영리한 벌레들이 곤충을 타고 이동하기 위해 초유기체 타워를 형성합니다.

실험실에서 촬영한 선충류 타워. 사진 제공: 다니엘라 페레즈

선충류는 지구상에서 가장 흔한 동물이지만, 어려운 시기가 오면 이 작은 벌레들은 위로 올라가는 데 어려움을 겪습니다. 그래서 그들은 자신의 분지군에 맞춰 행동합니다. 먹이가 떨어지고 경쟁이 치열해지면, 그들은 수많은 동족을 향해 기어오릅니다. 그들은 서로 기어오르고 또 기어올라, 마침내 하늘을 향해 솟아오른 살아있는 탑을 만들어냅니다. 그 탑은 지나가는 동물을 타고 더 푸르고 넓은 목초지로 갈 수 있도록 해줍니다.

적어도 과학자들은 그렇게 생각했습니다. 수십 년 동안 이 벌레들의 구조는 물질적인 것이라기보다는 신화적인 존재였습니다. 동물들이 무리를 지어 이동하기 위해 몸을 연결하는 이러한 집합체는 자연에서는 드뭅니다.

점균류, 불개미, 그리고 진드기만이 이런 방식으로 움직이는 것으로 알려져 있습니다. 선충류의 경우, 실험실이나 생장실의 인공적인 환경 외에는 아무도 탑이라고 알려진 이러한 집합체를 본 적이 없었고, 그 용도를 아는 사람도 없었습니다. 탑이 현실 세계에 존재하기는 했을까요?

독일 콘스탄츠의 연구진은 지역 과수원의 떨어진 사과와 배에서 우뚝 솟은 벌레의 모습을 영상으로 촬영했습니다. 막스 플랑크 동물행동연구소(MPI-AB)와 콘스탄츠 대학교 연구팀은 현장 연구와 실험실 실험을 결합하여 우뚝 솟은 벌레의 행동이 자연적으로 발생하며 집단 이동 수단으로 기능한다는 최초의 직접적인 증거를 제시했습니다.

천연 타워

MPI-AB 그룹 리더이자 선임 저자인 세레나 딩은 공동 저자인 라이언 그린웨이가 현장에서 촬영한 영상을 보내준 순간에 대해 "처음 이 천연 타워들을 봤을 때 정말 황홀했어요."라고 말합니다.

"오랫동안 천연 벌레 타워는 우리의 상상 속에만 존재했습니다. 하지만 적절한 장비와 많은 호기심 덕분에 우리는 그것들이 눈에 잘 띄지 않는 곳에 숨어 있는 것을 발견했습니다."

MPI-AB의 기술 보조원인 그린웨이는 대학 근처 과수원에서 썩어가는 과일들을 디지털 현미경으로 수개월 동안 샅샅이 뒤지며 자연 발생 현상과 지렁이 탑의 행동을 기록했습니다. 이 탑들 중 일부는 실험실로 옮겨졌습니다. 탑 안에는 연구진을 놀라게 했습니다. 과일에는 여러 종의 선충이 우글거리고 있었지만, 자연 탑은 모두 "다우어(dauer)"라고 불리는 강인한 유충 단계의 단일 종으로만 이루어져 있었습니다.

MPI-AB의 박사후 연구원이자 제1저자인 다니엘라 페레즈는 "선충탑은 단순한 벌레 더미가 아닙니다."라고 말합니다. "그것은 조화로운 구조이자, 움직이는 초유기체입니다."

타워의 기능

연구팀은 마치 개별 선충류가 지나가는 동물에게 달라붙기 위해 꼬리로 서 있는 것처럼, 자연적인 다우어 타워들이 일제히 흔들리는 모습을 관찰했습니다. 그러나 새로운 연구 결과에 따르면, 벌레 타워 전체가 접촉에 반응하고, 표면에서 떨어져 나와 초파리와 같은 곤충에 집단적으로 달라붙어 새로운 환경에 무리 지어 이동할 수 있다는 것이 밝혀졌습니다.

더 깊이 탐구하기 위해 페레즈는 실험실에서 배양한 예쁜꼬마선충( C. elegans) 을 이용하여 제어탑을 만들었습니다.

칫솔모와 같은 작은 수직 기둥을 꽂은 먹이가 없는 한천 배지 위에 놓자 배고픈 선충들이 스스로 조립하기 시작했습니다. 2시간 만에 살아있는 탑들이 나타났고, 12시간 이상 안정적으로 유지되었으며, 주변 공간으로 탐험 "팔"을 뻗을 수 있었습니다. 어떤 탑들은 새로운 표면에 도달하기 위해 틈새를 가로지르는 다리를 만들기도 했습니다.

페레즈는 "탑들은 활발하게 감지하고 성장합니다."라고 말합니다. "우리가 탑들을 만지자 탑들은 즉시 반응하여 자극을 향해 자라면서 달라붙었습니다."

이러한 행동은 야생 샘플에서 관찰된 소위 "다우어(dauer)" 유충 단계에만 국한되지 않는 것으로 밝혀졌습니다. 실험실에서 관찰된 성충 C. elegans 와 모든 유충 단계에서도 키가 솟아 있었습니다. 이는 키가 솟아오르는 것이 이전에 생각했던 것보다 더 일반적인 집단 이동 전략일 수 있음을 시사하는 예상치 못한 결과입니다.

그러나 이 탑들의 구조적 복잡성에도 불구하고, 탑 내부의 벌레들은 뚜렷한 역할 차이를 보이지 않았습니다. 기저부와 정점부의 개체들은 동등하게 이동성, 번식력, 그리고 힘을 가지고 있었는데, 이는 일종의 평등주의적 협력을 암시합니다. 하지만 저자들은 지금까지는 실험실의 통제된 환경에서만 관찰되었다고 지적합니다.

"선충은 클론 배양체이기 때문에 탑 내부에 어떠한 차이도 없다는 것은 당연합니다. 자연 탑에서는 서로 다른 유전적 구성과 역할을 볼 수 있으며, 이는 누가 협력하고 누가 속이는지에 대한 흥미로운 질문을 제기합니다."

연구자들은 곤충 떼에서 새의 이동에 이르기까지 집단 행동이 어떻게 진화하는지 이해하고자 하는데, 이러한 미세한 벌레 탑이 몇몇 답을 제공할 수도 있을 것입니다.

"이 연구는 동물들이 어떻게 그리고 왜 함께 움직이는지 탐구하는 완전히 새로운 체계를 제시합니다."라고 선충류의 행동과 유전학 연구 프로그램을 이끌고 있는 딩은 말합니다.

"선충류에 활용 가능한 유전적 도구를 활용함으로써, 우리는 이제 집단 분산의 생태와 진화를 연구할 수 있는 강력한 모델을 갖게 되었습니다."

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/06/250617014146.htm