정원개미(학명 Lasius neglectus) 일개미들이 전염병에 감염돼 화학 신호를 보낸 개미 유충 번데기의 고치를 풀어헤쳐 유충을 꺼낸 모습. Christopher D. Pull/ISTA 제공


전염병에 감염된 개미 번데기가 주변에 '희생 신호'를 보내 자신을 소독하도록 유도하고 죽음을 맞이한다는 사실이 확인됐다. 집단을 위해 자신을 희생해 감염 확산을 막는 선택인 셈이다. 개미처럼 군집이 하나의 생명체처럼 집단으로 기능하는 '초유기체(superorganisms)'에서 나타나는 이타적인 행동 사례로 해석된다.
실비아 크레머 바다이야기다운로드 오스트리아 과학기술연구소(ISTA) 교수팀은 정원개미(학명 Lasius neglectus) 종에서 전염병에 감염된 번데기가 주변 일개미에게 병원균을 소독하도록 유도하는 화학적 신호를 생성한다는 사실을 확인하고 연구결과를 2일(현지시간) 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 공개했다.
감염된 성체 개미는 질병 확산을 막기 위해 자발적으로 바다이야기프로그램 군집을 떠나는 것으로 알려져 있다. 유충과 성체 개미 사이의 과도기 단계인 번데기 고치로 싸인 개미는 직접 움직일 수 없다. 선행 연구에서는 일개미가 병든 번데기를 식별해 파괴할 수 있는 것으로 알려졌지만 감염된 번데기와 일개미 중 어느 쪽에서 주도적으로 판단하는 과정인지는 확인된 바 없다.



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연구팀은 정원개미 번데기에 곰팡이성 병원균인 메타리지움 브루네움(학명 Metarhizium brunneum)을 감염시키고 행동을 관찰했다.
실험 결과 병든 일개미 번데기는 변형된 화학 신호를 방출해 주변 성체 일개미들이 자신을 '소 바다이야기릴게임2 독'하도록 유도했다. 신호를 받은 일개미들은 신속히 반응해 고치에서 개미 번데기를 꺼내고 표면에 작은 구멍을 낸 뒤 자체 생산한 항균성 독소인 포름산을 바른다. 포름산은 번데기 내부에서 증식하는 병원체를 사멸시키지만 번데기 자체도 죽게 만든다.
신호는 주변에 성체 일개미가 존재할 때만 방출됐다. 감염이나 면역 반응으로 인한 부산물이 아니 쿨사이다릴게임 라는 뜻이다. 감염되지 않은 건강한 번데기에 변형된 화학 신호를 묻히자 성체 일개미들은 번데기를 파괴했다.
일개미 번데기보다 면역력이 강해 스스로 감염을 억제할 수 있는 여왕개미 번데기는 이런 화학 신호를 발신하지 않는 것으로 관찰됐다. 연구팀은 "단일 개체의 면역과 집단 면역 간의 균형 잡힌 상호작용이 전체 군집의 건강을 효율적으로 달성한다"고 설명했다.



일개미와 일개미 유충 번데기. Barbara Leyre/ISTA 제공


관찰된 개미의 이타적 행동은 인간의 체내 세포와 닮은 부분이 있다. '세포자살(apoptosis)'은 세포가 외부 손상이나 내부 이상을 감지했을 때 스스로 분해 효소를 활성화해 질서 있고 안전하게 사멸하는 과정이다. 세포자살은 '세포괴사(necrosis)'와 달리 정상적인 조직 성장과 면역 조절에 필수적인 현상이다.
연구팀은 "사회적 동물 집단에서 병든 개체는 종종 집단의 배제와 공격을 막기 위해 질병에 걸린 사실을 감춘다"며 "개미 유충은 정반대의 접근법으로 경보 신호를 적극적으로 발산해 군집이 건강을 유지하도록 돕는다"고 밝혔다.
개미의 '집단 방역' 사례는 더 있다. 올해 10월 영국 브리스톨대 연구팀은 개미가 감염병 확산을 줄이기 위해 개미집을 더 크게 만들거나 배치를 변형하는 등 '공간적 면역'을 수행한다는 사실을 확인하고 연구결과를 국제학술지 '사이언스'에 공개하기도 했다.
<참고 자료> - doi.org/10.1038/s41467-025-66175-z
[이병구 기자 2bottle9@donga.com] 기자 admin@no1reelsite.com