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2018년 7월 31일 화요일

여왕 개미와 일개미는 어떻게 분화됐을까?


(In many ant species, workers are much smaller than queens and cannot reproduce. Researchers wanted to know: how did these physical and behavioral differences evolve? Credit: Daniel Kronauer)

 개미는 역할에 따라 특화된 여왕, 일개미, 병정개미 등으로 매우 큰 군집을 이뤄 살아갑니다. 그런데 이와 같은 역할 분담은 어떻게 진화된 것일까요? 최근 록펠러 대학의 다니엘 크로나워 교수 (Daniel Kronauer, the Stanley S. and Sydney R. Shuman Associate Professor)와 그의 동료들은 개미의 호르몬에서 그 단서를 찾아 냈습니다.

 
 연구팀은 insulin like peptide (ILP2)라는 물질이 개미의 대사를 촉진하고 생식 능력을 높이는 기능을 한다는 것을 발견했습니다. 이 물질은 이름처럼 개미 버전의 인슐린으로 대사를 촉진하는 호르몬입니다. 연구팀은 clonal raider ant (Ooceraea biroi) 라는 개미를 대상으로 ILP2의 역할을 연구했습니다. O. biroi는 독특하게도 군집을 이루지만, 생식에 특화된 여왕개미 없이 모든 개미가 일을 하고 번식에 참여합니다.

 따라서 이 개미는 애벌레를 돌보는 기간과 알을 낳는 기간이 분리되는 독특한 생활사를 지닙니다. 연구팀은 O. biroi에서 이 사이클을 조절하는 호르몬이 ILP2라는 사실을 발견했습니다. ILP2의 농도는 주변에 애벌레가 있으면 줄어들고 반대로 없으면 올라가 사이클을 조정합니다.

 아마도 초기 개미 군집은 이렇게 시작했을 것입니다. 하지만 효과적인 업무 분담은 생식과 나머지 작업을 나누는 일일 것입니다. 이런 역할 분담이 가능했던 이유는 이와 같은 전단계가 있었기 때문이겠죠. 물론 여왕개미와 일개미로 분화된 과정이 호르몬 하나로 다 설명되진 않습니다. 다만 그 초기 단계가 어떤 방식으로 이뤄졌는지를 보여주는 흥미로운 연구 결과입니다.
 참고
 V. Chandra el al., "Social regulation of insulin signaling and the evolution of eusociality in ants," Science (2018). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.aar5723




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