무화과와 기생충

성경에 나온 무화과 나무의 저주 때문에도 유명해진 무화과(fig, Ficus)는 이름에서도 말하고 있다시피 꽃이 없다는 오해를 사고 있는 나무다. 사실 무화과에도 꽃이 있고, 이 꽃은 우리가 먹는 무화과 열매 안에 있는 독특한 형태를 지니고 있다. 즉 꽃도 없이 열매를 맺는다는 오해는 잘못된 것이다. 여튼 이러한 독특한 구조 덕택에 무화과는 다른 일반적인 수분법과는 상당히 다른 과정을 거치게 되는데 여기에 무화과와 공생관계에 있는 말벌(wasp)이 중요한 역할을 수행한다. 일반적으로 다른 식물들이 하는 것 처럼 바람을 이용해 꽃가루를 날려보내거나 꿀을 먹기 위해 오는 곤충들을 통해 수분을 시키는 것은 꽃이 열매 안에 있기 때문에 힘들기 때문이다. 이 복잡한 공생관계는 이 공생 말벌에 기생하는 또 다른 기생말벌에 의해 영향을 받는 복잡한 균형을 형성하고 있다. 그렇다면 일단 무화과가 어떻게 번식하는지 부터 알아보도록 하자.

-각각의 말벌 종들은 특화된 무화과 종의 열매에 들어가기 위해 개성있는 머리 모양을 지니고 있다.

무 화과는 꽃을 피울 시기가 되면 그림 맨 오른쪽에 보이듯 작은 열매를 형성한다. 이 열매의 꼭지에는 작은 구멍이 있어 공생관계에 있는 말벌이 들어올 수 있도록 되어있다. 또 이 구멍은 각 무화과종에 따라 달라 특정한 머리 모양을 가진 말벌만이 드나들 수 있도록 특화되어 있는 것이 특징이다. 이렇게 한 종의 말벌이 한 종의 무화과와 특화되어 말벌이 엉뚱한 다른 종의 무화과에 들어가 꽃가루를 낭비시키지 않도록 하는 안전장치를 만들어 놓는 것이다. 여튼 다른 무화과 나무 열매에서 태어나 그 나무의 꽃가루를 잔뜩 뭍힌 말벌 암컷이 익지 않은 무화과 열매 안으로 들어와 무화과 열매를 수정시키고 자신도 그 꽃 안에서 알을 낳는다. 이렇게 낳은 알은 내부에서 혹을 형성하여 자라게 되고, 동시에 열매 안에 있는 꽃들도 수분이 되어 점차 열매가 익어가기 시작한다. 이렇게 약 한달 정도의 시간이 흐르면 이들 중 날개 없는 수컷이 먼저 성장해 긴 수정관을 이용해 아직 고치 속에 있는 암컷 말벌들을 수정시킨다. 이렇게 수정된 암컷들은 약 하루 이틀 뒤 고치를 깨고 나오게 된다. 이렇게 암컷이 태어날때가 되면 무화과 열매 안에서는 이미 수정되어 씨앗을 생성하기 시작한 꽃들과 말벌이 알을 낳지 않은 나머지 꽃들이 수꽃이 되어 꽃가루를 만든다. 즉 말벌 암컷이 열매를 떠날 시기가 되면 무화과도 꽃가루를 생성하여 다른 무화과 열매를 수정시켜 번식할 준비를 하는 것이다. 그림 맨 오른쪽에 보이듯 작은 구멍을 뚫고 무화과를 빠져나간 암컷들은 자신이 태어난 무화과 열매의 꽃가루를 뒤집어 쓴 채 다른 무화과 열매를 수정시키는 것이다.

이 렇게 복잡한 생활사를 거쳐 수정되는 무화과와 말벌의 공생관계는 얼핏 유지되기 쉽지 않을 것 처럼 보인다. 말벌이 길고 단단한 산란관을 진화시켜 무화과 외부에서 산란관만 밀어넣고 알만 낳은 채 도망가 버리면 그만이기 때문이다. 이 경우 무화과는 말벌 좋은 일만 시켜주고 자신은 아무 이득도 챙기지 못하게 되는 것이다. 실제로 일부 말벌들은 이렇게 열매 안으로 완전히 들어가지 않고 알만 입구 근처에 있는 꽃들에만 알을 살짝 낳는 행동을 하는 것이 관찰되었다. 이런 일들이 빈번하게 일어난다면 무화과에게 이런 생활 주기를 고집할 이유가 사라지게 되고, 결국 공생관계는 무너지고 말것이다. 하지만 여기서 기생충이 공생관계를 유지하는데 중요한 역할을 한다. 이렇게 무화과와 공생하는 말벌들에 기생하는 다른 기생말벌들이 있다. 이 기생말벌들은 말벌들이 들어갈 수 있는 무화과의 관 입구에 머리모양이 맞지 않아 들어갈수는 없지만, 긴 산란관을 이용해 입구 근처에 산란해 놓은 다른 말벌의 알들에 자신의 알을 낳아 기생시킨다. 때문에 무화과 외부에서 산란하는 말벌들의 알은 그만큼 기생말벌의 위협에 자주 노출되게 되고, 되도록이면 기생말벌이 칩입할 수 없는 무화과 깊숙한 곳에서 산란하는 행동양식이 더 선호되기 된다. 이처럼 기생충은 공생관계를 유지시키는데도 중요한 역할을 수행하고 있는 것이다.


