BGM : Sweet Dove - This Passing Night


안녕 게이들아


오늘은 신기한 동물중 하나인 뉴질랜드 글로우웜에 대해 몇 가지 사실을 알아보자.  






뉴질랜드의 섬 북쪽, 오클랜드에서 3시간 정도 떨어진 곳에 있는 곳에는,


와이토모라는 동굴이 있다. 
 

여기 와이토모에서는 아주 독특한 체험을 즐길 수 있는데,


바로 동굴 천장을 밤하늘의 은하수처럼 수놓는 아름다운 광경을 볼 수 있는 것이다.  





2시간정도 소요되는 체험에 150달러 정도 되며 동굴을 한바퀴 돌아볼 수 있으며.


추가 요금을 내고 튜브를 탑승해 수영하면


동굴 구석구석을 돌아볼 수 있다. 





사실 이 구슬처럼 빛나는 물체는 다름이 아니라 어떤 곤충이 만들어낸 발광 산물이다.





와이토모 동굴은 특이하게 사진촬영이 아주 엄격하게 금지되어 있는데,


이 곤충들을 빛으로부터 보호하기 위함이다.  





 일반적으로 뉴질랜드 글로어 웜으로 알려진 뉴질랜드 고유의 곤충의 유충은,


꽁무니에서 빛을 발하여 먹이를 실로 끌어들인다.





많은 곤충과 동물이 자연적으로 빛에 끌리는 특성을 갖고 있고,


글로우웜은 이것을 이용한다.





유충의 행동이 비단 둥지를 짓고 비단 실을 사용하여 먹이를 잡는 특성을 확인하여


속 이름을 Arachnocampa (거미 벌레) 라고 명명하였다.


이름을 거미 벌레(spider-worm)라고 지었지만 곤충 거미와는 계통상 크게 관련이 없고,


실제로는 fungus gnat(모기 일종) 이다.





동굴 벽에 부착 되어있던 알은 봄에 부화함과 동시에 애벌레가 청색 빛으로 즉시 빛나게 된다.






 유충은 4cm까지 자라며  30개의 비단 실을 매달아 정기적으로 끈적한 물방울을 구슬처럼 수놓는다.






이 미끼의 길이는 최대 50cm 정도 되며, 실을 따라 점액 수십 방울이 있다.


유충이 실을 만들 때 15~18 초마다 한 방울을 분비한다.





이 물방울은 99%의 물과 1%의 접착제로 구성되어 있다.  


접착제는 요소(urea; 곤충의 오줌) 와 독특한 구조의 분비 단백질로 이루어져 있다. 


일부 종에서는 실크 실에있는 점액 방울이 옥살산 등을 함유하여 유독하여 먹이를 빠르게 제압하는 함정의 능력을 향상시킨다.


요소는 실제로 우리가 쓰는 산업 접착제를 만드는데도 많이 사용된다. 







특이하게도 이 점액이 달린 낚시줄은 거미와는 다르게


고습한 환경에서 (> 80 %)에서 매우 높은 접착 에너지를 가졌다. ( 45 N/m )


거미줄과 다르게 이렇게 기계적인 물질 특성이 차이가 생기는 이유는 사는 서식지가 다르게 수렴 진화를 했기 때문이다.


 이런 다른 환경에서의 접착시스템의 진화 연구는


다습한 곳에서 쓰일 수 있는 접착제를 개발하고 연구하는데 도움이 될 수 있다. 





이들의 먹이는 작은 파리나 깔따구이며, 먹이가 물방울에 얽히면


유충은 실크로 된 올가미를 섭취하여 잡아당기고


거미처럼 살아있는 먹이를 먹기 시작한다.





 축축한 동굴에서 9개월 동안 유충으로 보내고


겨울이 되어서야 2주간의 번데기 과정을 지나 성체로 발생되며,


암컷은 3일, 수컷은 4일 후에 죽는다.


암컷이 일찍 죽는 이유는 알을 100개 이상 낳기 때문이다.





이 동물은 487nm의 파장을 갖는 청색 생물발광을 나타내며,


반딧불이와 같은 다른 발광 생물체와 비슷하게 루시퍼라제(luciferase)에 의한 루시페린(luciferin)의 분해로 발광이 발생한다. 





 하지만 분자생물학적으로 더 깊게 들여다보면,  


반딧불이의 발광 시스템과는 완전히 다른 발광 시스템을 갖고 있다. 


  반딧불이의 루시퍼린-루시퍼라제 시스템은 생물발광에 ATP (에너지) 가 필요로 하는데,


이 동물의 발광 시스템은 특이하게 ATP가 쓰이지 않는 발광이다. 


