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가만히 룸에게 재미있어 놔. 참잖아. 눈물이 아주같은 군락에 있는 이베리아수확개미(학명 Messor ibericus) 수개미(왼쪽)와 스트럭터수확개미(학명 Messor structor) 수개미. Y. Juve et al.(2025)/nature 제공


한 개미 종에서 여왕개미가 다른 종의 수개미를 낳고 그 수개미와 교미해 잡종 일개미를 낳을 수 있다는 사실이 확인됐다. 서로 다른 두 종의 자손을 모두 낳을 수 있다는 뜻이다. 한 종이 다른 종의 유전자를 복제해 주머니에 넣고 다니는 듯한 충격적인 생태에 과학자들은 놀라움을 표했다.
조너선 로미귀에르 프랑스 몽펠리에대 진화과학연구소 연구원팀은 남부 유럽에 주로 서식하는 이베리아수확개미(학명 Messor ibericus)를 관찰해 지 자연체 금까지 발견되지 않았던 개미의 번식 습성을 확인하고 연구결과를 3일(현지시간) 국제학술지 '네이처'에 공개했다.
이베리아수확개미는 약 500만년전 다른 종으로 분화된 스트럭터수확개미(학명 Messor structor)와 공존한다. 이베리아수확개미의 여왕개미는 교미할 스트럭터수확개미 수개미를 공급받고 두 종의 잡종 일개미를 낳는다. 잡종 법인대출 일개미는 둥지를 짓거나 먹이를 구하는 등 노동력을 충당한다. 다른 종의 수개미와 교미해 일개미를 낳는 여왕개미는 이베리아수확개미 외의 일부 종에서도 관찰된다.
연구팀은 이탈리아 시칠리아섬에 사는 개미 군락들을 관찰하던 중 이상한 점을 발견했다. 시칠리아섬에는 이베리아수확개미가 널리 서식하고 있지만 스트럭터수확개미 군락은 하나도 없었다. 서울보증기금 그런데 이베리아수확개미 군락 내부를 자세히 관찰한 결과 스트럭터수확개미도 함께 사는 것으로 확인됐다. 섬에 스트럭터수확개미 군락이 없는데도 이베리아수확개미 내에 스트럭터수확개미가 있었던 것이다.
26개 군락에서 채집된 132마리의 스트럭터수확개미 수개미의 유전자를 분석한 결과 수개미들의 세포핵에는 스트럭터수확개미의 DNA가 있지만 세포핵 준보전산지 바깥에서 에너지를 생산하는 세포소기관인 미토콘드리아에서는 이베리아수확개미의 DNA가 확인됐다. 이베리아수확개미 여왕개미가 낳은 수개미라는 뜻이다. 인간도 자연임신 과정에서 난자에 있는 미토콘드리아가 자손에 전달돼 모계 유전된다.



이베리아수확개미 여왕개미(a)는 이베리아수확 알바 주휴수당 개미 수개미(c)를 낳거나 수개미와 교미해 새로운 여왕개미를 낳을 수 있다. 스트럭터수확개미와 공존할 경우 야생 스트럭터수확개미 수개미(e)와 교미해 노동력을 제공하는 잡종 일개미(b)를 낳는다. 주변에 스트럭터수확개미가 없는 경우에도 클론 이베리아수확개미 수개미(d)를 혼자서 낳고 교미해 잡종 일개미를 낳을 수 있다. Y. Juve et al.(2025)/nature 제공


이베리아수확개미 여왕개미는 혼자서 세포핵에 스트럭터수확개미의 유전자만 포함된 수개미를 낳고 이 수개미와 교미해 잡종 일개미를 생산했다. 로미귀에르 연구원은 "사실상 이베리아수확개미가 스트럭터수확개미와 그 유전자를 길들인 셈"이라고 말했다.
이베리아수확개미가 '복제'한 스트럭터수확개미 수개미를 스트럭터수확개미 군락에 보내자 생김새가 거의 비슷한데도 침입자로 간주돼 죽임당했다. 복제된 스트럭터수확개미는 이베리아수확개미의 페로몬을 뿜기 때문에 공격받은 것으로 분석됐다.
로미귀에르 연구원은 새로 밝혀진 이베리아수확개미의 생태가 과거 단세포 생물 내에 다른 단세포 생물이 자리 잡으며 미토콘드리아나 엽록체가 된 사례와 비슷하다고 평가했다.
연구에 참여하지 않은 사라 헬름스 카한 영국 버몬트대 생물학과 교수는 "개미가 사용할 수 있는 모든 번식 기술이 활용됐다"며 "한 종이 다른 종을 주머니에 넣고 다니듯 한다"고 표현했다.
네이처 과학기자인 맥스 코즐로프는 이번 연구결과에 대한 논평에서 "다른 종의 유전자를 '가축화'한 것"이라고 말했다. 이어 "기이하면서도 놀라운 발견"이라며 "생물학에서 예상치 못한 발견 가능성에 열린 마음을 가져야 한다"고 밝혔다.
<참고 자료> - doi.org/10.1038/s41586-025-09425-w
[이병구 기자 2bottle9@donga.com]