+)그런데 만약에 식용으로 사용되는 무화과도 이런 식으로 수분이 이루어진다면 안에 말벌 유충의 시체나 탈피한 허물, 알껍질 등으로 꽉 차 있을텐데 과연 우리가 먹는 것은?!

Reference:
1. Dunn DW, Segar ST, Ridley J, Chan R, Crozier RH, Yu DW, Cook JM. A role for parasites in stabilising the fig-pollinator mutualism. PLoS Biol. 2008 Mar 11;6(3):e59
2. JM Cook, JY Rasplus Mutualists with attitude: coevolving fig wasps and figs. TRENDS in Ecology and Evolution Vol.18 No.5 May 2003

세상에는 얼마나 많은 기생충이 있을까.

기생충 글을 올리면서 여러번 받은 질문은 '대체 세상에는 얼마나 많은 기생충이 있을까?'라는 질문이었다. 린네가 무려 300여년 전 현대적인 의미의 분류학을 제창하면서(1) 지금까지 세상에는 얼마나 많은 종이 있을까라는 질문에 답하기 위해 많은 생물학자들이 힘을 합쳤지만, 아직도 우리가 얼마나 다양한 생물종과 함께 살아가는지 제대로된 예측조차 하지 못하는 상황이다. 그나마 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 온대 지방의 포유동물이나 조류가 가장 잘 보고되어 있는 편이고, 열대 지방의 파충류, 절지동물류, 단세포 진핵생물들, 박테리아, 아키아, 바이러스 등으로 내려가면 그야말로 이건 총체적 난국이다. 그나마 지난 20여년간 생물종의 다양성을 파악하기 위한 다양한 노력이 이루어지기는 했지만, 여전히 열대지방 박물관에서 이쪽 분야 분류학에 종사하고 있는 사람들의 숫자는 250년 전 린네가 분류학을 제창했을때 유럽의 분류학자 숫자와 엇비슷할 정도로 열악한 수준이다. 열대지방의 생물종이 온대지방보다 훨씬 다양하다는 것을 고려해 보면, 이러한 지역적, 계통적 불균형은 우리가 전체 생물종의 추정치를 내는데도 큰 오차를 가져오게 된다. 게다가 현재 우리가 주로 사용하는 '종의 정의' 자체가 불완전한데서 오는 오차 역시 상당한 수준일 것이다.

이 러한 다양한 한계들에도 불구하고 위의 그래프는 린네 이후 시대에 따라 변화해 온 지구상에 존재하는 전체 생물종의 추정치를 보여주고 있는데, 가장 최근 추정치는 약 6백만종 가량으로 수렴되고 있다. 최근 기생충이 생태계에서 차지하는 중요성이 부각되면서 기생충의 분류에도 다양한 연구가 이루어 졌는데, 현존하는 생물종 중 약 40% 가량이 기생충이거나 삶의 일부를 기생형태로 지내는 것으로 추정되고 있다.(2) 적지 않은 수치이다. 추정치 약 6백만종 중 현재 보고된 종이 약 140만종인데, 지금까지 보고된 종 전체를 합치더라도 지구상에 존재하는 기생충 만큼도 되지 않는 것이다.
그렇다면 하나의 종은 몇개의 기생충을 가지고 있을까? 사실 각 종의 크기나 생태, 방어능력과 생존환경에 따라 기생충의 부담이 다르기 때문에 일반적인 통계를 내기는 힘들다. 하지만 기생충과의 관계가 제일 잘 연구되어 있는 포유동물과 조류의 예를 보자면, 포유동물의 경우에는 한 종에 평균 약 두종의 촌충, 두종의 흡충, 네종의 선충, 한종의 구두충(acanthocephalan)이 기생하며, 조류의 경우에는 한 종에 평균 약 세종의 촌충, 두종의 흡충, 세종의 선충, 한종의 구두충이 기생하는 것으로 알려져 있다.(3,4) 이것은 해부학적으로 쉽게 관찰할 수 있는 다세포 기생충만을 헤아린 것이고 혈액에 기생하는 단세포 기생충이나 바이러스, 박테리아등을 합치면 훨씬 더 많은 수가 될 것이다. 선충류(helminths)는 그나마 숙주에서 분리와 관찰이 쉽고 오래 연구되어온 기생충이라 잘 알려진 것이라 이만큼 알려져 있는데, 약 4만5천여 종의 척추동물에 기생하는 선충들이 7만5천종 이상이며, 지구상에 약 30여만종의 기생형 선충들이 살아가고 있는 것으로 추정되고 있다.(5) 최근에는 'cryptic-species', 즉 외형적으로는 구분하기 어렵지만 유전적으로는 전혀 다른 종이 기존에 우리가 알던것 보다 훨씬 다양하다는 것이 알려지면서, 기존에 단지 외형적으로 구분하던 한 종의 선충이 실제로는 아홉종이 넘는 종으로 이루어져 있다는 것이 알려지는 등 기생형 선충의 다양성이 새로이 부각되고 있다. 선충의 이러한 다양성은 어떻게 생각하자면 우리가 가장 넓은 다양성을 가지고 있다고 생각해왔던 곤충의 그것을 뛰어넘는 수준이 될 수도 있는 것이다.

