파란줄문어 수컷의 생존을 건 짝짓기 전략

 파란줄문어 수컷의 생존을 건 짝짓기 전략: 독과 번식의 비밀

파란 줄무늬가 선명한 작은 몸집, 아름다운 외모 뒤에 감춰진 치명적인 독. 파란줄문어는 그 화려함만큼이나 강력한 독성으로 유명합니다. 최근에는 이 독이 단순히 포식자를 막는 방어 수단이 아닌, 동족 간의 짝짓기라는 생존 경쟁에서 중요한 역할을 한다는 사실이 밝혀져 더욱 흥미를 끕니다.

해변의 불청객, 파란줄문어의 위협

작년 12월, 호주 퀸즐랜드 프레이저 아일랜드 해변에서 발생한 사고는 파란줄문어의 위험성을 여실히 보여줍니다. 한 관광객이 무심코 집어 든 조개껍데기 속에 숨어 있던 파란줄문어에게 물려 전신 마비 증세를 보였고, 헬리콥터로 긴급 이송되는 아찔한 상황이 벌어졌습니다. 의료진의 신속한 대처 덕분에 목숨은 건졌지만, 한동안 인공호흡기에 의존해야 했습니다.

지름 10cm도 채 되지 않는 작은 크기에도 불구하고 파란줄문어는 테트로도톡신(TTX)이라는 강력한 신경 마비성 독소를 지니고 있습니다. 복어 독으로도 알려진 테트로도톡신은 극소량(1~2mg)만으로도 체내 나트륨 통로를 차단하여 호흡 마비와 심장 정지를 유발할 수 있습니다. 이는 현재까지 알려진 해양 생물의 독 중 가장 강력한 수준으로, 전문가들은 파란줄문어에게 물리는 것만으로도 수 분 내에 치명적인 상황에 이를 수 있다고 경고합니다.

독을 품은 사랑, 수컷의 위험한 짝짓기

그런데 최근, 이 치명적인 독이 인간을 비롯한 다른 종에 대한 방어뿐만 아니라 동일 종과의 짝짓기 과정에서도 사용된다는 놀라운 사실이 밝혀졌습니다. 호주 퀸즐랜드대학교 뇌과학연구소와 환경과학부 연구진으로 구성된 연구팀은 수컷 파란줄문어가 짝짓기 과정에서 의도적으로 암컷에게 독을 주입하여 일시적으로 마비시킨다는 사실을 확인하고, 그 연구 결과를 권위 있는 학술지 Current Biology에 발표했습니다.

생존과 번식, 진화의 기로에 선 독

이번 연구는 고위험 신경 독인 테트로도톡신을 가진 파란줄문어 수컷이 이 독을 어떻게 번식 전략에 사용하는지 밝히기 위해 설계되었습니다. 파란줄문어는 암컷과 수컷의 크기 차이가 큰 종 중 하나입니다. 암컷의 평균 체중은 16.7g인 반면, 수컷은 10.3g 정도에 불과합니다. 짝짓기 과정에서 발생하는 극심한 생식 갈등은 이러한 크기 차이에서 비롯되는 것으로 파악됩니다. 작은 수컷은 물리적으로 불리한 위치에 놓이며, 실제로 암컷이 수컷을 공격하거나 심지어 잡아먹는 경우도 발생합니다.

연구팀은 수컷 파란줄문어가 이러한 위험한 상황에서 살아남기 위해 짝짓기 중 암컷을 잠시 마비시켜 공격이나 저항을 줄이려는 전략을 진화시킨 것으로 보고, 실험을 통해 이를 확인했습니다. 총 6쌍의 파란줄문어를 대상으로 진행된 실험에서 연구팀은 짝짓기 전후의 행동 변화와 생리 반응을 고해상도 영상 분석 및 MRI 기반 조직 계량을 통해 추적했습니다.

수컷의 비밀 병기, 발달된 독샘

실험 결과, 수컷 파란줄문어의 후방 침샘(Posterior Salivary Gland, PSG)이 암컷에 비해 평균 5배 이상 크게 발달했다는 사실이 밝혀졌습니다. 체중 대비 PSG의 비율을 나타내는 PSI 지수 또한 수컷에서 유의미하게 높았습니다. 연구팀은 이러한 차이를 수컷이 독 분비를 짝짓기에 적극적으로 활용하기 위한 생리적 진화의 흔적이라고 해석했습니다. 논문 제1저자인 정웬숭 박사는 “우리는 독이 이 종에서 단지 방어 기작으로 기능하는 것이 아니라, 수컷이 번식 기회를 확보하기 위한 행동적 수단으로 사용되는 현상을 확인했다”고 설명했습니다.

