미토콘드리아 없이 흰개미 장 안에서 살아가는 원생생물

(Schematic evolutionary tree of the five microbial species included in the study. From left to right: Trimastix marina, Paratrimastix pyriformis, Blattamonas nauphoetae, Streblomastix strix, and Monocercomonoides exilis. Credit: Lukas Novak, CC-BY 4.0, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/))

모든 진핵세포는 정의에 따라 핵을 지니고 있습니다. 그리고 대부분 미토콘드리아를 이용해 큰 세포를 움직이는 데 필요한 에너지를 얻습니다. 대부분이라고 말한 이유는 물론 예외가 있기 때문입니다. 대표적인 사례는 미토콘드리아도 산소도 없이 생존할 수 있는 일부 원생동물입니다.

체코 프라하의 카렐 대학 (Charles University)의 연구팀은 흰개미나 다른 동물의 장 속에서 살고 있는 원생생물인 첨예편모충류 (oxymonads)가 언제부터 미토콘드리아 없이도 잘 살았는지를 분석했습니다.

첨예편모충류는 일반 동물 세포보다 큰 50 마이크로미터 지름의 단세포 원생생물로 내부에는 셀룰로스 분해와 관련된 공생 미생물이 있어 흰개미가 섭취한 식물의 분해를 돕습니다. 다만 장속에는 산소가 거의 없는 환경이기 때문에 이들은 산소를 쓰지 않는 방식으로 진화했고 이것이 산소 호흡 기관인 미토콘드리아가 사라진 이유로 생각됩니다.

보통은 이런 경우라도 미토콘드리아의 흔적은 남게 마련인데 연구팀은 어떤 흔적도 찾을 수 없었습니다. 연구팀은 언제부터 이런 특징이 진화했는지 알기 위해 여러 종의 첨예편모충류의 유전자를 분석해서 그 기원을 확인했습니다. 그 결과 놀랍게도 공룡 시대인 1억 년 전부터 이런 특징이 진화했던 것으로 나타났습니다.

아마도 이미 그 시기부터 첨예편모충류는 다양한 동물의 장 속에서 공생 관계를 이룩해왔을 것입니다. 우리의 눈에 잘 띄지 않는 곳에서 이들은 자산만의 세상을 이어가고 있는 셈입니다.

참고

https://phys.org/news/2023-12-single-celled-protists-guts-animals-mitochondria.html

Lukáš V. F. Novák et al, Genomics of Preaxostyla Flagellates Illuminates the Path Towards the Loss of Mitochondria, PLOS Genetics (2023). DOI: 10.1371/journal.pgen.1011050

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