그렇다면 얼마나 다양한 기생충이 우리와 함께 살아가고 있는지 아는 것이 왜 중요할까. 앞서 이야기 했다시피 기생충은 지구에 분포하는 다양한 생물종의 상당부분을 차지하고 있으며, 생태계를 유지하고 순환시키며 진화의 원동력이 되는 중요한 부분이다. 이러한 다양성을 이해하고 인정하지 않고서는 사실상 생태계를 이해하고 보호한다는 것이 사실상 불가능한 이야기가 되는 것이다. 현재 생물관리의 중요성과 절박성이 커지고 있는 가운데 단순히 생물종을 보호하는 것에서 벗어나 생태계를 자체 유지 가능한 형태로 관리하는 것을 궁극적인 '생태계 보호'의 모토로 삼는 현재의 정책에서는 이러한 기생충의 역할은 더더욱 중요해진다. 더욱이 생물 한종에만 하더라도 벌써 몇 종의 선충, 흡충, 촌충, 구두충 등이 기생하여 살아간다고 언급했다. 일부 기생충은 여러 종의 숙주를 가질 수도 있겠지만, 여러 기생충들은 단 한 종의 숙주에만 특화되어 살아간다. 만약 이 숙주가 급속히 멸종한다면? 숙주가 사라진 기생충은 자연히 사멸하고 말것이다. 이렇게 된다면 다만 그 숙주와 기생충 만이 사라지는 것이 아니라, 이 기생충의 중간 숙주 역할을 하던 다양한 생물종들도 큰 영향을 받게 될 것이다.

이 생태계의 그물은 기생충의 중요성을 단적으로 보여준다. 노란색은 기생충 종이며 빨간색은 자유 생활 종인데, 생태계의 먹이 그물에서 약 75% 가량이 직간접적로 기생충과 관련이 있다고 한다.(6) 또한 생태계는 우리의 생각들처럼 생산자가 일차 소비자에게 먹히고, 일차 소비자가 이차소비자에게 먹히며 단계가 올라갈수록 수가 줄어드는 단순한 피라미드 형태가 아니라, 기생충을 고려한 상태에서는 기생충이 생태계의 각 단계를 여러 숙주들을 통해 옮겨 다니며 계층 간격을 없애고 숫자 역시 자신의 피식자들을 뛰어넘는 정 반대의 모형을 보여준다. 또한 기생에 실패한 상당수의 기생충들은 자신이 기생하는 숙주의 면역계의 파괴되어 그들의 먹이가 되기도 하는 정 반대의 역할을 수행하기도 하기 때문에, 기존의 단순한 계층적 시스템으로 생태계를 이해하려는 시도는 크게 변화되어야 하는 것이 아니냐는 주장도 나오고 있다.
이처럼 기존에는 기생충은 일부의 생활형태라는 상식을 뛰어넘어 오히려 기생형 생물들이 생태계의 절반 가까이를 차지하고 있으며, 생태계를 유지하고 그 구조를 형성하며 결속시키는데 주요한 역할을 한다는 것이 점차 밝혀지고 있다. 또한 생물종의 멸종은 단순히 그 생물의 멸종만으로 끝나는 것이 아니라 그에 기생하는 수 많은 기생충들을 함께 멸종시키고 있다는 것을 고려해 보자면 과연 생태계를 이해한다는 것은 쉬운 일이 아님을 새삼 깨닫게 된다.



Reference:
1. Linnaeus C (1735) Systema Naturae: Sive Regna Tria Naturae Systematice Proposita per Classes, Ordines, Genera, and Species
2. Rohde K (1982) in Ecology of Marine Parasites, Australian Ecology Series, ed Heatwole H (Univ of Queensland Press, St Lucia, QLD, Australia), p 245.
3. Poulin R, Morand S (2004) in Parasite Biodiversity (Smithsonian, Washington, DC), p 216.
4. Poulin R, Morand S (2000) The diversity of parasites. Q Rev Biol 75:277–293.
5. Brooks DR, Hoberg EP (2000) Triage for the biosphere: The need and rationale for taxonomic inventories and phylogenetic studies of parasites. Comp Parasitol 67:1–25.
6. Lafferty, KD et al. (2008) Parasites in food webs: The ultimate missing links. Ecol Lett II:533–546.

