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혐주의)오싹오싹 신기하게 진화한 벌레들 (2)...JPG
[시리즈] 생물 · (혐 주의)오싹오싹 신기하게 진화한 곤충들.jpg · 혐주의) 오싹오싹 신기하게 진화한 벌레들...jpg 무당벌레로 의태한 거미(Paraplectana tsushimensis)날개에 거미 무늬를 새긴 Picture-winged fly (Cleitamia astrolabei)무늬가 잘 이해가 안가는 사람들을 위해 설명하자면 대충 이런 모습이 그려져 있다고 보면 된다 진딧물의 일종인 Nipponaphis monzeni이 진딧물들은 숙주가 되는 나무의 가지에 원통형의 벌레혹(gall)이라는 구조물을 짓고 그 안에서 무리지어 살아가는 습성을 지님이 gall 구조물은 처음에는 1mm정도의 크기에다가 물렁물렁하지만시간이 지날수록 점점 크기가 확장되서 3~4년이 지나면 최종적으로는 수 cm정도의 크기까지 팽창하고두께도 3~4mm나 돼서 동들도 이빨로 부수기 어려울정도라고 함이렇게 최종적으로 완성된 gall 안에는 평균 700~2400마리의 진딧물이 들어있어 이 혹안에서 안전하게 수액을 빨아먹으며, 매년 늦가을마다 이 gall의 벽면이 잠수함 해치 열리듯이 열려서 600~800마리의 진딧물들을 방출해서 이주시킨다고 함특이한 점으로는 이렇게 가을에 진딧물을 방출시키거나 나비 유충과 같은 침입자의 공격으로 인해 gall 표면에 구멍이 뚫렸을 때 이 진딧물들이 보여주는 행동임이 진딧물들의 체액은 매우 끈적끈적하고 공기와 접촉하면 빠르게 응고되는 특성이 있는데이렇게 gall 벽면에 구멍이 생기면 태어난지 얼마 안된 수십 마리의 진딧물들이 스스로의 몸을 터트리고 이때 나온 체액으로 벽면의 구멍을 메우는 행동이 관찰되었음이렇게 체액을 모두 방출한 진딧물들은 당연하게도 죽거나 극도로 쇠약해지는데사진에서 보이는 저 진딧물 왼쪽에 조그만 하얀 덩어리가 바로 진딧물이 체액을 모두 방출하고 쪼그라든 모습이라고 함 개미나 벌처럼 여왕개체만이 생식 능력을 가지는 군집 생물에서는 생식 능력이 없는 일꾼 개체들이 둥지를 지키기 위해 스스로를 희생하는 행동은 자주 관찰되지만이 진딧물처럼 개체 모두가 생식 능력을 지닌 군집에서, 집단의 생존을 위해 자발적으로 스스로의 번식을 포기하고 자신을 희생하는 사례는 매우 드문 케이스개구리 눈 사이의 사각지대에 정확히 착지하여 흡혈하는 호주 모기 (Mimomyia elegans)굳이 위험을 감수하며 이런 행동을 하는 이유는 개구리의 콧구멍은 피부가 매우 얇고 혈관이 많이 형성되어 있어 피를 많이 얻을수 있기 때문이라고 함콜로라도 감자잎벌레(Leptinotarsa decemlineata) 이름 그대로 감자의 잎과 가지를 갉아먹는 딱정벌레로, 북미에서 처음 발견되어 전세계로 퍼져나가 매년 수억 달러 규모의 피해를 일으키는 매우 악명 높은 해충 중 하나 이 1cm 남짓하는 크기의 작은 곤충이 농작물에 이렇게 큰 피해를 줄 수 있는 이유에는 왕성한 번식력도 한 몫하지만 가장 큰 이유는 바로 살충제에 대한 엄청난 내성 덕분인데곤충이나 세균, 바이러스가 돌연변이를 통해 화학물질에 대한 내성을 획득하는 것은 지극히 당연한 현상이지만 이 감자잎벌레의 살충제 내성은 단순 유전적 변이만으로 설명하기 어려울 정도의 속도를 갖고 있음실험결과, 감자잎벌레들은 살충제의 종류,농도에 무관하게 아주 소량만 노출되어도 불과 2~3세대만 지나면 해당 살충제에 대한 내성을 획득했는데과학자들은 이런 기이할정도로 빠른 내성 발현 속도에 대해 DNA 메틸화로 인한 후생유전학적 변화가 개입했을거라고 추정하고 있음후생유전학과 DNA 메틸화를 설명하려면 분자생물학 범위까지 들어가야 하므로 최대한 간단히 설명하면 DNA에 메틸기라는 화학물질이 붙으면 그 유전자는 발현되지 않는데, 우리가 살아가면서 받는 환경이 DNA 서열자체를 바꾸진 않지만 이 메틸기를 붙였다 뗏다 하면서 유전자 발현을 스위치 누르듯 껐다 켰다 조절하고 이렇게 변화된 형질이 자손한테까지 전달될수 있는지를 연구하는 분야가 후생유전학이라고 보면 된다아무튼 감자잎벌레들은 약간의 살충제 노출만으로도 굉장히 민감한 DNA 메틸화 반응을 일으켜 살충제에 대한 내성을 빠르게 키워왔는데지금까지 이러한 메틸화 패턴은 세대가 넘어가면 초기화된다고 여겨졌지만 이 감자잎벌레는 후생유전학적 변화가 성적 생식을 거쳐 여러 세대를 거듭해서도 전달될 수 있다는 것을 보여 몇 안되는 사례라고 함이 녀석들은 아마도 식물이 지닌 독소를 무력화시키기 위해 이런 방식으로 진화한 것이라고 추정된다고 하며 이러한 능력 덕분에 1860년대부터 미국의 수많은 농부들과 과학자,기업들이 매년 수억 달러를 써가며 이 곤충을 박멸하기 위해 노력했지만 전부 실패로 돌아가고 현재까지 감자잎벌레는 구리,납,비소,수은을 포함한 약 50여가지의 살충제에 내성을 획득한 상태라고 한다.