개미는 뚠뚠 신기해 뚠뚠

개미, 개미, 개미! 한과영의 학생이라면 누구든 개미와의 전쟁을 겪게 된다. 자습하려니 천장에는 날개미들이 쏘다니고, 집중해보려고 해도 툭툭 책상에 떨어지는 시체에 정신이 흐트러지고... 심지어 간식이나 먹으려 급식실에 가도 천장에 개미가 득실거린다. 가을만 되면 크사인들을 괴롭히는 개미! 어떨 때는 제발 사라져줬으면 생각마저 하게 되지만, 실은 개미는 연구 가치가 높은, 굉장히 경이로운 생명체이다. 본 글에서는 개미에 대한 신기한 연구를 찾아보도록 하겠다.

죽음의 물질, 올레산?

인간은 죽음에 대해 추모의 태도를 보이고, 다른 생물이 보면 거추장스럽게 느껴질지도 모르는 과정을 거쳐 그 유해를 처리한다. 그렇다면 개미는 죽음을 어떻게 받아들일까. 궁금하지 않은가? 세계적인 개미 전문가 E.O. 윌슨의 연구 결과에 따르면 놀랍게도 개미는 쓰러진 모습으로는 서로의 생사를 구분하지 못한다. 살아있는 개미는 금방 죽은 개미를 마치 자는 것처럼, 혹은 그 자리에 없는 것처럼 지나쳐 다닌다. 그러나 개미가 죽은 지 사흘이 지나면 달라진다. 죽은 지 사흘이 지난 개미를 보면, 다른 개미는 그 개미를 이른바 ‘개미 무덤’으로 끌고 간다. 죽은 개미가 모여있는 장소로 말이다.

사흘, 왜 하필 사흘일까? 어차피 개미 무덤으로 시신을 옮긴다면 개미가 죽은 직후도 괜찮은 거 아닐까? 이 원인은 개미가 서로의 죽음을 인식하는 방법에 있다. 우리가 흔히 알 듯, 사람은 혈색, 심장 박동, 반사 반응 등을 통해 생사를 구분한다. 그에 반해 개미는 시각적 정보나 청각적 정보로 이를 받아들이지 못한다. 답은 화학물질에 있다. 개미는 죽은 지 사흘이 지나면 부패가 시작되고, 이에 따라 올레산을 방출한다. 올레산이란 여러 동물 및 식물성 지방에 포함된 지방산의 일종이다. 개미들은 본 화학물질을 인식하고, 이를 기준으로 생사를 결정한다. 그런데 여기서 한 가지, 만일 산 개미에 외부적 요인으로 올레산이 묻는다면 개미들은 어떻게 반응할까?

올레산의 구조

이에 대한 실험 또한 존재한다. 실험 결과부터 이야기하자면, 살아있는 동료 개미라고 해도 올레산만 감지된다면 이를 사체로 인지하게 된다. 그전까지 멀쩡히 살아있던 개미에게 적정량의 올레산을 묻힌 결과, 동료 개미는 해당 개미를 죽었다고 판단하여 그를 개미 무덤으로 데려갔다. 이후의 반응은 종마다 달랐다. 반항하며 싸움을 벌이는 개미, 저항하지 않고 개미 무덤으로 끌려간 이후 자신을 씻어내는 개미……. 심지어는 다른 개미가 오지 않아도 스스로 무덤으로 들어가는 개미도 있었다.

실은 이러한 생물이 개미만 있는 것은 아니다. 개미뿐만 아니라 벌 또한 동일하게 올레산을 방출한다. 바퀴벌레의 경우 죽은 바퀴의 체액을 피한다는 유사한 실험 결과가 보고된 바 있다. 심지어 캐나다 맥마스터 대학의 연구에 따르면 곤충과 갑각류처럼 유연관계가 먼 동물들도 사망할 경우에도 개미와 동일 혹은 유사한 물질을 분비한다고 한다. 이른바 ‘죽음의 향’이다. 이 죽음의 향은 생물에게 어떠한 이점을 주는 걸까? 동물들은 죽은 개체를 인식함으로써 자신에게 위험할 수 있는 병, 포식자 등으로부터 몸을 지킬 수 있다. 이 얼마나 경이롭고 매력적인가. 이 때문에 죽음을 인식하는 다음과 같은 시스템이 선호된 것이라고 할 수 있다.