교과서 오류 시리즈: 상리공생과 악어새

공 생 관계에 있는 각각의 동물들이 모두 이익을 얻는다는 상리 공생의 가장 대표적인 예로 악어와 악어새의 공생을 꼽는 경우가 많다. 하지만 과연 그럴까? 악어와 악어새의 관계는 아마 역사상 가장 오래된 상식 속 생물학 오류 중 하나로 꼽을 수 있을 것이다. 악어와 악어새의 관계는 그리스 역사가인 헤로도토스(기원전 484?~기원전 425?) 시대까지 거슬러 올라간다. 당시 기록을 보면 악어새가 악어의 입을 들락거리며 악어의 이빨에 끼인 여러가지 찌거기들을 청소해준다는 이야기가 나온다. 악어는 악어새가 이빨을 청소해 주어서 좋고, 악어새는 악어 입 주변에서 안전하게 지낼 수 있으므로 서로 이익을 얻는다는 것인데, 사실 지금까지 악어와 악어새가 이러한 관계를 맺고 있다는 것이 한번도 과학적으로 입증되거나 확실히 목격되어 정식 기록으로 남겨진 바가 없다. 즉 기원전 400년대에 만들어진 이야기가 지금까지 상리공생의 대표적인 예로 손꼽히고 있는 것이다. 무려 2500년이나 묵은 오류인것이다. 사실 상식적으로 생각해보면, 코모도드래곤 부터 개까지 입 안에 병독성 강한 박테리아를 주렁주렁 달고도 멀쩡히 잘 살아가고 오히려 그것을 사냥에 이용하기까지 하는데다 다른 이빨있는 동물들은 저런 '치과의사'없이도 잘만 살아가는데 악어라고 해서 달리 저런 공생관계가 필요할까 하는 생각이 든다. 또한 턱을 주로 사용하여 사냥을 하는 악어의 경우 이빨과 턱이 특히 중요하기 때문에 이러한 공생관계가 필요한 것이 아닐까 가정해 보더라도, 오히려 악어의 경우 이렇게 이빨의 중요성 때문에 평생 50회 이상 3000개 이상의 이빨을 교환하므로 딱히 치과의사가 필요할것 같지는 않다.

사실 공생 관계에서 상리 공생 관계인지, 편리 공생 관계인지, 아니면 기생 관계인지를 명확히 규명하는 것은 대단히 힘들다. 각각의 생물이 살아가는데는 수많은 변수가 존재하고, 서로 밀접하게 관계하는 두 생물 사이에 모든 관계를 정량적으로 측정해서 어느쪽이 이득을 얻고 어느쪽이 잃는 것이 많은지를 알아내는것은 사실상 불가능 하다고 보는것이 옳겠다. 또한 이러한 공생관계는 외부적 압력을 통해 안정되는 경우가 많기 때문에, 외부적 압력이 사라지면 서로의 이익을 향해 나아가면서 공생관계가 무너지는 경우도 왕왕 있다. 몇몇 예를 보도록 하자. 고래의 몸에 붙어 이동성을 얻는 따개비는 편리 공생의 예 중 하나이다. 고래에게 따개비는 해를 입히지 않지만, 따개비는 고래를 통해 먼거리를 손쉽게 이동할 수 있기 때문이다. 그러나 곰곰히 들여다보면 과연 따개비가 고래에게 아무런 해도 입히지 않을까 하는 의문이 든다. 따개비는 선박에서도 큰 골칫거리다. 배의 아래에 달라붙어서 마찰을 높이기 떄문에 연료 소모를 늘리고 배의 속도를 늦추기 때문이다. 그래서 많은 선박들은 따개비가 붙을 수 없는 페인트를 바르는 등 여러가지 조치를 취하고 있다. 고래라고 다를리 없다. 고래의 몸체에 붙은 따개비는 필연적으로 물과의 마찰을 높이게 될것이고, 장기적으로 고래의 에너지 소모를 높이고 포식자에게 쫓기는 과정에서 부정적인 효과를 나타낼 수도 있는 것이다. 그렇다면 과연 따개비와 고래의 관계는 기생관계로 보아야 할까 아니면 편리 공생의 관계로 보아야 할까.

