[핵잼 사이언스] 눈 귀없는 선충이 ‘동족상잔의 비극’을 피하는 비밀

수많은 동물이 냉혹한 자연의 법칙에 따라 먹느냐 먹히느냐의 생존 경쟁 속에서 살아간다. 살아남기 위해서는 같은 동족끼리 싸우는 것은 물론 서로 잡아먹는 일도 종종 목격된다. 하지만 흥미롭게도 같은 피붙이끼리 동족상잔을 피하거나 적극적으로 협력하는 경우도 드물지 않다. 독일 막스 플랑크 연구소의 과학자들은 매우 단순한 선충(nematode, 선형동물) 중 하나인 프리스티온쿠스(Pristionchus)가 어떻게 동족상잔을 피하는지 연구했다.

이 작은 선충은 토양 속 다른 선충을 잡아먹는 포식성 선충이다. 이를 위해 프리스티온쿠스의 입에는 크고 날카로운 이빨이 존재한다. 문제는 가까이 있는 작은 선충을 잡아먹을 경우 자신의 새끼나 혹은 유전적으로 가까운 개체를 잡아먹을 가능성이 높다는 사실이다. 프리스티온쿠스는 실험동물로 잘 알려진 친척인 예쁜 꼬마선충(Caenorhabditis elegans)을 비롯한 작은 선충을 잡아먹는데, 새끼 프리스티온쿠스와 예쁜 꼬마 선충은 크기나 생김새가 매우 비슷하다. 하지만 실험실 환경에서 프리스티온쿠스는 이 둘을 명확히 구분해 예쁜 꼬마 선충만 잡아먹었다.

연구팀은 이 선충이 페로몬 같은 물질을 분비해 동족에게 신호를 보낼 것으로 보고 연구를 진행했다. 선충은 눈이나 귀는 없지만, 잘 발달된 후각을 지녔기 때문이다. 그 결과 현대 무기에 탑재되는 피아식별 장치처럼 프리스티온쿠스 역시 동족을 식별할 수 있는 물질을 분비한다는 사실이 밝혀졌다. SELF-1이라고 명명된 이 단백질은 아미노산 63개로 이뤄진 단순한 단백질이지만, 새끼나 혹은 친척일 수 있는 개체를 잡아먹는 일을 피하는 데 필수적이다. 연구팀은 63개의 아미노산 가운데 하나만 잘못되어도 보호 효과가 사라진다는 사실 역시 확인했다. 프리스티온쿠스는 평생 이 물질을 분비한다.

동족끼리는 서로 잡아먹지 않는 선충 역시 환경에 가장 잘 적응한 개체가 살아남는다는 적자생존의 법칙에 부합되는 존재다. 비슷한 형태의 선충이 많은 환경에서 포식성 선충으로 살아남기 위해 환경에 맞춰 진화한 결과이기 때문이다. 자연의 법칙은 냉혹하지만, 동시에 합리적이라는 사실을 잘 보여주는 사례다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com