 그런데 최근 일란성 쌍둥이도 태어나기 전부터 아주 미미하지만 유전적인 차이가 있다는 논문이 발표됐단다.

독일 유로핀사의 과학자들은 일란성 쌍둥이인 아빠와 삼촌 그리고 아빠의 아들, 이렇게 세 명의 정자를 채취해 DNA를 분석했어. 그 결과 쌍둥이 아빠와 아들에게 쌍둥이 삼촌에게는 없는 유전적인 돌연변이를 발견했대.

이 돌연변이가 쌍둥이 중 아빠에게만 나타나는 이유는 수정란이 분리된 직후에 아빠의 유전자에만 변화가 생겼기 때문이야. 엄마 뱃속에 있는 동안 환경에 의해 유전자에 변화가 생긴 거지. 이런 연구들이 쌍둥이가 태어날 때 100% 똑같은 유전자를 갖고 있을 것이라는 기존의 생각을 바꾸고 있는 거야.

그 뿐만이 아니야. 쌍둥이 자매는 신체를 구성하는 단백질을 만들 때 어떤 유전자를 사용하느냐에 따라 외모가 달라질 수 있어. 여자의 성 염색체는 ‘XX’. 똑같은 X염색체가 두 개나 있으니 둘 중에 어떤 염색체를 사용하더라도 같은 기능을 하지. 그런데 같은 기능을 한다고 해도 언니는 왼쪽 X염색체를, 동생은 오른쪽 염색체를 사용하면 둘의 외모에 아주아주 미세한 차이가 생길 수 있어.
 

누가 형이고 누가 동생일까, 갑론을박

한국에서는 쌍둥이 중에서 먼저 태어난 아이를, 미국에서는 나중에 나온 아이를 형이라고 부른다. 생물학적으로는 자궁에 나중에 착상하는 수정란이 먼저 착상한 수정란보다 먼저 세상으로 나온다고 한다. 하지만 무엇보다 나라별로 형, 동생을 구분하는 방법이 다른 것은 생명을 인정하는 기준이 다르기 때문이라고 전문가들은 말한다. 그런데 지난 6월, 미국의 쌍둥이가 24일이나 차이를 두고 태어났다. 한 아이가 태어난 뒤, 나머지 한 명은 엄마 뱃속에서 24일을 더 지내다가 세상에 나온 것이다. 5분, 10분 차이로 형, 동생으로 구분하는 것은 의미가 없다고 생각한다면, 24일이나 먼저 나온 아이는 형 대접을 받아도 될까?

쌍둥이에 대한 오해와 진실

쌍둥이들은 서로 텔레파시가 통한다?

가끔 쌍둥이들이 TV에 나와 서로 텔레파시가 통한다고 자랑하기도 해. 쌍둥이 가수 량현량하와 허각, 허공은 각각 텔레파시를 통해 서로의 사고를 눈치 챘고 위험에서 구할 수 있었다고 말했지. 심지어 한 명이 귀에 피어싱을 하면 나머지 한 명의 귀에도 비슷한 상처가 남는다는 믿기 어려운 이야기도 하더라고. 이에 대해 쌍둥이가 같은 수정란에서 나왔기 때문에 혹은 뇌의 구조가 비슷해서 뇌에서 나오는 파를 느낄 수 있다는 분석도 있지만 과학적으로 확실하게 밝혀진 것은 없단다.

한 명이 아프면 나머지 한 명도 아프다?

쌍둥이는 아플 때도 같이 아프다는 말이 있어. 이에 대해 과학자들은 유전자가 거의 같은 만큼 면역체계가 비슷하기 때문에 같은 질환에 걸릴 가능성이 높다고 설명했지. 하지만 같은 환경에서 자라도 식습관과 평소 활동에 의한 건강상태가 다르다면 언제든지 어느 한 쪽만 아플 수 있단다.

쌍둥이들은 한 대를 걸러 태어난다?

쌍둥이들은 한 대를 걸러 태어나냐고? 글쎄. 이란성 쌍둥이는 관련 유전자가 있어서 엄마를 통해 전달되지만 일란성 쌍둥이는 유전과는 상관이 없어. 한 대를 걸러 쌍둥이가 태어난다는 것은 과학적으로 근거 없는 이야기란다.

남자 쌍둥이가 더 많다?

주변에 사람들이 여자 쌍둥이보다 남자 쌍둥이가 더 많다고 느끼나 봐. 하지만 사실은 그렇지 않아. 이에 대해 과학자들은 남자 아이를 선호하는 사회 분위기 때문인지 전 세계적으로 남자아이가 더 많이 태어나고, 이 때문에 남자 쌍둥이가 더 많다고 느끼는 것일 뿐이라고 분석했지.