아프리카 사하라에 서식하는 코뿔소와 찌르레기(red-billed oxpeckers) 역시 대표적인 공생관계의 예로 꼽힌다. 하지만 정말 그럴까? 찌르레기는 코뿔소를 비롯한 아프리카에 서식하는 다양한 포유동물에 서식하는 진드기를 잡아먹어 외부 기생충 감염을 줄여주고, 자신은 비교적 덩치가 큰 동물에 자리 잡아 포식자를 피할 수 있는 공생관계의 대표적인 예로 많이 소개되어왔다. 하지만 최근 한 연구에 따르면 사실 일견 공생관계처럼 보이는 찌르레기와 코뿔소의 관계는 사실 찌르레기가 코뿔소에 기생하고 있는것에 가까운것이 아니냐는 견해를 보여주고 있다. 이 연구에서는 오랜기간에 걸쳐 찌르레기의 식습관을 관찰했는데, 찌르레기가 가장 선호하는 음식은 피이며, 다른 외부기생충들을 잡아먹는 시간은 동물의 상처를 헤집에 피를 먹는 시간에 비하면 현저하게 떨어지는것이 관찰되었다. 외부 기생충을 먹는것 역시 외부 기생충 안에 풍부한 혈액을 먹기 위한것이 아닐까 의심되었다. 또한 외부기생충을 잡아먹고, 그 기생충들이 만들어놓은 상처를 다시 헤집어 피를 마시면서 그 상처에 다시 외부기생충이 꼬이는 악순환을 반복시켜 자신의 먹을거리가 항상 유지되도록 만든다는것 역시 발견되었다. 물론 외부기생충이 옮길수 있는 각종 질병을 생각해본다면 다소 이익이 될 수도 있지만, 기존에 우리가 믿어왔던것 처럼 서로가 공생하는 관계라고 보기는 힘들지 않을까.

이처럼 우리가 알지 못하는 이면에 서로의 이익을 추구하는 과정이 숨어있는 경우도 있지만, 외부적 압력 때문에 어쩔 수 없이 공존의 길을 선택하는 경우도 있다. 아프리카 사바나에 서식하는 개미와 아카시아 나무는 서로 상리 공생관계를 형성하고 있다. 아카시아 나무는 일부로 가지 속을 비우고 수액을 흘려 개미들이 살곳과 먹을것을 제공해주고, 개미는 이 나무 근처에 다가오는 모든 생물을 공격해 나무를 초식동물들로부터 안전하게 보호한다. 일견 아름다운 공생관계처럼 보인다. 하지만 공공의 적이 사라지게 된다면 어떻게 될까. 1990년대 이후 밀렵과 서식지 파괴로 아프리카 지역에서 대형 초식동물은 자취를 감추기 시작했다. 개미와 아카시아의 관계가 극적으로 틀어지기 시작한것도 이 무렵이다. 아카시아 나무가 위협을 느낄만한 거대 초식동물들이 적어지자, 아카시아 나무는 개미에게 자신의 수액과 공간을 할애할 필요가 없어졌다. 따라서 잠차 나무들은 개미가 살 수 있는 속이 빈 가지를 만드는 것을 그만두기 시작했고, 개미들을 위한 수액 공급도 줄이기 시작했다. 개미라고 가만히 있을리 없다. 개미들은 아카시아 나무를 공격하여 속을 파내고 수액을 파먹기 시작했다. 이처럼 공공의 적이 사라지자, 이로인해 유지되던 공생관계도 무너져 버리게 된것이다.

반면 이제까지는 기생관계로 생각했지만, 사실은 숙주에게 이익을 주고 있는 관계도 밝혀지고 있다. 북아메리카에서 발견되는 일부 진딧물들 안에는 몇몇 종의 박테리아들이 공생하고 있다. 일부는 진딧물에게 필수 아미노산을 제공해 주는 등 이익을 주지만, 일부 박테리아는 그저 먹이만 축내고 있거나 20도 이하에서는 진딧물이 제대로 성장하지 못하도록 방해하는 등 해를 입히는 존재로 생각되었다. 하지만 최근 연구에 따르면 진딧물의 천적 중의 하나인 기생말벌이 진딧물 안에 알을 낳았을 때 이러한 박테리아들이 기생말벌의 알을 공격해 진딧물을 보호해 준다는 것이 밝혀지기도 했다. 그러므로 진딧물은 여러가지 불리함을 감수하고서라도 이러한 박테리아와 함께 살아가는 것이다. 이처럼 기존에 단순한 편리, 상리 공생 관계로 설명하기에는 보다 복잡한 이면이 숨겨져 있음이 차츰 드러나고 있다. 아직 이러한 공생관계나 기생관계의 이면에 숨겨진 진실을 밝혀내는 연구는 이제 막 시작이므로 다 많은 기존의 상식들이 무너지고 또 새로이 정립되리라 생각된다.

진드기 조심

이번달 EID에 한국 내 쯔쯔가무시증(Scrub typhus) 급증에 관한 이야기가 실렸다. 2009 한국에서 조심해야할 기생충에 서 잠시 언급한 적이 있지만, 근래들어 주5일제 도입, 1박2일의 영향(!!!??), 레져활동에 대한 관심이 늘어난 탓으로 진드기(tick)이나 응애(mite)에 의해 직접적인 피해를 입거나 이들이 전염시키는 질병에 감염되는 예가 늘고 있다. 쯔쯔가무시증은 Orientia tsutsugamushi에 의해 일어나는 감염성 질환으로 고열과 두통, 발진, 기침, 근육통 등이 일어나는 것이 특징이다. 지나치게 놀고 와서 앓는 몸살이라고 가볍게 생각할 것이 아니라 증상이 지속되면 병원에 가보는 것이 좋다. 최근에는 항생제가 좋아져서 적절한 치료가 이루어질 경우 치사율이 2%도 되지 않지만, 치료하지 않고 놔둘 경우 폐렴이나 뇌염, 심근염 등으로 인해 치사율이 40%까지 올라갈 수 있다.

