화제의 연구

[핵잼 사이언스] 입도 소화기관도 없이 살 수 있는 벌레가 있다?

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▲ 사진=파라카테눌라의 모습

모든 생물은 에너지 없이는 살 수 없다. 광합성이나 다른 화학적 방법을 통해서 에너지를 확보하든 아니면 다른 생물이 확보한 에너지를 빼앗든 간에 살아가기 위해서는 에너지가 필요하다. 동물의 경우 대부분 남의 에너지를 뺏는 방식으로 진화했다. 움직일 수 있는 몸과 소화기관을 갖추고 다른 식물이나 동물을 잡아먹고 소화하는 것이 일반적인 동물의 삶이다. 하지만 항상 예외는 존재한다. 산호의 경우 촉수를 이용해서 먹이를 잡아먹는 동물이지만, 부족한 부분은 공생 미생물이 광합성을 통해 생성하는 에너지로 보충한다. 동물이지만 식물의 삶을 일부 공유하는 것이다.

독일 막스플랑크 해양 미생물학 연구소(Max Planck Institute for Marine Microbiology) 과학자들은 지중해에 있는 엘바섬 인근 해안에서 산호보다 더 극단적인 공생을 선택한 편형동물(flatworm)을 연구했다. 파라카테눌라(Paracatenula)는 일반 대중에게 매우 생소한 밀리미터 사이즈의 작은 편형동물이지만, 공생 미생물을 연구하는 과학자들에게는 매우 흥미로운 연구 대상이다. 이 벌레는 공생 미생물에 너무 의존한 나머지 아예 입과 소화기관이 모두 퇴화된 상태기 때문이다.

이 벌레가 살아가는 데 필요한 모든 영양소와 에너지는 공생 미생물인 칸디다투스 리에게리아(Candidatus Riegeria)로부터 얻으며 파라카테눌라 자체는 어떤 영양분도 직접 소화하지 못한다. 공생 미생물은 황화수소를 분해해 에너지를 얻으며 남는 에너지는 숙주에 제공한다. 그 대가로 파라카테눌라는 몸 전체에 있는 영양체(trophosome)에 이 미생물을 안전하게 보호하고 삶의 터전을 제공한다. 영양체는 일종의 과수원 같은 장소로 영양분을 섭취할 때는 아예 통째로 미생물과 함께 흡수한다.



연구팀은 파라카테눌라의 유전자를 분석해서 이와 같은 공생 관계가 숙주에 미친 영향을 조사했다. 연구팀에 따르면 파라카테눌라가 공생 미생물과 함께 살아온 시간은 무려 5억년으로 편형동물이 등장한 초기부터 쭉 같이 살았다. 그 결과 파라카테눌라는 아예 소화기관이나 소화 효소 등을 만드는 유전자가 모두 사라져 다른 편형동물이나 다세포 동물에 비해 상당히 짧은 DNA를 지니고 있다.

파라카테눌라는 지구상의 생물체가 얼마나 다양한 삶의 방식을 지니고 있는지 보여주는 좋은 사례다. 5억 년 간 이어진 공생 관계라면 사실상 한 몸이나 다를 바 없고 실제로 파라카테눌라는 몸의 대부분이 공생 미생물을 담는데 사용된다. 지금까지 그래왔듯이 앞으로도 이 공생 관계는 계속 유지될 것이다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

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