이성을 유혹하는 인간 페로몬은 존재할까?

[만화로 푸는 과학 궁금증] 페로몬의 정체, 그리고 그 종류와 기능

인터넷 쇼핑몰 등을 통해 페로몬 향수 광고를 어렵지 않게 볼 수 있다. 일반적으로 페로몬은 무의식적으로 이성에 끌리게 하는 신비의 물질로 알려졌다. 하지만 아직 인간에게 페로몬이 있다는 확실한 증거는 발견되지 않았다고 한다. 그렇다면 광고 속 인간 페로몬 향수의 정체가 무엇일까?

페로몬은 어떻게 발견되었을까?

페로몬은 같은 종의 생물끼리 의사소통을 하기 위해 내뿜는 화학 물질이다. 특히 곤충들이 많이 사용하는 것으로 알려졌다. 파브르 곤충기를 보면, 파브르는 연구실 안에 큰공작나방의 암컷 성충을 한 바구니에 넣어두었다고 한다. 그런데 그날 밤에 연구실 창을 통해 어디선가 수컷 20마리가 이 바구니에 모여들었다.

파브르는 나방 암컷이 있는 곳을 알려주는 어떤 물질이 수컷을 끌어들였다고 생각하고 그 물질을 알아내기 위해 7년에 걸친 연구를 하였다. 결국, 그는 인간이 느낄 수 없는 어떤 특별한 냄새를 암컷 나방이 발산한다는 사실을 알아냈다.

파브르가 알아낸 이 냄새는 60년이 지난 후에야 정체가 밝혀졌다. 1959년 독일의 화학자 아돌프 부테난트(Adolf Butenandt)는 누에나방 암컷이 수컷을 유인하기 위해 내보내는 발산물을 추출하여 그 분자 구조를 알아냈다. 그리고 이 물질을 ‘봄비콜(Bombykol)’이라 이름 지었다. 이 물질은 공기 속에 기체가 되어 흩어지기 쉬운 유기 화합물이었다.

이 물질은 몇 킬로미터나 떨어져 있는 수컷 누에나방을 유인할 수 있지만, 다른 곤충의 수컷을 유인하지는 못했다. 비슷한 시기에 봄비콜처럼 이성을 유인하는 물질이 다른 곤충에서도 발견되었다. 그리고 이같이 이성을 유인하는 물질은 그리스어로 운반한다는 뜻의 ‘pherein’과 흥분시키다는 뜻의 ‘hormon’이 합쳐진 말인 ‘페로몬(pheromone)’이라 불리기 시작했다.

누에나방 암컷이 분비하는 봄비콜이라는 물질은 몇 킬로미터 떨어져 있는 수컷 누에나방을 유인할 수 있다. ⓒ윤상석

다양한 종류의 페로몬

페로몬은 대부분 곤충에서 발견되었으며 특히 나방 무리에서 많이 발견되었다. 하지만 도롱뇽의 일종인 영원 등의 양서류와 금붕어 등의 어류 등에서도 발견되었고, 돼지 등의 포유류에서도 발견되었다. 동물에서 발견된 페로몬은 곤충에서 발견된 페로몬과 화학적인 성질이 전혀 다른 종류가 많았다. 예를 들어 돼지 수컷은 침샘에서 암컷을 유혹하는 물질을 분비하는데, 이 물질은 공기 중에 기체로 흩어지지 않아서 암컷이 수컷에게 접근할 때만 효과를 낸다.

페로몬은 이성을 유혹하는 종류만 있는 게 아니다. 개미들은 페로몬을 이용해 길을 찾기도 한다. 개미들은 페로몬을 땅에 뿌리며 이동하는데, 이 페로몬 덕분에 멀리 가더라도 길을 잃지 않고 집에 쉽게 돌아올 수 있고 동료 개미들을 먹이가 있는 곳으로 인도할 수도 있다.