한국에서 쯔쯔가무시증은 Leptotrombidium에 속하는 응애에 의해 전염된다. 크기가 대단히 작기 때문에 진드기처럼 응애를 육안으로 식별해서 물렸는지 물리지 않았는지를 판단하기 쉽지 않다. 또 개개인의 차이가 있기는 해도 물리면 발진이 일어나는데, 흔히 사람들이 풀독이 올랐다 혹은 옻독이 올랐다 정도로 잘못 판단하는 경우가 많기 때문에 일단 몸에 정체불명의 발진이 일어난 다면 병원으로 고고씽. 일단 수풀이 우거진 야외활동을 하고 나서 발진이 나고 간지럽고 몸살기운이 생긴다면 일단 집에서 연고 바르고 누워 쉴 것이 아니라 그냥 병원을 가는 것이 옳다.

쯔 쯔가무시증은 한국, 일본, 중국, 대만 등 거의 동북아시아 지역에 집중적으로 나타나고, 한국에서는 7-8월경 부터 감염자가 나타나기 시작해 90% 이상의 감염례가 9-10월 사이에 집중되어 있다. 한국에서는 2001-2006년 사이 총 23929건의 쯔쯔가무시증 감염이 보고되었는데 2001년도에는 약 1500건 가량 보고되었던 것이 2006년에 들어서는 6000여건 정도로 늘어 약 4배 가량 증가했을 정도로 최근들어 쯔쯔가무시 감염례가 급증하고 있다. 그럼에도 불구하고 사람들이 쯔쯔가무시증은 시골이나 휴전선 근처에서나 간간히 발생하는 드문 질환으로 알고 있고, 쯔쯔가무시증이 쥐에 의해 전염되는 줄 알고 있는 사람도 많기 때문에 조심할 필요가 있겠다. 일단 야외활동을 할 때는 옷에 DEET를 충분히 뿌리고 긴팔, 긴바지를 입고 살이 드러나지 않도록 하고 가는 것이 쯔쯔가무시병을 예방할 수 있는 가장 좋은 방법.


Reference:
1. S.-S. Kwean et al. Rapid Increase of Scrub Typhus, South Korea, 2001–2006. EID, Volume 15, Number 7–July 2009

집은 적당히 더러운게 목숨에 좋다

일 부 무리지어 사는 진딧물들을 보면 자신들의 허물을 무리 안에 그대로 두는 모습을 볼 수 있다. 이러한 허물은 생활 공간을 차지할 뿐만 아니라 오히려 기생말벌이 진딧물 무리를 찾아내는 지표 역할도 하는데 왜 이런 허물을 그대로 놔두는 것일까. 어머니가 자기 머문 자리는 항상 깔끔히 정리해 두라는 말씀을 귓등으로 흘려 들은걸까? 이것은 진딧물의 허물이 기생말벌의 지표가 된다는 것과 관련이 있다. 잘 벗어놓은 허물과 이렇게 허물을 정리하지 않은 집은 진딧물의 목숨을 구하기도 하기 때문이다.
기생말벌이 진딧물 무리를 공중에서 확인하고 알을 낳으러 내려오는 과정에서는 진딧물과 허물을 제대로 구분하지 못한다. 따라서 진딧물 대신에 빈 허물을 움켜잡는 경우가 종종 있다. 즉 허물은 일종의 디코이로 작용하여 기생말벌이 무리 내에서 적당한 진딧물을 찾지 못하고 시간을 허비하게 하는 역할을 수행하는 것이다. 진딧물이 무리지어 살아가는 것은 희석효과(dilution effect)를 위한 것도 크다. 이렇게 다량의 개체가 무리지어 있다보면 무리 내에서 음식이나 공간을 위한 경쟁이 일어나지만, 반면 각각의 개체가 포식자나 기생충을 만날 확률이 줄어들기 때문에 전반적으로 경쟁력이 상승하게 되는 것이다. 물론 이것은 개체로 있을때나 무리로 있을 때나 포식자가 개체를 찾아내는 확률이 별 다른 차이가 없을때, 그리고 포식자나 기생충이 숙주나 먹이가 무리로 있다고 해서 특별히 더 많이 잡아먹거나 공격도가 상승하지 않는 다는 전제에서 이루어진다. 지금까지는 대부분 포식자나 무리내의 개체간의 관계만을 보았을 뿐이지만, 최근에는 무리 내에 다른 환경적 조건을을 통한 디코이 효과(decoy effect)도 이러한 무리 형성과 발전에 중요한 요소로 작용한다고 보고 있다. 진딧물의 허물이 좋은 예다. 기생말벌은 진딧물 무리에 도착하면 진딧물을 더듬이로 더듬어 살은 통통한지, 알을 낳아 애벌레들이 걱정없이 자라날 수 있도록 크기는 충분한지 등을 확인한다. 만약 마음에 드는 진딧물이 없으면 새로운 진딧물 무리를 찾아 떠나는데, 만약 기생말벌이 허물을 더듬이로 더듬어 보면 뭔가 이상하다는 것을 느끼고는 무리를 떠나버리기도 하기 때문이다. 따라서 무리 내에 허물을 남겨두고 우연히 기생말벌이 이 허물을 더듬어 본다면 나머지 진딧물들은 일정량의 보호효과를 얻게 되는 것이다.
물론 진딧물이 이렇게 한다고 집에서 옷 허물 벗어놓고 '언젠가는 이게 내 목숨을 구할거라니까?'라고 하시면 부인이나 어머니께 매우 아프게 혼납니다.

