뇌의 크기를 마음대로 줄이고 늘릴 수 있는 개미

(Harpegnathos saltator carrying flowers for nest entrance decoration, Wynaad, India. Credit: L. Shyamal)

과학자들이 상황 변화에 따라 뇌의 크기를 조절할 수 있는 개미를 발견했습니다. 인도 점핑 개미 (Indian jumping ant, Harpegnathos saltator)는 인도에 서식하는 매우 포식성이 강한 큰 개미종으로 숫자가 얼마 되지 않는 개미 군집을 형성합니다. 특이한 점은 일개미와 여왕 개미의 차이가 적고 알을 낳을 수 있는 생식 일개미 (gamergate)가 존재한다는 것입니다. 따라서 사회적 곤충화가 비교적 덜 된 개미라고 할 수 있습니다.

뉴욕 의대와 애리조나 주립 대학 (New York University School of Medicine and Arizona State University)의 연구팀은 더 놀라운 사실을 발견했습니다. 인도 점핑 개미는 여왕 개미가 죽거나 사라질 경우 일개미가 새로운 여왕이 되어 알을 낳는 특징을 지니고 있습니다. 연구팀은 이 과정에서 예상치 않았던 신체적 변화가 일어난다는 사실을 확인했습니다.

여왕 개미가 된 일개미는 알을 많이 낳기 위해서 난소의 크기를 키웁니다. 이는 쉽게 예상할 수 있는 변화지만, 연구팀은 놀랍게도 뇌의 크기가 25% 정도 줄어든다는 사실도 발견했습니다. 여왕이 되면 과거처럼 뇌를 많이 쓸 일이 없으니 에너지를 많이 먹는 장기를 줄여 더 많은 알을 낳기 위한 변화로 보이는데, 논리적으로는 이해할 수 있지만 어떻게 이런 일이 가능한지가 놀라운 일인 것입니다.

연구팀은 그 기전은 알지 못했지만, 이 개미의 변화가 가역적인지 알기 위해 여왕 개미를 제거한 다음 다시 군집에 넣는 실험을 진행했습니다. 그 결과 권좌를 갖기 위해 피비린내 나는 싸움이 일어나는 대신 새 여왕개미가 평화롭게 본래 여왕 개미에게 권력을 이양했는데, 이 과정에서 뇌와 난소의 크기가 본래 대로 돌아가는 것을 확인할 수 있었습니다.

대체 어떻게 이런 일이 가능한지 구체적인 기전을 밝히는 것도 흥미로운 연구가 될 것 같습니다.

참고

https://phys.org/news/2021-04-worker-ants-brains.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Harpegnathos_saltator

Clint A. Penick et al. Reversible plasticity in brain size, behavior and physiology characterizes caste transitions in a socially flexible ant ( Harpegnathos saltator ), Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences (2021). DOI: 10.1098/rspb.2021.0141

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