기생충의 동상이몽 - 한 숙주에 동거하는 두 기생충의 갈등?

(Often, multiple parasites attack one host - here for example, the tapeworm Schistocephalus solidus (green) and the threadworm Camallanus lacustris (blue) in the copepod. If the parasites have different developmental stages, a conflict of interest is pre-programmed.  Credit: MPI f. Evolutionary Biology/ N. Hafer )​

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 기생은 아주 오래된 역사를 가진 생존 전략입니다. 오랜 생명의 역사를 통해서 다양한 기생충들이 여러 가지 기생 전략을 진화시켰는데, 이중에는 중간 숙주를 조절하는 능력도 포함됩니다. 예를 들어 고양이를 최종 숙주로 삼는 톡소포차충(Toxoplasma gondii)의 경우 쥐에 우선 감염된 후 고양이에 대한 쥐의 두려움을 줄여 쥐가 쉽게 고양이에 먹힐 수 있도록 숙주의 행동을 조절합니다.

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 아직 그 기전에 대해서는 완전히 이해하지 못했지만, 정말 수많은 기생충들이 숙주의 행동을 조절할 수 있는 놀라운 능력을 가지고 있습니다. 그런데 만약 한 숙주에 감염된 두 기생충이 서로 다른 이해 관계를 가지고 있다면 어떻게 될까요?

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 막스 플랑크 진화 생물학 연구소의 니나 하퍼(Nina Hafer of the Max Planck Institute for Evolutionary Biology)​ 와 그녀의 동료들은 요각류(copepod, 검물벼룩 같이 작은 수생 동물로 먹이 사슬의 기반을 담당하는 생물)에 감염된 두 종의 기생충의 행동을 연구했습니다.

 요각류 자체도 매우 작은 동물이지만, 그 내부에는 이 요각류보다 더 작은 기생충들이 살고 있습니다. 이번 연구에선 촌충류(cestode)인 Schistocephalus solidus와 선충류(nematode)인 Camallanus lacustris라는 두 기생충이 연구되었습니다.

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 S. solidus는 요각류를 중간 숙주로 삼아 물고기를 2차 중간 숙주, 그리고 이 물고기를 잡아먹는 조류를 종숙주로 삼는 기생충입니다. C. lacustris는 요각류를 중간 숙주로 삼아 물고기를 종숙주로 삼는 기생충입니다. 위의 사진에서 보듯이 이 기생충은 우연히 한 요각류에 감염될 수 있습니다.

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 그런데 문제는 기생충이 중간 숙주에서 다음 숙주로 넘어가기 위해서 시간이 필요하다는 것입니다. 어느 정도 중간 숙주에서 성장을 해야 기생충이 다음 숙주에서 살아남을 수 있는 능력 (즉 감염력)을 지니게 됩니다. 따라서 너무 빨리 중간 숙주가 잡아먹히면 사실 곤란한 것이죠.

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 그래서 이 기생충들은 감염력이 생기기 전까지 요각류의 활동성을 떨어뜨립니다. 그러면 포식자의 눈에 띄게 될 확률을 줄일 수 있습니다. 그리고 감염력이 생길만큼 성장하면 그때는 반대로 활동성을 증가시켜 쉽게 잡아먹히게 중간 숙주를 콘트롤합니다. 

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 두 기생충이 하나의 요각류에 공존할 때 문제는 서로 다른 단계에 있는 경우입니다. 하나는 감염력이 있는데 다른 하나는 감염력이 없는 상태일 때 어떻게 될까요.

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 연구팀에 의하면 이 경우 서로 협력하기 보다는 먼저 감염력을 획득한 쪽이 아닌 쪽을 방해해서 요각류가 다음 숙주에 잡아먹히도록 유도한다고 합니다.

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 사실 서로 협력하는 방향으로 진화할 수도 있는데 왜 그렇게 하지 않은 것일까요? 사실 기생충은 빨리 자라기 때문에 조금만 기다리면 둘 다 감염력을 획득할 수 있고 이 때 같이 협력하면 더 시너지 효과를 볼 수 있을 텐데 말이죠.

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 확실한 이유는 모르지만, 연구팀은 아마도 서로 헙력하는 것이 도움이 되지 않기 때문이라고 생각하고 있습니다. 몇일 더 기다리게 되면 요각류가 그 전에 죽을 수도 있고 종숙주에 감염될 기회를 상실할 가능성도 있습니다. 따라서 이들이 협력하기 보다는 서로 방해하는 전략을 채택하고 있다는 것이죠.

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 아무튼 작은 기생충이지만 그 능력이나 번식 전략은 복잡하기 짝이 없습니다. 여기에 숙주를 조종하기까지 하니 무시못할 생명체라고 하겠습니다.

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 참고

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  Nina Hafer et al. Inter- and intraspecific conflicts between parasites over host manipulation,Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences (2016). DOI: 10.1098/rspb.2015.2870                                         

  http://phys.org/news/2016-02-mutual-sabotage-parasites.html#jCp