Reference:
1. Frederic B Muratori, David D Damiens, Thierry Hance and Guy Boivin, Bad housekeeping: why do aphids leave their exuviae inside the colony?. BMC Evolutionary Biology 2008, 8:338
2. Wilkinson MHF: Decoys in Predation and Parasitism. Comments on Theoretical Biology 2003, 8:321-338.

진드기 잡던 이야기

Commented by 아즈모 at 2009/06/24 21:06

어떻게 진행될지는 잘 모르겠지만 진드기 잡으러도 다닐거 같네요.
그런데 진드기는 어떻게 채집하지;

아 즈모님의 말씀 때문에 문득 생각난 진드기 잡던 이야기. 한국에서는 야생에서 진드기 집단을 먹여살릴만한 야생동물이 별로 없는 탓인지 진드기 피해가 적은 편이지만, 미국이나 유럽에서는 진드기에 물리거나 그로 인해 라임병, 발열성 질환 등 다양한 질병에 감염 될 수 있기 때문에 진드기 분류와 샘플링을 꽤 중요하게 가르치는 편이다. 진드기를 잡는데는 여러가지 방법이 있겠지만, 가장 간단하고 별 장비 없이 진드기를 채집할 수 있는 방법은 넓다란 천을 이용한 flagging이나 dragging이다.

약 1x1 혹은 1.5x1.5정도 되는 천을 막대에 고정해 바닥에 끄는 것을 dragging(윗쪽 그림)이라 하고 막대에 묶어 덤불 안을 휘젓는 것을 flagging이라 한다. 이렇게 천을 나무나 풀에 대고 쓸거나 흔들면 이것이 진드기에게는 진동에 의해 마치 지나가는 숙주처럼 느껴지기 때문에 곧잘 이 위로 뛰어 든다. Dragging의 경우에는 약간 긴 풀숲 같은 지역이나 넓은 지역에서 채집해야 할때 사용하기 좋다. Flagging의 경우에는 관목숲 처럼 바닥에 천을 대고 끌기 어려운 상황에서 사용하는 것이 좋다. 천은 적어도 약 30초-1분가량 풀숲에 닿아있어야 충분히 진드기가 달라붙을 시간을 줄 수 있고, 또 너무 오래 놔둘 경우 진드기가 다시 떨어져 나가는 경우가 있으므로 너무 오래 닿아있는 것도 좋지는 않다. 천은 여러가지를 사용해 보았지만 합성 섬유보다는 일반 면을 사용하는것이 가장 좋았고 목욕 타월 처럼 너무 두꺼운 경우에는 진드기를 제거하기 어렵거나 잘 달라붙지 않았다. 흰 천을 사용하는 이유는 진드기가 딱히 선호해서라기 보다는 다른 색 천을 사용할 경우 달라붙은 진드기를 찾기가 힘든 경우가 많아서다(...)

-제가 싼 똥은 아닙니다(....?!)

이 렇게 수풀과 접촉한 천은 뒤집어놓고 진드기가 달라붙었나 꼼꼼히 살펴보는 것이 관건. 사실 이 부분이 제일 고생인데 매 1분마다 천을 뒤집어 다른 곤충이나 잡풀들, 나뭇조각들을 일일히 제거하고 하는 일이 좀 까다롭다. 사실 지역에 따라 진드기들이 좋아하는 장소가 다르기 때문에 어디가 잘 잡히는 핫스팟인지는 채집을 해 나가는 과정에서 알아내야할 부분이지만, 일반적으로는 습하고 너무 그늘지지 않은 지역을 좋아하므로 약간 키 큰 수풀들이 우거지게 자라는 곳이나 양치식물 덤불 등에서 제일 잘 잡히는 것을 경험했다. 혹시나 집 주변에 진드기가 사나 궁금하신 분들은 한번 시도해 보시는 것도 좋지 않을까요?

장전! 발사!