쌍둥이, 과학적으로 중요하다고?

지금까지 쌍둥이의 다른 점을 알아보았어. 그런데 이 다른 점을 왜 알아야 하냐고? 찾기도 힘든 차이점을 왜 찾아야 하냐고? 왜냐면 일란성 쌍둥이가 갖고 있는 다른 점이 과학적으로 매우 중요하기 때문이야.

후성유전학의 핵심, 쌍둥이

사람의 외모, 성격, 질병 모두 이미 갖고 태어나는 유전자에 의해 결정된다는 이론인 ‘유전자결정론’이 있어. 그런데 이 내용과 정 반대인 이론, ‘후성유전학’도 있단다. 후성유전학은 내가 갖고 있는 유전자보다 학교를 다니고 집에서 생활하면서 받는 스트레스와 먼지, 바이러스 등 외부 환경에 의해 나의 성격과 질병들이 정해진다는 거지.

그런데 왜 쌍둥이가 핵심이냐고? 유전자에 의해 정해지는가, 아닌가가 두 이론 중 어떤 것이 맞는지를 결정하거든. 그런 의미에서 쌍둥이는 같은 유전자를 갖고 있다는 점이 핵심 포인트! 특히 쌍둥이 중 한 명만 특정 병에 걸린다면, 두 명의 유전자를 비교해서 과연 유전자의 문제인지, 아니면 생활하는 환경이 달라서인지 확인할 수 있기 때문이야.

한 명이 자폐면, 나머지 한명도 자폐!

실제로 쌍둥이를 대상으로 한 분석을 통해 밝혀진 사실이 있어. 바로 자폐증이야. 미국 케네디 크리거 자폐증연구소가 277쌍의 쌍둥이를 분석한 결과, 일란성 쌍둥이 중 한 명이 자폐증에 걸리면 나머지 한 명도 자폐증상이 나타날 가능성이 88%라는 사실이 밝혀졌지. 눈을 잘 마주치지 못하고, 말을 어눌하게 하고, 지능 발달이 더딘 발달장애의 하나인 자폐증은 유전자의 영향이 매우 크기 때문이라는 분석이야. 과학자들은 한 명만 자폐증을 앓고 있는 쌍둥이들을 분석해서 이 병을 유발하는 특정 유전자를 확인할 수 있었어. 이와 마찬가지로 암, 당뇨, 우울증까지 사람들이 많이 걸리는 질병의 원인을 밝히고 예방하기 위해 많은 과학자들이 쌍둥이에게 관심을 보이고 있단다.

아인슈타인의 특수상대성이론, 쌍둥이가 풀어낸다!

학교에서 수업을 들을 땐 시간이 천천히 가고, 친구들이랑 게임을 할 땐 시간이 빨리 간다고 느껴본 적 있지? 이렇게 ‘움직이는 시간이 다르다’는 상황에 딱 떠오르는 건 바로 아인슈타인! 아인슈타인은 빠르게 움직이는 물체일수록 시간이 느리게 간다는 특수상대성이론을 발표했지. 예를 들어 빛의 속도로 움직이는 우주선 안에서 시간을 재보면 정지해 있을 때보다 시간이 느리게 간다는 얘기야. 마치 수업을 할 때와 게임을 할 때 느끼는 시간이 다른 것처럼 말이지.

재밌게도 NASA(미국항공우주국)가 일란성 쌍둥이 우주인 형제를 대상으로 특수상대성이론을 확인하는 실험을 할 예정이래. 내년 3월에 쌍둥이 중 한 명은 지구에 있고 나머지 한 명은 우주정거장에 1년간 머문 뒤, 누가 더 늙는지, 어떤 변화가 생기는 지 확인할 계획이지.

특히 엄마와 할머니가 가장 관심 있어 하실 노화를 유전적으로 확인할 건가 봐. 만약 이 실험을 통해 우주에서의 노화가 더 느리게 진행된다는 사실이 밝혀진다면 열심히 돈을 모아서 엄마와 할머니를 우주여행 시켜드려야 할지도 모르겠어, 하하하!

지금까지 쌍둥이의 다른 점을 알아봤어. 그동안 이란성 쌍둥이만 다르다고 생각했는데 일란성 쌍둥이도 다른 점이 참 많다니 신기하다, 그치? 그것 봐~, 자세히 보면 우리도 분명 구별할 수 있을 정도로 다르다고 했잖아(했잖아~)! 친구들이 우리를 늘 헷갈려 하는 게 속상했어. 그런데 우리가 이렇게 과학적으로 중요한 존재라니 쌍둥이인 게 뿌듯한걸! 친구들도 기사 열심히 읽고 우리의 다른 점을 자세히 찾아 보렴! 숨은 그림 찾기처럼 재밌을 거야. 하하하~!