나무 상처를 치유하는 ‘의사 개미’ ...알고보니 공생

서로 돕고 사는 건 인간 세상만의 이야기가 아니다. 많은 동식물이 공생을 통해 거친 세상을 함께 이겨낸다. 이미 수많은 개체가 하나의 무리를 이뤄 서로 돕고 사는 개미도 예외가 아니다. 진딧물을 보호하고 영양분을 얻는 개미나 식물을 보호하면서 보금자리를 공급받는 개미는 공생의 대표적 사례다. 그런데 이런 공생 관계가 단순히 서로 돕는 수준을 넘어 하나의 유기체처럼 발전하는 경우가 있다. 

스미스소니언 열대 연구소의 윌리엄 위키슬로 (William T. Wcislo) 박사는 파나마의 열대 우림에서 아즈테카 개미 (학명 Azteca alfari)의 생태를 연구했다. 이 개미는 개미굴을 만들지 않고 트럼펫 나무 (학명 Cecropia peltata)가 제공하는 서식지에서 살아간다. 개미는 나무에서 영양분이 풍부한 수액까지 얻기 때문에 나무가 삶의 터전이나 마찬가지다. 따라서 나무를 갉아 먹는 애벌레나 다른 초식동물을 공격해 내쫓는 공생 관계를 이룬다.

그런데 이 연구에 자발적으로 지원한 고등학생 팀 (사진)은 개미가 단순히 나무의 천적만 막는 게 아니라는 사실을 발견했다. 학생들은 우연히 트럼펫 나무에 구멍을 뚫었는데, 다음날 이 구멍은 말끔히 메워져 있었다. 이것이 우연이 아니라고 생각한 학생들은 과학자들과 함께 나무에 드릴로 구멍을 뚫어 개미의 행동을 관찰했다. 그 결과 놀랍게도 개미들은 상처가 난 부위를 마치 개미굴을 수리하듯 다시 메꿔서 2시간 반 만에 상당 부분 봉합했다. 24시간 정도 지나면 상처 부위는 완전히 메워졌다. 

물론 줄기와 껍질이 재생된 건 아니지만, 우리가 붕대나 반창고를 붙여 상처를 보호하고 감염을 막는 것처럼 개미도 표면을 봉합해 상처가 감염되거나 수분이 증발하는 것을 막아준 것이다. 연구팀은 추가 실험을 통해 개미의 치료 활동이 개미가 사는 장소나 애벌레가 있는 곳에 가까울수록 더 활발하게 일어난다는 사실을 확인했다. 연구팀은 이런 행동이 아마도 날카로운 발톱으로 나무에 상처를 내는 동물에 대응해 진화한 것으로 추정했다. 

이번 연구는 개미와 식물의 공생 관계가 생각보다 더 복잡하고 밀접하다는 사실을 보여준다. 아즈테카 개미는 트럼펫 나무에서만 살면서 초식동물을 퇴치하고 상처를 치료해준다. 트럼펫 나무는 개미에게 살아갈 집과 먹이를 제공한다. 나무 입장에서 개미는 몸 밖에 있는 백혈구나 다름없다. 

이번 연구에 참여한 학생들은 코로나 19로 해외 여행과 이동이 어려운 상황에서도 자발적으로 지원했다. 그리고 그냥 지나치기 쉬운 변화를 주의 깊게 관찰한 끝에 예상을 뛰어넘는 과학적 성과를 거뒀다. 앞으로 미래가 기대되는 예비 과학자가 아닐 수 없다.