탈주러 보존의 법칙

조별 과제! 다양한 인문과목부터 실험과목까지, 넘쳐나는 조별 과제는 언제나 우릴 괴롭힌다. 그래, 운만 좋으면 괜찮다. 그러나 운이 좋지 않으면? 한 명은 놀고, 한 명은 일한다. 팀을 바꿔도 마찬가지다. 여전히 한 부류는 놀고, 정해진 사람들만 일한다. 흔히 ‘탈주러’ 혹은 ‘무임승차’로 불리는 ‘노는 집단’은 인간 사회와 한과영 사회에 잔뜩 존재한다. 심지어 어느 단체건 보존되기까지 한다! 여기서 잠깐. 이러한 분류가 개미에게도 존재한다는 사실을 알고 있는가? 이 말을 들은 당신은 아마 놀랐을 것이다. 언제나 성실하고 집단을 위해 일하는 개미들이 어떻게 놀 수가 있는 걸까? 이에 대한 연구는 훗카이도 대학 하세가와 에이스케 교수와 연구진에 의해 진행되었다.

먼저 기존 연구 바탕에 관해서 이야기해보자. 본 연구가 있기 전까지도 개미집단 중 20~30%의 일정 비율로 일하는 개미가 존재한다는 사실은 이미 규명된 바 있다. 여기서 신기한 실험이 등장한다. 기존의 개미집단에서 일하던 개체들을 모두 모아 집단을 만들어보면 어떨까? 혹은 놀던 개미들을 모두 모아보는 건? 이를 수행한 결과 놀라운 현상이 관찰되었다. 일하는 개미의 집단에서도 20~30%의 노는 개미가 발생했고, 노는 개미의 집단에서도 70~80%의 일하는 개미가 발생한 것이다. 놀랍게도 일하는 개미와 노는 개미의 비율이 보존되었다! 그러나 이 이유는 규명하지 못하였다.

연구를 위해 몸통에 색을 입힌 개미의 모습

이제 위에서 소개하였던 연구팀의 연구가 나온다. 연구의 대상은 일본 전역에 걸쳐 분포하는 시와쿠시개미였다. 연구팀에서는 이 개미들을 각각 구분할 수 있도록 몸통에 색을 입힌 후 개미를 관찰하기 시작했다. 그 기간은 한 달 이상이었으며, 총 1200마리로 구성된 8개의 개미 집단이 대상이었다. 실험을 진행한 결과, 가장 처음 일하는 개미의 집단에 소속되었던 개체가 휴식을 시작하자, 이전에 놀고 있던 개미가 일을 시작하는 것이 관찰되었다. 본 실험을 기반으로 컴퓨터 시뮬레이션을 진행해본 결과, 모두가 일하는 개미 집단은 언젠가 피로해져 움직임을 멈췄다. 그에 반해 노는 개미가 존재하는 집단은 그보다 더 오래 일을 할 수 있었다. 연구진은 ‘적당히 노는 사람들도 있어야 한다는 개미 사회의 법칙은 인간에게도 적용할 수 있다.’라고 덧붙였다. 당신의 조별 과제 팀원이 어떤가와 별개로 말이다.

개미, 개미, 개미! 얼마 전까지 우리를 괴롭힌 개미. 어떤가, 자세히 파헤쳐보니 신기하지 않은가? 개미는 실제로 과학계에서 매우 신비로운 동물로 취급된다. 개미를 연구하는 ‘myrmecology’라는 학문이 따로 존재할 정도이다. 그 사회과학적, 생태학적인 경이로움은 언제나 우리를 놀라게 하고는 한다. 이 이외에도 경이로운 연구가 여럿 존재한다. 관심이 간다면 이에 대해 더 살펴봐도 좋지 않을까?

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<참고자료>

[1] National Public Radio - 'Hey I'm Dead!' The Story Of The Very Lively Ant

https://www.npr.org/sections/krulwich/2009/04/01/102601823/hey-im-dead-the-story-of-the-very-lively-ant

[2] The Science Times - 죽음의 냄새’ 정체 밝혀져

https://www.sciencetimes.co.kr/?news=%EC%A3%BD%EC%9D%8C%EC%9D%98-%EB%83%84%EC%83%88039-%EC%A0%95%EC%B2%B4-%EB%B0%9D%ED%98%80%EC%A0%B8

[3] 연합뉴스 - "학계 수수께끼 '노는 개미'는 집단의 장기존속 수단“

https://www.yna.co.kr/view/AKR20160217075800009

[4] PubChem – Oleic acid

https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Oleic-acid

<이미지>

[1] https://pixabay.com

[2] PubChem – Oleic acid

https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Oleic-acid

[3] 와우뉴스 - [와우! 과학] 개미는 사실 게으른 곤충이다?

https://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20170914601005

Bio 학생기자 정예진

2019년 가을호

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