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모기는 어떻게 사람의 체온을 감지할까?


(Anopheles gambiae mosquito. Credit: Willem Laursen, Garrity lab)


 모기는 작은 곤충이지만, 어둠 속에서 온혈 동물을 찾아내는 능력만큼은 모든 곤충 가운데 으뜸입니다. 이들이 피만 빨아먹는 게 아니라 말라리아를 포함해 여러 가지 위험한 질병을 옮기기 때문에 과학자들은 모기의 감지 능력에 대해 많은 연구를 진행했습니다. 그 결과 모기가 이산화탄소, 열, 냄새를 통해 사람과 다른 포유류를 감지하고 피를 빨아먹는다는 사실을 발견했습니다. 특히 열 감지 능력이 탁월해 암컷 모기는 온혈동물이 아니면 피를 빨지 않습니다. 


 브랜다이스 대학 (Brandeis University)이 폴 가리티 교수 (professor of biology Paul Garrity), 클로에 그레피 (Chloe Greppi), 윌렘 라우센 (Willem Laursen)를 비롯한 연구팀은 모기의 열 감지 능력에 대한 중요한 사실을 발견했습니다. 


 모기의 열 감지 기관은 온도계처럼 온도 자체를 감지할 수 없으며 온도의 변화만을 감지할 수 있습니다. 이는 모기의 친척인 파리와 마찬가지입니다. 그런데 흥미롭게도 하나의 세포가 온도 변화를 다 감지하는게 아니라 온도 상승과 하강을 감지하는 세포가 따로 존재합니다. 이들을 냉각 세포와 가열 세포 (Cooling Cells and Heating Cells)라고 부릅니다. 


 연구팀은 일반적인 생각과 달리 열원을 찾아가는 것이 아니라 추위를 피해 이동한다는 가설을 세웠습니다. 이에 따르면 사람을 찾아내는 주요 감각 기관은 냉각 세포입니다. 연구팀은 냉각 세포의 주요 수용체인 IR21a를 제거한 모기를 이용해 이 모기가 열원을 제대로 찾지 못한다는 사실을 증명했습니다. 결국 암컷 모기가 사람을 찾는 비결은 추운 곳을 피하는 능력 덕분인 것입니다. 이 감각 수용체의 민감도는 초당 수백분의 1도로 매우 민감해 멀리서도 인간의 열기를 감지할 수 있습니다. 물론 이외에도 냄새 및 이산화탄소가 단서가 될 것입니다. 


 연구팀에 따르면 IR21 수용체는 4억년 전 여러 곤충과 갑각류에서 진화한 후 2억년 전 IR21a 수용체가 등장했습니다. 이 시기에 모기가 흡혈을 시작했을지 모른다는 것과 어쩌면 초기 포유류 및 공룡 그룹에서 흡혈을 시작했을지도 모릅니다. 이렇게 오래된 흡혈 모기를 발견한다면 이것 역시 흥미로운 이야기가 될 것입니다. 


 참고 


C. Greppi el al., "Mosquito heat seeking is driven by an ancestral cooling receptor," Science (2020). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.aay9847

C.R. Lazzari at Institut de Recherche sur la Biologie de l'Insecte in Tours, France el al., "In the heat of the night," Science (2020). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.aba4484
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