포식당하지 않기 위한 몸부림, 상대를 기절시켜라

연구팀은 파란줄문어의 짝짓기 과정이 일관되게 공격성과 신경 억제 반응을 동반한다고 밝혔습니다. 수컷은 짝짓기를 할 때 암컷의 몸통을 감싸고 등 뒤에 올라타는 독특한 자세를 취합니다. 이는 정확한 해부학적 목표 부위에 독을 주입하기 위한 준비 동작으로, 수컷은 자신의 입을 이용해 암컷의 대동맥이 지나는 두부 후면에 교합하여 독을 주입합니다.

실제로 수컷이 교합한 후 암컷은 약 8분 내에 호흡 운동이 완전히 정지되고, 체색이 창백해지며 동공 반응이 사라졌습니다. 이는 테트로도톡신 중독의 전형적인 신경계 마비 증상과 정확히 일치합니다. 짝짓기 과정은 평균 약 59분간 지속되었으며, 이후 암컷이 의식을 회복하면서 수컷을 밀쳐내며 종료되었습니다. 흥미로운 점은 실험군 중 한 사례에서 수컷이 대동맥을 비껴간 위치를 물어서 암컷이 35분 만에 깨어나 짝짓기가 조기 종료되었다는 것입니다. 이는 독의 정확한 전달이 짝짓기 성공과 밀접하게 연결되어 있음을 시사합니다.

짝짓기 후 일부 암컷 개체는 교합 부위에 직경 5~8㎜ 크기의 부종과 외상 흔적이 남아 그 상처가 3일 이상 지속되기도 했습니다. 연구팀은 이것이 독의 주입이 단순한 접촉이 아닌 실제 생리적 침습임을 보여주는 증거라고 설명합니다.

퀸즐랜드대학교 뇌과학연구소 정웬숭 박사는 “수컷은 구조적으로 단축된 팔과 작은 체구를 극복하는 대신, 생리적 수단으로 독을 진화시킨 것”이라며, 이러한 짝짓기 전략이 성적 갈등을 조절하기 위한 독특한 생물학적 수렴 진화(convergent evolution)의 사례임을 강조했습니다.

독에 쏘인 암컷, 왜 죽지 않을까?

놀랍게도 독에 노출된 암컷들은 모두 생존했으며, 3~29일 이내에 산란했습니다. 이는 파란줄문어의 암컷이 테트로도톡신에 대해 생리학적 내성을 가지고 있다는 것을 의미합니다. 정 박사는 “암컷이 완전히 마비되었다가도 회복할 수 있다는 점은 이 종에서 독성과 생식 전략 간의 절묘한 균형이 존재함을 보여 준다”고 강조했습니다.

연구팀은 파란줄문어가 테트로도톡신 내성 유전형을 지니고 있으며, 이는 유전적으로 결정된 나트륨 채널 구조의 아미노산 치환에 기인한다고 예측했습니다. 이러한 생리적 내성은 동족 간 사고사, 특히 자가중독을 방지하기 위해 진화한 특성이며, 수컷의 짝짓기 전략이 가능하도록 만드는 전제 조건이기도 합니다. 실제로 이전 연구에 따르면 유사종인 큰 파란고리문어는 신경세포의 나트륨 채널에 아미노산 치환이 일어나 있습니다. 나트륨 채널은 신경 자극이 전달되는 필수적인 단백질 구조이며, 테트로도톡신은 이 채널에 달라붙어 신경 기능을 마비시킵니다. 하지만 큰 파란고리문어 종은 세 가지 아미노산 치환으로 테트로도톡신 결합 친화도가 낮아지며, 자가중독을 방지하는 주요 내성 매커니즘으로 작용합니다.

독, 생존을 위한 진화의 도구

이 연구를 통해 ‘독’이라는 생리학적 무기가 방어나 포식에 국한되지 않고 생식 성공을 위한 갈등 조절 도구로 활용될 수 있다는 사실이 확인되었습니다. 흥미롭게도 이와 유사한 전략은 일부 전갈에서도 관찰되며, 수컷이 교미 중 반복적으로 암컷을 찌르며 공격성을 억제하는 행동이 보고된 바 있습니다.

연구진은 향후 짝짓기 후 암컷 체내의 테트로도톡신 잔류량 분석과 유전자 발현 수준에 대한 정량적 연구를 통해 독의 생화학적 및 유전적 메커니즘을 더욱 정밀하게 규명할 계획입니다.

#파란줄문어 #독 #짝짓기 #진화 #테트로도톡신 #생존전략 #생물학 #해양생물 #애드센스 #SEO최적화