개미들은 페로몬을 땅에 뿌리며 이동하는데, 이 페로몬 덕분에 멀리 가더라도 길을 잃지 않고 집에 쉽게 돌아올 수 있다.ⓒ윤상석

또한, 진딧물은 천적의 습격을 받으면 페로몬을 방출하는데, 이 페로몬을 감지한 다른 진딧물은 반사적으로 그 페로몬에서 멀어지려 노력한다. 그리고 꿀벌의 집단에서 여왕벌이 분비하는 페로몬은 암컷 벌들을 일벌로 만든다. 일벌이 된 암컷 벌들은 난소가 발달하지 않아 알을 낳지 못한다.

결국, 꿀벌 집단에서 여왕벌만이 알을 낳게 되고, 일벌들은 여왕벌과 애벌레, 알을 돌보는 일과 먹이 채취 등의 일을 한다. 그러다 여왕벌이 죽거나 여왕벌의 페로몬 분비량이 줄어드는 초여름에 일벌의 생식 능력이 회복되는데, 생식 능력이 회복된 암컷 벌 중에서 새로운 여왕벌이 탄생한다.

인간과 페로몬

포유류는 페로몬을 감지할 수 있는 기관을 2개 가지고 있다. 그 하나는 코 내부 비강 윗면에 있는 후각 점막으로 이곳에 많은 신경 세포가 있다. 다른 하나는 비강 바닥이나 옆면에 있는 야곱슨 기관으로 이곳에도 많은 신경 세포가 있다. 이 야콥슨 기관은 양서류 이상의 척추동물에서 볼 수 있는데, 파충류와 포유류에서 발달하였고 조류에는 없다. 특히 뱀과 도마뱀에서 발달했는데, 뱀이 혀를 날름거리는 행동을 하는 이유는 혀에 있는 야콥슨 기관을 통해 먹이의 냄새를 맡기 위해서이다.

생쥐의 경우, 이 야콥슨 기관을 이용해 페로몬을 감지한다. 그래서 생쥐들은 야콥슨 기관에 이상이 생기면 교미를 정상적으로 할 수 없다. 그런데 포유류의 후각 점막에 있는 신경 세포와 야콥슨 기관의 신경 세포의 신호는 각각 다른 경로로 뇌와 연결된다. 후각 점막의 신경 세포에서 오는 신호는 냄새 감각을 수행하는 뇌 부위를 통한 후 감정 중추인 편도체와 호르몬 균형을 관장하는 시상 하부로 전달된다. 하지만 야콥슨 기관 신경 세포에서 오는 신호는 편도체와 시상 하부로 직접 전달된다. 야콥슨 기관에서 오는 신호만 본능적인 반응이나 행동에 관계하는 편도체와 시상 하부에 직접 전달되는 것을 볼 때 야콥슨 기관이 페로몬과 좀 더 직접적으로 관련이 있다고 할 수 있다.

그런데 인간은 야콥슨 기관이 작은 구멍 정도의 흔적만 있어 제 기능을 못 할 가능성이 크다. 따라서 인간에게 페로몬이 있다면 후각 점막의 신경세포가 감지할 것이다. 인간 페로몬의 가장 유력한 물질은 겨드랑이에 많은 땀샘의 일종인 아포크린샘에서 분비되는 안드로스타디에논(androstadienone)과 안드로스테놀(androstenol), 그리고 안드로스테논(androstenone)이다.

이 물질들은 모두 남성 호르몬인 테스토스테론에서 유래되었다. 연구 결과, 안드로스타디에논을 맡은 여성들은 호르몬의 변화가 보였고, 안드로스테놀을 맡은 여성은 남성에 대한 접촉이 늘었다고 한다. 하지만 이 연구는 실험실에서 인위적으로 만든 환경 속에서 이뤄졌기 때문에 이 물질들이 페로몬이라는 단정할 수는 없다.

또한, 이 물질들이 인간 페로몬이 아니라는 연구 결과도 있다. 인간에게 페로몬이 있느냐의 여부는 아직 논란 중이다. 그럼에 불구하고 화장품 회사들은 이 성분들이 포함된 향수를 페로몬 향수로 판매하고 있다.

인간 페로몬의 가장 유력한 물질은 겨드랑이에 많은 땀샘의 일종인 아포크린샘에서 분비된다. ⓒ윤상석

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