생물학을 거스르는 개미 – 다른 종으로 부화하는 알을 낳는 여왕개미

• Iberian harvester 개미 여왕이 자기 종뿐 아니라 전혀 다른 종의 개체도 부화시키는 독특한 번식 방식을 보여줌
• 이 현상은 생물학의 기본 원리에 도전하며, 과학자들에게 ‘종’의 정의 재검토 필요성을 제기함
• 연구진은 Messor ibericus 여왕개미가 Messor structor 수컷의 정자를 저장 후, 자신의 유전정보를 제거함으로써 타종의 클론 수컷을 생산함을 밝혀냄
• 모계 유전 DNA 분석과 실험실 관찰을 통해, 두 개미 종이 500만 년 넘게 분화되어 있음에도 이런 '외부 출생(xenoparity)' 현상이 규명됨
• 이 독특한 시스템은 양쪽 종 모두에게 이익을 제공하는 것으로 추정되며, 클론 개체의 장기적 유지 여부는 불확실함

Iberian harvester 개미 여왕의 신기한 번식 전략

Messor ibericus 여왕이 보여주는 독특한 번식력

• Iberian harvester 개미 여왕(Messor ibericus)은 본인 종과 더불어 builder harvester 개미(Messor structor) 라는 다른 종의 개체도 부화시키는 놀라운 능력을 가짐
• 이 현상은 기존의 생물학 원칙, 즉 “같은 종끼리 교배해 번식하고, 유전적 특성이 유사하다”는 개념과 배치됨
• 연구에 참여하지 않은 생태학자 Xim Cerdá는 “이 두 종 간의 상호작용 때문에 ‘종’의 정의 자체를 다시 생각해야 한다”는 의견을 밝힘

과학적 발견 과정과 번식 메커니즘

• 최근 연구에 따르면 Messor ibericus 여왕개미는 다른 종(Messor structor) 의 수컷과 교미해 그 정자를 저장한 뒤, 일부 알에서 자신의 유전물질을 제거함
• 이렇게 수정된 알은 Messor structor 수컷의 클론으로 부화하고, M. ibericus 수컷도 별도로 생산함
• 일꾼 개미들은 두 종의 암컷 잡종으로 구성
• 이 현상을 설명하기 위해 연구진은 ‘xenoparity(외부 출생) ’라는 신조어를 창안해 사용

두 종의 진화적 거리와 유전 증거

• M. ibericus와 M. structor는 500만 년 이상 전 서로 다른 계통으로 분화된 종임
• 연구진이 프랑스 리옹 근처 농도에서 다수의 개미집을 조사한 결과, 일부 수컷 개미가 거의 털이 없고(M. structor 특징), 일부는 털이 많은(M. ibericus 특징) 것을 확인
• 유전자 검사 결과, 모든 수컷은 어미(M. ibericus)의 미토콘드리아 DNA를 공유하여 이들이 한 여왕개미에서 태어났음을 입증

실험실 관찰 및 생물학적 의미

• 실험실에서 50개 이상의 개미 집단을 2년간 관찰한 끝에 M. structor 수컷의 탄생 과정을 직접 목격
• 양쪽 종 모두에게 이득을 주는 공생적 관계일 가능성이 높음
  • M. ibericus는 일꾼 수 확보와, M. structor 수컷의 지속적인 공급(짝짓기용)을 얻음
  • M. structor 수컷은 분포 지역 확대라는 장점이 있음

이 시스템의 장기적 전망

• 하지만 M. structor 수컷이 자기 종끼리 교배하지 않고 모두 클론 형태로만 존재하기 때문에 시간이 지날수록 유해한 유전자 변이가 축적될 위험이 있음
• 현재로선 공진화 과정에서 성공적 번식전략이지만, 장기적으로 유지될 수 있을지는 불확실

핵심 연구진·전문가 코멘트

• Jacobus Boomsma(코펜하겐대 진화생물학자): “이런 시스템이 실제로 존재함은 상상을 초월하지만 효율적”
• Sara Helms Cahan(버몬트대 진화생태학자): “개미 번식이 활용 가능한 모든 도구를 총동원한 결과로, 한 종이 다른 종을 ‘주머니에 넣고 다니는’ 듯함”

결론 및 의의

• 이번 연구로 인해 동류번식과 종 개념에 대한 기존 통념에 도전
• 자연계의 놀랍고 성공적인 공진화 전략 사례로 평가됨
• 앞으로 더 많은 연구를 통해, 이런 번식 시스템이 장기적으로 어떻게 변화할지 지켜볼 필요가 있음