[오늘과학] 바다에 사는 곤충이 드문 이유

단단한 껍질을 갖고 있는 곤충 장수풍뎅이. 게티이미지뱅크 제공

곤충은 가장 다양한 환경에서 적응한 생물 종 중 하나로 꼽힌다. 주변 환경에 맞춰 끈질기게 진화하는 곤충이지만 바다에 서식하는 종은 바다소금쟁이를 비롯해 몇몇 정도로 극히 드물다. 곤충의 조상 중에서도 바다를 근거지로 두는 경우는 거의 없다. 곤충이 해양환경에서 적응하기 어려운 진화적 특성을 과학자들이 밝혀냈다. 

아사노 쓰나키 도쿄도립대 교수 연구팀은 곤충의 외부를 덮고 있는 단단한 껍질이 해양 환경에서 불리한 화학적 구조를 갖고 있다는 사실을 확인한 연구 결과를 7일 국제학술지 '곤충생리학'에 발표했다. 연구팀은 "곤충이 바다에서 적응하지 못하는 진화적 특성은 오랫동안 과학계의 수수께끼였다"고 설명했다.

곤충의 단단한 껍질은 왁스층과 큐티클층으로 구성된 독특한 구조로 이뤄졌다. 연구팀에 따르면 곤충이 단단한 껍질을 가질 수 있는 이유는 다중구리산화효소-2(MCO2)라는 효소가 큐티클층에서 카테콜아민이라고 불리는 화합물을 산화시켜 표면을 경화시키기 때문이다. 

MCO2로 만들어진 껍질의 또다른 특징은 건조하면서도 가볍다는 것이다. 연구팀은 "MCO2로 형성된 껍질은 곤충의 비행 활동에 적합하다"며 "바다보다 육지에서 활동하기 용이하게 진화한 형태로 해석된다"고 설명했다.

곤충 껍질이 바다보다 육지에서 활동하기 편하게 진화했다는 사실은 곤충의 먼 친척뻘인 갑각류의 껍질 구조와 비교하면 더 명확해진다.

갑각류 또한 단단한 껍질을 갖고 있지만 곤충의 껍질과는 형성 과정이 다르기 때문이다. 갑각류의 경우 MCO2가 아닌 바닷물의 칼슘을 사용해 껍질을 경화한다. 육지보다 해양 환경에서 적응하기 적합한 진화적 특성인 것이다.

연구팀은 "곤충 껍질에서 큐티클층이 경화하는 방식은 곤충이 지상환경에서 성공적으로 적응할 수 있었던 이유 중 하나"라며 "곤충의 진화는 이들이 살아가는 환경에 최적화된 방식으로 이뤄지는 것을 알 수 있다"고 말했다. 

[박정연 기자 hesse@donga.com]