자기장을 이용해서 길을 찾는 사막개미

(The desert ant Cataglyphis nodus at its nest entrance—an inconspicuous hole in the ground that cannot be seen from the ant's perspective. To find its way back there, the ant uses the Earth's magnetic field during its learning walks. Credit: Robin Grob)

사막 개미는 다른 개미처럼 작은 뇌를 지녔지만, 한 가지 특별한 재주가 있습니다. 바로 지구 자기장을 감지해 사방이 다 비슷하게 생긴 사막에서도 집으로 돌아오는 길을 잃어버리지 않는다는 것입니다.

초파리의 뇌보다는 크지만, 백만개에 불과한 뉴런을 지닌 개미가 어떻게 지구 자기장까지 감지하는지 알아내기 위해 독일 뷔르츠부르크 대학 (Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU))의 연구팀은 실험실과 야외에서 사막 개미속 (Cataglyphis)의 개미를 연구했습니다.

연구팀에 따르면 사막개미는 개미굴에서 나올 때 정보를 초기화하고 컬리브레이션하는 작업을 거칩니다. 그후 몸을 팽이처럼 회전시켜 정보를 얻고 개미굴 입구에서 직선으로 탐색을 한 후 정확히 반대 방향으로 돌아옵니다.

연구팀은 개미굴 주변에 자기장을 걸어 개미들이 완전히 헤매게 만들었습니다. 이 경우 사실 사막 개미는 모래가 펼쳐진 사막에서 작은 구멍을 볼 수 없어 개미굴로 돌아가기 어려워집니다. 따라서 자기장을 이용한 네비게이션에 크게 의존합니다.

개미의 작은 뇌 가운데 자기장을 감지하는 부분은 버섯체 (mushroom body)입니다. 이곳은 본래 곤충의 시각 정보와 학습을 담당하는 장소로 여기서 자기장 감지 뉴런이 다른 시각적 정보와 함께 위치를 파악하는 일을 돕습니다. 이 과정에서 태양의 방향이나 주변 환경 정보도 사용하는 것으로 보입니다.

일반적으로 개미는 페로몬을 이용해 길을 찾는다고만 생각해왔지만, 사막개미는 개미의 진화가 생각보다 더 다양하게 일어날 수 있다는 점을 보여주고 있습니다.

지구에서 가장 개체 수가 많은 동물 중 하나이면서 우리가 주변에서 쉽게 볼 수 있는 곤충이지만, 아직도 우리는 개미의 비밀에 대해 모르는 것이 더 많습니다. 자기장 감지 개미는 저 역시 처음 알았습니다.

참고

https://phys.org/news/2024-02-ants-earth-magnetic-field-calibrates.html

Robin Grob et al, Importance of magnetic information for neuronal plasticity in desert ants, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2320764121

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