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군대 개미의 탄생 “애벌레 부화 직전 결정”

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2018년 10월 11일 18:47 프린트하기

애벌레 발달 시 나오는 날개기관의 역할 첫 규명
자연선택설 어긋나는 불임개미 계급의 종류 결정해
개미의 진화 과정 밝힐 단서일 수 있어

 

머리가 크게 발달한 군대 개미와 일개미의 모습이다. -Alex Wild 제공
머리가 크게 발달한 군대 개미와 일개미의 모습이다. -Alex Wild 제공

'종의 기원'을 쓴 찰스 다윈은 생명체가 자신의 자손을 더 많이 퍼뜨리기 위한 방향으로 진화한다는 자연선택설을 주장했다. 개미는 다윈을 당황하게 만든 대표적인 생명체다. 번식 능력이 없는 일개미나 군대개미는 자연선택설에 따라 도태되지 않고 약 1억5000만년 전부터 변함없이 생존했기 때문이다.

 

개미 애벌레가 어떤 과정을 거쳐 일개미나 군대 개미로 결정되는지를 밝힌 연구가 나왔다. 캐나다 맥길대 연구진이 애벌레가 발달하는 마지막 단계 때 날개와 닮은 원판형 기관이 나타났다가 사라지는데, 그 정도에 따라 생식 능력이 없는 개미의 계급이 결정된다고 국제학술지 ‘네이처’에 11일(현지 시간)  소개했다.

 

생식능력을 갖춰 결혼비행을 할 수 있는 공주개미나 수개미가 아닌 이상 다른 계급의 개미에게 날개는 불필요한 기관이다. 그런데 생식능력이 없는 일개미나 군대개미가 될 애벌레들도 부화하기 전 날개 기관이 형성됐다가 사라지는 것으로 알려져 있었다.

 

연구진은 9년간 흑개미의 발달 과정에서 나타나는 날개 기관을 관찰했다. 이 원판형 날개 기관이 순식간에 생겼다가 일부분만 사라지거나 아예 자취를 감추는 것과 개미의 종류가 관련돼 있는 것을 처음으로 발견했다

 

연구진이 날개기관이 사라지는 정도에 따라 군대 개미의 무기인 머리의 크기가 결정되며, 날개기관가 완전히 사라진 개체는 일개미가 되는 것을 확인한 것이다. 이런 과정을 통해 개미의 전체 군집 내 일개미는 약 90~95%, 군대 개미는 약 5~10%비율로 유지되고 있다고 분석했다.

 

아합 어보우헤이프 맥길대 생물학과 연구원은 “군집 내 적정한 일개미와 군대 개미의 수를 유지하는 데 발달 과정에서 나타나는 날개 기관이 핵심적인 역할을 하는 것”이라며 “단순히 공통 종에서 나타나는 특징으로 간과됐던 날개 기관이 개미의 진화 비밀을 담고 있을 수 있다”고 말했다.

 

학계에선 날개 기관이 공통조상에서 나온 특징일 뿐 그 역할은 없는 것으로 판단하고 있었다. 이에 자연선택설로 설명되지 않는 군집생활을 하는 생명체의 진화과정을 밝힐 단서라는 의견이 나온다. 어보우헤이프 연구원은 “날개 기관의 불임개미 계급의 발달과정에 영향을 주는 것을 볼 때 진화과정에 특정 역할을 하고 있을 가능성이 있다”며 “날개 기관 뿐만 아니라 다른 기관의 유무 등 까지 체계적인 연구를 하면 개미 진화의 비밀을 밝힐 수도 있을 것”이라고 말했다.

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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