(Carpenter ants perform amputations as a preventive measure. Their motto is: Better safe than sorry when it comes to potential infections. Credit: Bart Zijlstra)
항생제나 현대적인 소독 방법도 없던 시절, 외상이나 골절로 인해 피부 및 근육이 파괴되면 감염이 일어나면서 세균이 혈관을 타고 온몸으로 퍼지는 패혈증(Sepsis)이 사망의 가장 큰 원인이었습니다. 의사들은 환자의 생명을 구하기 위해, 감염된 부위(사지)를 포기하는 대신 몸 전체를 살리기 위해 사지 절단술을 시행했습니다. 과거에는 팔다리를 자르는 사지 절단술이 가장 중요한 외과 술기였고 전쟁터처럼 다수의 외상 환자가 나오는 환경에서 대규모로 사지 절단술이 시행됐습니다.
19세기까지 항생제와 소독제는 물론 마취제도 없던 시절이라 사지 절단술을 빠르고 정확하게 시행해서 환자의 고통을 최소화하면서도 혈관을 잘 묶어서 출혈을 막는 것이 가장 중요한 기술로 여겨졌습니다. 지금 기준으로는 말도 안되게 잔인해 보이지만, 이렇게 해서 감염을 막으면 생명은 구할 수 있었습니다.
그런데 흥미롭게도 사회적 곤충인 개미에서도 비슷한 행동을 볼 수 있습니다. 개미는 여섯 개의 다리 중 몇 개는 없어도 살 수 있습니다. 하지만 역시 그냥 잘린 다리는 감염의 가능성이 높기 때문에 아예 깨끗하게 잘라서 감염을 예방해야 살 수 있습니다. 이는 개미 입장에서는 개체 뿐 아니라 군집을 보호하기 위한 행동이기도 합니다. 한 마리의 감염된 개미가 다른 개체까지 감염시킬 수 있기 때문입니다. 따라서 개미들은 다친 동료에 대해 큰 턱으로 과감한 사지 절단술을 시행합니다.
뷔르츠부르크 대학교 동물생태학 및 열대생물학과 에미 뇌터 연구 그룹 책임자인 에릭 프랑크 박사(Dr. Erik Frank, head of an Emmy Noether research group at the Chair of Animal Ecology and Tropical Biology at the University of Würzburg)가 이끄는 연구팀은 나무에 굴을 파는 목수 개미 (Carpenter ants, 학명 Camponotus fellah)의 치료 행동에 대해 연구했습니다.
앞서 언급한 것처럼 사회적 동물에게 상처는 단순히 개체 개인의 문제를 넘어, 감염이 발생할 경우 군집 전체에 위협이 됩니다. 인간은 전문 간호 인력이 이 역할을 수행하지만, 개미와 같은 사회적 곤충은 과연 특정한 역할을 맡은 '전문가(Specialized workers)'가 있는 것인지, 아니면 개별적인 상호작용에 의해 이루어지는 것인지가 이 연구의 핵심 질문이었습니다. 즉, 의료진 개미가 있는지 아니면 그냥 아무 개미나 이런 역할을 할 수 있는지 본 것입니다.
연구팀은 완전 자동화된 추적 시스템을 사용하여 개미 110마리로 구성된 6개의 개미 군집을 조사했습니다. 자동화된 추적 시스템 덕분에 연구팀은 수 주에 걸쳐 각 개미의 움직임과 수십만 건에 달하는 상호작용, 그리고 상처 치료 과정까지 정밀하게 관찰할 수 있었습니다.
그 결과 상처를 돌보는 개미들은 특정한 '의료직'이 따로 있는 것이 아니었습니다. 다만 특별한 시기에 있는 개미들이 이 역할을 담당했습니다. 이들은 유충 돌봄 단계에서 먹이 찾기단계로 넘어가는 전환기에 있는 일꾼 개미들이었습니다. 이 단계의 개미들은 둥지 안팎을 자유롭게 오가며 활동 범위가 매우 넓고 활동량이 많아 둥지 곳곳을 돌아다니기 때문에 상처 입은 개체를 만날 확률이 높습니다. 일개미들은 나이에 따라 이런 특정 역할들을 담당하기 때문에 이런 시기에 따른 역할 분담은 합리적으로 보입니다.
흥미로운 사실은 단순히 전환기 상태에 있다고 해서 모두 의료진 개미가 되는 것은 아니었습니다. 상처를 돌볼지 말지를 결정하는 의외의 요인은 친밀도 지수(Affinity Index)였습니다. 연구팀의 분석에 따르면 상처 입기 전, 두 개체가 같은 공간에 머물렀던 정도나 평소 서로 얼마나 자주 마주쳤는지, 더듬이로 서로를 만지는 등 사회적 상호작용이 얼마나 있었는지가 중요한 요소였습니다. 결론적으로 평소에 자주 마주치고 소통했던 개체일수록 상처 입은 동료를 돌볼 확률과 시간이 훨씬 높았습니다.
이는 내가 친한 친구만 치료하는 의외의 행동이라기 보단 사지 절단이 매우 중대한 결과를 가져올 수 있는 행동이므로 정확히 내가 잘 아는 개체에 대해서만 응급 처치를 시행하려는 것으로 생각됩니다. 평소 자주 접촉해서 어떤 상황인지 잘 아는 개체가 아니라면 어디를 다쳤는지 대충 짐작해 절단해서는 안될 것입니다.
일단 내 동료가 확실히 맞고 다리를 다쳐 심각한 상태를 확인하면, 개미는 감염을 막기 위해 다리를 물어뜯어 감염을 예방하는 예방적 절단하고 항균 물질로 상처를 처리합니다. 이 방식은 감염으로부터 군집을 보호하고, 부상자의 생존율을 두 배로 높이는 효과가 있습니다.
이 연구는 사회적 생물이 의료 처치 같은 복잡한 과업을 수행할 때, 특정 역할이 정해진 분업이 아니라, 개체 간의 사회적 구조와 상호작용으로 행동을 조절한다는 것을 보여줍니다. 따라서 중앙 통제나 전문 직업 없이도 사회적 친밀도와 활동 패턴만으로도 사회적 면역(Social immunity)이라는 고도의 시스템을 유지하고 거대한 군집을 건강하게 유지하는 것입니다.
개미처럼 작은 뇌를 지닌 생물이 의료 서비스를 포함한 온갖 복잡한 작업을 수행하는 모습을 보면 자연의 경이가 아닐 수 없습니다.
참고
https://phys.org/news/2026-07-colony-ant-wound-transitional-workers.html
Ebi Antony George et al, Social and spatial affinity drive wound care in ants, Proceedings of the National Academy of Sciences (2026). DOI: 10.1073/pnas.2614400123
댓글
댓글 쓰기