먹지 않아도 괜찮아…광합성으로 살아가는 작은 벌레 [와우! 과학]

식물은 광합성으로 스스로 영양분을 만들고 동물은 그 영양분을 이용해 살아간다. 하지만 이런 큰 원칙에서 벗어나는 예외도 존재한다. 벌레를 잡아먹는 식충 식물이나 광합성 미세 조류와 공생하면서 고착 생활을 하는 동물인 산호가 대표적이다.

산호는 힘들게 먹이를 잡으러 돌아다니는 대신 몸속에 작은 공생 조류(algae)에게 영양분을 구한다. 대신 미세 조류에게 햇빛이 잘 비치는 안전한 집과 광합성에 필요한 영양 물질, 그리고 이산화탄소를 제공한다. 이런 공생 관계는 너무나 성공적이어서 해양 생물종의 1/4이 이 환상의 파트너가 만든 산호초에서 발견된다.

햇볕만 쬐면 알아서 영양분이 제공되는 산호의 삶은 어쩌면 다른 동물들에게는 부러움의 대상일지도 모른다. 하지만 부러워만 하는 것이 아니라 산호처럼 자기 몸에 공생 조류를 받아들인 동물도 있다. 잘 알려져 있진 않지만, 작은 벌레인 무장류 (Acoela)가 바로 그들이다.

무장류는 작고 납작한 외형 때문에 과거에는 편형동물로 분류되었으나 최근에는 좌우대칭 동물의 진화과정에서 분리된 원시적인 그룹으로 보는 것이 일반적이다. 입은 있지만, 편형동물처럼 제대로 된 소화기관이 없기 때문이다.

무장류는 입으로 들어온 먹이가 각각의 세포 사이에서 흡수되는 단순한 구조를 지니고 있다. 이런 단순한 소화 시스템으로 유지할 수 있는 몸 크기는 수mm 정도로 작기 때문에 우리의 눈에 잘 띄지 않을 뿐 아니라 사실 과학계에도 알려진 내용이 많지 않다.

일본 홋카이도 대학의 케빈 웨이크맨 교수와 대학원생인 시라테 리우루앙 오키나와 앞바다에서 광합성 무장류를 수집해 연구했다. 무장류 중에서 광합성을 하는 종은 얕고 따뜻한 바다에서 살기 때문이다.

연구팀에 따르면 이 무장류들은 미세 조류를 먹은 후 세포에서 소화하지 않고 그냥 몸 안에서 살 수 있도록 도와준다. 조류는 동물 세포에서 나오는 이산화탄소와 작고 투명한 몸을 통해 들어오는 햇빛을 이용해 광합성을 하고 양분을 내놓는다.

연구팀은 새로 발견된 무장류에서 공생 조류를 분리 배양해 이들을 조사했다. 그 결과 테트라셀미스(Tetraselmis)라는 조류와 흔한 식물성 플랑크톤인 와편모충류 신종을 확인할 수 있었다. 여기에 수집한 무장류도 신종이었다. 바닷속 깊은 심해가 아니라 가까운 얕은 바다에 우리가 모르는 신종이 다수 숨어 있었던 셈이다.

광합성 무장류는 살기 위해서 먹어야 하는 동물의 숙명에서 한 발 벗어나 먹이로 섭취한 광합성 조류와 함께 여유롭게 살아간다. 단순하지만 만물의 영장을 자처하는 인간도 부러워할 삶인지도 모른다.　　

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com