[와우! 과학] 청소부 새우와 물고기는 어떻게 서로 공생할까?

자연계에는 본래는 먹고 먹히는 관계지만, 놀랍게도 함께 공생하는 경우를 흔히 볼 수 있다. 산호초에 사는 청소부 새우(Cleaner shrimp, 학명·Ancylomenes pedersoni)는 그 중 하나인데, 역시 같은 산호초 물고기들의 청소를 담당해서 이런 이름이 붙었다.

물고기는 입과 아가미 등 주요 부위에 있는 기생충 및 음식물 찌꺼기를 제거해 전염병과 기생충 감염에서 안전해질 수 있고 청소부 새우는 공짜 식사를 즐긴다. 청소부 새우는 몇 마리씩 무리 지어 일종의 물고기 세차장을 운영하는데, 10여 종의 물고기가 단골 손님이다.

이 물고기들이 새우를 잡아먹지 않는 이유는 공생이라는 단어로 쉽게 설명할 수 있지만, 어떻게 이런 일이 가능한지는 과학자들에게 큰 수수께끼 가운데 하나다. 왜냐하면, 이 물고기들이 즐겨 먹는 갑각류가 청소부 새우와 크게 다르지 않기 때문이다. 실제로 이 새우를 먹이로 주면 물고기들은 마다하지 않고 먹는다. 청소부 새우가 맛이 없거나 독을 갖고 있어 먹지 않는 건 아니라는 이야기다. 청소부 새우 역시 천적을 피해 평소에는 굴이나 좁은 바위 틈새에 숨는다. 따라서 이 둘 사이에 서로를 식별할 수 있는 수단이 있는 것이 분명하다.

미국 듀크 대학의 연구팀은 이 비결을 알아보기 위해 수중 카메라를 이용해 청소부 새우의 행동을 관찰했다. 199회의 관찰 결과 청소부 새우가 청소하기 전 머리에 있는 긴 더듬이를 물결처럼 흔드는 모습이 확인됐다. 연구팀은 이것이 물고기와 새우 사이의 신호라고 보고 추가 연구를 진행했다.

물고기와 달리 청소부 새우의 시력은 나쁜 편이다. 사실 물고기의 대략적인 윤곽과 음영만 확인할 수 있을 뿐이다. 하지만 실험 결과 청소부 새우가 눈으로 보고 고객인 물고기를 식별할 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 태블릿에 있는 물고기 사진을 보고도 진짜 물고기를 만난 것처럼 열심히 더듬이를 흔들었기 때문이다. 반면 고객이 아닌 물고기를 보고는 반응하지 않았다. 물고기는 물론 새우의 형태를 명확히 볼 수 있으므로 청소부 새우를 식별하는 데 큰 어려움이 없다. 따라서 시각적 신호를 토대로 서로를 구분해 실수로 잡아먹거나 도망치지 않는 것으로 보인다.

물고기와 새우의 계약 관계는 한 번 성립되면 매우 강하게 유지된다. 물고기가 계약을 위반하고 새우를 잡아먹으면 새우는 고객을 보면 모두 달아나게 될 것이다. 반대로 물고기도 새우가 더듬이를 흔들고 그냥 가버린다면 새우를 그냥 먹는 편이 더 이득이다. 따라서 이 둘의 공생 관계는 서로가 이익을 보는 한 계속 유지될 것이다. 인간 사회에서 마찬가지로 자연계에서도 상호 이득만큼 공생 관계를 강하게 유지하는 동기는 없을 것이다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com