작은 선충도 복잡한 결정을 내릴 수 있다.

 (C. elegans worm (right) escaping the predatory P. pacificus worm (left). Credit: Salk Institute)

 인간과는 비교할 수 없을 정도로 작고 단순한 뇌를 지닌 동물도 상상외로 복잡한 행동을 있습니다. 예를 들어 눈도 없어 보이는 작은 선충이 먹이를 인지하고 사냥을 하거나 천적을 감지하고 도망가며 짝짓기를 위해서 상대방을 찾아 갑니다. 

 과학자들은 그 메커니즘을 이해하고자 초파리나 예쁜 꼬마 선충 같이 매우 단순한 뇌를 지닌 동물의 행동을 연구하고 있습니다. 인간의 뇌는 860억 개의 뉴런을 지니고 있으며 각 뉴런들이 여러 개의 시냅스를 지닌 반면 예쁜 꼬마 선충은 302개의 뉴런으로 복잡한 행동을 할 수 있어 연구가 훨씬 용이합니다. 

 하지만 솔크 연구소(Salk Institute)의 과학자들은 작은 선충들의 뇌가 아닌 행동에 초점을 맞춰 연구를 진행했습니다. 연구팀은 예쁜 꼬마 선충과 또 다른 선충인 Pristionchus pacificus를 이용해 선충이 상대를 인지하고 상황에 맞게 의사결정을 내릴 수 있는지 검증했습니다. P. pacificus는 예쁜 꼬마 선충과 수억 년전 갈라진 그룹으로 비슷한 크기의 토양 선충입니다. 다만 포식성이 강한 토양 선충으로 예쁜 꼬마 선충을 잡아먹기도 합니다. 

 연구팀은 P. pacificus가 예쁜 꼬마 선충의 크기에 따라 어떻게 반응하는지 조사했습니다. 그 결과 유충기의 작은 꼬마 선충의 경우 잡아먹기 위한 행동을 취하지만, 이미 성체가 되어 쉽게 잡아먹을 수 없는 예쁜 꼬마 선충의 경우 반대로 물어서 쫓아내는 전략을 취했습니다. 이 행동은 먹이를 지키기 위한 것으로 풀이 됩니다. 변변한 감각기관도 없고 뇌도 매우 작은 신경절 수준에 불구한 선충이 상대를 정확히 인지하고 상황에 맞게 행동하는 것입니다. 

 도대체 어떤 기전으로 상대방의 크기를 인지하고 이에 맞게 행동하는지는 알 수 없지만, 1mm 길이도 되 지 않고 뉴런도 몇 개 없는 생물의 행동이라고는 믿기지 않을 만큼 복잡한 비결이 궁금합니다. 단순한 신경계 지닌 만큼 상대적으로 그 이유를 알아내기 쉬울 것으로 기대합니다. 

 참고 

https://phys.org/news/2022-03-tiny-worms-complex-decisions.html

Sreekanth H. Chalasani, Flexible reprogramming of Pristionchus pacificus motivation for attacking Caenorhabditis elegans in predator-prey competition, Current Biology (2022). DOI: 10.1016/j.cub.2022.02.033. www.cell.com/current-biology/f … 0960-9822(22)00255-X