이 곤충의 발광 시스템은 다른 발광 유기체(반딧불이, 오징어, 어류 등)에서 발견되지 않은 새로운 발광시스템이다. 





이 새로운 생물발광 시스템은 새로운 연구나 분석 방법의 개발에 적합하게 이용될 수 있다.





이 종의 번데기는 특이하게 빛을 발산한다.


하지만 수컷은 몇일 후 결국 빛을 잃는다.


이 현상에 대해서는 완전히 규명되지는 않았지만,


남성 성체가 잠재적인 신부가 될 암컷을 번데기때부터 미리 찾을 수 있게 한다는 가설이 있다. 





마지막으로,


글로우웜은 진화는 곰곰이 생각해보면 굉장히 놀라운데,


이 부분은 진화론자들 사이에서도 아직도 서로 논란이 있다. 




다윈의 진화적 시나리오를 따라가 해석을 하면


돌연변이가 일어난 첫번째 글로우웜은


아주 우연하게 정말 명백한 이유 없이 빛을 생산했다는 것이다.


깜깜한 동굴에 살고 있는 이 동물이 먹는 먹이도 빛을 발하지 않으며,


반딧불이나 다른 동물과는 전혀 다른 계통수를 따라 수렴진화가 되었고,


빛이 생산되는 진화는 영양학적으로 보통 에너지 낭비반응이기 때문이라는 것이다.






정말 아주 우연하게 굳이 일어난 이 동물의 진화 선택이 생체 발광 반응 시스템이었고,


 화학 물질은 우연히 루시퍼라제 효소의 형성이 뒤 따르는 단계에 이르러, 빛을 발하기 시작했다.


 첫번째로 진화된 돌연변이 사냥 전략은 놀라울 만큼 탁월해서,


삽시간에 발광 기능이 없는 구식형 글로우웜을 멸종시켰다. 





이렇게 진화한 글로우웜은 추가적으로 진화하여


몸의 뒤쪽에 반사조직을 만들어 빛이 한쪽 방향으로 집광 되게도 만들었고
(스탠드 집광판처럼), 


최종적으로는 공기파를 감지하여 빛을 켜고 끌 수 있게 되어


포식자가 있을 때는 빛을 끌 수 있게 진화하였다. 


일반적으로 그들은 포식자가 거의 없다.


그들의 가장 큰 위험은 인간의 간섭으로 알려져있다.




3줄 요약 : 
1. 글로우웜은 뉴질랜드에 있는 발광 생물이다.
2. 글로우웜은 고습의 환경에서 만들 수 있는 접착제를 만든다.
3. 이 곤충의 발광 시스템은 다른 발광 유기체(반딧불이, 오징어, 어류 등) 에서 발견되지 않은 새로운 발광-진화시스템이다.

끝까지 읽어줘서 고맙다.
< 뉴질랜드의 보석, 글로우웜 (Arachnocampa luminosa)에 대해 알아보자. Araboza 끝>

 
< 과거에 작성한 다른 글 >
맨 위부터 읽으면 모든 글을 읽을 수 있음.
우리가 소리를 들을 수 있는 이유. araboza : https://www.ilbe.com/view/11328562701
흰수염 고래가 암에 걸리지 않는 이유.araboza : https://www.ilbe.com/view/11306800980
호두 스핑크스 나방 애벌레가 귀여운 소리를 내는 이유. Araboza. : https://www.ilbe.com/view/11289028533
코코섬에만 있는 새에 대해 알려줄게. araboja : https://www.ilbe.com/view/11266888800
세상에서 제일 높은 곳에 사는 포유류, 노랑엉덩이잎귀쥐에 대해 알아보자!.araboza! : https://www.ilbe.com/view/11263858841
밤바다의 살아있는 별, 야광충(sea sparkle)에 대해 알아보자!.araboza! : https://www.ilbe.com/view/11258812608
바다에 사는 나비, 바다 나비(Thecosomata)에 대해 알아보자!.araboza : https://www.ilbe.com/view/11251413371
바다에 사는 양! 나뭇잎 양(Costasiella kuroshimae)에 대해 알아보자! Araboza: https://www.ilbe.com/view/11207345515
변덕, 변심의 꽃! 수국(hydrangea)에 대해 알아보자. Araboza!: http://www.ilbe.com/view/11180892864
바다에 사는 토끼, 주러나 팔바(Jorunna parva) 에 대해 알아보자!.araboza: http://www.ilbe.com/view/10147833194
세상에서 제일 멀리 나는 새, 북극제비갈매기(Arctic tern)에 대해 알아보자. Araboza! : http://www.ilbe.com/view/9465610030
날개가 투명한 나비 – 유리날개나비(Greta oto) 에 대해 araboja : http://www.ilbe.com/view/9153936868