앞서 이야기 한 것 처럼 기생말벌의 숙주가 되는 애벌레나 진딧물들은 자신의 흔적을 감추기 위해 노력한다. 자신들의 허물이나 배설물의 흔적과 냄새는 기생말벌이 숙주를 찾아내는 좋은 지표가 되기 때문이다. 따라서 일부 진딧물들은 일정량의 배설물이 쌓이면 그 자리를 떠나 다른 줄기를 찾아가기도 하고, 일부 애벌레들은 나뭇잎에 갉아 먹은 흔적이 눈에 띄게 늘었을 경우 다른 잎으로 옮겨가 버리기도 한다. 또 다른 애벌레들이 사용하는 방식 중 하나는 실로 나뭇잎을 엮어 집을 만들고, 자신의 몸을 그 안에 숨겨버리는 것이 있다.

-Epargyreus clarus 애벌레가 집을 만드는 모습.

이 렇게 교묘한 집을 만들어 자신의 몸을 숨길 경우 기생말벌이 시각적인 지표로 이 애벌레를 찾아내기는 쉽지 않다. 하지만 우리가 주로 고려하는 먹고 자는 것은 자리를 옮기거나 잎을 접어 감추거나 하더라도, 생명유지에 가장 중요한 일과 중 하나인 싸는것은?! 생물의 일상을 고려할 때 주로 먹고 자는 장소만 생각하지 어떻게 싸고 어디서 싸는지는 잘 고려하지 않는다. 하지만 지난 포스팅들에 서 여러번 언급한바 있지만, 얼마나 어떻게 어디에 싸는가 역시 기생충 감염이나 천적의 위험을 피하는 중요한 요소 중 하나이다. 이렇게 집을 만들어 살아가는 애벌레의 경우에는 필연적으로 자신의 주위에 똥더미를 쌓아가게 마련이다. 이렇게 쌓인 똥덩이는 비단 주변 사람들에게 그닥 좋지 못한 인상을 심어준다는 단점 이외에도 감염의 위험을 높이고, 이렇게 쌓인 똥이 냄새 등 후각적, 화학적 지표로 활약할 수 있다는 것이다. 실제로 많은 기생말벌들이 이런 애벌레의 배설물을 후각적 지표로 사용하여 숙주를 찾는 것이 관찰되기도 했다.
다른 애벌레들이야 똥이 쌓이면 이동해 버리면 그만이지만, 이렇게 집을 만들고 사는 애벌레들은 그럴수가 없다. 집을 만드는 과정에서 소모되는 에너지나 시간, 노력이 상당하기 때문이다. 따라서 배설물이 쌓인다고 지속적으로 이동하면서 새로운 집을 만들다보면 결국 그 많은 에너지 소모를 견디지 못하고 경쟁에서 밀리고 말것이다. 이렇게 해서 탄생한것이 바로 '배설물 발사!'!!!!(1)

-발사!!!

이 런 배설물 발사 행동은 주로 잎을 말아 집을 만드는 애벌레들에서 주로 발견되는 것으로 알려져 있다. 이런 애벌레들은 항문 부위에 단단한 볏이 있는데, 평소에는 이것이 항문을 막고 있다 배설할 때가 되면 혈압을 올려 압력을 통해 동글동글 단단한 배설물(frass)을 멀리 날려보내는 것이다. 얼마나 멀리 날려보낼 수 있는가에 대해서는 아직 약간의 논란이 있지만, 수cm에 불과한 애벌레가 1.3m/s의 속도로 자신의 몸의 40배에 달하는 거리인 153cm까지 날려보낸 기록이 있다.(2) 사람으로 치자면 단순히 항문의 힘으로 약 70m 거리에 자신의 똥을 날려보낸것과 비슷한 것이다(.........) 그렇다면 이런 과정은 어떻게 진행 되는 것일까.

A 와 B에서는 대변이 배출되기 전 anal comb(항문 볏)가 resting position(휴식상태)에 놓여져 있는 것을 볼 수 있다. 이어서 대변이 배출되면서 항문 볏이 안쪽으로 접혀 들어가고(D), 이렇게 접혀들어간 항문 볏을 통해 대변이 살짝 위로 들어 올려진다(E). 이어서 압력에 의해 대변이 45도 각도로 아름다운 포물선을 그리며 날아가고 나면 다시 항문 볏은 원상태로 돌아온다.(3) 이렇게 나름 복잡한 과정을 거쳐 대변을 발사하여 자신의 머문 자리 조차도 아름다운 애벌레가 되는 것이다.

애벌레도 이럴진데 공중 화장실에서 대변 발사하시는 분들도 머문 자리는 좀 아름답게 해놓고 가는 매너가 필요할 듯.



Reference:
1. Wotton, R.S. & Malmqvist, B. (2001). Feces in aquatic ecosystems. Bioscience, 51, 537–544.
2. Martha R. Weiss. Good housekeeping: why do shelter-dwelling caterpillars fling their frass? Ecology Letters, (2003) 6: 361–370
3. Caveney S, Faecal firing in a skipper caterpillar is pressure-driven. J Exp Biol. 1998 Jan;201 (Pt 1):121-33.