[와우! 과학] 달팽이도 굶주리면 찬밥 더운밥 가리지 않는다

우리 속담에 '찬밥 더운밥 가릴 처지가 아니다'라는 말이 있다. 이 속담은 인간에게만 해당하는 이야기가 아니다. 달팽이도 굶주린 상황에서는 평소라면 거들떠보지 않을 위험한 먹이도 피하지 않고 먹는다. 배고프면 아무거나 먹는다는 이야기는 모든 생물에 적용되는 당연한 이야기 같지만, 사실 이는 놀라운 일이다. 달팽이를 포함한 복족류(gastropod)의 뇌는 고등한 척추동물에서 볼 수 있는 복잡한 장기가 아니라 세 쌍의 신경절에 불과하기 때문이다. 이런 단순한 뇌를 가지고 위험을 회피할 것인지 아니면 감수할 것인지를 결정한다는 것은 적어도 과학자들에게는 정말 놀라운 자연의 신비다.

영국 서식스 대학의 조지 케멘네스 교수 연구팀은 달팽이의 행동을 조절하는 신경 세포(뉴런)의 비밀을 밝히기 위해 물달팽이(Lymnaea stagnalis)를 대상으로 연구를 진행했다. 우리가 보기에는 달팽이가 아무 걱정 없이 느리게 기어 다니는 것처럼 보이지만, 달팽이 역시 자연의 다른 생물처럼 매 순간 삶과 죽음의 갈림길에서 생존을 위해 최선을 다한다. 먹이를 찾고 먹는 것도 마찬가지다. 먹어도 소화하기 어렵거나 영양분이 별로 없거나 위험한 세균에 감염될 가능성이 있다면 생명이 위험할 정도로 굶주리지만 않았다면 피하는 게 상책이다. 그러나 어차피 굶주려 죽음의 문턱에 와 있다면 마지막 수단으로 먹어볼 수 있다. 이런 생각을 할 수 있는 고등한 뇌를 지닌 인간에겐 당연한 이야기지만, 과연 달팽이는 어떻게 행동을 조절할까?

연구팀은 실험실에서 의도적으로 굶긴 달팽이와 잘 먹은 달팽이 뇌 신경망의 활성화 정도를 조사해 위험을 무릅쓰고 위험하거나 까다로운 먹이도 먹게 만드는 뉴런을 찾아냈다. 평소 이 뉴런은 도파민을 분비해 달팽이가 위험한 행동을 하는 것을 방지한다. 하지만 굶주림이 생존에 더 큰 위협이라고 판단하면 그 기능을 멈춘다. 연구팀이 이 뉴런을 차단한 결과 달팽이가 배부른 상태에서도 평소에는 먹지 않는 위험한 먹이를 먹는 것이 관찰됐다. 비교적 단순한 신경망이 달팽이의 행동을 조절하는 것이다.

물론 이런 단순한 조절 기능만으로는 험난한 세상에서 살아남기 쉽지 않다. 비록 인간과는 비교할 수 없을 만큼 원시적인 신경계를 지닌 달팽이지만, 먹이의 존재를 식별할 뿐 아니라 위험 수준을 감지하는 신경망 역시 존재할 것이다. 과학자들은 제2의 우주로 불리는 뇌의 비밀을 풀기 위해 단순한 생명체부터 하나씩 의문점을 풀어 가고 있다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com