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진딧물-개미-사람의 상부상조, 신비로운 순환 생태계
2018-10-25 14:09:42
심현영
▲진딧물과 개미, 사람은 동일한 생태계 속에서 살고 있다(출처=123RF)

진딧물과 개미, 사람은 순환 생태계에 속해있다. 개미는 진딧물을 기르고 보호해 영양가 많은 진딧물 꿀을 만들어내는 것으로 알려져 있다. 진딧물은 자신들의 먹이 공급원인 식물 위에 소위 담즙이라고 부르는 물질을 만들어낸다. 이 담즙은 사람에게 의료적인 가치가 있다. 그리고 사람들은 대기 중 이산화탄소에 영향을 받고 있다. 최근, 대기 중 이산화탄소 수치가 증가하면 개미가 왕성하게 진딧물을 양식하고 그 결과 진딧물은 상당한 양의 담즙을 생산해 사람에게 유익해진다는 연구 결과가 발표됐다.

진딧물

▲발견된 진딧물은 5,000종이 넘는다(출처=123RF)

동일한 종 내에서도 매우 다양한 색을 띠고 있는 진딧물은 매우 작은 기생충으로서 식물을 수액을 먹고 산다. 그리고 현재까지 발견된 진딧물은 약 5,000종 가까이 된다.

진딧물은 재배 작물에 위해가 되는 가장 파괴적인 해충 중 하나다. 진딧물은 영양소가 풍부한 수액을 섭취해 식물을 약화시키고 식물에 바이러스를 직접 주입할 수도 있기 때문이다.

이러한 진딧물은 장식용 정원사들에게 골칫거리다. 허니듀라고 하는 진딧물 분비물이 정원의 미적인 측면에 영향을 미칠 수 있으며 식물의 변형을 가져오기 때문이다. 이처럼 정원사들이 싫어하는 진딧물 분비물이 개미와 의료 전문가들에게는 중요한 것이 된다.

개미, 진딧물 양식해

진딧물이 만들어내는 허니듀는 개미에게 에너지와 영양소를 제공한다. 일부 개미종은 직접 진딧물을 길러 허니듀를 취하기도 한다. 그리고 이 개미종은 진딧물을 무당벌레와 말벌 같은 포식자로부터 보호하기도 한다.

고동털개미(Lasius japonicus ant)는 녹색과 붉은색의 두 가지 형태가 있는 쑥잎꼬마수염진딧물(Macrosiphoniella yomogicola aphid)를 양식한다. 녹색 형태 진딧물은 영양소가 풍부한 허니듀를 생산하기 때문에 개미는 붉은색 진딧물보다 녹색 형태 진딧물을 선호한다. 만약 개미가 없었다면, 붉은색 진딧물이 우세하게 성장해 단일 형태가 됐을 것이다. 그러나 개미의 활발한 개입 활동으로 인해 녹색 형태의 진딧물이 전체에서 65% 정도를 차지하고 있다.

웨스턴시드니대학의 스콧 존슨 박사가 이끄는 새로운 연구에 따르면, 여러 해 동안 대기 중에 이산화탄소가 축적되면서 개미가 양식하는 진딧물이 증가하고 있다.

연구팀은 자주개자리라는 식물에서 주로 볼 수 있는 흰발마디개미(Iridomyrmex ant)가 양식하는 아카시아진딧물(Cowpea aphid)을 연구했다. 연구팀은 실험실 배경에서 대기 중 CO2를 증가시키자 자주개자리의 아미노산 함유량은 줄어들었다. 그러나 진딧물 개체수는 영향을 받지 않고 오히려 더욱 많은 식물성 아미노산을 유도하는 것을 발견했다.

그리고 진딧물은 더욱 많은 수액을 먹고 평소보다 세 배나 많은 허니듀를 만들어냈다. 그 결과 개미의 진딧물 양식 횟수는 배로 증가했다. 즉, 미래에 대기 중 이산화탄소가 증가하면 개미가 양식하는 진딧물을 더욱 흔하게 볼 수 있게 될 것이라는 뜻이다.

진딧물, 담즙 생성해

개미가 진딧물을 양식하지만 진딧물은 자신들의 이익을 위해 식물을 조작할 수 있다. 독일 빌레펠드대학의 캐롤라인 뮬러 화학생태학과 교수가 이끄는 연구팀에 따르면, 진딧물은 자신의 필요에 의해 식물 수액의 화학적 구성을 변형시킬 수 있다.

연구팀은 녹색탄지진딧물과 크림슨탄지진딧물을 주로 볼 수 있는 다년생 노란꽃 식물인 탄지로 이 같은 사실을 증명했다.

이 진딧물들은 꽃봉오리와 어린 잎, 줄기 등 식물의 여러 부위에서 볼 수 있다. 연구팀은 진딧물의 개체수 성장과 식물 수액의 당분, 유기산, 아미노산 및 기타 대사산물을 분석했다.

연구 결과, 진딧물은 자신들의 이익을 위해 식물 수액 구조를 변경했다. 먼저, 꽃봉오리에 가까운 줄기에 침입해 수액의 당분 및 유기산 구조를 변경시켰다. 그리고 오래된 잎에 침입해 아미노산의 농도를 높였다. 녹색탄지진딧물은 줄기 구조 변경에 최적화된 진딧물인 반면, 크림슨탄지진딧물은 오래된 잎의 화학구조 변경에 최대 능력을 발휘했다.

진딧물은 식물의 화학구조를 변경해 자신이 기생하는 식물의 외부 조직에 다량의 담즙을 만들어냈다. 이 담즙은 동물의 양성 종양 또는 무사마귀와 유사하지만 사람에게는 해를 입히지 않는다. 오히려 진딧물이 만들어낸 담즙은 사람에게 상업적인 가치가 있다.

사람, 전통의학에 담즙 활용

▲진딧물은 중국 전통의학에서는 중요한 곤충이다(출처=123RF)

오배자면충 진딧물(Chinese sumac aphid)은 붉나무에 오배자라는 담즙을 만들어낸다. 이는 전통의학에서 사용되고 있는 값비싼 재료다.

연구를 통해, 이 오배자는 노로바이러스에 항설사제로 효과가 있는 것으로 입증됐다. 그리고 중국허난과학기술대학 연구팀은 오배자에 암 치료에 효과적이 여러 화학성분이 함유돼 있다고 주장했다.

[researchpaper 리서치페이퍼=심현영 기자]


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