그래서 현재는 화학적 방제는 거의 포기하고 이 녀석들의 천적을 이용한 생물학적 방제를 중심으로 연구하고 있다고 함먹다 남은 곤충의 찌꺼기, 탈피하고 남은 허물, 나뭇잎이나 나뭇가지등을 이용해서 자신보다 몇배는 거대한 “가짜 거미”를 만드는 Trashline orb web spider (Cyclosa sp.)이 녀석들이 이러한 미끼를 만드는데는 다양한 이유가 있는데 1.새나 말벌과 같은 포식자를 속여 공격을 회피하거나2.이곳에 거미줄이 있다고 광고하여 포유류와 같은 거대한 동물들이 이동하면서 거미줄을 파괴되는 것을 방지하거나3.사냥하고 남은 사체에서 풍기는 냄새를 이용하여 다른 먹잇감들을 유인하기 위해 이러한 행동을 한다고 함중앙의 알집을 울타리 모양으로 둘러싼 구조물을 만드는 silk henge spider포식자들로부터 알집을 보호하고, 진딧물 같은 작은 곤충들을 이 울타리 안에 가둬서 새끼 거미가 부화하면 바로 영양을 섭취할수 있도록 하기 위해 이런 구조물을 만든다고 함이 거미는 알집과 새끼 거미만 발견되고 정작 성충은 단 한번도 발견된 적이 없어서 정확히 무슨 종인지 아직까지 밝혀내지 못하고 있는 상태날개에 깡총거미 무늬가 있는 Rhotana marmorata(위) 와가시나무뭉뚝날개나방(Litobrenthia japonica) (아래)흉부가 마치 눈처럼 변형되어 뒷모습으로 깡총거미를 흉내내는 geminaria canalisrax흰개미를 모방하는 반날개과 Austrospirachtha carrijoi(위)와 coatonachthodes ovambolandicus (가운데)아래 사진은 일꾼 흰개미복부를 거대하게 팽창시켜 몸 천체를 뒤덮고 세 쌍의 부속지(appendages)를 자라게 해서 흰개미의 더듬이와 다리를 흉내냈으며 심지어 몸 구획까지 흰개미와 동일하게 재현해내는데 성공했음흰개미들은 눈이 보이지 않기 때문에 더듬이를 이용한 촉각과 화학신호에 의존하여 살아가는데이 반날개들은 흰개미와 유사한 모양의 복부와 화학신호를 이용해서 흰개미를 속이고 먹이를 얻어 먹으면서 둥지에 기생한다고 함Staphylinidae과에 속하는 유사한 종들을 서로 비교한 모습복부의 모양이 점진적으로 변형되며 진화하는 모습을 볼 수 있음동물 시체를 이용하여 꿀을 만드는 vulture bee(Trigona)시체를 턱으로 뜯어 작은 고깃조각으로 만들고 이 조각을 장내 미생물을 이용하여 분해하고 발효시켜 꿀과 유사한 성분의 단백질 발효물을 생산해낸다고 한다일반적인 꿀을 아예 안만드는건 아니고 이 단백질 발효물과 꿀을 섞어서 14일간 숙성시켜 페이스트같이 만들어 유충들에게 먹인다고 함또 이 벌들은 흡사 저그와 비슷한 생김새의 기괴한 둥지를 짓는 것으로도 유명한데이런 기괴한 습성과 둥지 모양에 비해 벌침은 없어서 사람한테는 무해하다고 함 캘리포니아의 Mono lake에 서식하는 소금물파리(Ephydra hians)Mono lake는 일반 호수와 다르게 바닷물의 4배나 될 정도로 염도가 매우 높고 알칼리성이 강해 미생물을 제외한 일반적인 생물은 전혀 생존할 수 없는 환경임하지만 이 파리들은 몸에 소수성 털이 굉장히 빽빽하게 자라 있어 이 털 사이에 같혀 있는 공기를 이용하여 마치 잠수복과 같은 공기방울을 만들고호수 아래로 전혀 젖지 않고도 잠수 할 수 있음이렇게 잠수한 파리들은 호수 밑바닥에 있는 유기물들을 걸러 먹으면서 알을 낳는데태어난 소금물파리의 유충들 또한 몸 내부의 특수한 기관이 존재해서 삼투압에 의한 수분 손실을 막고 체내 염분 농도를 일정하게 유지할 수 있다고 함이렇게 천적이 거의 없는 환경에서 성공적으로 적응한 덕분에 여름철 번식기때 Mono lake의 소금물파리 개체수는 무려 1000억마리가 넘는다고 하며매년 이 호수를 방문하는 200만 마리의 철새들에게 풍부한 식량 자원을 공급해주는 매우 중요한 생태학적 역할을 한다고 함저번에 올렸다가 계속 짤려서 재업함 ㅈㅅ......
작성자 : ㅇㅇ고정닉
